JP2008089537A - Operation method of system impedance - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To improve accuracy of operation of a system impedance with respect to a harmonic having an object order. <P>SOLUTION: A harmonic voltage Vo having the object order included in a distribution line voltage at a specific spot in a state before injecting a harmonic current J into a system from a harmonic current source, a harmonic voltage V1 having the object order included in the distribution line voltage when injecting the harmonic current J into a distribution system, and the harmonic current J are detected by switching a phase to a fundamental wave voltage Vf of the harmonic current J to different values to the number of h, and circles to the number of h (a circle 1 to a circle 3) on which a resistance portion Ro and a reactance portion Xo of the system impedance are loaded are drawn. Intersection points having a relation of a shorter mutual distance are extracted as effective data points from among all the intersection points of the circles to the number of h, and each average value of R-axis components and X-axis components of each coordinate of the effective data points is operated, to thereby determine the resistance portion Ro and the reactance portion Xo of the system impedance. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、配電系統の任意の点における系統インピーダンスを演算する系統インピーダンスの演算方法に関するものである。   The present invention relates to a system impedance calculation method for calculating system impedance at an arbitrary point of a distribution system.

配電系統においては、系統インピーダンスを推定することが必要になることがしばしばある。例えば、配電系統においては、配電線電圧に生じる高調波歪を抑制するために、配電系統にアクティブフィルタを接続しているが、アクティブフィルタを設置する際には、その高調波抑制効果を確認するために、該フィルタの設置点における系統インピーダンスを知る必要がある。   In a power distribution system, it is often necessary to estimate the system impedance. For example, in a distribution system, an active filter is connected to the distribution system in order to suppress harmonic distortion that occurs in the distribution line voltage. When installing an active filter, check the harmonic suppression effect. Therefore, it is necessary to know the system impedance at the installation point of the filter.

アクティブフィルタは、設置点の配電線電圧に含まれる対象次数の（抑制の対象とする次数の）高調波成分Ｖafを検出する配電線電圧検出部と、制御ゲインＫを設定する制御ゲイン設定部と、配電線電圧の高調波成分Ｖaf（ベクトル）に制御ゲインＫを乗じることにより求めた対象次数の高調波補償電流Ｉaf（＝Ｋ×Ｖaf）を配電系統に注入する高調波補償電流出力部とを備えていて、高調波補償電流出力部が出力する補償電流を配電系統に注入することにより、配電線電圧の高調波歪を抑制する。このアクティブフィルタは、対象次数の高調波電圧に対してのみ作用する１／Ｋ［Ω］の抵抗として動作する。   The active filter includes a distribution line voltage detection unit that detects a harmonic component Vaf of the target order (of the order to be suppressed) included in the distribution line voltage at the installation point, a control gain setting unit that sets the control gain K, A harmonic compensation current output unit for injecting the harmonic compensation current Iaf (= K × Vaf) of the target order obtained by multiplying the harmonic component Vaf (vector) of the distribution line voltage by the control gain K into the distribution system; The harmonic distortion of the distribution line voltage is suppressed by injecting the compensation current output from the harmonic compensation current output unit into the distribution system. This active filter operates as a 1 / K [Ω] resistor that acts only on the harmonic voltage of the target order.

アクティブフィルタが設置される配電系統においては、アクティブフィルタを設置した場合に大きな高調波補償効果が得られる最適な設置箇所を探索するための調査を行ったり、アクティブフィルタに設定した制御ゲイン等が適正であるか否かを確認したりするために、系統にアクティブフィルタを接続した場合の高調波補償効果を検証することが必要になる。高調波補償効果は、アクティブフィルタ設置前後の設置点における対象次数高調波電圧比（＝アクティブフィルタ設置後の設置点の対象次数の高調波電圧／アクティブフィルタ設置前の設置点の対象次数の高調波電圧）により評価される。   In power distribution systems where active filters are installed, conduct investigations to search for optimal installation locations that can provide a large harmonic compensation effect when active filters are installed, and control gains set for active filters are appropriate. It is necessary to verify the harmonic compensation effect when an active filter is connected to the system. Harmonic compensation effect is the target order harmonic voltage ratio at the installation point before and after installation of the active filter (= harmonic voltage of the target order of the installation point after installation of the active filter / harmonic of the target order of the installation point before installation of the active filter. Voltage).

後記するように、アクティブフィルタ設置前後の設置点の対象次数の高調波電圧比は、アクティブフィルタの等価インピーダンスと、対象次数の高調波に対する設置点の系統インピーダンスとにより決まる。ここでアクティブフィルタの等価インピーダンスは、アクティブフィルタ毎に決まっている（既知である）ため、上記対象次数の高調波電圧比を求めるためには、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスを求めればよい。   As will be described later, the harmonic voltage ratio of the target order at the installation point before and after the installation of the active filter is determined by the equivalent impedance of the active filter and the system impedance of the installation point with respect to the harmonic of the target order. Here, since the equivalent impedance of the active filter is determined (known) for each active filter, in order to obtain the harmonic voltage ratio of the target order, the system impedance for the harmonic of the target order may be obtained.

従来、アクティブフィルタを設置するに当たり、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスＺoを求める際には、特許文献１に示されているように、アクティブフィルタから系統に対象次数の高調波電流Ｊを注入する前に系統に生じている対象次数の高調波電圧Ｖoと、電流Ｊを注入した後に系統に生じる対象次数の高調波電圧Ｖ1との差電圧Ｖｏ−Ｖ1を演算して、この差電圧と、注入した電流Ｊとから、Ｚ＝（Ｖo−Ｖ1）／Ｊの式により、系統インピーダンスＺoの推定値を演算するようにしていた。
特開平１０−１１１３２９号公報 Conventionally, when installing the active filter, when obtaining the system impedance Zo for the harmonic of the target order, as shown in Patent Document 1, the harmonic current J of the target order is injected from the active filter into the system. The difference voltage Vo−V1 between the harmonic voltage Vo of the target order generated in the system before and the harmonic voltage V1 of the target order generated in the system after injecting the current J is calculated. The estimated value of the system impedance Zo is calculated from the current J by the equation Z = (Vo-V1) / J.
JP-A-10-111329

上記のように、アクティブフィルタの高調波抑制効果を検証するために系統インピーダンスを求める際には、アクティブフィルタから系統に対象次数の高調波電流を注入する前に配電線電圧に含まれている対象次数の高調波電圧と、電流を注入した後に系統に生じる対象次数の高調波電圧と、注入した対象次数の高調波電流とを検出して、電流注入前後の対象次数の高調波電圧の差と、注入した対象次数の高調波補償電流とから、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスを演算していた。しかしながら、配電線電圧の高調波成分は基本波成分に比べてきわめて小さく、その検出精度が悪くなるのを避けられないため、１回の検出により得られたパラメータを用いて演算された系統インピーダンスには大きな誤差が含まれる。   As described above, when determining the system impedance to verify the harmonic suppression effect of the active filter, the target included in the distribution line voltage before injecting the harmonic current of the target order from the active filter to the system The harmonic voltage of the target order, the harmonic voltage of the target order generated in the system after the current is injected, and the harmonic current of the injected target order are detected, and the difference between the harmonic voltage of the target order before and after the current injection is detected. The system impedance for the harmonic of the target order was calculated from the harmonic compensation current of the injected target order. However, the harmonic component of the distribution line voltage is extremely small compared to the fundamental component, and it is inevitable that the detection accuracy will deteriorate. Therefore, the system impedance calculated using the parameters obtained by one detection is used. Contains a large error.

そこで、系統インピーダンスの演算結果に含まれる誤差を小さくするために、パラメータの検出を複数回行って、複数回の検出により得られたパラメータを用いてそれぞれ演算された複数の系統インピーダンスの平均をとることにより、系統インピーダンスの演算の精度を向上させている。   Therefore, in order to reduce the error included in the calculation result of the system impedance, the detection of the parameter is performed a plurality of times, and the average of the plurality of system impedances calculated using the parameters obtained by the detection of the plurality of times is taken. This improves the accuracy of system impedance calculation.

しかしながら、従来の方法では、得られる系統インピーダンスのデータ数がパラメータの検出回数と同じであるため、データ数を多くして系統インピーダンスの演算の精度を向上させるためには、パラメータの検出を多数回繰り返さなくてはならず、系統インピーダンスの演算に非常に長い時間を要するという問題があった。   However, in the conventional method, the number of system impedance data obtained is the same as the number of parameter detections. Therefore, in order to increase the number of data and improve the accuracy of system impedance calculation, parameter detection is performed many times. There is a problem that it takes a very long time to calculate the system impedance, which must be repeated.

本発明の目的は、パラメータの検出に要する時間を長くすることなく、配電系統の任意の点における系統インピーダンスの演算の精度を高めることができるようにした系統インピーダンスの演算方法を提案することにある。   An object of the present invention is to propose a system impedance calculation method capable of increasing the accuracy of system impedance calculation at an arbitrary point in the distribution system without increasing the time required for parameter detection. .

本発明は、配電系統の特定地点から系統を見た対象次数の高調波に対するインピーダンスを系統インピーダンスＺo（＝Ｒo＋ｊＸo）として、該系統インピーダンスＺoの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを演算する系統インピーダンスの演算方法に係わるものである。   The present invention calculates the impedance of the system impedance Zo (= Ro + jXo) with respect to the harmonic of the target order when the system is viewed from a specific point of the distribution system, and calculates the resistance Ro and reactance Xo of the system impedance Zo. It is related to the method.

本発明においては、特定地点から系統に注入する対象次数の高調波電流Ｊを出力する高調波電流源を用意しておいて、高調波電流源から系統に高調波電流Ｊを注入する前の状態で特定地点の配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖoを検出し、高調波電流源が出力する対象次数の高調波電流Ｊの配電線電圧の基本波電圧Ｖfに対する位相を可変として、高調波電流Ｊを特定地点から配電系統に注入したときに配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖ1と、対象次数の高調波電流Ｊとを、高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相のｈ（ｈは３以上の整数）個の異なる値に対して検出する。また高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相をｈ個の異なる値としたときの高調波電圧Ｖoと高調波電流Ｊとの位相差φのｈ個の値をそれぞれ求め、高調波電圧Ｖoと、ｈ個の位相差φの値にそれぞれ対応する高調波電圧Ｖ1の大きさと、高調波電流Ｊの大きさと、位相差φの値とに対して、式（Ｒ＋｜Ｖo／Ｊ｜×ｃｏｓφ）２＋（Ｘ−｜Ｖo／Ｊ｜×ｓｉｎφ）２＝｜Ｖ1／Ｊ｜２ により、Ｒ−Ｘ直交座標系の平面上に描かれるｈ個の円のすべての交点の座標を求める。そして、ｈ個の円のすべての交点の中から、相互間の距離がより近い関係にあるｄ個［ｄはｈ以上、ｈ（ｈ−１）／２以下の整数］の交点を有効データ点として抽出する有効データ抽出過程を行った後、抽出したｄ個の有効データ点のそれぞれの座標のＲ軸成分及びＸ軸成分の平均値を演算することにより、系統インピーダンスの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを求める。 In the present invention, a harmonic current source that outputs the harmonic current J of the target order to be injected into the system from a specific point is prepared, and the state before the harmonic current J is injected into the system from the harmonic current source The harmonic voltage Vo of the target order included in the distribution line voltage at a specific point is detected, and the phase of the harmonic current J of the target order output from the harmonic current source with respect to the fundamental voltage Vf of the distribution line voltage is variable. When the harmonic current J is injected into the distribution system from a specific point, the harmonic voltage V1 of the target order included in the distribution line voltage and the harmonic current J of the target order with respect to the fundamental voltage Vf of the harmonic current J Detection is performed for h different phases (h is an integer of 3 or more). Further, h values of the phase difference φ between the harmonic voltage Vo and the harmonic current J when the phase of the harmonic current J with respect to the fundamental voltage Vf is set to h different values are obtained, respectively. For the magnitude of the harmonic voltage V1, the magnitude of the harmonic current J, and the value of the phase difference φ corresponding to each of the h phase differences φ, the equation (R + | Vo / J | × cosφ) 2 + (X− | Vo / J | × sinφ) 2 = | V 1 / J | 2 , the coordinates of all intersections of h circles drawn on the plane of the R−X orthogonal coordinate system are obtained. Then, among all the intersections of the h circles, d intersections [d is an integer greater than or equal to h and less than or equal to h (h−1) / 2] that are closer to each other are effective data points. After the effective data extraction process is performed, the average value of the R-axis component and the X-axis component of the respective coordinates of the extracted d effective data points is calculated to obtain the resistance component Ro and reactance component of the system impedance. Find Xo.

