JP2016067124A - Power compensator and power compensation method - Google Patents

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重徳 井上
加藤 修治
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve such a problem that when connecting an unbalance compensator using STATCOM with a three-phase AC system, a reactor is required in each phase in addition to a voltage type inverter constituting the STATCOM, when connecting the unbalance compensator with a three-phase AC system, and its installation area is large.SOLUTION: In an unbalance compensator including two series circuits of a reactor and an arm constituted of one unit converter, including a switching element and an energy storage element, or a series connection of a plurality of unit converters, the two reactors included in two series circuits are magnetically coupled.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は,電力補償装置及び電力補償方法に係り,特に,単相負荷に起因する三相系統の不平衡を補償するのに好適な電力補償装置及び電力補償方法に関する。 The present invention relates to a power compensation device and a power compensation method, and more particularly, to a power compensation device and a power compensation method suitable for compensating unbalance in a three-phase system caused by a single-phase load.

例えば三相で形成される複数相の電力系統では,複数相の各々の電圧及び位相が互いに整って供給されている。この電力系統に,例えば,消費電力が大きな負荷,あるいは,特殊な負荷が接続されると,該複数相の間に不平衡を生じることがある。 For example, in a multi-phase power system formed of three phases, the voltages and phases of the plurality of phases are supplied in an aligned manner. For example, when a load with large power consumption or a special load is connected to this power system, an unbalance may occur between the plurality of phases.

この現象を交流き電方式の電気鉄道を例として説明する。交流き電方式の電気鉄道には,三相交流系統の1つの線間電圧から受電している場合,すなわち,三相交流系統において,電気鉄道が単相負荷として接続している場合がある(電気鉄道に限らず,三相交流系統に単相負荷が接続される場合がある)。三相交流系統に単相負荷が接続されると,該単相負荷が接続された2つの相にのみ電流が流れ,残りの1相には電流が流れない。言い換えると,単相負荷が接続されると,三相交流系統に不平衡電流が流れる。 This phenomenon will be described by taking an AC powered electric railway as an example. In the case of an AC-powered electric railway, power is received from one line voltage of the three-phase AC system, that is, the electric railway may be connected as a single-phase load in the three-phase AC system ( A single-phase load may be connected to a three-phase AC system as well as an electric railway). When a single-phase load is connected to the three-phase AC system, current flows only in two phases to which the single-phase load is connected, and no current flows in the remaining one phase. In other words, when a single-phase load is connected, an unbalanced current flows through the three-phase AC system.

このように,不平衡電流が流れると,負荷の受電点までの送電系統のインピーダンス(系統インピーダンスと称する)の電圧降下が不平衡となることによって,負荷の受電点近傍の電圧も不平衡となる。電圧の不平衡は,並列に接続されている他の三相負荷に悪影響を及ぼす恐れがあるため,ある許容範囲内に抑制する必要がある。 Thus, when an unbalanced current flows, the voltage drop in the transmission system impedance (referred to as system impedance) to the load receiving point becomes unbalanced, and the voltage near the load receiving point also becomes unbalanced. . Since voltage imbalance can adversely affect other three-phase loads connected in parallel, it must be controlled within a certain tolerance.

そのため,電圧の不平衡を許容範囲内に抑制する目的で,不平衡電流に含まれる逆相成分(場合によっては正相成分)をキャンセルする電流を流す装置を接続する場合がある。電流を平衡とすることによって,系統インピーダンスの電圧降下も平衡になり,結果として該単相負荷および該不平衡補償装置の受電点近傍の電圧を平衡にできる。 Therefore, for the purpose of suppressing the voltage imbalance within an allowable range, a device for supplying a current that cancels the negative phase component (possibly the positive phase component) included in the unbalanced current may be connected. By balancing the current, the voltage drop of the system impedance is also balanced, and as a result, the voltage near the power receiving point of the single-phase load and the unbalance compensator can be balanced.

