JP2013243934A

JP2013243934A - 自励式無効電力補償装置

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Publication number: JP2013243934A
Application number: JP2013179991A
Authority: JP
Inventors: Yasuhisa Hotta; 泰久堀田; Masao Funabashi; 眞男船橋
Original assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Current assignee: Toshiba Mitsubishi Electric Industrial Systems Corp
Priority date: 2013-08-30
Filing date: 2013-08-30
Publication date: 2013-12-05

Abstract

【課題】停止指令を受けて運転を停止している状態において、停止指令が解除されると早期に運転を再開することが可能な自励式無効電力補償装置を提供する。
【解決手段】自励式無効電力補償装置は、交流電圧を平滑化するためのコンデンサ（Ｃ）と、自励式変換器（１）と、自励式変換器（１）から電力系統（３）へ出力される無効電力を制御するための制御部（１０）とを備え、制御部（１０）は、充電器（５１）を制御することにより、第２の電圧検出器（９）によって検出されるコンデンサ（Ｃ）の両端電圧が第１の所定値以上になるようにコンデンサ（Ｃ）を充電する充電制御を行なう。
【選択図】図１

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。

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。

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。

たとえば特開平６−２３３５４４号公報（特許文献１）は、設定交流電流に追従して出力交流電流を高速に制御可能な半導体電力変換装置を開示する。この電力変換装置は、設定交流電流の位相と振幅とから半導体電力変換器の出力電圧指令を生成するフィードフォワード電力制御回路を備える。フィードフォワード電力制御回路からの出力電圧指令は、設定交流電流と系統電流との偏差に基づいて補正される。さらに系統電圧と補正された出力電圧指令との和に基づいて、電力変換器が制御される。

また、長谷川他、「８ＭＶＡＧＴＯ−ＳＶＧの開発試験」、電気学会全国大会、平成元年、８−３０５〜３０６（非特許文献１）および長谷川他、「系統安定化用１００ＭＶＡ級ＧＴＯ−ＳＶＧの検討」、電気学会全国大会、平成元年、８−３０７（非特許文献２）には、自励式無効電力補償装置において、事故発生を検出すると連系状態のままインバータを停止し、電圧が正常に復帰した後にインバータの停止を解除し、再起動する構成が開示されている。

特開平６−２３３５４４号公報

長谷川他、「８ＭＶＡＧＴＯ−ＳＶＧの開発試験」、電気学会全国大会、平成元年、８−３０５〜３０６「系統安定化用１００ＭＶＡ級ＧＴＯ−ＳＶＧの検討」、電気学会全国大会、平成元年、８−３０７

通常、ＳＴＡＴＣＯＭは、交流電圧を平滑化するための平滑用コンデンサと、この平滑用コンデンサによって平滑化された電圧を用いて電力系統へ無効電力を出力する自励式変換器（インバータ）とを備える。ＳＴＡＴＣＯＭを運転する際には、平滑用コンデンサを充電しておく必要がある。

従来のＳＴＡＴＣＯＭでは、電力系統において瞬時的に電圧が低下した場合、自励式変換器におけるスイッチング素子のスイッチングを停止する一方で、平滑用コンデンサの放電は行なわない。そして、電力系統の電圧が復帰した後すぐに再運転する、すなわち自励式変換器におけるスイッチング素子のスイッチングを再開する。

一方、数秒間の電圧低下が検出されて電力系統が完全に停電してしまった場合には、ＳＴＡＴＣＯＭは、重故障であるとして緊急停止する。より詳細には、ＳＴＡＴＣＯＭは、電力系統が停電し、ＳＴＡＴＣＯＭを停止させるための停止指令を上位装置から受けると、自励式変換器におけるスイッチング素子のスイッチングを停止し、その後、装置のメンテナンスのために、ＳＴＡＴＣＯＭと電力系統との間に設けられた遮断器を開放し、平滑用コンデンサを放電する。このため、停止指令が解除されてＳＴＡＴＣＯＭを再起動するときには、まず平滑用コンデンサを充電する必要がある。しかしながら、この充電には通常１〜２分を要し、平滑用コンデンサを充電した後、自励式変換器におけるスイッチング素子のスイッチングが再開される。このため、電力系統が停電から復帰し、上位装置からの停止指令が解除されてＳＴＡＴＣＯＭが運転を再開するまでに数分の時間を費やしてしまう。