上記高調波電圧Ｖoと高調波電流Ｊとの位相差φは、基本波電圧Ｖfと対象次数の高調波電圧Ｖoとの位相差αと、基本波電圧Ｖfと対象次数の高調波電圧Ｖ1との位相差βと、対象次数の高調波電圧Ｖ1と高調波電流Ｊとの位相差γから求めることができる。位相差α，β及びγは、測定により求めてもよく、演算により求めてもよい。   The phase difference φ between the harmonic voltage Vo and the harmonic current J is the difference between the phase difference α between the fundamental voltage Vf and the harmonic voltage Vo of the target order, and the fundamental voltage Vf and the harmonic voltage V1 of the target order. It can be obtained from the phase difference β and the phase difference γ between the harmonic voltage V1 of the target order and the harmonic current J. The phase differences α, β, and γ may be obtained by measurement or may be obtained by calculation.

上記の方法によると、高調波電流Ｊを特定地点から配電系統に注入したときに配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖ1、及び注入した対象次数の高調波電流Ｊを含むパラメータの検出回数ｈを３以上とすることにより（求める円の数を３以上とすることにより）、平均値の演算に用いるデータの数を検出回数以上とすることができる。従って、パラメータの検出回数を多くすることなく平均値の演算に用いるデータ数を多くして、系統インピーダンスの演算結果の精度を高めることができ、系統インピーダンスを求めるために要する時間を短縮することができる。   According to the above method, when harmonic current J is injected into the distribution system from a specific point, detection of parameters including harmonic voltage V1 of the target order included in the distribution line voltage and harmonic current J of the injected target order By setting the number of times h to 3 or more (by setting the number of circles to be calculated to be 3 or more), the number of data used for calculating the average value can be set to be the number of detections or more. Therefore, it is possible to increase the number of data used for the calculation of the average value without increasing the number of parameter detections, to increase the accuracy of the calculation result of the system impedance, and to shorten the time required to obtain the system impedance. it can.

本発明の好ましい態様では、上記有効データ抽出過程において、異なる２つの円の組合せを円ペアとして、ｈ個の円によりＨ［＝ｈ（ｈ−１）／２］個の円ペアを構成し、異なる２つの円ペアの組合せを円グループとして、Ｈ個の円ペアによりＬ［＝Ｈ（Ｈ−１）／２］個の円グループを構成する。また各円グループに属する２つの円ペアのそれぞれに存在する交点を各円グループの判定対象交点として、各円グループの判定対象交点の総数が３または４であるときに、各円グループの判定対象交点相互間の距離（同じ円ペアを構成する円の交点相互間の距離を除く）を演算する。次に各円グループの判定対象交点のうち、演算された相互間の距離が最小であるか、または零である１個または２個の判定対象交点を抽出候補点であると判定して、各円グループの判定対象交点のそれぞれが抽出候補点であると判定された回数をカウントする。そして、各円ペアを構成する２つの円の交点が２つある場合には、抽出候補点であると判定された回数が多い方の交点を有効データ点であると特定して抽出し、各円ペアを構成する２つの円の交点が１つである場合にはその交点を有効データ点であると特定して抽出する。   In a preferred aspect of the present invention, in the effective data extraction process, H [= h (h−1) / 2] circle pairs are formed by h circles, with a combination of two different circles as a circle pair, A combination of two different circle pairs is defined as a circle group, and L [= H (H−1) / 2] circle groups are configured by H circle pairs. Also, when the intersections existing in each of the two circle pairs belonging to each circle group are the intersections to be judged for each circle group and the total number of intersections to be judged for each circle group is 3 or 4, the judgment targets for each circle group The distance between the intersection points (excluding the distance between the intersection points of the circles constituting the same circle pair) is calculated. Next, among the determination target intersections of each circle group, it is determined that one or two determination target intersections whose calculated distance between them is the smallest or zero are extraction candidate points, The number of times that each of the determination target intersections of the circle group is determined to be an extraction candidate point is counted. And when there are two intersections of two circles constituting each circle pair, the intersection having the larger number of times determined to be an extraction candidate point is identified as an effective data point and extracted. When the intersection of two circles constituting a circle pair is one, the intersection is identified as an effective data point and extracted.

上記のようにして有効データ点の抽出を行うと、コンピュータによるデータ処理により有効データ点の抽出を容易に行うことができる。   When effective data points are extracted as described above, effective data points can be easily extracted by data processing by a computer.

本発明によれば、高調波電流Ｊを特定地点から配電系統に注入したときに配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧及び対象次数の高調波電流を含むパラメータの検出回数を３以上とすることにより、系統インピーダンスの抵抗分及びリアクタンス分の平均値の演算に用いるデータの数を、パラメータの検出回数以上の数とすることができるため、パラメータの検出回数を多くすることなく平均値の演算に用いるデータ数を多くして、系統インピーダンスの演算結果の精度を高めることができ、系統インピーダンスを求めるために要する時間を短縮することができる。   According to the present invention, when the harmonic current J is injected into the distribution system from a specific point, the number of detections of the parameter including the harmonic voltage of the target order and the harmonic current of the target order included in the distribution line voltage is 3 or more. By doing so, the number of data used for the calculation of the average value of the resistance and reactance of the system impedance can be made equal to or greater than the number of parameter detections, so the average value can be increased without increasing the number of parameter detections. By increasing the number of data used in the calculation, the accuracy of the calculation result of the system impedance can be increased, and the time required to obtain the system impedance can be shortened.

以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
配電系統にアクティブフィルタを設置する際には、高調波の抑制に効果的である設置点を決定するために、系統の各地点での高調波補償効果を推定するための作業を行う必要があり、その際に、対象次数の高調波に対して系統インピーダンスを演算することが必要になる。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
When installing an active filter in a power distribution system, it is necessary to perform work to estimate the harmonic compensation effect at each point in the system in order to determine the installation points that are effective in suppressing harmonics. In this case, it is necessary to calculate the system impedance for the harmonics of the target order.

図１は、高調波発生源が接続された配電系統のモデルを示したもので、同図において、Ｖｓは配電系統１の上位にある高調波電圧源２が発生する高調波電圧、Ｖoはアクティブフィルタを接続する端子ｕ，ｖ間を開放したときに両端子間に現れる高調波電圧、Ｉ1ないしＩ4は配電系統に接続された高調波電流源である。   FIG. 1 shows a model of a distribution system to which a harmonic generation source is connected. In FIG. 1, Vs is a harmonic voltage generated by a harmonic voltage source 2 that is higher in the distribution system 1, and Vo is active. Harmonic voltages I1 through I4 appearing between both terminals when the terminals u and v connecting the filter are opened are harmonic current sources connected to the distribution system.

図１の回路は、テブナンの定理により、図２に示す回路で置き換えることができ、図１の端子ｕ，ｖ間を開放した状態（アクティブフィルタを接続する前の状態）は、図２のスイッチＳＷ1を開放した状態で模擬することができる。図２において、Ｖoはアクティブフィルタの設置点の配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧、Ｚoは電圧源及び電流源を除去した場合の、端子ｕ，ｖ間から配電系統を見た対象次数の高調波に対する系統インピーダンス、Ｚactはアクティブフィルタの等価インピーダンスである。   The circuit of FIG. 1 can be replaced by the circuit shown in FIG. 2 according to Thevenin's theorem. The state in which the terminals u and v in FIG. 1 are open (the state before the active filter is connected) is the switch of FIG. Simulation can be performed with SW1 open. In FIG. 2, Vo is the harmonic voltage of the target order included in the distribution line voltage at the installation point of the active filter, Zo is the object of looking at the distribution system between the terminals u and v when the voltage source and current source are removed. The system impedance, Zact, for the higher order harmonics is the equivalent impedance of the active filter.

図２において、アクティブフィルタの等価インピーダンスＺactは、対象次数の高調波電圧に対してのみ作用する抵抗（Ｚact＝Ｒact）として動作することにより、高調波を抑制する。アクティブフィルタ設置前（ＳＷ1開放時）のアクティブフィルタ設置点の対象次数の高調波電圧Ｖoと、アクティブフィルタ設置後（ＳＷ1閉時）のアクティブフィルタ設置点の対象次数の高調波電圧Ｖactとの間には、下記の関係がある。
Ｖact＝｛Ｚact／（Ｚo＋Ｚact）｝×Ｖo …（１）
対象次数の高調波に対する系統インピーダンスＺoをＺo＝Ｒo＋ｊＸo、Ｚact＝Ｒactとすると、アクティブフィルタによる高調波補償効果は、下記の（２）式により演算される高調波電圧比（アクティブフィルタ設置前後の設置点の高調波電圧比）により推定できる。
｜Ｖact／Ｖo｜＝Ｒact／｛（Ｒo＋Ｒact）２＋Ｘo２｝１／２ …（２） In FIG. 2, the equivalent impedance Zact of the active filter operates as a resistor (Zact = Ract) that acts only on the harmonic voltage of the target order, thereby suppressing harmonics. Between the harmonic voltage Vo of the target order at the active filter installation point before the active filter is installed (when SW1 is open) and the harmonic voltage Vact of the target order at the active filter installation point after the active filter is installed (when SW1 is closed) Have the following relationship:
Vact = {Zact / (Zo + Zact)} × Vo (1)
If the system impedance Zo for the harmonics of the target order is Zo = Ro + jXo and Zact = Ract, the harmonic compensation effect by the active filter is the harmonic voltage ratio calculated by the following equation (2) (installation before and after the active filter is installed) It can be estimated from the harmonic voltage ratio of the point).
| Vact / Vo | = Ract / {(Ro + Ract) 2 + Xo 2 } 1/2 (2)

（２）式において、アクティブフィルタの等価インピーダンスＲact（等価抵抗）はアクティブフィルタ装置毎に決まっているため既知である。従って、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスＺo ＝Ｒo ＋ｊＸo が分かれば、（２）式により、高調波補償効果を推定することができる。   In the equation (2), the equivalent impedance Ract (equivalent resistance) of the active filter is known for each active filter device, and therefore known. Therefore, if the system impedance Zo = Ro + jXo for the harmonics of the target order is known, the harmonic compensation effect can be estimated from the equation (2).

