JP2011115018A - Self-exciting reactive-power compensator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、自励式無効電力補償装置に関し、特に、電力系統に用いられる自励式無効電力補償装置に関する。 The present invention relates to a self-excited reactive power compensator, and more particularly to a self-excited reactive power compensator used in a power system.
STATCOM(Static Synchronous Compensator)、SVG(Static Var Generator)あるいは自励式SVC(Static Var Compensator)などと呼ばれる自励式無効電力補償装置は、系統無効電力を制御することによって系統の安定度を向上させるために導入されることが多い。自励式無効電力補償装置は、定常運転時の系統の安定度を向上させる場合のみならず、系統事故中および事故除去後といった系統の過渡的な安定度の向上にも有効である。 A self-reactive reactive power compensator called STATCOM (Static Synchronous Compensator), SVG (Static Var Generator), or self-excited SVC (Static Var Compensator) is used to improve system stability by controlling system reactive power. Often introduced. The self-excited reactive power compensator is effective not only for improving the stability of the system during steady operation, but also for improving the transient stability of the system during and after a system fault.
上記目的を達成するため、自励式無効電力補償装置の制御部は一般に以下のように構成されている。すなわち制御部は、系統電圧が所望の系統電圧指令に追従するように無効電流指令を出力する電圧制御ループ(主ループ)と、電力変換器の出力電流がこの無効電流指令に追従するように電力変換器の出力電圧を制御する電流制御ループ(従ループ)とを有している。 In order to achieve the above object, the control unit of the self-excited reactive power compensator is generally configured as follows. That is, the control unit outputs a reactive current command so that the system voltage follows the desired system voltage command (main loop), and power so that the output current of the power converter follows this reactive current command. A current control loop (secondary loop) for controlling the output voltage of the converter.
たとえば非特許文献1には、STATCOMにおける制御部が、過渡的な動揺の第1波における同期化力向上のためのAVR(オートマティック・ボルテージ・レギュレータ)制御、および第2波以降の動揺を抑えるためのPSS(パワー・システム・スタビライザ)制御を行なう構成が開示されている。 For example, in Non-Patent Document 1, the control unit in STATCOM controls AVR (automatic voltage regulator) control for improving the synchronization force in the first wave of transient fluctuations, and suppresses fluctuations after the second wave. A configuration for performing PSS (Power System Stabilizer) control is disclosed.
系統事故およびSTATCOM自体の故障に対する信頼性を向上するために、同じ電力系統に対して2つのSTATCOMを独立に並列運転させる場合がある。しかしながら、このような構成では、2つのSTATCOMにおいて一定レベルの制御性能をそれぞれ確保するために、電力変換器に与える一定時間あたりのパルス数を各STATCOMにおいてある値以上に設定する必要がある。このため、1つのSTATCOMを用いる場合と比べてスイッチング損失が増大してしまう。 In order to improve the reliability against a grid fault and a failure of the STATCOM itself, there are cases where two STATCOMs are independently operated in parallel for the same power system. However, in such a configuration, in order to ensure a certain level of control performance in the two STATCOMs, it is necessary to set the number of pulses per fixed time given to the power converter to a certain value or more in each STATCOM. For this reason, a switching loss will increase compared with the case where one STATCOM is used.
この発明は、上述の課題を解決するためになされたもので、その目的は、複数の自励式無効電力補償装置を並列運転し、一定レベルの制御性能を確保しながらスイッチング損失を低減することが可能な自励式無効電力補償システムを提供することである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to reduce the switching loss while ensuring a certain level of control performance by operating a plurality of self-excited reactive power compensators in parallel. It is to provide a possible self-excited reactive power compensation system.
