JP2004320860A

JP2004320860A - Reactive power compensator

Info

Publication number: JP2004320860A
Application number: JP2003108999A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Onose; 貴之小野瀬; Eiichiro Maeda; 栄一郎前田; Takashi Aihara; 孝志相原; Iwao Madori; 岩男真鳥; Osamu Ishioka; 修石岡; Yoshinori Ichikawa; 嘉則市川; Takashi Fuse; 隆志布施; Satoshi Inamura; 聡稲村
Original assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Current assignee: Tohoku Electric Power Co Inc; Hitachi Ltd
Priority date: 2003-04-14
Filing date: 2003-04-14
Publication date: 2004-11-11

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stabilize a system voltage by reducing voltage fluctuation in a power system. <P>SOLUTION: A reactive power from a voltage fluctuation suppressing circuit 27 and a reactive power value of the difference between a reactive power detection value and a reactive power command value are inputted in a reactive power compensator 25. A voltage fluctuation of a power grid decreases by such amount as the increase/decrease in the reactive power value outputted from the increase/decrease value of the reactive power of the reactive power compensator 25, and the value from a capacitor element 25C and a reactance element 25L is suppressed in the power system, resulting in a stabilized system voltage. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は風力発電所などの電圧変動を抑制するのに好適な無効電力補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無効電力補償装置ＳＶＣを備えた変電所及び発電所において、送電損失を低減することを目的とした無効電力を一定制御（ＡＱＲ）に維持しながら、無効電力補償装置ＳＶＣを設置する母線等の電圧を許容電圧範囲内に制御する。
【０００３】
電力需要の変動のみならず、近年、増加しつつある自然エネルギーを利用した風力発電所は、風の影響により計画的に電力を供給するのが難しく、各地点での有効・無効電力の変動が多くなる傾向にある。
【０００４】
また、分散電源など、個々のユーザが個別に電力を供給する傾向にあり、このような需要バランスを計画するのが困難である。特に、無効電力のバランスが代わると、系統電圧が変動し、許容電圧範囲を超えると系統全体が不安定となる。
【０００５】