アクティブフィルタの等価インピーダンスＺactはアクティブフィルタの制御ゲインＫより、Ｚact＝１／Ｋ［Ω］となる。   The equivalent impedance Zact of the active filter is Zact = 1 / K [Ω] from the control gain K of the active filter.

本発明に係わる系統インピーダンスの演算方法は、配電系統の特定地点から系統を見た対象次数の高調波に対するインピーダンスを系統インピーダンスＺo（＝Ｒo＋ｊＸo）として、その抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを演算する方法である。   The system impedance calculation method according to the present invention is a method of calculating the resistance component Ro and reactance component Xo using the impedance to the harmonic of the target order viewed from a specific point of the distribution system as the system impedance Zo (= Ro + jXo). It is.

本発明においては、配電系統の特定の地点において、対象次数（アクティブフィルタの設置を検討する場合には、抑制の対象とする高調波の次数）の高調波に対する系統インピーダンスを求めるために、特定地点から系統に注入する対象次数の高調波電流Ｊを出力する高調波電流源を用意しておく。この高調波電流源は、アクティブフィルタ内に設けられているものでもよく、系統インピーダンスの演算のために別途用意したものでもよい。   In the present invention, at a specific point of the distribution system, in order to obtain the system impedance for the harmonic of the target order (the order of the harmonic to be suppressed when considering the installation of the active filter), the specific point A harmonic current source that outputs a harmonic current J of the target order to be injected into the system is prepared. This harmonic current source may be provided in the active filter, or may be prepared separately for calculation of the system impedance.

本実施形態の演算方法においては、先ず高調波電流源から系統に高調波電流Ｊを注入する前の状態で、特定地点の配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖoと、配電線電圧の基本波電圧Ｖfと対象次数の高調波電圧Ｖoとの位相差αとを検出する。   In the calculation method according to the present embodiment, the harmonic voltage Vo of the target order included in the distribution line voltage at a specific point and the distribution line voltage are first in a state before the harmonic current J is injected into the system from the harmonic current source. The phase difference α between the fundamental wave voltage Vf and the harmonic voltage Vo of the target order is detected.

次いで、高調波電流源が出力する対象次数の高調波電流Ｊの上記基本波電圧Ｖfに対する位相を可変として、高調波電流Ｊを特定地点から配電系統に注入し、このとき配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖ1と、対象次数の高調波電流Ｊと、基本波電圧Ｖfと高調波電圧Ｖ1との位相差βと、高調波電圧Ｖ1と高調波電流Ｊとの位相差γとを検出する。この検出は、高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相θをｈ（ｈは３以上の整数）個の異なる値に変化させて、位相θのｈ個の値のそれぞれに対して行う。   Next, the phase of the harmonic current J of the target order output from the harmonic current source with respect to the fundamental wave voltage Vf is made variable, and the harmonic current J is injected into the distribution system from a specific point, and is included in the distribution line voltage at this time. The harmonic voltage V1 of the target order, the harmonic current J of the target order, the phase difference β between the fundamental voltage Vf and the harmonic voltage V1, and the phase difference γ between the harmonic voltage V1 and the harmonic current J To detect. This detection is performed for each of the h values of the phase θ by changing the phase θ of the harmonic current J with respect to the fundamental voltage Vf to h (h is an integer of 3 or more) different values.

ここで、位相差α，βの基準位相としては基本波電圧Ｖfの位相をとり、位相差γの基準位相としては、対象次数の高調波電流注入後に配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖ1の位相をとる。また高調波電流注入前に配電線電圧に含まれる高調波電圧Ｖoと高調波電流Ｊとの位相差φの基準位相及び高調波電圧ＶoとＶ1の位相差ψの基準位相は、高調波電圧Ｖoの位相とする。なお各位相差は、基準位相に対して反時計回りであるときに正の符号をとり、基準位相に対して時計回りであるときに負の符号をとるものとする。   Here, the phase of the fundamental wave voltage Vf is taken as the reference phase of the phase differences α and β, and the harmonic of the target order included in the distribution line voltage after the harmonic current injection of the target order is injected as the reference phase of the phase difference γ. The phase of the voltage V1 is taken. Before the harmonic current is injected, the reference phase of the phase difference φ between the harmonic voltage Vo and the harmonic current J included in the distribution line voltage and the reference phase of the phase difference ψ between the harmonic voltages Vo and V1 are the harmonic voltage Vo. Phase. Each phase difference takes a positive sign when it is counterclockwise with respect to the reference phase, and takes a negative sign when it is clockwise with respect to the reference phase.

上記のパラメータの関係を示す等価回路を図３に示した。また図３に示したパラメータのベクトル図を図４に示した。図４のベクトル図から次の（３）式が成り立つ。
｜Ｖ1｜∠ψ＝｜Ｖo｜＋（Ｒo＋ｊＸo）×｜Ｊ｜∠φ …（３）
ここで、位相差φは、下記の（４）式により与えられる。
φ＝−α＋β＋γ …（４）
（３）式を実部及び虚部に分解するとそれぞれ下記の（５）式及び（６）式になる。
｜Ｖ1｜×ｃｏｓψ＝｜Ｖo｜＋（Ｒo×ｃｏｓφ−Ｘo×ｓｉｎφ）×｜Ｊ｜ …（５）
｜Ｖ1｜×ｓｉｎψ＝ （Ｒo×ｓｉｎφ＋Ｘo×ｃｏｓφ）×｜Ｊ｜ …（６）
ここでψを消去するために、（５）式及び（６）式のそれぞれの両辺を二乗して、両者の和を｜Ｊ｜≠０として整理すると、下記の（７）式が得られる。
（Ｒo＋｜Ｖo／Ｊ｜×ｃｏｓφ)２＋(Ｘo−｜Ｖo／Ｊ｜×ｓｉｎφ)２＝｜Ｖ1／Ｊ｜２
…（７）
（７）式から、Ｒo及びＸoは、下記の（７）′式により、Ｒ−Ｘ直交座標系の平面上に描かれる円の軌跡上に存在することが分かる。
（Ｒ＋｜Ｖo／Ｊ｜×ｃｏｓφ）２＋（Ｘ−｜Ｖo／Ｊ｜×ｓｉｎφ）２＝｜Ｖ1／Ｊ｜２
…（７）′
（７）′式で表される円は、中心の座標（Ｒ，Ｘ）が （−｜Ｖo／Ｊ｜×ｃｏｓφ，｜Ｖo／Ｊ｜×ｓｉｎφ）で、半径が｜Ｖ1／Ｊ｜の円である。 An equivalent circuit showing the relationship between the above parameters is shown in FIG. FIG. 4 shows a vector diagram of the parameters shown in FIG. The following equation (3) holds from the vector diagram of FIG.
| V1 | ∠ψ = | Vo | + (Ro + jXo) × | J | ∠φ (3)
Here, the phase difference φ is given by the following equation (4).
φ = −α + β + γ (4)
When the expression (3) is decomposed into a real part and an imaginary part, the following expressions (5) and (6) are obtained, respectively.
| V1 | × cosψ = | Vo | + (Ro × cosφ−Xo × sinφ) × | J | (5)
| V1 | × sinψ = (Ro × sinφ + Xo × cosφ) × | J | (6)
Here, in order to eliminate ψ, when both sides of the equations (5) and (6) are squared and the sum of the two is arranged as | J | ≠ 0, the following equation (7) is obtained.
(Ro + | Vo / J | × cosφ) 2 + (Xo− | Vo / J | × sinφ) 2 = | V1 / J | 2
... (7)
From the equation (7), it can be seen that Ro and Xo are present on the locus of a circle drawn on the plane of the R-X orthogonal coordinate system by the following equation (7) ′.
(R + | Vo / J | × cosφ) 2 + (X− | Vo / J | × sinφ) 2 = | V1 / J | 2
... (7) '
The circle represented by equation (7) 'has a center coordinate (R, X) of (− | Vo / J | × cosφ, | Vo / J | × sinφ) and a radius of | V1 / J |. It is.

Ｒo及びＸoは（７）′式により表される円の上に乗っている。従って、高調波電流源から系統に注入する高調波電流Ｊの振幅｜Ｊ｜及び（または）高調波電流注入前に配電線電圧に含まれていた高調波電圧Ｖoに対する高調波電流Ｊの位相φを変化させて、３個以上の円を描き、これらの円の交点を求めれば、Ｒo及びＸoを求めることができる。   Ro and Xo are on the circle represented by equation (7) ′. Therefore, the amplitude | J | of the harmonic current J injected into the system from the harmonic current source and / or the phase φ of the harmonic current J with respect to the harmonic voltage Vo included in the distribution line voltage before the harmonic current injection. Ro and Xo can be obtained by changing three to draw three or more circles and obtaining the intersections of these circles.

Ｒ−Ｘ直交座標系の平面上に複数の円を描くためには、振幅｜Ｊ｜及び位相φのいずれか一方を変化させてもよく、双方を変化させてもよいが、高調波電流源から配電系統に注入する高調波電流Ｊの振幅が大きくなり過ぎると、配電系統に悪影響を及ぼすため、本発明においては、高調波電流Ｊの位相φのみを変化させることにより３個以上の円を描くものとする。   In order to draw a plurality of circles on the plane of the RX orthogonal coordinate system, either one of the amplitude | J | and the phase φ may be changed, or both may be changed. If the amplitude of the harmonic current J injected into the distribution system becomes too large, the distribution system will be adversely affected. In the present invention, three or more circles are obtained by changing only the phase φ of the harmonic current J. Shall be drawn.

本発明においては、系統に高調波電流Ｊを注入して、配電線電圧に含まれる高調波電圧Ｖ1を検出する過程において、注入する高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相θ（＝α＋φ）をｈ個（ｈは３以上の整数）の異なる値に切り換えて、各位相θを有する高調波電流Ｊを系統に注入したときの高調波電圧Ｖ1と、注入した高調波電圧Ｊとを検出する。また位相差θのｈ（ｈは３以上の整数）個の値に対して高調波電圧Ｖoと高調波電流Ｊとの位相差φ（＝−α＋β＋γ）のｈ個の値をそれぞれ求め、高調波電流注入前に配電線電圧に含まれていた高調波電圧Ｖoと、ｈ個の位相差φの値にそれぞれ対応する高調波電圧Ｖ1の大きさと、高調波電流Ｊの大きさと、位相差φの値とに対して、（７）′式によりＲ−Ｘ直交座標系の平面上に描かれるｈ個の円のすべての交点の座標を求める。   In the present invention, the phase θ (= α + φ) of the harmonic current J to be injected with respect to the fundamental voltage Vf in the process of injecting the harmonic current J into the system and detecting the harmonic voltage V1 included in the distribution line voltage. Are switched to h (h is an integer of 3 or more) different values, and the harmonic voltage V1 when the harmonic current J having each phase θ is injected into the system and the injected harmonic voltage J are detected. . Further, h values of the phase difference φ (= −α + β + γ) between the harmonic voltage Vo and the harmonic current J are obtained for h values (h is an integer of 3 or more) of the phase difference θ, and the harmonics are obtained. The harmonic voltage Vo included in the distribution line voltage before current injection, the magnitude of the harmonic voltage V1 corresponding to each of the h phase differences φ, the magnitude of the harmonic current J, and the phase difference φ With respect to the value, the coordinates of all intersections of h circles drawn on the plane of the R-X orthogonal coordinate system are obtained by the equation (7) ′.