上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる自励式無効電力補償装置は、各々が、複数の相を有する電力系統に結合され、スイッチング素子を含み、供給された直流電圧を交流電圧に変換して上記電力系統へ無効電力を出力するための第1の自励式変換器および第2の自励式変換器と、上記第1の自励式変換器から上記電力系統へ出力される電流を検出する第1の電流検出器と、上記第2の自励式変換器から上記電力系統へ出力される電流を検出する第2の電流検出器と、上記第1の電流検出器によって検出された電流および上記第2の電流検出器によって検出された電流の合成値と、上記第1の電流検出器によって検出された電流および上記第2の電流検出器によって検出された電流の差分値とに基づいて上記第1の自励式変換器および上記第2の自励式変換器における上記スイッチング素子をスイッチングさせることにより、上記第1の自励式変換器および上記第2の自励式変換器から上記電力系統へ出力される電流を制御する変換器制御部とを備える。 In order to solve the above-described problems, a self-excited reactive power compensator according to an aspect of the present invention includes a switching element, each of which is coupled to a power system having a plurality of phases, and the supplied DC voltage is converted into an AC voltage. A first self-excited converter and a second self-excited converter for converting reactive power to the power system and outputting current from the first self-excited converter to the power system. A first current detector for detecting, a second current detector for detecting a current output from the second self-excited converter to the power system, and a current detected by the first current detector And a combined value of the current detected by the second current detector and a difference value between the current detected by the first current detector and the current detected by the second current detector. The first self-excited variable And a converter that controls the current output from the first self-excited converter and the second self-excited converter to the power system by switching the switching element in the converter and the second self-excited converter. A controller.
本発明によれば、複数の自励式無効電力補償装置を並列運転し、一定レベルの制御性能を確保しながらスイッチング損失を低減することができる。 According to the present invention, a plurality of self-excited reactive power compensators can be operated in parallel to reduce switching loss while ensuring a certain level of control performance.
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第1の実施の形態>
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置の構成を示す図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a self-excited reactive power compensator according to the first embodiment of the present invention.
図1を参照して、自励式無効電力補償装置101は、1群自励式変換器1と、2群自励式変換器2と、電流検出器3,4と、系統電圧検出器5と、変換器用変圧器8,9と、変換器制御部10とを備える。
Referring to FIG. 1, a self-excited
1群自励式変換器1は、u相、v相、w相を有する電力系統60に結合され、自己消弧型のスイッチング素子を含み、外部から供給された直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を電力系統60へ出力することにより、電力系統60へ無効電力を出力する。変換器用変圧器8は、1群自励式変換器1から出力された交流電圧を変圧して電力系統60へ出力する。
The first group self-excited converter 1 is coupled to a
2群自励式変換器2は、u相、v相、w相を有する電力系統60に結合され、自己消弧型のスイッチング素子を含み、外部から供給された直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を電力系統60へ出力することにより、電力系統60へ無効電力を出力する。変換器用変圧器9は、2群自励式変換器2から出力された交流電圧を変圧して電力系統60へ出力する。
The second group self-
1群自励式変換器1から出力される無効電力および2群自励式変換器2から出力される無効電力は、合成されて電力系統60に供給される。
The reactive power output from the first group self-excited converter 1 and the reactive power output from the second group self-
図2は、1群自励式変換器1の回路図である。
図2を参照して、1群自励式変換器1は、スイッチング素子Q1〜Q6と、ダイオードD1〜D6と、平滑用コンデンサC1とを含む。スイッチング素子Q1〜Q6はたとえばGTO(Gate Turn Off thyristor)であるが、自己消弧型のスイッチング素子であればこれに限定されるものではない。ダイオードD1〜D6はスイッチング素子Q1〜Q6にそれぞれ逆並列接続される。平滑用コンデンサC1は、外部からの直流電圧を平滑化する。
FIG. 2 is a circuit diagram of the first group self-excited converter 1.
Referring to FIG. 2, group 1 self-excited converter 1 includes switching elements Q1-Q6, diodes D1-D6, and a smoothing capacitor C1. The switching elements Q1 to Q6 are, for example, GTO (Gate Turn Off thyristor), but are not limited to this as long as they are self-extinguishing type switching elements. Diodes D1-D6 are connected in antiparallel to switching elements Q1-Q6, respectively. The smoothing capacitor C1 smoothes the external DC voltage.
スイッチング素子Q1〜Q6の各々には変換器制御部10から駆動信号(ゲートパルス信号)が供給される。スイッチング素子Q1〜Q6は駆動信号に基づいてスイッチング動作を行ない、平滑用コンデンサC1によって平滑化された電圧すなわち直流電圧を交流電圧に変換して電力系統60に供給する。
A driving signal (gate pulse signal) is supplied from the
2群自励式変換器2の構成は1群自励式変換器1と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。
Since the configuration of the second group self-
図3は、本発明の第1の実施の形態に係る変換器制御部の制御内容を説明するための図である。図3において付された符号は、図1における各ブロックの符号に対応している。 FIG. 3 is a diagram for explaining the control contents of the converter control unit according to the first embodiment of the present invention. Reference numerals in FIG. 3 correspond to the reference numerals of the blocks in FIG.