そこで、無効電力を補償する無効電力補償装置ＳＶＣが必要となる。この構成は分路リアクトル（ＳＨＲ）及び並列コンデンサ（ＳＣ）で構成される。他励式無効電力補償装の場合、サイリスタバルブを直列に接続し、分路リアクトル（ＳＨＲ）に流れる電流をサイリスタバルブの制御角を連続制御することで無効電力を制御する。
【０００６】
無効電力補償装置の制御方式として、系統電圧の安定を目的とした電圧一定制御（ＡＶＲ）と、送電損失の低減を目的とした無効電力一定制御（ＡＱＲ）が広く知られている。
【０００７】
電圧一定制御（ＡＶＲ）は電圧検出点の電圧を一定に保つように無効電力補償装置ＳＶＣの出力を制御する方式である。
【０００８】
無効電力一定制御（ＡＱＲ）は無効電力検出点を一定に保つよう、無効電力補償装置ＳＶＣの出力を制御する方式である。
【０００９】
しかし、無効電力一定制御（ＡＱＲ）は無効電力検出点を一定に保つが、負荷変動等により有効電力が大きく変動すると、有効電力と無効電力のバランスが崩れる為、系統電圧が変動する。また、電圧による制御をしていない為、無効電力補償装置ＳＶＣのＬ分出力を大きくなる事により系統電圧は下がり、無効電力補償装置ＳＶＣのＬ分出力が小さくなる事により系統電圧は上がってしまう。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
このように、無効電力一定制御（ＡＱＲ）のみでは、無効電力補償装置ＳＶＣの設置母線の電圧が許容電圧範囲を超え、無効電力を一定に保とうとする制御が働き、無効電力補償装置ＳＶＣの設置母線の電圧は許容電圧範囲を更に変動していくことがある。尚、この種の技術として特開平１０−３２００６３号公報を挙げることができる。
【００１１】
本発明の目的は、電力系統での電圧変動を低減する無効電力補償装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の無効電力補償装置では、電圧変動抑制回路からの有効電力により変動する電圧を抑制する有効電力に対応する無効電力値を出力する電圧変動抑制回路を設け、この電圧変動抑制回路からの無効電力と無効電力検出値と無効電力指令値の差分の無効電力値を無効電力補償装置に入力し、
無効電力補償装置の無効電力の増減値とコンデンサ要素及びリアクタンス要素からの値とから出力された無効電力値の増減を電力系統に供給して、電力系統での電圧変動が少なくなり、系統電圧を安定化させることができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
近年、増加しつつある自然エネルギーを利用した風力発電所は、風の影響により計画的に電力を供給するのが難しく、各地点での有効・無効電力変動が多くなる傾向にある。
【００１４】
近傍の無効電力補償装置ＳＶＣが電圧一定制御（ＡＶＲ）でない場合。近傍の電圧を制御する機器が設置されていない場合。負荷・電力変動の激しい場合。等に本発明の無効電力補償装置を使用する。
【００１５】
本発明の無効電力補償装置（ＳＶＣ）が接続される系統を図１に示す。
【００１６】
送電線１側と電力系統２を介して受電端１０に接続され、受電端１０の電圧を受電端電圧Ｖｒとする。電力系統２はインピーダンスＲ及びリアクタンスｊＸをもつことにより、送電端７の有効電力Ｐｓ、無効電力ｊＱｓ、及び送電端電圧Ｖｓと受電端１０の有効電力Ｐｒ、無効電力ｊＱｒ及び受電端電圧Ｖｒが変化する。
【００１７】
また、受電端１０に風力発電所などの分散電源１１がある場合、その有効電力Ｐｒは図２のように分散電源１１の発電量１２が時間の経過と共に変化する。そのため、受電端１０の損失等を低減するために、変動の激しい場所に無効電力補償装置１３が接続される。無効電力補償装置１３により無効電力を所定値に調整し、電力系統２に電力を供給する。
【００１８】
本発明の無効電力補償装置１３の概略制御ブロックを図３に示し、説明する。
【００１９】
無効電力補償装置１３は無効電力補償制御回路１３Ａと他励式無効電力補償装置２５とよりなる。無効電力補償制御回路１３Ａは次のように構成されている。
【００２０】