系統の状態が常に一定で、しかも検出の誤差がないとすれば、ｈ個の円には唯１点の共通の交点が存在し、その共通の交点のＲ座標及びＸ座標がそれぞれ系統インピーダンスの抵抗分及びリアクタンス分となる。しかしながら、実際には、系統の状態は時々刻々変化しており、また高調波電圧の検出には誤差が伴うため、ｈ個の円に共通の交点が存在することはまずあり得ない。そこで、本発明においては、ｈ個の円のすべての交点の中から、相互間の距離がより近い関係にあってほぼ同じ箇所に集合しているｄ個［ｄはｈ以上、ｈ（ｈ−１）／２以下の整数］の交点を有効データ点として抽出する有効データ抽出過程を行い、この過程で抽出されたｄ個の有効データ点のそれぞれの座標のＲ軸成分及びＸ軸成分の平均値を演算することにより、前記系統インピーダンスＺoの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを求める。   If the state of the system is always constant and there is no detection error, there are only one common intersection in the h circles, and the R coordinate and X coordinate of the common intersection are respectively the system impedances. It becomes resistance and reactance. However, in practice, the state of the system changes from moment to moment, and since there is an error in the detection of the harmonic voltage, it is unlikely that there will be a common intersection in the h circles. Therefore, in the present invention, among all the intersections of the h circles, d pieces that are closer to each other and are gathered at substantially the same location [d is greater than or equal to h, h (h− 1) An effective data extraction process for extracting the intersection of [an integer of 2 or less] as effective data points, and the average of the R-axis component and the X-axis component of the coordinates of each of the d effective data points extracted in this process By calculating the value, the resistance component Ro and reactance component Xo of the system impedance Zo are obtained.

有効データ抽出過程では、異なる２つの円の組合せを円ペアとし、ｈ個の円によりＨ個の円ペアを構成する。また異なる２つの円ペアの組合せを円グループとして、Ｈ個の円ペアによりＬ個の円グループを構成する。ｈ個の異なる円がある場合、異なる２つの円を組み合わせることにより構成される円ペアの総数Ｈは、Ｈ＝ｈ（ｈ−１）／２となる。またＨ個の円ペアがある場合、異なる２つの円ペアを組み合わせることにより構成される円グループの数Ｌは、Ｌ＝Ｈ（Ｈ−１）／２となる。   In the effective data extraction process, a combination of two different circles is used as a circle pair, and H circle pairs are configured by h circles. In addition, L circle groups are configured by H circle pairs, with a combination of two different circle pairs as a circle group. When there are h different circles, the total number H of circle pairs formed by combining two different circles is H = h (h−1) / 2. When there are H circle pairs, the number L of circle groups configured by combining two different circle pairs is L = H (H−1) / 2.

一例として、ｈ＝３として図５（Ａ）に示すように、３つの円１ないし円３を描く場合を考える。ｈ＝３の場合、円ペアの数Ｈ及び円グループＬの数は共に３である。円ペア及び円グループの識別の仕方は任意であるが、本実施形態では、円１と円２との組み合わせを円ペア１、円１と円３との組合せを円ペア２、円２と円３との組合せを円ペア３とする。また円ペア１と円ペア２との組合せを円グループ１、円ペア１と円ペア３との組合せを円グループ２、円ペア２と円ペア３との組合せを円グループ３とする。これらをまとめて示すと下記の通りである。
円グループ１： 円ペア１（円１，円２）＋円ペア２（円１，円３）
円グループ２： 円ペア１（円１，円２）＋円ペア３（円２，円３）
円グループ３： 円ペア２（円１，円３）＋円ペア３（円２，円３） As an example, let us consider a case where three circles 1 to 3 are drawn as shown in FIG. When h = 3, the number H of circle pairs and the number of circle groups L are both 3. The method of identifying the circle pair and the circle group is arbitrary, but in this embodiment, the combination of circle 1 and circle 2 is the circle pair 1, the combination of circle 1 and circle 3 is the circle pair 2, and circle 2 and the circle. A combination with 3 is a circle pair 3. A combination of the circle pair 1 and the circle pair 2 is a circle group 1, a combination of the circle pair 1 and the circle pair 3 is a circle group 2, and a combination of the circle pair 2 and the circle pair 3 is a circle group 3. These are summarized as follows.
Yen Group 1: Yen Pair 1 (Yen 1, Yen 2) + Yen Pair 2 (Yen 1, Yen 3)
Yen Group 2: Yen Pair 1 (Yen 1, Yen 2) + Yen Pair 3 (Yen 2, Yen 3)
Yen Group 3: Yen Pair 2 (Yen 1, Yen 3) + Yen Pair 3 (Yen 2, Yen 3)

図５に示した例では、各円ペアを構成する２つの円が２点で交わっているため、図５（Ｂ）に示すように、３つの円１ないし３の交点としては、Ｐ1a(円ペア１の交点ａ），Ｐ1b（円ペア１の交点ｂ），Ｐ2a（円ペア２の交点ａ），Ｐ2b（円ペア２の交点ｂ），Ｐ3a（円ペア３の交点ａ）及びＰ3b（円ペア３の交点ｂ）の６つの交点が存在する。   In the example shown in FIG. 5, two circles constituting each circle pair intersect at two points. Therefore, as shown in FIG. 5B, the intersection of the three circles 1 to 3 is P1a (circle Pair 1 intersection a), P1b (circle pair 1 intersection b), P2a (circle pair 2 intersection a), P2b (circle pair 2 intersection b), P3a (circle pair 3 intersection a) and P3b (circle) There are six intersections of pair 3 intersection b).

なお各円ペアを構成する２つの円は必ずしも２点で交わるとは限らず、１点で交わる（接する）場合もあり、全く交わらない場合もある。本実施形態では、各円グループを構成する４つの円の交点の数が３または４であるときにのみ有効データ点の抽出を行い、各円グループの交点の数が０，１または２であるときには、後述の判定対象交点相互間の距離の演算と、抽出候補点のカウントとは行わない。   Note that the two circles constituting each circle pair do not necessarily intersect at two points, but may intersect (contact) at one point, or may not intersect at all. In this embodiment, effective data points are extracted only when the number of intersections of four circles constituting each circle group is 3 or 4, and the number of intersections of each circle group is 0, 1 or 2. Sometimes, the calculation of the distance between the determination target intersections described later and the extraction candidate point count are not performed.

図５に示した例では、交点Ｐ1a，Ｐ1b，Ｐ2a，Ｐ2b，Ｐ3a，Ｐ3bのうち、交点Ｐ1b，Ｐ2a及びＰ3bの３つの交点が、他の交点よりも相互間の距離がより近い関係にあって、ほぼ同じ位置に集合しており、これらの交点を有効データ点として抽出してそれぞれのＲ座標及びＸ座標の平均値をとれば、系統インピーダンスＺoの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoの値を求めることができることが推測される。   In the example shown in FIG. 5, among the intersection points P1a, P1b, P2a, P2b, P3a, and P3b, the three intersection points P1b, P2a, and P3b are closer to each other than the other intersection points. If these intersections are extracted as effective data points and the average values of the R and X coordinates are taken, the values of the resistance component Ro and the reactance component Xo of the system impedance Zo are obtained. It is speculated that it can be obtained.

本実施形態では、交点Ｐ1b，Ｐ2a及びＰ3bを特定するために、各円グループに属する２つの円ペアのそれぞれに存在する交点を各円グループの判定対象交点として、各円グループの判定対象交点の総数が３または４であるときに、各円グループの判定対象交点相互間の距離（同じ円ペアを構成する円の交点相互間の距離を除く）を演算する。   In this embodiment, in order to identify the intersections P1b, P2a and P3b, the intersections existing in each of the two circle pairs belonging to each circle group are used as the determination target intersections of each circle group, and the determination target intersections of each circle group When the total number is 3 or 4, the distance between the determination target intersections of each circle group (excluding the distance between the intersections of the circles forming the same circle pair) is calculated.

例えば図５に示した例では、図５（Ｃ）に示したように、先ず円ペア１及び円ペア２からなる円グループ１について、円ペア１の２つの交点Ｐ1a，Ｐ1bと円ペア２の２つの交点Ｐ2a，Ｐ2bとからなる４つの交点Ｐ1a，Ｐ1b，Ｐ2a，Ｐ2bを判定対象交点として、これらの判定対象交点相互間の距離を演算する。このとき、無駄な演算を行うことを避けるため、同じ円ペアを構成する円の交点相互間の距離は演算しないようにする。すなわち、円ペア１を構成する円１及び円２の交点Ｐ1a，Ｐ1b間の距離、及び円ペア２を構成する円１及び円３の交点Ｐ2a，Ｐ2b間の距離は演算しないことにする。   For example, in the example shown in FIG. 5, as shown in FIG. 5C, first, for the circle group 1 including the circle pair 1 and the circle pair 2, the two intersections P1a and P1b of the circle pair 1 and the circle pair 2 Using the four intersections P1a, P1b, P2a, and P2b formed by the two intersections P2a and P2b as the determination target intersections, the distance between these determination target intersections is calculated. At this time, in order to avoid performing useless calculation, the distance between the intersections of the circles constituting the same circle pair is not calculated. That is, the distance between the intersection points P1a and P1b of the circle 1 and circle 2 constituting the circle pair 1 and the distance between the intersection points P2a and P2b of the circle 1 and circle 3 constituting the circle pair 2 are not calculated.

同様にして、図５（Ｄ）に示すように、円ペア１及び円ペア３からなる円グルーブ２について、円ペア１の２つの交点Ｐ1a，Ｐ1bと円ペア３の２つの交点Ｐ3a，Ｐ3bとからなる４つの交点Ｐ1a，Ｐ1b，Ｐ3a，Ｐ3bを判定対象交点として、これらの判定対象交点相互間の距離を演算する。このとき円ペア１を構成する円１及び円２の交点Ｐ1a，Ｐ1b間の距離、及び円ペア３を構成する円２及び円３の交点Ｐ3a，Ｐ3b間の距離は演算しないことにする。   Similarly, as shown in FIG. 5D, for the circle groove 2 composed of the circle pair 1 and the circle pair 3, two intersection points P1a and P1b of the circle pair 1 and two intersection points P3a and P3b of the circle pair 3 The four intersections P1a, P1b, P3a, and P3b consisting of are determined as the determination target intersections, and the distance between these determination target intersections is calculated. At this time, the distance between the intersections P1a and P1b of the circle 1 and the circle 2 constituting the circle pair 1 and the distance between the intersections P3a and P3b of the circle 2 and the circle 3 constituting the circle pair 3 are not calculated.

更に図５（Ｅ）に示すように、円ペア２及び円ペア３からなる円グルーブ３について、円ペア２の２つの交点Ｐ2a，Ｐ2bと円ペア３の２つの交点Ｐ3a，Ｐ3bとからなる４つの交点Ｐ2a，Ｐ2b，Ｐ3a，Ｐ3bを判定対象交点として、これらの判定対象交点相互間の距離を演算する。このとき円ペア２を構成する円１及び円３の交点Ｐ2a，Ｐ2b間の距離、及び円ペア３を構成する円２及び円３の交点Ｐ3a，Ｐ3b間の距離は演算しないことにする。   Further, as shown in FIG. 5E, the circle groove 3 composed of the circle pair 2 and the circle pair 3 is composed of two intersection points P2a and P2b of the circle pair 2 and two intersection points P3a and P3b of the circle pair 3. Using the two intersections P2a, P2b, P3a, and P3b as the determination target intersections, the distance between these determination target intersections is calculated. At this time, the distance between the intersections P2a and P2b of the circle 1 and the circle 3 constituting the circle pair 2 and the distance between the intersections P3a and P3b of the circle 2 and the circle 3 constituting the circle pair 3 are not calculated.