例えば,〔非特許文献1〕は,サイリスタ制御リアクトル(TCR:thyristor-controlled reactor)を用いた他励静止形無効電力補償装置(SVC:static var compensator)による不平衡補償装置の構成を開示している。なお,非特許文献1では,不平衡補償装置を「load balancer」と称している。
一方,〔特許文献1〕には,無効電力補償装置(SVC)を複数用いて,その無効電力補償装置(SVC)をリアクトルを介して接続することで,不平衡補償する技術が開示されている。
For example, [Non-Patent Document 1] discloses a configuration of an unbalance compensator using a separately-excited static var compensator (SVC) using a thyristor-controlled reactor (TCR). Yes. In Non-Patent Document 1, the unbalance compensation device is referred to as “load balancer”.
On the other hand, [Patent Document 1] discloses a technique for unbalance compensation by using a plurality of reactive power compensators (SVC) and connecting the reactive power compensators (SVC) through a reactor. .

特開平7−257238号公報Japanese Patent Laid-Open No. 7-257238

R. Gr?nbaum, “FACTS for power quality improvement in grids feeding high speed rail traction,” in Proc. IEEE International Electric Machines & Drives Conference 2007.R. Gr? Nbaum, “FACTS for power quality improvement in grids feeding high speed rail traction,” in Proc. IEEE International Electric Machines & Drives Conference 2007.

複数の電力変換器を各々リアクトルを介して設けることにより,電力補償が可能となるものの,しかしながら,電力変換器を設けるのと同じ数のリアクトルが必要となり,そのリアクトルの設置面積が大きくならざるを得なく,近年要求される小型・低コスト化の要求に耐えられない。すなわち,交流系統と接続する場合,構成する電力変換器に加えて,各相に応じたリアクトルが必要となり,その設置面積が大きいという問題が生じる。
本発明の目的は,上記の問題点に鑑みたものであり,リアクトルを小形化することが可能となり,装置全体の設置面積を低減できる電力補償装置及び電力補償方法を提供することにある。
By providing multiple power converters via each reactor, power compensation is possible. However, however, the same number of reactors as the power converters are required, and the installation area of the reactors must be increased. In other words, it cannot withstand the recent demands for small size and low cost. In other words, when connecting to an AC system, a reactor corresponding to each phase is required in addition to the power converter to be configured, resulting in a problem that the installation area is large.
An object of the present invention is to provide a power compensation device and a power compensation method capable of downsizing a reactor and reducing the installation area of the entire device.

上記の目的を達成するために,本発明では,供給を受けた電力を電力変換して複数相で形成される電力路に供給することで前記電力路の電力を補償する電力補償装置において,前記電力路に,第1の電力変換部と第1のリアクトルを直列に接続した第1の直列回路を接続すると共に,第2の電力変換部と第2のリアクトルを直列に接続した第2の直列回路を接続し,前記第1のリアクトルと前記第2のリアクトルを磁気的に結合しているように構成した。
また,第1のリアクトルと第1の電力変換部を直列に接続した第1の直列回路を電力路に接続し,前記第1のリアクトルと磁気的に結合している第2のリアクトルと第2の電力変換部を直列に接続した第2の直列回路を前記電力路に接続し,第1の電力変換部と第2の電力変換部により,供給を受けた電力を電力変換して前記電力路に供給することで前記電力路の電力を補償するように構成した。
In order to achieve the above object, according to the present invention, in the power compensator that compensates the power of the power path by converting the supplied power to the power path formed of a plurality of phases by power conversion, A first series circuit in which the first power conversion unit and the first reactor are connected in series to the power path, and a second series in which the second power conversion unit and the second reactor are connected in series. A circuit was connected so that the first reactor and the second reactor were magnetically coupled.
In addition, a first series circuit in which the first reactor and the first power converter are connected in series is connected to the power path, and the second reactor and the second magnetically coupled to the first reactor A power converter is connected to the power path, and the supplied power is converted by the first power converter and the second power converter to convert the power path to the power path. To compensate for the power of the power path.

本発明によれば,リアクトルを小形化することが可能となるため,装置全体の設置面積を低減できるという効果を得られる。 According to the present invention, it is possible to reduce the size of the reactor, so that it is possible to reduce the installation area of the entire apparatus.