図1および図3を参照して、電流検出器3は、1群自励式変換器1から電力系統60へ出力される電流を検出する。電流検出器4は、2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される電流を検出する。電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流は、フィードバック電流として変換器制御部10に与えられる。系統電圧検出器5は、電力系統60の電圧(系統電圧)を検出する。系統電圧検出器5によって検出された電圧はフィードバック電圧として変換器制御部10に与えられる。
Referring to FIGS. 1 and 3, current detector 3 detects a current output from first group self-excited converter 1 to
次に、変換器制御部10について詳細に説明する。変換器制御部10は、合成無効電流基準演算部11と、合成部12と、合成無効電流検出部13と、合成無効電流制御部14と、合成有効電流検出部15と、合成有効電流制御部16と、減算部17と、循環無効電流検出部18と、循環無効電流制御部19と、循環有効電流検出部20と、循環有効電流制御部21と、基準値変換部22と、1群ゲートパルス信号生成部23と、2群ゲートパルス信号生成部24とを含む。
Next, the
変換器制御部10は、電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流の合成値と、電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流の差分値とに基づいて1群自励式変換器1および2群自励式変換器2におけるスイッチング素子Q1〜Q6をスイッチングさせることにより、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される電流を制御する。
The
より詳細には、合成部12は、電流検出器3により検出された電流I1および電流検出器4により検出された電流I2の合成値を演算する。
More specifically, the combining
合成無効電流検出部13は、合成部12によって演算された合成値に基づいて、1群自励式変換器1から電力系統60へ出力される無効電流および2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される無効電流の合成電流(合成無効電流)を検出する。
The combined reactive
合成無効電流基準演算部11は、系統電圧検出器5により検出された系統電圧VAに基づいて、系統電圧VAが所定電圧値になるように、合成無効電流の目標値IREF1を演算するAVR制御を行なう。
Based on the system voltage VA detected by the
合成無効電流制御部14は、合成無効電流検出部13により検出される合成無効電流が目標値IREF1になるように、1群自励式変換器1から出力される無効電圧および2群自励式変換器2から出力される無効電圧の合成電圧(合成無効電圧)の基準値を演算する。合成無効電流制御部14では、1群自励式変換器1から出力される交流電圧および2群自励式変換器2から出力される交流電圧のレベル制御が行なわれる。
The combined reactive
なお、合成無効電流基準演算部11は、AVR制御を行なう構成であるとしたが、これに限定するものではない。合成無効電流基準演算部11が、系統電力の変動を抑えるように無効電力を出力するPSS制御を行なう構成であってもよい。すなわち、系統電力制御部19は、電力系統における送電電力を演算し、演算した送電電力に基づいて目標値IREF1を演算する構成であってもよい。あるいは、合成無効電流基準演算部11は、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される無効電力にバイアスを与えるための目標値IREF1を演算するQバイアス制御を行なう構成であってもよい。すなわち、合成無効電流基準演算部11は、電力系統60に供給すべき最低限の無効電力値を示す必要無効電力Qを受けて、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2から必要無効電力Qを出力させるための合成無効電流の目標値IREF1を演算する構成であってもよい。
The combined reactive current
合成有効電流検出部15は、合成部12によって演算された合成値に基づいて、1群自励式変換器1から電力系統60へ出力される有効電流および2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される有効電流の合成電流(合成有効電流)を検出する。
Based on the combined value calculated by the combining
合成有効電流制御部16は、合成有効電流検出部15により検出される合成有効電流が目標値IREF2になるように、1群自励式変換器1から出力される有効電圧および2群自励式変換器2から出力される有効電圧の合成電圧(合成有効電圧)の基準値を演算する。合成有効電流制御部16では、1群自励式変換器1から出力される交流電圧および2群自励式変換器2から出力される交流電圧の位相制御が行なわれる。
The combined effective
ここで、目標値IREF2は、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2に与えられるべき直流電圧に対応する。合成有効電流制御部16は、この直流電圧が得られた場合と等価な有効電圧が1群自励式変換器1および2群自励式変換器2から出力されるように合成有効電圧の基準値を演算する。また、目標値IREF2は、固定値であってもよいし、何らかの演算によって得られる変動値であってもよい。