次いで、各円グループに属する判定対象交点のうち、演算された相互間の距離が最小であるか、または零である１個または２個の判定対象交点を抽出候補点であると判定して、各円グループの判定対象交点のそれぞれが抽出候補点であると判定された回数をカウントする。   Next, among the determination target intersections belonging to each circle group, it is determined that one or two determination target intersections having the calculated distance between the minimum or zero are extraction candidate points, The number of times that each of the determination target intersections of each circle group is determined to be an extraction candidate point is counted.

例えば、図５に示した例では、同図（Ｃ）において、円グループ１の４つの判定対象交点Ｐ1a，Ｐ1b，Ｐ2a及びＰ2b相互間の距離（同じ円ペアに属する判定対象交点間の距離を除く）を演算し、演算した距離を比較して、相互間の距離が最小である判定対象交点がいずれであるかを判定する。図示の例では、判定対象交点Ｐ1b，Ｐ2a間の距離が最小であるので、これらの判定対象交点Ｐ1b，Ｐ2aを、抽出候補点であると判定して、交点Ｐ1b及びＰ2aが抽出候補点であると判定された回数を１とする。   For example, in the example shown in FIG. 5, in FIG. 5C, the distance between the four judgment object intersections P1a, P1b, P2a and P2b of the circle group 1 (the distance between the judgment object intersections belonging to the same circle pair). Excluding) and comparing the calculated distances, it is determined which of the determination target intersections has the smallest distance between each other. In the illustrated example, since the distance between the determination target intersections P1b and P2a is the minimum, it is determined that these determination target intersections P1b and P2a are extraction candidate points, and the intersections P1b and P2a are extraction candidate points. Is set to 1.

次いで、図５（Ｄ）において、円グループ２の４つの判定対象交点Ｐ1a，Ｐ1b，Ｐ3a及びＰ3b相互間の距離を演算し、演算した距離を比較して、相互間の距離が最小である判定対象交点がいずれであるかを判定する。図示の例では、判定対象交点Ｐ1b，Ｐ3b間の距離が最小であるので、これらの判定対象交点Ｐ1b，Ｐ3bを抽出候補点であると判定して、判定対象交点Ｐ1bが抽出候補点であると判定された回数を２とし、判定対象交点Ｐ3bが抽出候補点であると判定された回数を１とする。   Next, in FIG. 5D, the distances between the four judgment object intersections P1a, P1b, P3a and P3b of the circle group 2 are calculated, and the calculated distances are compared to determine that the distance between them is the smallest. It is determined which is the target intersection. In the illustrated example, since the distance between the determination target intersections P1b and P3b is minimum, it is determined that these determination target intersections P1b and P3b are extraction candidate points, and the determination target intersection P1b is an extraction candidate point. The number of times determined is 2, and the number of times the determination target intersection point P3b is determined to be an extraction candidate point is 1.

次いで、図５（Ｅ）において、円グループ３の４つの判定対象交点Ｐ2a，Ｐ2b，Ｐ3a及びＰ3b相互間の距離を演算し、演算した距離を比較して、相互間の距離が最小である判定対象交点がいずれであるかを判定する。図示の例では、判定対象交点Ｐ2a，Ｐ3b間の距離が最小であるので、これらの判定対象交点Ｐ2a，Ｐ3bが最小間隔交点であると判定して、判定対象交点Ｐ2aが抽出候補点であると判定された回数を２とし、判定対象交点Ｐ3bが抽出候補点であると判定された回数を２とする。   Next, in FIG. 5E, the distances between the four judgment object intersections P2a, P2b, P3a and P3b of the circle group 3 are calculated, and the calculated distances are compared to determine that the distance between them is the smallest. It is determined which is the target intersection. In the illustrated example, since the distance between the determination target intersections P2a and P3b is the minimum, it is determined that these determination target intersections P2a and P3b are minimum interval intersections, and the determination target intersection P2a is an extraction candidate point. The number of times determined is 2, and the number of times the determination target intersection P3b is determined to be an extraction candidate point is 2.

次いで、各円ペア毎に、各円ペアを構成する円の交点が抽出候補点であると判定された回数を判定して、各円ペアを構成する円の交点のうち、いずれが有効データ点であるかを特定する過程を行う。この場合、各円ペアを構成する２つの円の交点が２つあるときには、各円ペアの２つの交点のうち、抽出候補点であると判定された回数が多い方の交点を有効データ点であると特定し、各円ペアを構成する２つの円の交点が１つであるときにはその交点を有効データ点であると特定する。   Next, for each circle pair, determine the number of times that the intersection of the circles constituting each circle pair is determined as an extraction candidate point, and which of the intersection points of the circles constituting each circle pair is an effective data point The process of identifying whether or not In this case, when there are two intersections of two circles constituting each circle pair, the intersection of the two intersections of each circle pair that is determined to be an extraction candidate point is the effective data point. When there is one intersection of two circles constituting each circle pair, the intersection is specified as an effective data point.

例えば、図５に示した例において、円ペア１の交点Ｐ1a，Ｐ1bについては、交点Ｐ1aが抽出候補点であると判定された回数が０であるのに対し、交点Ｐ1bが抽出候補点であると判定された回数は２であるので、交点Ｐ1bを有効データ点として特定する。   For example, in the example shown in FIG. 5, for the intersections P1a and P1b of the circle pair 1, the number of times that the intersection P1a is determined to be an extraction candidate point is 0, whereas the intersection P1b is an extraction candidate point. Since the number of times determined as “2” is 2, the intersection point P1b is specified as an effective data point.

また円ペア２の交点Ｐ2a，Ｐ2bについては、交点Ｐ2aが抽出候補点であると判定された回数が２であるのに対し、交点Ｐ2bが抽出候補点であると判定された回数は０であるので、交点Ｐ2aを有効データ点として特定する。   For the intersections P2a and P2b of the circle pair 2, the number of times that the intersection P2a is determined to be an extraction candidate point is 2, whereas the number of times that the intersection P2b is determined to be an extraction candidate point is 0. Therefore, the intersection point P2a is specified as an effective data point.

円ペア３の交点Ｐ3a，Ｐ3bについては、交点Ｐ3aが最小間隔交点であると判定された回数が０であるのに対し、交点Ｐ3bが最小間隔交点であると判定された回数は２であるので、交点Ｐ3bを有効データ点として特定する。   For the intersections P3a and P3b of the circle pair 3, the number of times that the intersection P3a is determined to be the minimum distance intersection is 0, whereas the number of times that the intersection P3b is determined to be the minimum distance intersection is 2. Then, the intersection point P3b is specified as an effective data point.

上記の結果から、交点Ｐ1b，Ｐ2a及びＰ3bの３つの交点を有効データ点として特定して抽出し、これらの有効データ点のそれぞれのＲ座標及びＸ座標の平均値を演算することにより、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスＺoの抵抗分Ｒo及びＸoを演算する。   From the above results, the three intersections P1b, P2a and P3b are identified and extracted as effective data points, and the average values of the R and X coordinates of these effective data points are calculated to obtain the target order. The resistances Ro and Xo of the system impedance Zo with respect to the higher harmonics are calculated.

上記の方法によると、円の数ｈを３以上とすることにより、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスを求めることができ、系統インピーダンスの抵抗分及びリアクタンス分のそれぞれの平均値を求めるために用いるデータの数を検出回数以上とすることができる。従来技術による場合と、本発明による場合とについて、高調波電流源から系統に高調波電流Ｊを注入しながら行う測定回数と得られるデータ数の最大値との関係を示すと下記の表１の通りである。

Figure 2008089537
According to the above method, by setting the number h of circles to 3 or more, the system impedance for the harmonics of the target order can be obtained, and used for obtaining the respective average values of the resistance and reactance of the system impedance. The number of data can be more than the number of detections. Table 1 below shows the relationship between the number of measurements and the maximum number of data obtained while injecting the harmonic current J from the harmonic current source into the system for the case according to the prior art and the case according to the present invention. Street.
Figure 2008089537

上記の方法を実施するために用いる演算装置の構成を図６に示した。図６において、１０は配電線、１１は、特定地点から配電線１０に対象次数の高調波電流Ｊを注入する高調波電流源である。また１２は、高調波電流源１１から配電線１０に高調波電流Ｊを注入する前の状態で特定地点の配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖoを検出する高調波電流注入前高調波電圧検出手段である。高調波電流注入前高調波電圧検出手段１２は、配電線１０の電圧を計器用電圧変成器等の電圧センサ１３を通して検出し、検出した配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖoを検出する。高調波電圧の検出は、検出した配電線電圧をスペクトラムアナライザに入力して高調波成分を検出する方法によってもよく、検出電圧にフーリエ変換を施して対象次数の高調波成分を求める（演算により求める）方法によっても良い。   FIG. 6 shows the configuration of an arithmetic unit used for carrying out the above method. In FIG. 6, 10 is a distribution line, and 11 is a harmonic current source that injects a harmonic current J of the target order into the distribution line 10 from a specific point. Reference numeral 12 denotes a harmonic before injection of harmonic current for detecting a harmonic voltage Vo of the target order included in the distribution line voltage at a specific point in a state before the harmonic current J is injected from the harmonic current source 11 to the distribution line 10. Wave voltage detection means. The harmonic voltage detection means 12 before the harmonic current injection detects the voltage of the distribution line 10 through a voltage sensor 13 such as a voltage transformer for an instrument, and detects the harmonic voltage Vo of the target order included in the detected distribution line voltage. To do. The harmonic voltage may be detected by a method in which the detected distribution line voltage is input to a spectrum analyzer to detect the harmonic component, and the detected voltage is subjected to Fourier transform to obtain the harmonic component of the target order (calculated by calculation). ) Depending on the method.

１４は、高調波電流源１１から配電線１０に注入する対象次数の高調波電流Ｊの配電線電圧の基本波電圧Ｖfに対する位相を可変として、高調波電流Ｊを特定地点から配電系統に注入したときに配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖ1を電圧センサ１３の出力から検出するとともに、系統に注入した対象次数の高調波電流ＪをＣＴなどの電流センサ１５を通して検出する高調波電流注入後高調波電圧・電流検出手段である。この検出手段は、高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相をｈ（ｈは３以上の整数）個の異なる値に切り換えて、ｈ個の値のそれぞれに対して、高調波電圧Ｖ1及び高調波電流Ｊを検出する。   14, the phase of the harmonic current J of the target order injected from the harmonic current source 11 to the distribution line 10 with respect to the fundamental wave voltage Vf of the distribution line voltage is variable, and the harmonic current J is injected into the distribution system from a specific point. Sometimes a harmonic voltage V1 of the target order included in the distribution line voltage is detected from the output of the voltage sensor 13, and a harmonic current J of the target order injected into the system is detected through a current sensor 15 such as a CT. It is a harmonic voltage / current detection means after injection. This detecting means switches the phase of the harmonic current J with respect to the fundamental voltage Vf to h (h is an integer of 3 or more) different values, and for each of the h values, the harmonic voltage V1 and the harmonic voltage are changed. The wave current J is detected.