本発明による第1の形態1st form by this invention フルブリッジ形単位変換器Full-bridge type unit converter ハーフブリッジ形単位変換器Half-bridge type unit converter ダブルハーフブリッジ形単位変換器Double half bridge type unit converter 不平衡補償装置が停止している場合における概略波形Schematic waveform when unbalance compensator is stopped 不平衡補償装置が動作している場合における概略波形Schematic waveform when the unbalance compensator is operating 鉄心入りリアクトルReactor with iron core 空心リアクトルSorashin reactor 本発明による第2の形態2nd form by this invention 交流き電鉄道システムと並列に単相STATCOMを設置した場合When a single-phase STATCOM is installed in parallel with the AC feeder railway system リアクトルが磁気結合していない場合のフェーザ図の例Example of phasor diagram when reactor is not magnetically coupled リアクトルが磁気結合している場合のフェーザ図の例その1Example of phasor diagram when the reactor is magnetically coupled 1 リアクトルが磁気結合している場合のフェーザ図の例その2Example 2 of phasor diagram when reactor is magnetically coupled

本発明の第1の実施例について説明する。 A first embodiment of the present invention will be described.

実施例1は,単位変換器を1つまたは複数直列接続して構成したアームとリアクトルとの直列回路2つを三相交流系統に接続して構成した不平衡補償装置である。 The first embodiment is an unbalance compensator configured by connecting two series circuits of an arm and a reactor configured by connecting one or a plurality of unit converters in series to a three-phase AC system.

本実施例の特徴は,前記2つの直列回路に含まれるリアクトルを,鉄心等の磁性体,または空気等の非磁性体を介して磁気結合した点にある。より詳しくは,前記の2つのリアクトルにそれぞれ流れる正方向の電流に起因する起磁力が強め合うように磁気結合した点に特徴がある。 This embodiment is characterized in that the reactors included in the two series circuits are magnetically coupled via a magnetic material such as an iron core or a non-magnetic material such as air. More specifically, it is characterized in that it is magnetically coupled so that magnetomotive forces due to positive currents flowing through the two reactors are intensified.

本実施例によれば,あるインダクタンスを得るためのリアクトルの巻数を少なくできる,すなわちリアクトルを小形化できるという効果を得られる。 According to the present embodiment, the effect that the number of turns of the reactor for obtaining a certain inductance can be reduced, that is, the reactor can be reduced in size.

以下,図1を参照して実施例1の全体構成を説明する。 The overall configuration of the first embodiment will be described below with reference to FIG.

図1は,三相交流系統101の系統インピーダンス102を介した受電点103に,交流き電鉄道システム104と,本発明による不平衡補償装置105が連系している構成である。 FIG. 1 shows a configuration in which an AC feeding railway system 104 and an unbalance compensator 105 according to the present invention are connected to a power receiving point 103 via a system impedance 102 of a three-phase AC system 101.

交流き電鉄道システム104は,受電点103のc相とa相の2相から単相受電しており,単相負荷である。したがって,三相交流系統101から見ると不平衡負荷である。 The AC feeding railway system 104 receives single-phase power from two phases of the c-phase and a-phase of the power receiving point 103, and is a single-phase load. Therefore, when viewed from the three-phase AC system 101, it is an unbalanced load.

不平衡補償装置105は,交流き電鉄道システム104と並列に受電点103に接続している。 The unbalance compensation device 105 is connected to the power receiving point 103 in parallel with the AC feeder railway system 104.

なお,交流き電鉄道システム104は,受電点103に接続している単相負荷の一例であり,単相負荷であればその他の種類の負荷であっても,本実施例の効果を得ることができる。 The AC feeder railway system 104 is an example of a single-phase load connected to the power receiving point 103, and the effects of the present embodiment can be obtained even with other types of loads as long as it is a single-phase load. Can do.

本明細書では,三相交流系統101の線間電圧をそれぞれVSab,VSbc,VScaと表記し,概ね平衡な電圧源であると仮定して説明する。 In the present specification, the line voltage of the three-phase AC system 101 is expressed as VSab, VSbc, and VSca, respectively, and it is assumed that the voltage source is approximately balanced.

受電点103の線間電圧をそれぞれVRab,VRbc,VRcaと表記する。 The line voltage at the power receiving point 103 is expressed as VRab, VRbc, VRca, respectively.

また,三相交流系統101に流れる電流をそれぞれISa,ISb,IScと表記し,交流き電鉄道システム104に流れる電流をILcaと表記する。 Further, currents flowing through the three-phase AC system 101 are denoted as ISa, ISb, and ISc, respectively, and currents flowing through the AC feeder railway system 104 are denoted as ILca.