即ち、電力系統２に変流器１５と計器用変成器１６を接続する。変流器１５と計器用変成器１６で計測された検出電流及び検出電圧を電流検出器１７及び電圧検出器１８に入力する。電流検出器１７と電圧検出器１８から出力した電流検出値と電圧検出値を有効電力検出器１９と無効電力検出器２０に入力する。有効電力検出器１９と無効電力検出器２０から有効電力値と無効電力値が出力される。
【００２１】
無効電力検出手段である無効電力検出器２０から出力された無効電力検出値２０Ａを減算器２１Ｘに入力する。また、無効電力指令器２２からの基準となる無効電力指令値２２Ａを減算器２１Ｘに入力し、無効電力検出値２０Ａから無効電力指令値２２Ａを減算して出力される無効電力出力値２０Ｃを第２の減算器２１Ｙに入力する。尚、減算器２１Ｘと第２の減算器２１Ｙとは１個にして使用してもよい。
【００２２】
一方、有効電力検出器１９は電圧検出器１８及び電流検出器１７からの検出電圧及び検出電流により有効電力を演算する。有効電力検出器１９の出力側には電圧変動抑制回路２７を接続している。電圧変動抑制回路２７は有効電力により変動する電圧を抑制する有効電力に対応する抑制無効電力値２７Ａを減算器２１Ｙに入力し、電力系統２での電圧変動を抑制する。つまり、電圧変動抑制回路２７により有効電力の変動による電圧変動を抑制するような無効電力の有効電力変動に対する割合Ｋ_Ｐを、後述する（数７）式により求める。
【００２３】
即ち、第２の減算器２１Ｙでは無効電力出力値２０Ｃと抑制無効電力値２７Ａとを演算する。無効電力出力値２０Ｃを例えば１とし、抑制無効電力値２７Ａを５とすれば、無効電力出力値＝１−５＝−４となり、この−４を無効電力一定制御回路２３に入力する。無効電力一定制御回路２３から無効電力出力値をパルス位相器２４に入力する。
【００２４】
パルス位相器２４は、無効電力出力値に相当する点弧制御角信号を無効電力補償回路である他励式無効電力補償装置２５の半導体制御素子２６にゲート信号Ｇとして入力する。半導体制御素子２６はゲート信号Ｇに伴い点弧する。
【００２５】
この場合には、ＳＶＣ用変圧器２８のリアクタンスにより相当する巻線に供給される無効電力たとえば−２とコンデンサ２５Ｃとリアクタンス２５Ｌからの放出される無効電力例えば４とにより４−２＝２となる。２だけ無効電力が電力系統２に供給される。
【００２６】
風力発電が吸収する無効電力が−４であるとすると、無効電力補償装置１３による電力系統における無効電力は２−４＝−２となり、電圧変動を抑制することができるので、電圧変動が少なくなり、系統電圧を安定化させることができる。つまり、分散電源である風力発電からの電圧変動は無効電力を減少した分だけ少なくなり、この電力を送電線に供給できる。
【００２７】
更に、無効電力出力値２０Ｃと抑制無効電力値２７Ａとからの無効電力出力値＝−１とすれば、ＳＶＣ用変圧器２８のリアクタンスにより相当する巻線に供給される無効電力値−１とコンデンサ２５Ｃとリアクタンス２５Ｌからの放出される無効電力値例えば２とにより２−１＝１となる。
【００２８】
１だけ無効電力が電力系統２に供給され、無効電力を増加した分だけ、電力系統２での電圧変動を抑制することができるので、電圧変動が少なくなり、系統電圧を安定化させることができる。従って、無効電力を放出した分だけ電力系統２での電圧変動を抑制することができるので、電圧変動が少なくなり、系統電圧を安定化させることができる。
【００２９】
このように、他励式無効電力補償装置２５において、ＳＶＣ用変圧器２８に入る無効電力の増減値とコンデンサ２５Ｃ及びリアクタンス２５Ｌからの値とから出力された無効電力値の増減により、この増減された無効電力値を電力系統に供給した分だけ、電力系統での電圧変動が抑制され、系統電圧を安定化させることができる。
【００３０】
次に、電圧変動抑制回路２７の補償量である抑制無効電力値２７Ａの算出根拠を図５ないし図６により説明する。
【００３１】
図５の系統において、送電端電圧Ｖｓは、受電端電圧Ｖｒ、有効電力Ｐｒ、無効電力Ｑｒ及び系統インピーダンスＲとリアクタンスｊＸより算出される。
【００３２】
図５において、送電端電圧Ｖｓは受電端電圧Ｖｒの位相を基準として、次の式が成り立つ。
【００３３】
【数１】