また図６において１６は、基本波電圧Ｖfと対象次数の高調波電圧Ｖoとの位相差αと、基本波電圧Ｖfと対象次数の高調波電圧Ｖ1との位相差βと、対象次数の高調波電圧Ｖ1と高調波電流Ｊとの位相差γとを検出する位相差（α，β，γ）検出手段、１７は、高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相をｈ個の異なる値をとしたときの高調波電圧Ｖoと高調波電流Ｊとの位相差φのｈ個の値を求める位相差演算手段である。   In FIG. 6, reference numeral 16 denotes a phase difference α between the fundamental voltage Vf and the harmonic voltage Vo of the target order, a phase difference β between the fundamental voltage Vf and the harmonic voltage V1 of the target order, and a harmonic of the target order. The phase difference (α, β, γ) detecting means 17 for detecting the phase difference γ between the voltage V1 and the harmonic current J takes 17 different values for the phase of the harmonic current J with respect to the fundamental voltage Vf. This is a phase difference calculating means for obtaining h values of the phase difference φ between the harmonic voltage Vo and the harmonic current J at the time.

１８は、高調波電圧Ｖoと、ｈ個の位相差の値にそれぞれ対応する高調波電圧Ｖ1の大きさと、高調波電流Ｊの大きさと、位相差φの値とに対して、式（Ｒ＋｜Ｖo／Ｊ｜×ｃｏｓφ）２＋（Ｘ−｜Ｖo／Ｊ｜×ｓｉｎφ）２＝｜Ｖ1／Ｊ｜２ によりＲ−Ｘ直交座標上に描かれるｈ個の円のすべての交点の座標を求める交点座標演算手段、１９はｈ個の円のすべての交点の中から、相互間の距離がより近い関係にあってほぼ同じ領域に集合しているｄ個［但しｈ≦ｄ≦ｈ（ｈ−１）／２］の交点を有効データ点として抽出する有効データ点抽出手段、２０はｄ個の有効データ点のそれぞれの座標のＲ軸成分及びＸ軸成分の平均値を演算することにより、系統インピーダンスの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを求める平均値演算手段である。 18 represents the expression (R + |) for the harmonic voltage Vo, the magnitude of the harmonic voltage V1 corresponding to each of the h phase difference values, the magnitude of the harmonic current J, and the value of the phase difference φ. Vo / J | × cos φ) 2 + (X− | Vo / J | × sin φ) 2 = | V 1 / J | 2 obtain coordinates of all intersections of h circles drawn on the R-X orthogonal coordinates The intersection coordinate calculation means 19 is d pieces of all the intersection points of the h circles, and the distances between them are closer to each other and are gathered in substantially the same region [where h ≦ d ≦ h (h− 1) / 2] effective data point extracting means for extracting the intersection of 2) as effective data points, and 20 calculates the system by calculating the average value of the R-axis component and the X-axis component of the coordinates of each of the d effective data points. This is an average value calculating means for obtaining the resistance component Ro and reactance component Xo of the impedance.

図示の有効データ抽出手段１９は、交点間距離演算手段１９Ａと、抽出候補判定回数カウント手段１９Ｂと、有効データ点特定手段１９Ｃとにより構成されている。
ここで交点間距離演算手段１９Ａは、異なる２つの円の組合せを円ペアとして、ｈ個の円によりＨ［＝ｈ（ｈ−１）／２］個の円ペアを構成し、更に異なる２つの円ペアの組合せを円グループとして、Ｈ個の円ペアによりＬ［＝Ｈ（Ｈ−１）／２］個の円グループを構成して、各円グループに属する２つの円ペアのそれぞれに存在する交点を各円グループの判定対象交点とし、各円グループの判定対象交点の総数が３または４であるときに、各円グループの判定対象交点相互間の距離（同じ円ペアを構成する円の交点相互間の距離を除く）を演算するように構成される。 The illustrated effective data extracting means 19 includes an intersection distance calculating means 19A, an extraction candidate determination number counting means 19B, and an effective data point specifying means 19C.
Here, the inter-intersection distance calculation means 19A configures H [= h (h-1) / 2] circle pairs by h circles using a combination of two different circles as a circle pair, and two different two circles. A combination of circle pairs is defined as a circle group, and L [= H (H-1) / 2] circle groups are formed by H circle pairs, and each circle group exists in each of the two circle pairs. When the intersection is the intersection to be judged for each circle group and the total number of intersections to be judged for each circle group is 3 or 4, the distance between the intersections to be judged for each circle group (the intersection of the circles that make up the same circle pair) Configured to calculate (excluding the distance between each other).

また、抽出候補判定回数カウント手段１９Ｂは、各円グループの判定対象交点のうち、演算された相互間の距離が最小であるか、または零である１個または２個の判定対象交点を抽出候補点であると判定して、各円グループの判定対象交点のそれぞれが抽出候補点であると判定された回数をカウントする。    Further, the extraction candidate determination number counting means 19B extracts one or two determination target intersections whose calculated mutual distance is minimum or zero among the determination target intersections of each circle group. It is determined that the point is a point, and the number of times that each of the determination target intersections of each circle group is determined to be an extraction candidate point is counted.

有効データ点特定手段１９Ｃは、各円ペアを構成する２つの円の交点が２つある場合には、抽出候補点であると判定された回数が多い方の交点を有効データ点であると特定して抽出し、各円ペアを構成する２つの円の交点が１つである場合にはその交点を有効データ点であると特定して抽出するように構成されている。   When there are two intersections of two circles constituting each circle pair, the effective data point specifying unit 19C specifies the intersection having a larger number of times determined to be an extraction candidate point as an effective data point. When there is one intersection of two circles constituting each circle pair, the intersection is specified as an effective data point and extracted.

図６に示した演算装置の各手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートの一例を図７ないし図９に示した。
系統インピーダンスを演算する際には、先ず図７の処理のステップＳ１を行い、演算に必要なパラメータ、すなわち、高調波電流Ｊを注入する前の配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖo，対象次数の高調波電流Ｊを系統に注入した後に、配電線電圧に含まれる対象次数の高調波電圧Ｖ1、注入した高調波電流Ｊ、位相差α，β及びγを検出し、α，β及びγから高調波電流Ｊと、高調波電流注入前に配電線電圧に含まれていた高調波電圧Ｖoとの位相差φを演算する。高調波電流注入後の高調波電圧Ｖ1及び注入した高調波電流Ｊの検出は、高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相を変えてｈ回（図５に示した例では３回）行う。 An example of a flowchart showing an algorithm of a program executed by the microprocessor to constitute each means of the arithmetic unit shown in FIG. 6 is shown in FIGS.
When calculating the system impedance, first, step S1 of the process of FIG. 7 is performed, and the parameters necessary for the calculation, that is, the harmonic voltage Vo of the target order included in the distribution line voltage before the harmonic current J is injected. , After injecting the harmonic current J of the target order into the system, the harmonic voltage V1 of the target order included in the distribution line voltage, the injected harmonic current J, the phase differences α, β and γ are detected, and α, β And γ are used to calculate the phase difference φ between the harmonic current J and the harmonic voltage Vo included in the distribution line voltage before the harmonic current injection. The harmonic voltage V1 after the harmonic current injection and the injected harmonic current J are detected h times (three times in the example shown in FIG. 5) while changing the phase of the harmonic current J with respect to the fundamental voltage Vf.

次いで、ステップＳ２でｈ個の円ｇ（ｇ＝１，２，…，ｈ）のそれぞれの中心の座標と半径とを演算し、式（７）′の円をｈ個求める。次いでステップＳ３で円ペアを構成する２つの円ｉ及び円ｊを表す添え字番号ｉ及びｊをそれぞれｉ＝１及びｊ＝２とする。   Next, in step S2, the coordinates and radii of the centers of the h circles g (g = 1, 2,..., H) are calculated, and h circles of Expression (7) ′ are obtained. In step S3, subscript numbers i and j representing the two circles i and j constituting the circle pair are set to i = 1 and j = 2, respectively.

ｈ個の円を求めた後、ステップＳ４で異なる２つの円の組合せを円ペアｋとし、各円ペアの交点をａ及びｂとする。次いでステップＳ５に移行し、円ペアｋ（ｋ＝１，２，…，ｈ）を構成する２つの円ｉと円ｊの交点（最初は円１と円２との交点）の座標を演算する。   After obtaining h circles, a combination of two different circles is set as a circle pair k in step S4, and the intersections of each circle pair are set as a and b. Next, the process proceeds to step S5, where the coordinates of the intersection of the two circles i and j that constitute the circle pair k (k = 1, 2,..., H) (initially the intersection of the circle 1 and the circle 2) are calculated. .

その後ステップＳ６でｊを１だけインクリメントし、ステップＳ７でｊ＞ｈであるか否かを判定する。その結果、ｊがｈを超えていないと判定されたときには、ステップＳ４に戻り、円１と円３とからなる２番目の円ペア２を構成する円ｉと円ｊとの交点（ｈ＝３の場合には円１と円３との交点）の座標を演算する。ステップＳ７でｊがｈを超えていると判定されたときには、ステップＳ８でｉを１だけインクリメントし、ステップＳ９でｊ＝ｉ＋１として、次の円ペアを構成する円の組み合わせを変える。ステップＳ１０でｉ＝ｈであるか否かを判定し、ｉ＝ｈでないと判定されたときには、ステップＳ４に戻って、次の円ペア３を構成する円ｉと円ｊの交点（ｈ＝３の場合には、円２と円３の交点）の座標を演算する。ステップＳ１０でｉ＝ｈであると判定されたとき（すべての円ペアの交点の座標の演算を完了したとき）に図８のステップＳ１１に移行する。   Thereafter, j is incremented by 1 in step S6, and it is determined in step S7 whether j> h. As a result, when it is determined that j does not exceed h, the process returns to step S4, and the intersection of the circle i and the circle j constituting the second circle pair 2 composed of the circle 1 and the circle 3 (h = 3). In this case, the coordinates of the intersection of circle 1 and circle 3) are calculated. When it is determined in step S7 that j exceeds h, i is incremented by 1 in step S8, j = i + 1 is set in step S9, and the combination of circles constituting the next circle pair is changed. In step S10, it is determined whether i = h. If it is determined that i = h is not satisfied, the process returns to step S4, where the intersection of the circle i and the circle j constituting the next circle pair 3 (h = 3). In this case, the coordinates of the intersection of circle 2 and circle 3) are calculated. When it is determined in step S10 that i = h (when the calculation of the coordinates of the intersections of all the circle pairs is completed), the process proceeds to step S11 in FIG.

図８のステップＳ１１においては、円グループを構成する円ｑ，円ｒの添え字番号ｑ，ｒをそれぞれｑ＝１，ｒ＝２とする。次いでステップＳ１２で円ペアｑを構成する２つの円の交点の数が０，１または２のいずれかであるかを判定する。なお交点の数が０の状態は２つの円が交わっていない状態であり、交点の数が１の状態は２つの円が１点で接している状態である。   In step S11 of FIG. 8, the subscript numbers q and r of the circle q and the circle r constituting the circle group are set to q = 1 and r = 2, respectively. Next, in step S12, it is determined whether the number of intersections of two circles constituting the circle pair q is 0, 1 or 2. The state where the number of intersections is 0 is a state where two circles do not intersect, and the state where the number of intersections is 1 is a state where two circles are in contact at one point.