さらに,受電点から不平衡補償装置105に流れる電流をそれぞれICa,ICb,ICcと表記する。 Further, currents flowing from the power receiving point to the unbalance compensation device 105 are denoted as ICa, ICb, and ICc, respectively.

以下,交流き電鉄道システム104の内部構成を説明する。なお,図1における交流き電鉄道システム104はAT(auto-transformer)き電方式の交流電気鉄道を概略的に描いた図である。 Hereinafter, the internal configuration of the AC feeder railway system 104 will be described. In addition, the AC feeder railway system 104 in FIG. 1 is a diagram schematically illustrating an AT (auto-transformer) feeder AC railway.

交流き電鉄道システム104は,例えば,変圧器106と,電車107,単巻変圧器108とから構成されている。 The AC feeder railway system 104 includes, for example, a transformer 106, a train 107, and a single-turn transformer 108.

変圧器106の1次巻線は受電点103のc−a相間に接続している。変圧器106の2次巻線は,図1に示す通り,中点であるr点を引き出した構成となっている。2次巻線の3つの端子をそれぞれt点,r点,f点と称する。 The primary winding of the transformer 106 is connected between the c-a phases of the power receiving point 103. As shown in FIG. 1, the secondary winding of the transformer 106 has a configuration in which a middle point r is drawn out. The three terminals of the secondary winding are referred to as t point, r point, and f point, respectively.

電車107は,t点とr点の間に接続している。また,t点,r点,f点には,単巻変圧器108を接続している。 The train 107 is connected between the t point and the r point. Moreover, the autotransformer 108 is connected to the t point, the r point, and the f point.

電車107の力行あるいは回生に伴う電流は,受電点103のc相,a相のみに流れ,b相には流れない。 Current accompanying powering or regeneration of the train 107 flows only in the c-phase and a-phase of the power receiving point 103 and does not flow in the b-phase.

したがって,不平衡補償装置105が停止している場合,すなわち,ICa,ICb,ICcがいずれも零である場合,三相交流系統101に流れる電流ISa,ISb,IScは,式(1)〜(3)のように書ける。
〔数1〕
ISa=−ILca (1)
〔数2〕
ISb=0 (2)
〔数3〕
ISc=ILca (3)
Therefore, when the unbalance compensator 105 is stopped, that is, when ICa, ICb, and ICc are all zero, the currents ISa, ISb, and ISc that flow through the three-phase AC system 101 are expressed by equations (1) to ( It can be written as 3).
[Equation 1]
ISa = -ILca (1)
[Equation 2]
ISb = 0 (2)
[Equation 3]
ISc = ILca (3)

b相に流れる電流ISbが零であることから,式(1)〜(3)に示した電流は不平衡である。 Since the current ISb flowing in the b phase is zero, the currents shown in the equations (1) to (3) are unbalanced.

以下,本発明による不平衡補償装置105の内部構成について説明する。 Hereinafter, the internal configuration of the unbalance compensator 105 according to the present invention will be described.

不平衡補償装置105は,ab相アーム109ab,bc相アーム109bcと結合リアクトル110を備えている。 The unbalance compensator 105 includes an ab phase arm 109ab, a bc phase arm 109bc, and a coupling reactor 110.

ab相アーム109abとbc相アーム109bcは,それぞれ単位変換器111を1つ,または複数直列接続した回路である。単位変換器111の内部構成については後述する。 Each of the ab phase arm 109ab and the bc phase arm 109bc is a circuit in which one or a plurality of unit converters 111 are connected in series. The internal configuration of the unit converter 111 will be described later.

また,結合リアクトル110は,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを備えている。 The coupling reactor 110 includes an ab phase winding 112ab and a bc phase winding 112bc.

受電点103のa−b相に,ab相アーム109abとab相巻線112abの直列回路を接続している。 A series circuit of an ab phase arm 109ab and an ab phase winding 112ab is connected to the ab phase of the power receiving point 103.

また,受電点103のb−c相に,bc相アーム109bcとbc相巻線112bcの直列回路を接続している。 In addition, a series circuit of a bc phase arm 109bc and a bc phase winding 112bc is connected to the bc phase of the power receiving point 103.