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、停止指令を受けて運転を停止している状態において、停止指令が解除されると早期に運転を再開することが可能な自励式無効電力補償装置を提供することである。

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、交流電圧を平滑化するためのコンデンサと、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、上記コンデンサによって平滑化された電力に基づいて上記電力系統へ無効電力を出力するための自励式変換器と、上記電力系統の電圧を検出するための第１の電圧検出器と、上記コンデンサの両端電圧を検出するための第２の電圧検出器と、上記電力系統と上記自励式変換器との間に流れる電流を検出するための電流検出器と、上記第１の電圧検出器によって検出された電圧および上記電流検出器によって検出された電流に基づいて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、上記自励式変換器から上記電力系統へ出力される上記無効電力を制御するための制御部と、上記コンデンサを充電するための充電器とを備え、上記制御部は、上記充電器を制御することにより、上記第２の電圧検出器によって検出される電圧が第１の所定値以上になるように上記コンデンサを充電する充電制御を行なう。自励式無効電力補償装置は、さらに、電力系統と自励式変換器との電気的接続を遮断するための遮断器を備える。制御部は、自励式無効電力補償装置を停止するための停止指令を受けてスイッチング素子のスイッチングを停止し、かつ遮断器を制御して電力系統と自励式変換器との電気的接続を遮断し、コンデンサの電圧が第１の所定値未満になると、充電制御を行ない、コンデンサの電圧が前記第１の所定値より大きい第２の所定値に達すると充電制御を停止する。制御部は、停止指令が解除されるとスイッチング素子のスイッチングを再開し、かつ遮断器を制御して電力系統と自励式変換器とを電気的に接続する。

本発明によれば、停止指令を受けて運転を停止している状態において、停止指令が解除されると早期に運転を再開することができる。

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図である。自励式変換器１の回路図である。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動作を示す波形図である。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停止シーケンスおよび再起動シーケンスを示す図である。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図である。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動作を示す波形図である。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停止シーケンスおよび再起動シーケンスを示す図である。

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。

＜第１の実施の形態＞
［構成および基本動作］
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図である。

図１を参照して、自励式無効電力補償装置１０１は、自励式変換器１と、変換器用変圧器２と、電圧検出器４と、電流検出器５と、充電器５１と、放電器５２と、放電器５３と、電圧検出器９と、制御部１０と、平滑用コンデンサＣとを備える。充電器５１は、変圧器７と、整流器８と、抵抗Ｒ１と、スイッチＳＷＡとを含む。放電器５２は、抵抗Ｒ２と、スイッチＳＷＣとを含む。放電器５３は、抵抗Ｒ３と、スイッチＳＷＢとを含む。

充電器５１は、コンデンサＣを充電するために設けられている。より詳細には、変圧器７は、スイッチＳＷＡおよび抵抗Ｒ１を介して交流電源６から受けた交流電圧を変圧し、整流器８へ出力する。

整流器８は、たとえばダイオード整流器であり、変圧器７から受けた交流電圧を整流して平滑用コンデンサＣへ出力する。

平滑用コンデンサＣは、整流器８によって整流された電圧を平滑化する。電圧検出器９は、コンデンサＣの両端電圧を検出する。

自励式変換器１は、ｕ相、ｖ相、ｗ相を有する電力系統３に結合され、自己消弧型のスイッチング素子を含み、コンデンサＣによって平滑化された電圧に基づいて電力系統３へ無効電力を出力する。変換器用変圧器２は、自励式変換器１から出力された電圧を変圧して電力系統３へ出力する。