Here, the target value IREF2 corresponds to a DC voltage to be supplied to the first group self-excited converter 1 and the second group self-
減算部17は、電流検出器3により検出された電流および電流検出器4により検出された電流の差分値を演算する。
The subtracting
循環無効電流検出部18は、減算部17によって演算された差分値に基づいて、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2間を流れる循環無効電流を検出する。
The circulating reactive
循環無効電流制御部19は、循環無効電流検出部18により検出される循環無効電流が目標値IREF3になるように、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2間に印加される無効電圧である循環無効電圧の基準値を演算する。循環無効電流制御部19では、1群自励式変換器1から出力される交流電圧および2群自励式変換器2から出力される交流電圧のレベル制御が行なわれる。また、目標値IREF3は、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2の電流容量を均一にするため、たとえばゼロが設定される。また、目標値IREF3は、固定値であってもよいし、何らかの演算によって得られる変動値であってもよい。
The circulation reactive
循環有効電流検出部20は、減算部17によって演算された差分値に基づいて、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2間を流れる循環有効電流を検出する。
The circulating effective
循環有効電流制御部21は、循環有効電流検出部20により検出される循環有効電流が目標値IRFE4になるように、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2間に印加される有効電圧である循環有効電圧の基準値を演算する。循環有効電流制御部21では、1群自励式変換器1から出力される交流電圧および2群自励式変換器2から出力される交流電圧の位相制御が行なわれる。
The circulating effective
ここで、目標値IRFE4は、たとえば、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2に与えられるべき直流電圧の差がゼロになるような循環有効電流値を示す。また、目標値IRFE4は、固定値であってもよいし、何らかの演算によって得られる変動値であってもよい。
Here, target value IRFE4 indicates, for example, a circulating effective current value such that the difference in DC voltage to be applied to group 1 self-excited converter 1 and
基準値変換部22は、合成無効電圧の基準値、合成有効電圧の基準値、循環無効電圧の基準値および循環有効電圧の基準値に基づいて、1群自励式変換器1から出力される電圧の基準値VREF1および2群自励式変換器2から出力される電圧の基準値VREF2を演算する。
The
1群ゲートパルス信号生成部23は、たとえばPWM(Pulse Width Modulation)制御に従って、1群自励式変換器1が基準値VREF1に相当する電圧を出力するための1群ゲートパルス信号を1群自励式変換器1におけるスイッチング素子Q1〜Q6に供給する。
The first group gate pulse
2群ゲートパルス信号生成部24は、たとえばPWM制御に従って、2群自励式変換器2が基準値VREF2に相当する電圧を出力するための2群ゲートパルス信号を2群自励式変換器2におけるスイッチング素子Q1〜Q6に供給する。
The second group gate
基準値VREF1および基準値VREF2は、合成無効電流制御部14において、系統電圧検出器5により検出された系統電圧を用いた電圧フィードバック制御系に合成無効電流検出部13により検出された合成無効電流を用いた電流マイナーループ制御を加えた制御系の出力として得られる。この制御系により、基準値VREF1および基準値VREF2を系統電圧の変化に追従して変化させることができる。
The reference value VREF1 and the reference value VREF2 are obtained by converting the combined reactive current detected by the combined reactive
図4は、本発明の第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置におけるゲートパルス信号を示す図である。 FIG. 4 is a diagram showing a gate pulse signal in the self-excited reactive power compensator according to the first embodiment of the present invention.