【００３４】
このベクトル図は図６（Ａ）、（Ｂ）のようになり、リアクタンス送電線はＲ＝０、即ち、α＝９０°の場合に相当する。
【００３５】
上記（数１）より下記（数２）式を得る。
【００３６】
【数２】

【００３７】
このベクトル図は図７のようになり、リアクタンス送電線に比べて、同相分電圧降下Ｒ，Ｐｒ／Ｖｒ、直角同相分電圧降下−Ｒ，Ｑｒ／Ｖｒが加算されている。
【００３８】
【数３】

【００３９】
【数４】

【００４０】
となる。
【００４１】
よって、送受電端の電圧変化を内容にするための受電端の有効電力Ｐｒに対する無効電力Ｑｒは、数５により表せる。
【数５】となる。

【００４２】
よって、電圧変動抑制回路２７の制御ブロックは、有効電力の変動による電圧変動を抑制するような無効電力の有効電力変動に対する割合Ｋ_Ｐを（数６）式により求めることができる。
【００４３】
【数６】

【００４４】
この式により、系統インピーダンスＲとリアクタンスｊＸが既知である場合、未知数である有効電力Ｐｒを入力することにより、電圧変動のない無効電力値Ｑｒが算出できる。この値を無効電力指令値とすることで、無効電力補償装置（ＳＶＣ）の出力を制御し、電圧，電流計測点の無効電力を調整する。
【００４５】
この実施例では、減算器を２個使用したが、１個にしても同じ効果を得ることができる。また、回路の途中で符号を逆にすることにより、減算器を加算器として使用しても同じ効果を得ることができる。
【００４６】
次に、図４により、自励式無効電力補償装置３４の場合を説明する。
【００４７】
ＳＶＣ用変圧器２８の二次側に変流器２９を接続する。無効電力一定制御回路２３からの電流指令値を電流制御回路３２に入力し、電流制御回路３２からゲートパルス発生器３３を介して無効電力補償回路２５の半導体制御素子３５にゲート信号Ｇとして入力する。半導体制御素子３５はゲート信号Ｇに伴い点弧する。
【００４８】
電圧変動抑制回路２７は有効電力により変動する電圧を抑制する有効電力に対応する抑制無効電力値２７Ａを減算器２１Ｙに入力し、電力系統２での電圧変動を抑制する。
【００４９】
これにより、無効電力出力値の増減に応じて自励式無効電力補償装置３４により、無効電力を吸収したり、或いは放出したりして、電圧変動が少なくなり、系統電圧を安定化させることができる。また前述の実施例のＳＶＣ用変圧器２８を削除して、半導体制御素子３５のみの回路でも実施することができる。
【００５０】
この実施例では、減算器を２個使用したが、１個にしても同じ効果を得ることができる。また、回路の途中で符号を逆にすることにより、減算器を加算器として使用しても同じ効果を得ることができる。
【００５１】
また、風力発電で発生した電力に本発明の電圧変動抑制回路を使用すれば、電圧変動を抑制した品質を向上した電力を負荷に供給できるので、需要家の電力品質に対する信頼性が向上した。
【００５２】
【発明の効果】
以上のように、本発明の無効電力補償装置によれば、電力系統での無効電力を抑制した分だけ、系統電圧の変動を抑制させ系統電圧の安定化を図ると共に、送電損失を低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例である無効電力補償装置ＳＶＣを含む概略制御ブロック図。
【図２】図１の無効電力補償装置ＳＶＣによる有効電力と時間との関係を示す電力特性図。
【図３】本発明の実施例である他励式無効電力補償装置の概略制御ブロック図。
【図４】本発明の実施例である自励式無効電力補償装置の概略制御ブロック図。
【図５】図１の短絡距離送電の電圧・潮流を示す等価回路図。
【図６】図５の送電端系統電圧を求めるためのベクトル図。
【図７】図５の送電端系統電圧を求めるためのベクトル図。
【符号の説明】
Ｒ…インピーダンス、Ｘ…リアクタンス、Ｐｓ…送電端有効電力、ｊＱｓ…送電端無効電力、Ｖｓ…送電端系統電圧、Ｐｒ…受電端有効電力、ｊＱｒ…受電端無効電力、Ｖｒ…受電端系統電圧、１…電力系統、２…系統母線、７…送電端、１０…受電端、１１…分散電源、１２…分散電源発電量、１３…無効電力補償装置、１３Ａ…無効電力補償制御回路、１５…変流器、１６…計器用変圧器、１７…電流検出器、１８…電圧検出器、１９…有効電力検出器、２０…無効電力検出器、２１Ｘ，２１Ｙ…減算器、２２…無効電力指令値、２３…無効電力一定制御回路（ＡＱＲ）、２４…パルス位相器、２５…他励式無効電力補償装置、２５Ｌ…分路リアクトル、２５Ｃ…コンデンサ、２６…半導体制御素子、２７…電圧変動抑制回路、２８…ＳＶＣ用変圧器、２９…変流器、３０…電流検出器、３１…減算器、３２…電流制限回路、３３…ゲートパルス発生器、３４…自励式無効電力補償装置、３５…半導体制御素子。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a reactive power compensator suitable for suppressing voltage fluctuation in a wind power plant or the like.
[0002]
[Prior art]
In a substation and a power plant equipped with the reactive power compensator SVC, the voltage of a bus or the like on which the reactive power compensator SVC is installed while maintaining the reactive power at a constant control (AQR) for the purpose of reducing transmission loss. Is controlled within the allowable voltage range.
[0003]
In addition to fluctuations in power demand, wind power plants that use renewable energy, which has been increasing in recent years, have difficulty supplying power systematically due to the effects of wind, and fluctuations in active and reactive power at each location It tends to increase.
[0004]
Also, individual users such as distributed power sources tend to supply power individually, and it is difficult to plan such a demand balance. In particular, when the balance of the reactive power changes, the system voltage fluctuates, and when the voltage exceeds the allowable voltage range, the entire system becomes unstable.
[0005]
Therefore, a reactive power compensator SVC for compensating the reactive power is required. This configuration includes a shunt reactor (SHR) and a parallel capacitor (SC). In the case of the separately-excited reactive power compensator, the thyristor valves are connected in series, and the current flowing through the shunt reactor (SHR) is controlled by continuously controlling the control angle of the thyristor valves to control the reactive power.
[0006]
As a control method of the reactive power compensator, there are widely known constant voltage control (AVR) for stabilizing system voltage and constant reactive power control (AQR) for reducing transmission loss.
[0007]
The constant voltage control (AVR) is a method of controlling the output of the reactive power compensator SVC so as to keep the voltage at the voltage detection point constant.
[0008]
The constant reactive power control (AQR) is a method of controlling the output of the reactive power compensator SVC so as to keep the reactive power detection point constant.
[0009]
However, the constant reactive power control (AQR) keeps the reactive power detection point constant. However, if the active power fluctuates significantly due to a load change or the like, the system voltage fluctuates because the balance between the active power and the reactive power is lost. In addition, since the voltage is not controlled, the system voltage is reduced by increasing the output of the reactive power compensator SVC by L, and the system voltage is increased by decreasing the output of the reactive power compensator SVC by L. .