放電器５３は、平滑用コンデンサＣの通常放電を行なうために設けられている。放電器５２は、平滑用コンデンサＣの急速放電を行なうために設けられている。放電器５３は、放電器５２より大きい放電時定数を有する。すなわち、放電器５２における抵抗Ｒ２の抵抗値は放電器５３における抵抗Ｒ３の抵抗値よりも小さい。また、放電器５３におけるスイッチＳＷＢはたとえば機械スイッチであり、放電器５２におけるスイッチＳＷＣはたとえば半導体スイッチである。

放電器５２とは別に、半導体スイッチと比べて信頼性の高い機械スイッチを用いた放電器５３を備える構成により、自励式無効電力補償装置１０１の信頼性を向上させることができる。また、放電器５２は、後述するように平滑用コンデンサＣの両端電圧を所定レベルまで瞬時に低下させるために設けられている。すなわち、放電器５２とは別に放電器５３を備える構成により、放電器５２は、平滑用コンデンサＣの電荷の一部を放電すればよくなるため、放電器５２の抵抗Ｒ３として定格容量の大きい抵抗を使用する必要がなくなり、コストを低減することができる。

図２は、自励式変換器１の回路図である。
図２を参照して、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。スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各々には制御部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は駆動信号に応じてスイッチング動作を行ない、平滑用コンデンサＣ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３に供給する。

再び図１を参照して、電圧検出器４は、電力系統３の電圧（系統電圧）を検出する。電圧検出器４によって検出された電圧はフィードバック電圧として制御部１０に与えられる。電流検出器５は、自励式変換器１の出力電流すなわち電力系統３と自励式変換器１との間に流れる電流を検出する。電流検出器５によって検出された電流は、フィードバック電流として制御部１０に与えられる。

次に、制御部１０の構成について説明する。制御部１０は、振幅検出部１１と、無効電流検出部１２と、電圧指令生成部１３と、減算器１４，１６と、電圧制御部１５と、無効電流制御部１７と、ゲートパルス発生部２１とを含む。

制御部１０は、電圧検出器４によって検出された電圧および電流検出器５によって検出された電流に基づいてスイッチング素子を制御することにより、自励式変換器１から電力系統３へ出力される無効電力を制御する。

より詳細には、振幅検出部１１は、電圧検出器４によって検出された系統電圧の振幅値Ｖｓを算出することによって振幅値Ｖｓを検出し、その算出した（検出した）振幅値Ｖｓを減算器１４に与える。電力系統３はｕ相、ｖ相、ｗ相からなる。ｕ相、ｖ相、ｗ相の電圧をそれぞれＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗとすると、振幅検出部１１は以下の式に基づいて振幅値Ｖｓを算出する。

Ｖｓ＝（Ｖｕ²＋Ｖｖ²＋Ｖｗ²）^1/2
電圧指令生成部１３は、振幅値Ｖｓの基準値を示す電圧指令Ｖｒｅｆを生成して出力する。電圧指令Ｖｒｅｆが示す振幅値Ｖｓの基準値は一定である。

減算器１４は、電圧指令Ｖｒｅｆから振幅値Ｖｓを減算することにより偏差ΔＶを算出して、その偏差ΔＶを電圧制御部１５に与える。

電圧制御部１５はＰＩ（Proportional Integral）制御を行なう演算器として構成される。電圧制御部１５は、入力された偏差ΔＶを小さくするための電流基準Ｉｒｅｆを演算して、その電流基準Ｉｒｅｆを出力する。電流基準Ｉｒｅｆは、自励式変換器１から出力される無効電流Ｉｑの基準値に対応する。

無効電流検出部１２は、電流検出器５によって検出された自励式変換器１の出力電流に基づいて、自励式変換器１から出力される無効電流Ｉｑを検出する。具体的には、無効電流検出部１２は、電流検出器５により検出されたｕ相電流、ｖ相電流およびｗ相電流を３相／２相変換することによって無効電流Ｉｑを検出する。