図4を参照して、1群ゲートパルス信号生成部23および2群ゲートパルス信号生成部24は、基準値変換部22から受けた基準値VREF1および基準値VREF2に基づいて、互いのゲートパルス信号の位相をずらして出力する。より詳細には、時間軸上において1群ゲートパルス信号のパルスと2群ゲートパルス信号のパルスとが交互に存在するように出力する。これにより、1群ゲートパルス信号および2群ゲートパルス信号を合成した合成ゲートパルス信号は、そのパルス数が1群ゲートパルス信号および2群ゲートパルス信号の各々と比べて2倍になる。
Referring to FIG. 4, first group gate pulse
したがって、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2の各々に与える一定時間あたりのパルス数を1/2に設定しても、自励式無効電力補償装置101全体で見て、自励式変換器に対するPWM制御の周波数を2倍にすることができる。
Therefore, even if the number of pulses per fixed time given to each of the first group self-excited converter 1 and the second group self-
そして、自励式無効電力補償装置101では、変換器制御部10は、電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流の合成値と、電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流の差分値とに基づいて1群自励式変換器1および2群自励式変換器2におけるスイッチング素子Q1〜Q6をスイッチングさせることにより、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される電流を制御する。すなわち、同じ電力系統に対して2つのSTATCOMを独立に並列運転させるのではなく、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2を共通の制御系によって制御する。このような構成により、1群自励式変換器1に与える一定時間あたりのパルス数および2群自励式変換器2に与える一定時間あたりのパルス数の合計によって自励式無効電力補償装置101全体の制御性能が決まることから、自励式無効電力補償装置101全体として一定レベルの制御性能を確保することができる。これにより、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2に与える一定時間あたりのパルス数を従来と比べて1/2にすることができるため、スイッチング損失を低減することができる。
In the self-excited
したがって、本発明の第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置では、複数の自励式無効電力補償装置を並列運転し、一定レベルの制御性能を確保しながらスイッチング損失を低減することができる。 Therefore, in the self-excited reactive power compensator according to the first embodiment of the present invention, a plurality of self-excited reactive power compensators can be operated in parallel to reduce switching loss while ensuring a certain level of control performance. it can.
次に、本発明の他の実施の形態について図面を用いて説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰り返さない。 Next, another embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof will not be repeated.
<第2の実施の形態>
本実施の形態は、第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置と比べて自励式変換器に供給される直流電圧のフィードバック制御を追加した自励式無効電力補償装置に関する。以下で説明する内容以外は第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置と同様である。
<Second Embodiment>
The present embodiment relates to a self-excited reactive power compensator in which feedback control of a DC voltage supplied to a self-excited converter is added as compared with the self-excited reactive power compensator according to the first embodiment. The contents other than those described below are the same as those of the self-excited reactive power compensator according to the first embodiment.
図5は、本発明の第2の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置の構成を示す図である。図6は、本発明の第2の実施の形態に係る変換器制御部の制御内容を説明するための図である。図6において付された符号は、図5における各ブロックの符号に対応している。 FIG. 5 is a diagram showing a configuration of a self-excited reactive power compensator according to the second embodiment of the present invention. FIG. 6 is a diagram for explaining the control contents of the converter control unit according to the second embodiment of the present invention. Reference numerals in FIG. 6 correspond to the reference numerals of the blocks in FIG.
図5および図6を参照して、自励式無効電力補償装置102は、本発明の第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置と比べて、さらに、直流電圧検出器6,7を備え、変換器制御部10の代わりに変換器制御部30を備える。
5 and 6, self-excited
変換器制御部30は、本発明の第1の実施の形態に係る変換器制御部と比べて、さらに、合成直流電圧制御部25と、直流電圧平衡化制御部26と、合成部27と、減算部28とを含む。
Compared with the converter control unit according to the first embodiment of the present invention, the
直流電圧検出器6は、1群自励式変換器1に供給される直流電圧を検出する。直流電圧検出器7は、2群自励式変換器2に供給される直流電圧を検出する。直流電圧検出器6によって検出された直流電圧および直流電圧検出器7によって検出された直流電圧はフィードバック電圧として変換器制御部30に与えられる。