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, only by the constant reactive power control (AQR), the voltage of the bus where the reactive power compensator SVC is installed exceeds the allowable voltage range, and the control to keep the reactive power constant works, and the installation of the reactive power compensator SVC is performed. The bus voltage may further vary the allowable voltage range. Incidentally, JP-A-10-320063 can be cited as this kind of technique.
[0011]
An object of the present invention is to provide a reactive power compensator that reduces voltage fluctuations in a power system.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the reactive power compensator of the present invention, a voltage fluctuation suppressing circuit that outputs a reactive power value corresponding to the active power that suppresses the voltage that fluctuates due to the active power from the voltage fluctuation suppressing circuit is provided, The reactive power from the voltage fluctuation suppression circuit and the reactive power value of the difference between the reactive power detection value and the reactive power command value are input to the reactive power compensator,
By supplying the power system with the increase or decrease of the reactive power output from the increase or decrease of the reactive power of the reactive power compensator and the values from the capacitor element and the reactance element, the voltage fluctuation in the power system is reduced, and the system voltage is reduced. Can be stabilized.
[0013]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In recent years, wind power plants that use renewable energy, which is increasing, have difficulty in systematically supplying power due to the influence of wind, and tend to have large fluctuations in active and reactive power at each point.
[0014]
When the nearby reactive power compensator SVC is not the constant voltage control (AVR). When there is no equipment that controls nearby voltages. When load / power fluctuations are severe. For example, the reactive power compensator of the present invention is used.
[0015]
FIG. 1 shows a system to which a reactive power compensator (SVC) of the present invention is connected.
[0016]
It is connected to the power receiving end 10 via the transmission line 1 and the power system 2, and the voltage at the power receiving end 10 is referred to as a power receiving end voltage Vr. Since the power system 2 has the impedance R and the reactance jX, the active power Ps and the reactive power jQs of the transmitting end 7 and the active power Pr, the reactive power jQr and the receiving end voltage Vr of the transmitting end voltage Vs and the receiving end 10 change. I do.
[0017]
Further, when there is a distributed power source 11 such as a wind power station at the power receiving end 10, the active power Pr of the distributed power source 11 changes with time as shown in FIG. Therefore, in order to reduce the loss or the like of the power receiving end 10, the reactive power compensator 13 is connected to a location where the fluctuation is sharp. The reactive power is adjusted to a predetermined value by the reactive power compensator 13 and power is supplied to the power system 2.
[0018]
A schematic control block of the reactive power compensator 13 of the present invention is shown in FIG. 3 and will be described.
[0019]
The reactive power compensator 13 comprises a reactive power compensation control circuit 13A and a separately-excited reactive power compensator 25. The reactive power compensation control circuit 13A is configured as follows.
[0020]
That is, the current transformer 15 and the instrument transformer 16 are connected to the power system 2. The detected current and the detected voltage measured by the current transformer 15 and the instrument transformer 16 are input to the current detector 17 and the voltage detector 18. The detected current value and the detected voltage value output from the current detector 17 and the voltage detector 18 are input to the active power detector 19 and the reactive power detector 20. The active power detector 19 and the reactive power detector 20 output the active power value and the reactive power value.
[0021]