減算器１６は電流基準Ｉｒｅｆから無効電流Ｉｑを減算することにより偏差ΔＩを算出して、その偏差ΔＩを無効電流制御部１７に与える。無効電流制御部１７は、ＰＩ制御を行なう演算器として構成される。無効電流制御部１７は入力された偏差ΔＩを小さくするための電圧基準Ｖｉを演算して、その電圧基準Ｖｉをゲートパルス発生部２１に与える。

ゲートパルス発生部２１は、たとえばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御に従って、自励式変換器１が電圧基準Ｖｉに相当する電圧を出力するためのゲートパルス信号を自励式変換器１におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６に供給する。

電圧基準Ｖｉは、電圧制御部１５を制御器とする電圧フィードバック制御系に無効電流制御部１７を制御器とする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、電圧基準Ｖｉを系統電圧の変化に追従して変化させることができる。

［動作］
次に、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動作について説明する。

図３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動作を示す波形図である。図３において、ＶＣは平滑用コンデンサＣの両端電圧である。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の停止シーケンスおよび再起動シーケンスを示す図である。

図３および図４を参照して、自励式無効電力補償装置１０１における制御部１０は、時刻ｔ０すなわち上位装置から起動指令を受ける前の状態において、スイッチＳＷＡをオフし、スイッチＳＷＢをオンし、スイッチＳＷＣをオフする。スイッチＳＷＢをオンすることにより、放電器５３によって平滑用コンデンサＣが確実に放電され、装置のメンテナンス性を向上させることができる。

時刻ｔ１において、制御部１０は、上位装置から起動指令を受けて、スイッチＳＷＡをオンし、スイッチＳＷＢをオフする。これにより、充電器５１によって平滑用コンデンサＣが充電される、すなわち交流電源６から供給される交流電圧によって平滑用コンデンサＣの両端電圧ＶＣが上昇する。

時刻ｔ２において、電圧ＶＣが所定値Ｖ１より大きい所定値Ｖ２に達すると、制御部１０はスイッチＳＷＡをオフする。これにより、充電器５１による平滑用コンデンサＣの充電が停止する。そして、制御部１０は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６へ駆動信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを再開させる。なお、スイッチＳＷＡがオフされた後も、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングによってコンデンサＣは充電されるため、電圧ＶＣは所定値Ｖ２以上を維持する。

時刻ｔ３において、電力系統３が停電等して上位装置から停止指令が自励式無効電力補償装置１０１へ出力される（ステップＳ１）。このとき、電力系統３からの電力によって電圧ＶＣは大きく上昇する。制御部１０は、上位装置からこの停止指令を受けて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６への駆動信号の出力を停止することにより、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを停止させる、すなわち自励式変換器１を停止させる。これにより、自励式無効電力補償装置１０１から電力系統３への無効電力の出力が停止する（ステップＳ２）。

時刻ｔ４において、電圧ＶＣが所定値Ｖ２より大きい所定値Ｖ３に達すると、制御部１０はスイッチＳＷＣをオンする。これにより、放電器５２によって平滑用コンデンサＣが急速放電される。

時刻ｔ５において、電圧ＶＣが所定値Ｖ２に達すると、制御部１０はスイッチＳＷＣをオフする。これにより、放電器５２による平滑用コンデンサＣの急速放電が停止する。スイッチＳＷＣがオフされた後も、電圧ＶＣは低下している。

時刻ｔ６において、電圧ＶＣが所定値Ｖ２より小さい所定値Ｖ１未満になると、制御部１０は、電圧ＶＣが所定値Ｖ２に達するまでスイッチＳＷＡをオンする。これにより、充電器５１によって平滑用コンデンサＣが充電される。

時刻ｔ７において、電力系統３が停電から復帰して上位装置からの停止指令が解除される（ステップＳ３）。制御部１０は、上位装置からの停止指令が解除されると、自励式変換器１の停止を解除する、すなわちスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６へ駆動信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを再開させる（ステップＳ４）。これにより、自励式無効電力補償装置１０１から電力系統３への無効電力の出力が再開される（ステップＳ５）。