The DC voltage detector 6 detects a DC voltage supplied to the first group self-excited converter 1. The DC voltage detector 7 detects the DC voltage supplied to the second group self-
変換器制御部30は、電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流の合成値と、電流検出器3によって検出された電流および電流検出器4によって検出された電流の差分値と、直流電圧検出器6によって検出された直流電圧および直流電圧検出器7によって検出された直流電圧の合成値と、直流電圧検出器6によって検出された直流電圧および直流電圧検出器7によって検出された直流電圧の差分値とに基づいて1群自励式変換器1および2群自励式変換器2におけるスイッチング素子Q1〜Q6をスイッチングさせることにより、1群自励式変換器1および2群自励式変換器2から電力系統60へ出力される電流を制御する。
The
より詳細には、合成部27は、直流電圧検出器6によって検出された直流電圧VD1および直流電圧検出器7によって検出された直流電圧VD2の合成値を演算する。
More specifically, the combining
合成直流電圧制御部25は、合成部27によって演算される合成値が目標値VREF3になるように、合成有効電流の目標値IREF2を演算する。目標値VREF3は、固定値であってもよいし、何らかの演算によって得られる変動値であってもよい。
The combined DC
減算部28は、直流電圧検出器6によって検出された直流電圧VD1および直流電圧検出器7によって検出された直流電圧VD2の差分値を演算する。
The
直流電圧平衡化制御部26は、減算部28によって演算される減算値が目標値VREF4になるように、循環有効電流の目標値IREF4を演算する。目標値IREF4は、固定値であってもよいし、何らかの演算によって得られる変動値であってもよい。
The DC voltage
合成有効電流制御部16は、合成有効電流検出部15により検出される合成有効電流が合成直流電圧制御部25によって演算された目標値IREF2になるように、合成有効電圧の基準値を演算する。
The combined effective
循環有効電流制御部21は、循環有効電流検出部20により検出される循環有効電流が直流電圧平衡化制御部26によって演算された目標値IREF4になるように、循環有効電圧の基準値を演算する。
The circulation effective
その他の構成および動作は第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置と同様であるため、ここでは詳細な説明を繰り返さない。 Since other configurations and operations are the same as those of the self-excited reactive power compensator according to the first embodiment, detailed description thereof will not be repeated here.
以上のように、本発明の第2の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置では、1群自励式変換器1に供給される直流電圧および2群自励式変換器2に供給される直流電圧のフィードバック制御を行なうことにより、本発明の第1の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置と比べて、さらに良好な無効電力補償を行なうことができる。
As described above, in the self-excited reactive power compensator according to the second embodiment of the present invention, the direct-current voltage supplied to the first group self-excited converter 1 and the direct current supplied to the second group self-
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 The embodiment disclosed this time should be considered as illustrative in all points and not restrictive. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
1 1群自励式変換器、2 2群自励式変換器、3,4 電流検出器、5 系統電圧検出器、6,7 直流電圧検出器、8,9 変換器用変圧器、10,30 変換器制御部、12 合成部、13 合成無効電流検出部、14 合成無効電流制御部、15 合成有効電流検出部、16 合成有効電流制御部、17 減算部、18 循環無効電流検出部、19 循環無効電流制御部、20 循環有効電流検出部、21 循環有効電流制御部、22 基準値変換部、23 1群ゲートパルス信号生成部、24 2群ゲートパルス信号生成部、25 合成直流電圧制御部、26 直流電圧平衡化制御部、27 合成部、28 減算部、101,102 自励式無効電力補償装置、Q1〜Q6 スイッチング素子、D1〜D6 ダイオード、C1 平滑用コンデンサ。 1 1-group self-excited converter, 2 2-group self-excited converter, 3, 4 current detector, 5 system voltage detector, 6, 7 DC voltage detector, 8, 9 converter transformer, 10, 30 converter Control unit, 12 synthesis unit, 13 synthesis reactive current detection unit, 14 synthesis reactive current control unit, 15 synthesis active current detection unit, 16 synthesis active current control unit, 17 subtraction unit, 18 circulation reactive current detection unit, 19 circulation reactive current Control unit, 20 circulation effective current detection unit, 21 circulation effective current control unit, 22 reference value conversion unit, 23 first group gate pulse signal generation unit, 24 second group gate pulse signal generation unit, 25 combined DC voltage control unit, 26 DC Voltage balancing control unit, 27 synthesis unit, 28 subtraction unit, 101, 102 self-excited reactive power compensator, Q1-Q6 switching element, D1-D6 diode, C1 smoothing capacitor.