The reactive power detection value 20A output from the reactive power detector 20, which is a reactive power detecting means, is input to a subtractor 21X. Also, a reactive power command value 22A serving as a reference from the reactive power command device 22 is input to the subtractor 21X, and a reactive power output value 20C output by subtracting the reactive power command value 22A from the reactive power detection value 20A is output to the 2 is input to the subtracter 21Y. The number of the subtractor 21X and the second subtractor 21Y may be one.
[0022]
On the other hand, the active power detector 19 calculates the active power based on the detected voltage and the detected current from the voltage detector 18 and the current detector 17. A voltage fluctuation suppression circuit 27 is connected to the output side of the active power detector 19. The voltage fluctuation suppression circuit 27 inputs the suppression reactive power value 27A corresponding to the active power for suppressing the voltage fluctuating by the active power to the subtractor 21Y, and suppresses the voltage fluctuation in the power system 2. That is, the ratio K _P for active power variation in reactive power so as to suppress a voltage variation due to variation of the active power by the voltage change suppression circuit 27, obtained by later-described equation (7).
[0023]
That is, the second subtractor 21Y calculates the reactive power output value 20C and the suppressed reactive power value 27A. Assuming that the reactive power output value 20C is 1, for example, and the suppressed reactive power value 27A is 5, the reactive power output value = 1-5 = -4, and this -4 is input to the constant reactive power control circuit 23. The reactive power output value from the constant reactive power control circuit 23 is input to the pulse phase shifter 24.
[0024]
The pulse phase shifter 24 inputs the ignition control angle signal corresponding to the reactive power output value to the semiconductor control element 26 of the separately-excited reactive power compensator 25, which is a reactive power compensation circuit, as a gate signal G. The semiconductor control element 26 fires according to the gate signal G.
[0025]
In this case, the reactive power supplied to the corresponding winding by the reactance of the SVC transformer 28, such as -2, and the reactive power released from the capacitor 25C and the reactance 25L, for example, 4 results in 4-2 = 2. . Two reactive powers are supplied to the power system 2.
[0026]
Assuming that the reactive power absorbed by the wind power generation is -4, the reactive power in the power system by the reactive power compensator 13 is 2-4 = -2, and the voltage fluctuation can be suppressed. In addition, the system voltage can be stabilized. That is, voltage fluctuations from the wind power generation, which is a distributed power source, are reduced by the amount of the reduced reactive power, and this power can be supplied to the transmission line.
[0027]
Further, if the reactive power output value from the reactive power output value 20C and the suppressed reactive power value 27A is set to -1, the reactive power value -1 supplied to the corresponding winding by the reactance of the SVC transformer 28 and the capacitor 25-1 and the reactive power value, for example, 2 emitted from the reactance 25L, 2-1 = 1.
[0028]
Only one reactive power is supplied to the power system 2 and the voltage fluctuation in the power system 2 can be suppressed by the amount of the increased reactive power, so that the voltage fluctuation is reduced and the system voltage can be stabilized. . Therefore, voltage fluctuations in the power system 2 can be suppressed by the amount of the discharged reactive power, so that voltage fluctuations are reduced and system voltage can be stabilized.
[0029]
In this way, in the separately-excited reactive power compensator 25, the increase / decrease of the reactive power output from the value of the reactive power entering the SVC transformer 28 and the value from the capacitor 25C and the reactance 25L increases or decreases this value. Voltage fluctuations in the power system are suppressed by the amount of supplying the reactive power to the power system, and the system voltage can be stabilized.
[0030]
Next, the basis for calculating the suppression reactive power value 27A, which is the compensation amount of the voltage fluctuation suppression circuit 27, will be described with reference to FIGS.
[0031]
In the system shown in FIG. 5, the transmitting end voltage Vs is calculated from the receiving end voltage Vr, active power Pr, reactive power Qr, system impedance R, and reactance jX.
[0032]
In FIG. 5, the following equation holds for the power transmitting end voltage Vs based on the phase of the power receiving end voltage Vr.
[0033]
(Equation 1)