なお,図1では,受電点103のa相に近い方にab相アーム109abを接続し,c相に近い方にab相巻線112abを接続しているが,ab相アーム109abとab相巻線112abの接続位置が逆であってもよい。 In FIG. 1, the ab phase arm 109ab is connected to the power receiving point 103 closer to the a phase, and the ab phase winding 112ab is connected to the closer to the c phase, but the ab phase arm 109ab and the ab phase winding are connected. The connection position of the line 112ab may be reversed.

同様に,図1では,受電点103のb相に近い方にbc相巻線112abを接続し,c相に近い方にbc相アーム109bcを接続しているが,bc相巻線112abとbc相アーム109bcの接続位置が逆であってもよい。 Similarly, in FIG. 1, the bc phase winding 112ab is connected to the side closer to the b phase of the power receiving point 103 and the bc phase arm 109bc is connected to the side closer to the c phase, but the bc phase windings 112ab and bc The connection position of the phase arm 109bc may be reversed.

以下では,特に区別する必要がない場合,ab相アーム109abとbc相アーム109bcを総称して単に「アーム109」と表記する。 In the following description, the ab-phase arm 109ab and the bc-phase arm 109bc are collectively referred to simply as “arm 109” unless it is necessary to distinguish between them.

本明細書では,ab相アーム109abの両端電圧をVCabと表記し,bc相アーム109bcの両端電圧をVCbcと表記する。また,ab相アーム109abに流れる電流をICabと表記し,bc相アーム109bcに流れる電流をICbcと表記する。 In this specification, the voltage between both ends of the ab-phase arm 109ab is denoted as VCab, and the voltage between both ends of the bc-phase arm 109bc is denoted as VCbc. Further, the current flowing through the ab phase arm 109ab is denoted as ICab, and the current flowing through the bc phase arm 109bc is denoted as ICbc.

さらに,図1に示すように,ab相巻線112abの両端電圧をVLabと表記し,bc相巻線112bcの両端電圧をVLbcと表記する。 Further, as shown in FIG. 1, the voltage across the ab phase winding 112ab is denoted as VLab, and the voltage across the bc phase winding 112bc is denoted as VLbc.

結合リアクトル110において,ab相巻線112abとbc相巻線112bcの自己インダクタンスをLと表記し,相互インダクタンスをMと表記する。 In the coupled reactor 110, the self-inductance of the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc is expressed as L, and the mutual inductance is expressed as M.

不平衡補償装置105の各アーム109に流れる電流ICab,ICbcと,受電点から不平衡補償装置105に流れる電流ICa,ICb,ICcの関係は,式(4)〜(6)のように書くことができる。
〔数4〕
ICa=ICab (4)
〔数5〕
ICb=−ICab+ICbc (5)
〔数6〕
ICc=−ICbc (6)
The relationship between the currents ICab and ICbc flowing through the arms 109 of the unbalance compensator 105 and the currents ICa, ICb and ICc flowing from the power receiving point to the unbalance compensator 105 should be written as in equations (4) to (6). Can do.
[Equation 4]
ICa = ICab (4)
[Equation 5]
ICb = −ICab + ICbc (5)
[Equation 6]
ICc = −ICbc (6)

不平衡電流補償装置105による不平衡補償の原理については,図5,6を参照して後述するが,その前に,図2〜4を参照して,単位変換器111の内部構成を説明する。さらに,不平衡補償装置が電流ICab,ICbcを制御する原理について説明する。 The principle of unbalance compensation by the unbalance current compensator 105 will be described later with reference to FIGS. 5 and 6, but before that, the internal configuration of the unit converter 111 will be described with reference to FIGS. . Further, the principle that the unbalance compensator controls the currents ICab and ICbc will be described.

以下,単位変換器111の内部構成と出力電圧の制御方法を説明する。 Hereinafter, an internal configuration of the unit converter 111 and an output voltage control method will be described.

単位変換器111の内部構成として,図2〜4を参照して,3つの例を説明する。 Three examples of the internal configuration of the unit converter 111 will be described with reference to FIGS.