Claims (3)
前記第1の自励式変換器から前記電力系統へ出力される電流を検出する第1の電流検出器と、
前記第2の自励式変換器から前記電力系統へ出力される電流を検出する第2の電流検出器と、
前記第1の電流検出器によって検出された電流および前記第2の電流検出器によって検出された電流の合成値と、前記第1の電流検出器によって検出された電流および前記第2の電流検出器によって検出された電流の差分値とに基づいて前記第1の自励式変換器および前記第2の自励式変換器における前記スイッチング素子をスイッチングさせることにより、前記第1の自励式変換器および前記第2の自励式変換器から前記電力系統へ出力される電流を制御する変換器制御部とを備える自励式無効電力補償装置。 A first self-excited converter, each coupled to a power system having a plurality of phases, including a switching element, for converting a supplied DC voltage into an AC voltage and outputting reactive power to the power system; A second self-excited converter;
A first current detector for detecting a current output from the first self-excited converter to the power system;
A second current detector for detecting a current output from the second self-excited converter to the power system;
A combined value of the current detected by the first current detector and the current detected by the second current detector, the current detected by the first current detector, and the second current detector Switching the switching elements in the first self-excited converter and the second self-excited converter based on the difference value of the current detected by the first self-excited converter and the second self-excited converter A self-excited reactive power compensator comprising a converter control unit that controls a current output from the two self-excited converters to the power system.
前記第1の電流検出器により検出された電流および前記第2の電流検出器により検出された電流の合成値に基づいて、前記第1の自励式変換器から前記電力系統へ出力される無効電流および前記第2の自励式変換器から前記電力系統へ出力される無効電流の合成無効電流を検出する合成無効電流検出部と、
前記合成無効電流検出部により検出される前記合成無効電流が目標値になるように、前記第1の自励式変換器から出力される無効電圧および前記第2の自励式変換器から出力される無効電圧の合成無効電圧の基準値を演算する合成無効電流制御部と、
前記第1の電流検出器により検出された電流および前記第2の電流検出器により検出された電流の合成値に基づいて、前記第1の自励式変換器から前記電力系統へ出力される有効電流および前記第2の自励式変換器から前記電力系統へ出力される有効電流の合成有効電流を検出する合成有効電流検出部と、
前記合成有効電流検出部により検出される前記合成有効電流が目標値になるように、前記第1の自励式変換器から出力される有効電圧および前記第2の自励式変換器から出力される有効電圧の合成有効電圧の基準値を演算する合成有効電流制御部と、
前記第1の電流検出器により検出された電流および前記第2の電流検出器により検出された電流の差分値に基づいて、前記第1の自励式変換器および前記第2の自励式変換器間を流れる循環無効電流を検出する循環無効電流検出部と、
前記循環無効電流検出部により検出される前記循環無効電流が目標値になるように、前記第1の自励式変換器および前記第2の自励式変換器間における無効電圧である循環無効電圧の基準値を演算する循環無効電流制御部と、
前記第1の電流検出器により検出された電流および前記第2の電流検出器により検出された電流の差分値に基づいて、前記第1の自励式変換器および前記第2の自励式変換器間を流れる循環有効電流を検出する循環有効電流検出部と、
前記循環有効電流検出部により検出される前記循環有効電流が目標値になるように、前記第1の自励式変換器および前記第2の自励式変換器間における有効電圧である循環有効電圧の基準値を演算する循環有効電流制御部と、
前記合成無効電圧の基準値、前記合成有効電圧の基準値、前記循環無効電圧の基準値および前記循環有効電圧の基準値に基づいて、前記第1の自励式変換器から出力される第1電圧の基準値および前記第2の自励式変換器から出力される第2電圧の基準値を演算する基準値変換部と、
前記第1電圧の基準値に基づいて、前記第1の自励式変換器の前記スイッチング素子を駆動するためのゲートパルス信号を生成する第1のゲートパルス信号生成部と、
前記第2電圧の基準値に基づいて、前記第2の自励式変換器の前記スイッチング素子を駆動するためのゲートパルス信号を生成する第2のゲートパルス信号生成部とを含む請求項1に記載の自励式無効電力補償装置。 The converter controller is
Reactive current output from the first self-excited converter to the power system based on a combined value of the current detected by the first current detector and the current detected by the second current detector And a combined reactive current detector that detects a combined reactive current of the reactive current output from the second self-excited converter to the power system,
The reactive voltage output from the first self-excited converter and the invalid output from the second self-excited converter so that the composite reactive current detected by the composite reactive current detector becomes a target value. A combined reactive current control unit for calculating a reference value of the combined reactive voltage of the voltage;
An effective current output from the first self-excited converter to the power system based on a combined value of the current detected by the first current detector and the current detected by the second current detector And a combined active current detector that detects a combined active current of active current output from the second self-excited converter to the power system,
The effective voltage output from the first self-excited converter and the effective output output from the second self-excited converter so that the combined effective current detected by the combined effective current detection unit becomes a target value. A combined effective current control unit for calculating a reference value of the combined effective voltage of the voltage;