[0034]
This vector diagram is as shown in FIGS. 6A and 6B, and the reactance transmission line corresponds to the case where R = 0, that is, α = 90 °.
[0035]
From the above (Equation 1), the following (Equation 2) is obtained.
[0036]
(Equation 2)

[0037]
This vector diagram is as shown in FIG. 7, and the common-mode voltage drops R and Pr / Vr and the quadrature common-mode voltage drops -R and Qr / Vr are added to the reactance transmission line.
[0038]
[Equation 3]

[0039]
(Equation 4)

[0040]
It becomes.
[0041]
Therefore, the reactive power Qr with respect to the active power Pr at the power receiving end for describing the voltage change at the power transmitting / receiving end can be expressed by Expression 5.
## EQU5 ##

[0042]
Therefore, the control block of the voltage fluctuation suppression circuit 27 can be determined by the ratio K _P (number 6) for active power variation in reactive power so as to suppress a voltage variation due to variation of the active power.
[0043]
(Equation 6)

[0044]
According to this equation, when the system impedance R and the reactance jX are known, the reactive power Qr without voltage fluctuation can be calculated by inputting the unknown active power Pr. By using this value as the reactive power command value, the output of the reactive power compensator (SVC) is controlled, and the reactive power at the voltage and current measurement points is adjusted.
[0045]
In this embodiment, two subtracters are used, but the same effect can be obtained even with one subtractor. Also, by reversing the signs in the middle of the circuit, the same effect can be obtained even if a subtractor is used as an adder.
[0046]
Next, the case of the self-excited var compensator 34 will be described with reference to FIG.
[0047]
A current transformer 29 is connected to the secondary side of the SVC transformer 28. The current command value from the constant reactive power control circuit 23 is input to the current control circuit 32, and is input from the current control circuit 32 to the semiconductor control element 35 of the reactive power compensation circuit 25 via the gate pulse generator 33 as a gate signal G. . The semiconductor control element 35 fires according to the gate signal G.
[0048]
The voltage fluctuation suppression circuit 27 inputs the suppression reactive power value 27A corresponding to the active power for suppressing the voltage fluctuating by the active power to the subtractor 21Y, and suppresses the voltage fluctuation in the power system 2.
[0049]
Thereby, the reactive power is absorbed or released by the self-excited reactive power compensator 34 in accordance with the increase or decrease of the reactive power output value, the voltage fluctuation is reduced, and the system voltage can be stabilized. . Further, the SVC transformer 28 of the above-described embodiment can be omitted, and the circuit can be implemented only with the semiconductor control element 35.
[0050]
In this embodiment, two subtracters are used, but the same effect can be obtained even with one subtractor. Also, by reversing the signs in the middle of the circuit, the same effect can be obtained even if a subtractor is used as an adder.
[0051]
Further, if the voltage fluctuation suppressing circuit of the present invention is used for the electric power generated by wind power generation, it is possible to supply the load with the improved voltage fluctuation suppressed quality to the load, thereby improving the reliability of the power quality of the customer.
[0052]
【The invention's effect】
As described above, according to the reactive power compensating device of the present invention, by suppressing the reactive power in the power system, it is possible to suppress the fluctuation of the system voltage, stabilize the system voltage, and reduce the transmission loss. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic control block diagram including a reactive power compensator SVC according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a power characteristic diagram showing a relationship between active power and time by the reactive power compensator SVC of FIG. 1;
FIG. 3 is a schematic control block diagram of a separately-excited reactive power compensator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a schematic control block diagram of a self-excited var compensator according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an equivalent circuit diagram showing voltage and power flow of short-circuit distance power transmission in FIG. 1;