以上のように、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、制御部１０は、充電器５１を制御することにより、コンデンサＣの両端電圧が所定値Ｖ１以上になるようにコンデンサＣを充電する充電制御を行なう。より詳細には、制御部１０は、電圧検出器９によって検出された電圧が所定値Ｖ１未満になると充電制御を行ない、電圧検出器９によって検出された電圧が所定値Ｖ１より大きく所定値Ｖ３より小さい所定値Ｖ２になると充電制御を停止する。

このような構成により、停止指令を受けて自励式変換器１におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを停止しても、平滑用コンデンサＣの両端電圧を一定レベルに維持することができるため、停止指令が解除された後に平滑用コンデンサＣを再充電する必要がなくなり、自励式変換器１におけるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを早期に再開することができる。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、停止指令を受けて運転を停止している状態において、停止指令が解除されると早期に運転を再開することができる。

また、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、コンデンサＣを放電するための放電器５２を備える。そして、制御部１０は、電圧検出器９によって検出された電圧が所定値Ｖ１より大きい所定値Ｖ３以上になると、放電器５２を制御してコンデンサＣを放電する。このような構成により、後述する本発明の第２の実施の形態に係る自励式無効電力補償装置と比べて、電力系統３からの電力による平滑用コンデンサＣの過充電を防ぐための遮断器ＣＢを開放する操作が不要になるという利点がある。

なお、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、制御部１０は、電圧ＶＣが所定値Ｖ１未満になるとスイッチＳＷＡをオンして充電器５１の充電動作を開始する構成であるとしたが、これに限定するものではない。上位装置から停止指令を受けてすぐにスイッチＳＷＡをオンし、充電器５１の充電動作を開始する構成であってもよい。

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。

＜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停止シーケンスおよび再起動シーケンスを変更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。

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図である。
図５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、さらに遮断器ＣＢを備え、放電器５２を備えない。遮断器ＣＢは、電力系統３と自励式変換器１との電気的接続を遮断するために設けられる。

図６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動作を示す波形図である。図６において、ＶＣは平滑用コンデンサＣの両端電圧である。図７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停止シーケンスおよび再起動シーケンスを示す図である。

図６および図７を参照して、自励式無効電力補償装置１０２における制御部１０は、時刻ｔ０すなわち上位装置から起動指令を受ける前の状態において、スイッチＳＷＡをオフし、スイッチＳＷＢをオンし、遮断器ＣＢを開放する。スイッチＳＷＢをオンすることにより、放電器５３によって平滑用コンデンサＣが確実に放電され、装置のメンテナンス性を向上させることができる。また、遮断器ＣＢを開放することにより、電力系統３からの電力によって平滑用コンデンサＣが充電されることを防ぐことができる。

時刻ｔ１において、制御部１０は、上位装置から起動指令を受けて、スイッチＳＷＡをオンし、スイッチＳＷＢをオフし、遮断器ＣＢを投入する。これにより、電力系統３と自励式変換器１とが電気的に接続される。また、充電器５１によって平滑用コンデンサＣが充電される、すなわち交流電源６から供給される交流電圧によって平滑用コンデンサＣの両端電圧ＶＣが上昇する。

時刻ｔ３において、電力系統３が停電等して上位装置から停止指令が自励式無効電力補償装置１０２へ出力される（ステップＳ１１）。このとき、電圧ＶＣは大きく低下する。制御部１０は、上位装置からこの停止指令を受けて、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６への駆動信号の出力を停止することにより、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを停止させる、すなわち自励式変換器１を停止させる。これにより、自励式無効電力補償装置１０２から電力系統３への無効電力の出力が停止する（ステップＳ１２）。

そして、制御部１０は、遮断器ＣＢを開放することにより、電力系統３と自励式変換器１との電気的接続を遮断する（ステップＳ１３）。なお、ステップＳ１２およびステップＳ１３の実行順序は逆であってもよい。

時刻ｔ４において、電圧ＶＣが所定値Ｖ２より小さい所定値Ｖ１未満となると、制御部１０はスイッチＳＷＡをオンする。これにより、充電器５１によって平滑用コンデンサＣが充電される。