以下,図2を参照して,フルブリッジ形単位変換器111aの内部構成と出力電圧の制御方法を説明する。 Hereinafter, the internal configuration of the full-bridge unit converter 111a and the method for controlling the output voltage will be described with reference to FIG.

x相上側スイッチング素子201xpとx相上側環流ダイオード202xpの逆並列回路と,x相下側スイッチング素子201xnとx相下側環流ダイオード202xnの逆並列回路が,x点で直列接続されている。これを,第1の直列回路と称することとする。 An anti-parallel circuit of x-phase upper switching element 201xp and x-phase upper free-wheeling diode 202xp and an anti-parallel circuit of x-phase lower switching element 201xn and x-phase lower free-wheeling diode 202xn are connected in series at point x. This is referred to as a first series circuit.

y相上側スイッチング素子201ypとy相上側環流ダイオード202ypの逆並列回路と,y相下側スイッチング素子201ynとy相下側環流ダイオード202ynの逆並列回路は,y点で直列接続されている。これを,第2の直列回路と称することとする。また,フルブリッジ形単位変換器111aは,エネルギー貯蔵素子として,コンデンサ203を備えている。 The anti-parallel circuit of the y-phase upper switching element 201yp and the y-phase upper circulating diode 202yp and the anti-parallel circuit of the y-phase lower switching element 201yn and the y-phase lower circulating diode 202yn are connected in series at the point y. This is referred to as a second series circuit. The full bridge unit converter 111a includes a capacitor 203 as an energy storage element.

フルブリッジ形単位変換器111aは,前記第1,第2の直列回路とコンデンサ203がp点とn点で並列接続した構成である。 The full bridge type unit converter 111a has a configuration in which the first and second series circuits and the capacitor 203 are connected in parallel at the p point and the n point.

以下では,特に区別する必要がない場合,x相上側スイッチング素子201xp,x相下側スイッチング素子201xn,y相上側スイッチング素子201yp,y相下側スイッチング素子201yn,および後述する図3,4の各スイッチング素子を総称して,単に「スイッチング素子201」と表記する。 In the following, unless it is particularly necessary to distinguish, the x-phase upper switching element 201xp, the x-phase lower switching element 201xn, the y-phase upper switching element 201yp, the y-phase lower switching element 201yn, and each of FIGS. Switching elements are collectively referred to simply as “switching element 201”.

同様に,特に区別する必要がない場合,x相上側環流ダイオード202xp,x相下側環流ダイオード202xn,y相上側環流ダイオード202yp,y相下側環流ダイオード202yn,および後述する図3,4の各環流ダイオードを総称して,単に「環流ダイオード202」と表記する。 Similarly, when it is not necessary to distinguish between them, the x-phase upper freewheeling diode 202xp, the x-phase lower freewheeling diode 202xn, the y-phase upper freewheeling diode 202yp, the y-phase lower freewheeling diode 202yn, and each of FIGS. The freewheeling diodes are collectively referred to simply as “freewheeling diodes 202”.

以下,フルブリッジ形単位変換器111aにおける電圧・電流を定義する。 Hereinafter, the voltage / current in the full-bridge unit converter 111a is defined.

y点を基準としたx点の電圧をフルブリッジ形単位変換器111aの出力電圧と称し,VCjkと表記する。 The voltage at the point x with respect to the point y is referred to as the output voltage of the full-bridge unit converter 111a and is expressed as VCjk.

また,コンデンサ203の電圧をVDjkと表記する。 Further, the voltage of the capacitor 203 is expressed as VDjk.

ここで,j=ab,bcであり,当該フルブリッジ形単位変換器111aが属するアーム109を意味する。k=1,2,…,Nであり,アーム109における当該フルブリッジ形単位変換器111aの番号を意味する。Nは当該アーム109における単位変換器111の数である。 Here, j = ab, bc, which means the arm 109 to which the full bridge unit converter 111a belongs. k = 1, 2,..., N, which means the number of the full bridge unit converter 111 a in the arm 109. N is the number of unit converters 111 in the arm 109.