FIG. 6 is a vector diagram for obtaining a transmission end system voltage in FIG. 5;
FIG. 7 is a vector diagram for obtaining a transmission end system voltage in FIG. 5;
[Explanation of symbols]
R: impedance, X: reactance, Ps: transmitting end active power, jQs: transmitting end reactive power, Vs: transmitting end system voltage, Pr: receiving end active power, jQr: receiving end reactive power, Vr: receiving end system voltage, DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Power system, 2 ... System bus, 7 ... Power transmission end, 10 ... Power reception end, 11 ... Distributed power supply, 12 ... Distributed power generation, 13 ... Reactive power compensator, 13A ... Reactive power compensation control circuit, 15 ... Variable Flow device, 16: Instrument transformer, 17: Current detector, 18: Voltage detector, 19: Active power detector, 20: Reactive power detector, 21X, 21Y: Subtractor, 22: Reactive power command value, 23: constant reactive power control circuit (AQR), 24: pulse phase shifter, 25: separately excited reactive power compensator, 25L: shunt reactor, 25C: capacitor, 26: semiconductor control element, 27: voltage fluctuation suppression circuit, 28 ... S C transformer, 29 ... current transformer, 30 ... current detector, 31 ... subtractor, 32 ... current limiting circuit, 33 ... gate pulse generator, 34 ... self-excited reactive power compensator, 35 ... semiconductor control element.

Claims

A reactive power detection unit that calculates a detection voltage and a detection current from a voltage detector and a current detector connected to a power system into reactive power, and a reactive power detection value and a reactive power command value from the reactive power detection unit. The difference between the reactive power detection value and the reactive power command value is input to the reactive power control unit, based on the control signal from the reactive power control unit. In a reactive power compensator that controls reactive power in a power system by absorbing reactive power or releasing reactive power when delayed reactive power is small,
The active power is calculated by the active power detection means based on the detected voltage and the detected current from the voltage detector and the current detector, and reactive power that suppresses a voltage that fluctuates due to the active power is input to the power system. A reactive power compensator comprising a voltage fluctuation suppressing circuit for suppressing voltage fluctuation in a system.

According to the difference between the reactive power difference and the reactive power from the voltage fluctuation suppression circuit in the subtractor, the reactive power is absorbed by a reactor element, or the reactive power is released by a capacitor element, 2. The reactive power compensator according to claim 1, wherein a separately-excited reactive power compensator that suppresses voltage fluctuations in a system is used.

A self-excited reactive power compensator that supplies to the power system according to the increase or decrease of the reactive power due to the difference between the reactive power difference and the reactive power from the voltage fluctuation suppression circuit in the subtractor, and suppresses voltage fluctuations in the power system. The reactive power compensator according to claim 1, wherein the reactive power compensator is used.

The subtractor controls the secondary voltage of the transformer for the reactive power compensator according to the increase or decrease of the reactive power due to the difference between the reactive power difference and the reactive power from the voltage fluctuation suppression circuit, and suppresses the secondary voltage on the primary side. The reactive power compensating device according to claim 1, wherein the reactive power compensating device that supplies reactive power to the power system and suppresses voltage fluctuation in the power system is used.

2. The reactive power according to claim 1, wherein a ratio K _P of the reactive power to the active power variation that suppresses the voltage variation due to the active power variation by the voltage variation suppressing circuit is obtained by Expression (6). Compensation device.