Based on the difference value between the current detected by the first current detector and the current detected by the second current detector, between the first self-excited converter and the second self-excited converter. A circulating reactive current detector for detecting a circulating reactive current flowing through
A reference of a circulating reactive voltage that is a reactive voltage between the first self-excited converter and the second self-excited converter so that the circulating reactive current detected by the circulating reactive current detector becomes a target value. A circulation reactive current control unit for calculating a value;
Based on the difference value between the current detected by the first current detector and the current detected by the second current detector, between the first self-excited converter and the second self-excited converter. A circulating effective current detector for detecting a circulating effective current flowing through
A reference of the circulating effective voltage that is an effective voltage between the first self-excited converter and the second self-excited converter so that the circulating effective current detected by the circulating effective current detection unit becomes a target value. A circulating active current control unit for calculating a value;
The first voltage output from the first self-excited converter based on the reference value of the combined invalid voltage, the reference value of the combined effective voltage, the reference value of the circulating invalid voltage, and the reference value of the circulating effective voltage And a reference value conversion unit for calculating a reference value of the second voltage output from the second self-excited converter,
A first gate pulse signal generation unit configured to generate a gate pulse signal for driving the switching element of the first self-excited converter based on a reference value of the first voltage;
2. A second gate pulse signal generation unit configured to generate a gate pulse signal for driving the switching element of the second self-excited converter based on a reference value of the second voltage. Self-excited reactive power compensator.
前記第1の自励式変換器に供給される直流電圧を検出する第1の直流電圧検出器と、
前記第2の自励式変換器に供給される直流電圧を検出する第2の直流電圧検出器とを備え、
前記変換器制御部は、
前記第1の直流電圧検出器によって検出された直流電圧および前記第2の直流電圧検出器によって検出された直流電圧の合成値が目標値になるように、前記合成有効電流の目標値を演算する合成直流電圧制御部と、
前記第1の直流電圧検出器によって検出された直流電圧および前記第2の直流電圧検出器によって検出された直流電圧の差分値が目標値になるように、前記循環有効電流の目標値を演算する直流電圧平衡化制御部とを含み、
前記合成有効電流制御部は、前記合成有効電流検出部により検出される前記合成有効電流が前記合成有効電流の目標値になるように、前記合成有効電圧の基準値を演算し、
前記循環有効電流制御部は、前記循環有効電流検出部により検出される前記循環有効電流が前記循環有効電流の目標値になるように、前記循環有効電圧の基準値を演算する請求項2に記載の自励式無効電力補償装置。 The self-excited reactive power compensator further includes:
A first DC voltage detector for detecting a DC voltage supplied to the first self-excited converter;
A second DC voltage detector for detecting a DC voltage supplied to the second self-excited converter,
The converter controller is
A target value of the combined effective current is calculated so that a combined value of the direct current voltage detected by the first direct current voltage detector and the direct current voltage detected by the second direct current voltage detector becomes a target value. A combined DC voltage controller;
A target value of the circulating effective current is calculated so that a difference value between the DC voltage detected by the first DC voltage detector and the DC voltage detected by the second DC voltage detector becomes a target value. DC voltage balancing control unit,
The combined effective current control unit calculates a reference value of the combined effective voltage so that the combined effective current detected by the combined effective current detecting unit becomes a target value of the combined effective current,
The circulation effective current control unit calculates a reference value of the circulation effective voltage so that the circulation effective current detected by the circulation effective current detection unit becomes a target value of the circulation effective current. Self-excited reactive power compensator.
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