以下,スイッチング素子201のオン・オフ状態を制御することによって,出力電圧VCjkを制御する方法を説明する。 Hereinafter, a method for controlling the output voltage VCjk by controlling the on / off state of the switching element 201 will be described.

x相上側スイッチング素子201xpがオン,x相下側スイッチング素子201xnがオフ,y相上側スイッチング素子201ypがオン,y相下側スイッチング素子201ynがオフである場合,y点を基準としたx点の電圧は,概ね零となる。すなわち,VCjk=0である。 When the x-phase upper switching element 201xp is on, the x-phase lower switching element 201xn is off, the y-phase upper switching element 201yp is on, and the y-phase lower switching element 201yn is off, The voltage is almost zero. That is, VCjk = 0.

x相上側スイッチング素子201xpがオン,x相下側スイッチング素子201xnがオフ,y相上側スイッチング素子201ypがオフ,y相下側スイッチング素子201ynがオンである場合,y点を基準としたx点の電圧は,コンデンサ203の電圧VDjkと概ね等しくなる。すなわち,VCjk=VDjkである。 When the x-phase upper switching element 201xp is on, the x-phase lower switching element 201xn is off, the y-phase upper switching element 201yp is off, and the y-phase lower switching element 201yn is on, The voltage is approximately equal to the voltage VDjk of the capacitor 203. That is, VCjk = VDjk.

x相上側スイッチング素子201xpがオフ,x相下側スイッチング素子201xnがオン,y相上側スイッチング素子201ypがオン,y相下側スイッチング素子201ynがオフである場合,y点を基準としたx点の電圧は,コンデンサ203の電圧VDjkと大きさが概ね等しく,逆極性の電圧となる。すなわち,VCjk=−VDjkである。 When the x-phase upper switching element 201xp is off, the x-phase lower switching element 201xn is on, the y-phase upper switching element 201yp is on, and the y-phase lower switching element 201yn is off, The voltage is approximately equal in magnitude to the voltage VDjk of the capacitor 203 and has a reverse polarity. That is, VCjk = −VDjk.

x相上側スイッチング素子201xpがオフ,x相下側スイッチング素子201xnがオン,y相上側スイッチング素子201ypがオフ,y相下側スイッチング素子201ynがオンである場合,y点を基準としたx点の電圧は,概ね零となる。すなわち,VCjk=0である。 When the x-phase upper switching element 201xp is off, the x-phase lower switching element 201xn is on, the y-phase upper switching element 201yp is off, and the y-phase lower switching element 201yn is on, The voltage is almost zero. That is, VCjk = 0.

以上より,スイッチング素子のオン・オフを制御することにより,フルブリッジ形単位変換器111aの出力電圧VCjkを制御できることが分かる。 From the above, it can be seen that the output voltage VCjk of the full-bridge unit converter 111a can be controlled by controlling on / off of the switching element.

ここで,図2,および,後述の図3,4では,スイッチング素子としてIGBT(insulated-gate bipolar transistor)の記号を描いているが,本発明はこれに限るものではなく,オン・オフ制御形スイッチング素子であれば,BJT(bipolar junction transistor),MOSFET(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor),GTO(gate turn-off)サイリスタ,IGCT(integrated gate-commutated thyristor)等,他の方式のスイッチング素子を用いた場合にも,本発明の効果を得ることができる。   Here, in FIGS. 2 and 3 and 4 to be described later, an IGBT (insulated-gate bipolar transistor) symbol is drawn as a switching element. However, the present invention is not limited to this, and an on / off control type is shown. For switching devices, other types of switching such as BJT (bipolar junction transistor), MOSFET (metal-oxide-semiconductor field-effect transistor), GTO (gate turn-off) thyristor, IGCT (integrated gate-commutated thyristor), etc. Even when an element is used, the effects of the present invention can be obtained.

以下,図3を参照して,ハーフブリッジ形単位変換器111bの内部構成と出力電圧の制御方法を説明する。 Hereinafter, an internal configuration of the half-bridge type unit converter 111b and a method for controlling the output voltage will be described with reference to FIG.

x相上側スイッチング素子201xpとx相上側環流ダイオード202xpの逆並列回路と,x相下側スイッチング素子201xnとx相下側環流ダイオード202xnの逆並列回路は,x点で直列接続されている。これを,第1の直列回路と称することとする。 The antiparallel circuit of the x-phase upper switching element 201xp and the x-phase upper freewheeling diode 202xp and the antiparallel circuit of the x-phase lower switching element 201xn and the x-phase lower freewheeling diode 202xn are connected in series at the point x. This is referred to as a first series circuit.

また,ハーフブリッジ形単位変換器111bは,エネルギー貯蔵素子として,上側コンデンサ203pと下側コンデンサ203nの2つのコンデンサを備えている。 The half-bridge unit converter 111b includes two capacitors, an upper capacitor 203p and a lower capacitor 203n, as energy storage elements.