ステップＳ１２での判定の結果、円ペアｑを構成する２つの円の交点の数が１であると判定されたときにはステップＳ１３に進んで円ペアｒを構成する２つの円の交点の数が０，１または２のいずれかであるかを判定する。その結果、円ペアｒを構成する円の交点の数が２であると判定されたときにはステップＳ１４に進んで、円ペアｑ及び円ペアｒを１つの円グループとし、この円グループを構成する円ペアｑ，ｒのうち、円ペアｑに存在する１つの交点ｍと、円ペアｒに存在する２つの交点ｏ，ｐとの合計３つの交点ｍ，ｏ，ｐをこの円グループの判定対象交点として、判定対象交点相互間（ｍ，ｏ間及びｍ，ｐ間）の距離（同じ円ペアを構成する円の交点ｏ，ｐ相互間の距離を除く）を演算する。次いでステップＳ１５で３つの判定対象交点ｍ，ｏ，ｐのうち、相互間の距離が最小であると判定された特定の２つの判定対象交点を抽出候補点として、両判定対象交点が抽出候補点として判定された回数のカウント数を１だけ増加させる。   As a result of the determination in step S12, when it is determined that the number of intersections of the two circles constituting the circle pair q is 1, the process proceeds to step S13 and the number of intersections of the two circles configuring the circle pair r is 0. , 1 or 2 is determined. As a result, when it is determined that the number of intersections of the circles constituting the circle pair r is 2, the process proceeds to step S14, and the circle pair q and the circle pair r are set as one circle group, and the circles constituting this circle group are processed. Among the pairs q and r, a total of three intersections m, o, and p of one intersection m existing in the circle pair q and two intersections o and p existing in the circle pair r are determined as intersections to be determined for this circle group. As described above, the distance between the determination target intersections (between m and o and between m and p) (excluding the distance between the intersections o and p of the circles forming the same circle pair) is calculated. Next, in step S15, out of the three determination target intersections m, o, and p, two specific determination target intersections determined to have the smallest distance are used as extraction candidate points, and both determination target intersections are extracted candidate points. The number of counts determined as is increased by one.

ステップＳ１２で円ペアｑの交点の数が０であると判定されたとき及びステップＳ１３で円ペアｒの交点の数が０または１であると判定されたときには、ステップＳ１６に進んで、抽出候補点であることのカウントを行わないものとする。   When it is determined in step S12 that the number of intersections of the circle pair q is 0 and when it is determined in step S13 that the number of intersections of the circle pair r is 0 or 1, the process proceeds to step S16, and extraction candidates are obtained. No point counting is performed.

ステップＳ１５またはＳ１６を実行した後、ステップＳ１７に進んで添え字番号ｒを１だけインクリメントし、ステップＳ１８で添え字番号ｒがｈ（ｈ−１）／２を超えているか否かを判定する。その結果、ｒがｈ（ｈ−１）／２を超えていないと判定されたときには、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ１８でｒがｈ（ｈ−１）／２を超えていると判定されたときにはステップＳ１９に進んで添え字番号ｑを１だけインクリメントし、ステップＳ２０で添え字番号ｒをｑ＋１に等しくする。次いでステップＳ２１で添え字番号ｑがｈ（ｈ−１）／２に等しいか否かを判定し、等しくない場合には、ステップＳ１２に戻る。ステップＳ２１でｑがｈ（ｈ−１）／２に等しいと判定されたときには、図９のフローチャートのステップＳ２８に移行する。   After executing step S15 or S16, the process proceeds to step S17 to increment the subscript number r by 1. In step S18, it is determined whether or not the subscript number r exceeds h (h-1) / 2. As a result, when it is determined that r does not exceed h (h−1) / 2, the process returns to step S12. When it is determined in step S18 that r exceeds h (h-1) / 2, the process proceeds to step S19, where the subscript number q is incremented by 1, and in step S20, the subscript number r is made equal to q + 1. Next, in step S21, it is determined whether or not the subscript number q is equal to h (h-1) / 2. If not, the process returns to step S12. When it is determined in step S21 that q is equal to h (h-1) / 2, the process proceeds to step S28 in the flowchart of FIG.

図８のステップＳ１２において、円ペアｑの交点の数が２であると判定されたときには、ステップＳ２２に移行して円ペアｒの交点の数が０，１または２のいずれであるかを判定する。その結果、円ペアｒの交点の数が１であると判定されたときには、ステップＳ２３に進んで、円ペアｑ及び円ペアｒを１つの円グループとし、この円グループを構成する円ペアｑ，ｒのうち、円ペアｑに存在する２つの交点ｍ，ｎと、円ペアｒに存在する１つの交点ｏとの合計３つの交点ｍ，ｎ，ｏをこの円グループの判定対象交点として、判定対象交点相互間（ｍ，ｏ間及びｎ，ｏ間）の距離（同じ円ペアを構成する円の交点ｍ，ｎ相互間の距離を除く）を演算する。次いでステップＳ２４で３つの判定対象交点のうち、相互間の距離が最小であると判定された特定の２つの判定対象交点を抽出候補点として、両判定対象交点が抽出候補点として判定された回数のカウント数を１だけ増加させる。   When it is determined in step S12 of FIG. 8 that the number of intersections of the circle pair q is 2, the process proceeds to step S22 to determine whether the number of intersections of the circle pair r is 0, 1 or 2. To do. As a result, when it is determined that the number of intersections of the circle pair r is 1, the process proceeds to step S23, where the circle pair q and the circle pair r are set as one circle group, and the circle pairs q, A total of three intersections m, n, o of two intersections m, n existing in the circle pair q and one intersection o existing in the circle pair r are determined as intersections to be determined for this circle group. The distance between the target intersections (between m and o and n and o) (excluding the distance between the intersections m and n of the circles forming the same circle pair) is calculated. Next, in step S24, the number of times that the two determination target intersections are determined as extraction candidate points with the two specific determination target intersections determined to have the smallest distance between the three determination target intersections as extraction candidate points. The count number is increased by one.

ステップＳ２２で円ペアｒの交点の数が２であると判定されたときには、ステップＳ２５に進んで、円ペアｑ及び円ペアｒを１つの円グループとし、この円グループを構成する円ペアｑ，ｒのうち、円ペアｑに存在する２つの交点ｍ，ｎと、円ペアｒに存在する２つの交点ｏ，ｐとの合計４つの交点をこの円グループの判定対象交点として、判定対象交点相互間（ｍ，ｏ間、ｏ，ｎ間、ｎ，ｐ間、ｐ，ｍ間）の距離［同じ円ペアを構成する円の交点相互間の距離（ｍ，ｎ間の距離及びｏ，ｐ間の距離）を除く］を演算する。次いでステップＳ２６で４つの判定対象交点のうち、相互間の距離が最小であると判定された特定の２つの判定対象交点を抽出候補点として、両判定対象交点が抽出候補点として判定された回数のカウント数を１だけ増加させる。   When it is determined in step S22 that the number of intersections of the circle pair r is 2, the process proceeds to step S25, in which the circle pair q and the circle pair r are set as one circle group, and the circle pairs q, Among the r, a total of four intersections of the two intersections m and n existing in the circle pair q and the two intersections o and p existing in the circle pair r are used as the determination target intersections of this circle group, and the determination target intersections Distance between m (m, o, o, n, n, p, p, m) [Distance between the intersections of circles constituting the same circle pair (distance between m, n and o, p [Excluding distance)]]. Next, in step S26, the number of times that the two determination target intersections are determined as extraction candidate points with the two specific determination target intersections determined to have the smallest distance between the four determination target intersections as extraction candidate points. The count number is increased by one.

ステップＳ２２で円ペアｒの交点の数が０であると判定されたときには、ステップＳ２７に進んで抽出候補点のカウントを行わないものとする。ステップＳ２４，Ｓ２６またはＳ２７を実行した後ステップＳ１７に移行する。   When it is determined in step S22 that the number of intersections of the circle pair r is 0, the process proceeds to step S27, and the extraction candidate points are not counted. After executing step S24, S26 or S27, the process proceeds to step S17.

図９のステップＳ２８では、円ペアの添え字番号ｋを１とし、ステップＳ２９で円ペアｋの交点の数が０，１，２のいずれであるかを判定する。その結果、交点の数が０であると判定されたときにはステップＳ３０に進んで有効データ点はないとする。   In step S28 of FIG. 9, the subscript number k of the circle pair is set to 1, and in step S29, it is determined whether the number of intersections of the circle pair k is 0, 1, or 2. As a result, when it is determined that the number of intersections is 0, it is assumed that there is no valid data point in step S30.

ステップＳ２９で円ペアｋの交点の数が１であると判定されたときには、ステップＳ３１でその１つの交点を有効データ点として特定する。またステップＳ２９で円ペアｋの交点の数が２であると判定されたときにはステップＳ３２で円ペアｋの２つの交点のうち、抽出候補点としてカウントされた回数が多い方の交点を有効データ点とする。   When it is determined in step S29 that the number of intersections of the circle pair k is 1, that one intersection is specified as an effective data point in step S31. If it is determined in step S29 that the number of intersections of the circle pair k is 2, the intersection of the two intersections of the circle pair k that has been counted more frequently as extraction candidate points in step S32 is the valid data point. And

ステップＳ３０，Ｓ３１またはＳ３２を実行した後、ステップＳ３３に移行してｋを１だけインクリメントし、ステップＳ３４でｋがｈ（ｈ−１）／２を超えているか否かを判定する。その結果、ｋがｈ（ｈ−１）／２を超えていないと判定されたときにはステップＳ２９に戻り、他の円ペアについて、有効データ点があるか否か、あるとすればいずれの点が有効データ点であるかの判定を行う。   After executing step S30, S31, or S32, the process proceeds to step S33, and k is incremented by 1. In step S34, it is determined whether k exceeds h (h-1) / 2. As a result, when it is determined that k does not exceed h (h−1) / 2, the process returns to step S29 to determine whether there is a valid data point for another circle pair, and if there is any point, Judge whether it is a valid data point.

ステップＳ３４でｋがｈ（ｈ−１）／２を超えていると判定されたときには、ステップＳ３５に進んで、すべての有効データ点のＲ座標及びＸ座標のそれぞれの平均値を演算して、対象次数の高調波に対する系統インピーダンスＺoの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを算出する。   When it is determined in step S34 that k exceeds h (h-1) / 2, the process proceeds to step S35, and the average values of the R coordinate and X coordinate of all valid data points are calculated, The resistance component Ro and reactance component Xo of the system impedance Zo with respect to the harmonics of the target order are calculated.

上記の実施形態では、図７の処理のステップＳ１により、図６に示した高調波電流注入前高調波電圧検出手段１２、高調波電流注入後高調波電圧・電流検出手段１４、α，β，γ検出手段１６及び位相差演算手段１７が構成される。また図７のステップＳ２ないしＳ１０により交点座標演算手段１８が構成され、図８のステップＳ１４，Ｓ２３及びＳ２５により交点間距離演算手段１９Ａが構成される。更に図８のステップＳ１５，Ｓ２４及びＳ２６により抽出候補判定回数カウント手段１９Ｂが構成され、図９の処理により有効データ点特定手段１９Ｃが構成される。   In the above embodiment, the harmonic voltage detecting means 12 before harmonic current injection shown in FIG. 6, the harmonic voltage / current detecting means 14 after harmonic current injection shown in FIG. A γ detection means 16 and a phase difference calculation means 17 are configured. Further, the intersection coordinate calculation means 18 is configured by steps S2 to S10 in FIG. 7, and the inter-intersection distance calculation means 19A is configured by steps S14, S23, and S25 in FIG. Further, the extraction candidate determination number counting means 19B is configured by steps S15, S24 and S26 of FIG. 8, and the valid data point specifying means 19C is configured by the processing of FIG.