時刻ｔ５において、電圧ＶＣが所定値Ｖ２に達すると、制御部１０はスイッチＳＷＡをオフする。これにより、充電器５１による平滑用コンデンサＣの充電が停止する。

時刻ｔ６において、電力系統３が停電から復帰して上位装置からの停止指令が解除される（ステップＳ１４）。制御部１０は、上位装置からの停止指令が解除されると、自励式変換器１の停止を解除する、すなわちスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６へ駆動信号を出力し、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを再開させる（ステップＳ１５）。

そして、制御部１０は、遮断器ＣＢを投入することにより、電力系統３と自励式変換器１とを電気的に接続する（ステップＳ１６）。なお、ステップＳ１５およびステップＳ１６の実行順序は逆であってもよい。

ステップＳ１５およびステップＳ１６により、自励式無効電力補償装置１０２から電力系統３への無効電力の出力が再開される（ステップＳ１７）。

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。

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、制御部１０は、自励式無効電力補償装置１０２を停止するための停止指令を受けてスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを停止し、かつ遮断器ＣＢを制御して電力系統３と自励式変換器１との電気的接続を遮断する。そして、制御部１０は、停止指令が解除されるとスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のスイッチングを再開し、かつ遮断器ＣＢを制御して電力系統３と自励式変換器１とを電気的に接続する。

このような構成により、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に、停止指令を受けて運転を停止している状態において、停止指令が解除されると早期に運転を再開することができる。また、停止指令を受けてからその停止指令が解除されるまで、電力系統３からの電力によって平滑用コンデンサＣが過充電されることを防ぐことができるため、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、放電器５２が不要となる。

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。

１自励式変換器、２変換器用変圧器、４電圧検出器、５電流検出器、７変圧器、８整流器、９電圧検出器、１０制御部、１１振幅検出部、１２無効電流検出部、１３電圧指令生成部、１４，１６減算器、１５電圧制御部、１７無効電流制御部、２１ゲートパルス発生部、５１充電器、５２放電器、５３放電器、１０１，１０２自励式無効電力補償装置、Ｃ平滑用コンデンサ、Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３抵抗、ＳＷＡ，ＳＷＢ，ＳＷＣスイッチ、Ｑ１〜Ｑ６スイッチング素子、Ｄ１〜Ｄ６ダイオード、ＣＢ遮断器。

Claims

交流電圧を平滑化するためのコンデンサと、
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、前記コンデンサによって平滑化された電力に基づいて前記電力系統へ無効電力を出力するための自励式変換器と、
前記電力系統の電圧を検出するための第１の電圧検出器と、
前記コンデンサの両端電圧を検出するための第２の電圧検出器と、
前記電力系統と前記自励式変換器との間に流れる電流を検出するための電流検出器と、
前記第１の電圧検出器によって検出された電圧および前記電流検出器によって検出された電流に基づいて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、前記自励式変換器から前記電力系統へ出力される前記無効電力を制御するための制御部と、
前記コンデンサを充電するための充電器とを備え、
前記制御部は、前記充電器を制御することにより、前記第２の電圧検出器によって検出される電圧が第１の所定値以上になるように前記コンデンサを充電する充電制御を行ない、
さらに、
前記電力系統と前記自励式変換器との電気的接続を遮断するための遮断器を備え、
前記制御部は、前記自励式無効電力補償装置を停止するための停止指令を受けて前記スイッチング素子のスイッチングを停止し、かつ前記遮断器を制御して前記電力系統と前記自励式変換器との電気的接続を遮断し、前記コンデンサの電圧が前記第１の所定値未満になると、前記充電制御を行ない、前記コンデンサの電圧が前記第１の所定値より大きい第２の所定値に達すると充電制御を停止し、
前記制御部は、前記停止指令が解除されると前記スイッチング素子のスイッチングを再開し、かつ前記遮断器を制御して前記電力系統と前記自励式変換器とを電気的に接続する、自励式無効電力補償装置。