高調波を発生する負荷が接続された模擬配電線を用い、系統に注入する高調波電流Ｊの基本波電圧Ｖfに対する位相を４５degずつ変化させて、８つの円を描き、第５次高調波に対する系統インピーダンスを求めた例を図１０に示した。この場合、有効データ点の座標のＲ軸成分及びＸ軸成分をそれぞれ平均して求めた第５次高調波に対する系統インピーダンスの抵抗分Ｒo及びＸoはそれぞれＲo＝１１．５Ω及びＸo＝２．１Ωであった。   Using a simulated distribution line connected to a load generating harmonics, changing the phase of the harmonic current J injected into the system with respect to the fundamental voltage Vf by 45 degrees, drawing eight circles, An example of obtaining the system impedance is shown in FIG. In this case, resistances Ro and Xo of the system impedance with respect to the fifth harmonic obtained by averaging the R-axis component and the X-axis component of the coordinates of the effective data point are Ro = 11.5Ω and Xo = 2.1Ω, respectively. Met.

上記の説明では、系統インピーダンスの演算に必要なすべての処理をコンピュータにより行うようにしたが、本発明はすべての処理をコンピュータ処理による場合に限定されるものではなく、一部の処理を人手により行うようにすることもできる。例えば、ｈ個の円をディスプレイの画面上に表示させて、その画面上で、相互間の距離がより近い関係を以て集合している有効データ点を判定し、判定した有効データ点のＲ軸成分及びＸ軸成分を画面上で読み取って平均値の演算を行うようにしてもよい。   In the above description, all processing necessary for calculating the system impedance is performed by a computer. However, the present invention is not limited to the case where all processing is performed by computer processing, and some processing is performed manually. You can also do it. For example, h circles are displayed on the screen of the display, and effective data points that are gathered with a closer relationship are determined on the screen, and the R-axis component of the determined effective data points is determined. The average value may be calculated by reading the X-axis component on the screen.

高調波電流源が接続された配電系統のモデルを示した回路図である。It is the circuit diagram which showed the model of the power distribution system to which the harmonic current source was connected. 図１の等価回路図である。FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of FIG. 1. 本発明における配電系統の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a power distribution system in the present invention. 図３の各部の電圧、電流のベクトル図である。FIG. 4 is a vector diagram of voltage and current of each part in FIG. 3. （Ａ）ないし（Ｆ）は本発明の実施形態において円の数を３とした場合を例にとって、系統インピーダンスを求める過程を説明する説明図である。(A) thru | or (F) is explanatory drawing explaining the process which calculates | requires system | strain impedance by taking the case where the number of circles is 3 in the embodiment of this invention as an example. 本発明の演算方法をコンピュータを用いて実施する場合の演算装置の構成を示したブロック図である。It is the block diagram which showed the structure of the arithmetic unit in the case of implementing the calculating method of this invention using a computer. 本発明の演算方法を実施するためにコンピュータに実行させるプログラムの一部のアルゴリズムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed a part of algorithm of the program which makes a computer perform in order to implement the calculating method of this invention. 本発明の演算方法を実施するためにコンピュータに実行させるプログラムの他の部分のアルゴリズムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the algorithm of the other part of the program which makes a computer perform in order to implement the calculating method of this invention. 本発明の演算方法を実施するためにコンピュータに実行させるプログラムの更に他の部分のアルゴリズムを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the algorithm of the further another part of the program which makes a computer perform in order to implement the calculating method of this invention. 模擬配電線を用いて実際に第５次高調波に対する系統インピーダンスを求めた際に描かれた円を示した図である。It is the figure which showed the circle drawn when the system | strain impedance with respect to the 5th harmonic was actually calculated | required using the simulated distribution line.

符号の説明Explanation of symbols

１０ 配電線
１１ 高調波電流源
１２ 高調波電流注入前高調波電圧検出手段
１４ 高調波電流注入後高調波電圧・電流検出手段
１７ 位相差検出手段
１８ 交点座標演算手段
１９ 有効データ点抽出手段
１９Ａ 交点間距離演算手段
１９Ｂ 抽出候補判定回数カウント手段
１９Ｃ 有効データ点特定手段
２０ 平均値演算手段 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Distribution line 11 Harmonic current source 12 Harmonic voltage detection means before harmonic current injection 14 Harmonic voltage / current detection means after harmonic current injection 17 Phase difference detection means 18 Intersection coordinate calculation means 19 Effective data point extraction means 19A Intersection Distance calculation means 19B Extraction candidate determination count counting means 19C Effective data point identification means 20 Average value calculation means

Claims (2)

配電系統の特定地点から系統を見た対象次数の高調波に対するインピーダンスを系統インピーダンスＺo（＝Ｒo＋ｊＸo）として、該系統インピーダンスＺoの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを演算する系統インピーダンスの演算方法であって、
前記特定地点から前記系統に注入する前記対象次数の高調波電流Ｊを出力する高調波電流源を用意しておき、
前記高調波電流源から前記系統に前記高調波電流Ｊを注入する前の状態で前記特定地点の配電線電圧に含まれる前記対象次数の高調波電圧Ｖoを検出し、
前記高調波電流源が出力する対象次数の高調波電流Ｊの前記配電線電圧の基本波電圧Ｖfに対する位相を可変として、前記高調波電流Ｊを前記特定地点から前記系統に注入したときに前記配電線電圧に含まれる前記対象次数の高調波電圧Ｖ1と、前記対象次数の高調波電流Ｊとを、前記高調波電流Ｊの前記基本波電圧Ｖfに対する位相のｈ（ｈは３以上の整数）個の異なる値に対して検出し、
前記高調波電流Ｊの前記基本波電圧Ｖfに対する位相をｈ個の異なる値としたときの前記高調波電圧Ｖoと高調波電流Ｊとの位相差φのｈ個の値をそれぞれ求め、
前記高調波電圧Ｖoと、前記ｈ個の位相差φの値にそれぞれ対応する高調波電圧Ｖ1の大きさと、前記高調波電流Ｊの大きさと、前記位相差φの値とに対して、式（Ｒ＋｜Ｖo／Ｊ｜×ｃｏｓφ）２＋（Ｘ−｜Ｖo／Ｊ｜×ｓｉｎφ）２＝｜Ｖ1／Ｊ｜２ により、Ｒ−Ｘ直交座標系の平面上に描かれるｈ個の円のすべての交点の座標を求め、
前記ｈ個の円のすべての交点の中から、相互間の距離がより近い関係にあるｄ個［ｄはｈ以上、ｈ（ｈ−１）／２以下の整数］の交点を有効データ点として抽出する有効データ抽出過程を行った後、
前記ｄ個の有効データ点のそれぞれの座標のＲ軸成分及びＸ軸成分の平均値を演算することにより、前記系統インピーダンスの抵抗分Ｒo及びリアクタンス分Ｘoを求めることを特徴とする系統インピーダンスの演算方法。 A system impedance calculation method for calculating a resistance component Ro and a reactance component Xo of a system impedance Zo, where the impedance to a harmonic of a target order viewed from a specific point of the distribution system is a system impedance Zo (= Ro + jXo). ,
Prepare a harmonic current source that outputs the harmonic current J of the target order injected into the system from the specific point;
Detecting the harmonic voltage Vo of the target order included in the distribution line voltage at the specific point in a state before the harmonic current J is injected into the system from the harmonic current source;
The phase of the harmonic current J of the target order output from the harmonic current source with respect to the fundamental wave voltage Vf of the distribution line voltage is variable, and the harmonic current J is injected into the system from the specific point. The harmonic voltage V1 of the target order included in the wire voltage and the harmonic current J of the target order are h (h is an integer of 3 or more) in phase with respect to the fundamental voltage Vf of the harmonic current J. Detect for different values of
Obtaining h values of the phase difference φ between the harmonic voltage Vo and the harmonic current J when the phase of the harmonic current J with respect to the fundamental voltage Vf is set to h different values;
For the harmonic voltage Vo, the magnitude of the harmonic voltage V1 corresponding to the value of the h phase differences φ, the magnitude of the harmonic current J, and the value of the phase difference φ, R + | Vo / J | × cosφ) 2 + (X− | Vo / J | × sinφ) 2 = | V 1 / J | 2 All of the h circles drawn on the plane of the R-X orthogonal coordinate system Find the coordinates of the intersection of
Among all the intersection points of the h circles, d intersection points [d is an integer not less than h and not more than h (h−1) / 2] having a closer distance as effective data points. After performing the effective data extraction process to extract,
A system impedance calculation characterized in that a resistance component Ro and a reactance component Xo of the system impedance are obtained by calculating an average value of an R-axis component and an X-axis component of respective coordinates of the d effective data points. Method. 前記有効データ抽出過程では、
異なる２つの円の組合せを円ペアとして、前記ｈ個の円によりＨ［＝ｈ（ｈ−１）／２］個の円ペアを構成し、
異なる２つの円ペアの組合せを円グループとして、前記Ｈ個の円ペアによりＬ［＝Ｈ（Ｈ−１）／２］個の円グループを構成し、
各円グループに属する２つの円ペアのそれぞれに存在する交点を各円グループの判定対象交点として、各円グループの判定対象交点の総数が３または４であるときに、各円グループの判定対象交点相互間の距離（同じ円ペアを構成する円の交点相互間の距離を除く）を演算し、
各円グループの判定対象交点のうち、演算された相互間の距離が最小であるか、または零である１個または２個の判定対象交点を抽出候補点であると判定して、各円グループの判定対象交点のそれぞれが前記抽出候補点であると判定された回数をカウントし、
各円ペアを構成する２つの円の交点が２つある場合には、前記抽出候補点であると判定された回数が多い方の交点を前記有効データ点であると特定して抽出し、各円ペアを構成する２つの円の交点が１つである場合にはその交点を前記有効データ点であると特定して抽出すること、
を特徴とする請求項１に記載の系統インピーダンスの演算方法。 In the effective data extraction process,
Using a combination of two different circles as a circle pair, the h circles constitute H [= h (h-1) / 2] circle pairs,
A combination of two different circle pairs is defined as a circle group, and L [= H (H−1) / 2] circle groups are configured by the H circle pairs.
The intersections that exist in each of the two circle pairs that belong to each circle group are the intersections to be judged for each circle group, and when the total number of intersections to be judged for each circle group is 3 or 4, the intersection to be judged for each circle group Calculate the distance between each other (excluding the distance between the intersections of the circles that make up the same circle pair)
Each circle group is determined by determining that one or two determination target intersections that have the smallest calculated distance or zero among the determination target intersections of each circle group are extraction candidate points. Counting the number of times each of the determination target intersections is determined to be the extraction candidate point,
When there are two intersections of two circles constituting each circle pair, the intersection having the larger number of times determined to be the extraction candidate point is identified and extracted as the effective data point, If the intersection of two circles constituting a circle pair is one, the intersection is identified as the effective data point and extracted;
The system impedance calculation method according to claim 1.
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