上側コンデンサ203pと下側コンデンサ203nはm点で直列接続されている。これを,第2の直列回路と称することとする。 The upper capacitor 203p and the lower capacitor 203n are connected in series at m points. This is referred to as a second series circuit.

ハーフブリッジ形単位変換器111bは,前記の第1,第2の直列回路をp点とn点で並列接続した構成である。 The half-bridge type unit converter 111b has a configuration in which the first and second series circuits are connected in parallel at the p point and the n point.

以下,ハーフブリッジ形単位変換器111bにおける電圧・電流を定義する。 Hereinafter, the voltage / current in the half-bridge type unit converter 111b is defined.

m点を基準としたx点の電圧をハーフブリッジ形単位変換器111bの出力電圧と称し,VCjkと表記する。 The voltage at the point x with respect to the point m is referred to as the output voltage of the half-bridge unit converter 111b and is denoted as VCjk.

上側コンデンサ203pの電圧をVDPjk,下側コンデンサ203nの電圧をVDNjkと表記する。 The voltage of the upper capacitor 203p is expressed as VDPjk, and the voltage of the lower capacitor 203n is expressed as VDNjk.

以下,スイッチング素子201のオン・オフ状態を制御することによって,出力電圧VCjkを制御する方法を説明する。 Hereinafter, a method for controlling the output voltage VCjk by controlling the on / off state of the switching element 201 will be described.

x相上側スイッチング素子201xpがオン,x相下側スイッチング素子201xnがオフである場合,m点を基準としたx点の電圧は,上側コンデンサ203pの電圧VDPjkと概ね等しくなる。すなわち,VCjk=VDPjkである。この場合,該単位変換器111bに流れる電流Ijは,上側コンデンサ203pを通って流れる。 When the x-phase upper switching element 201xp is on and the x-phase lower switching element 201xn is off, the voltage at the x point with respect to the m point is substantially equal to the voltage VDPjk of the upper capacitor 203p. That is, VCjk = VDPjk. In this case, the current Ij flowing through the unit converter 111b flows through the upper capacitor 203p.

x相上側スイッチング素子201xpがオフ,x相下側スイッチング素子201xnがオンである場合,m点を基準としたx点の電圧は,下側コンデンサ203nの電圧VDNjkと大きさが概ね等しく,かつ,逆極性の電圧となる。すなわち,VCjk=−VDNjkである。この場合,該単位変換器に流れる電流Ijは,下側コンデンサ203nを通って流れる。 When the x-phase upper switching element 201xp is off and the x-phase lower switching element 201xn is on, the voltage at the x point with respect to the m point is approximately equal to the voltage VDNjk of the lower capacitor 203n, and The voltage has a reverse polarity. That is, VCjk = −VDNjk. In this case, the current Ij flowing through the unit converter flows through the lower capacitor 203n.

以上より,スイッチング素子のオン・オフを制御することにより,ハーフブリッジ形単位変換器111bの出力電圧VCjkを制御できることが分かる。 From the above, it can be seen that the output voltage VCjk of the half-bridge unit converter 111b can be controlled by controlling on / off of the switching element.

以下,図4を参照して,ダブルハーフブリッジ形単位変換器111cの内部構成を説明する。 Hereinafter, the internal configuration of the double half bridge type unit converter 111c will be described with reference to FIG.

ダブルハーフブリッジ形単位変換器111cは,x相ハーフブリッジ401xとy相ハーフブリッジ401yをm点で逆直列に接続した構成である The double half-bridge type unit converter 111c has a configuration in which an x-phase half bridge 401x and a y-phase half bridge 401y are connected in reverse series at m points.

以下では,特に区別する必要がない場合,x相ハーフブリッジ401xとy相ハーフブリッジ401yを総称して単に「ハーフブリッジ401」と表記する。 In the following description, the x-phase half bridge 401x and the y-phase half bridge 401y are collectively referred to simply as “half bridge 401” unless it is necessary to distinguish between them.

以下,ハーフブリッジ401xの内部構成を説明する。 Hereinafter, the internal configuration of the half bridge 401x will be described.

x相上側スイッチング素子201xpとx相上側環流ダイオード202xpの逆並列回路と,x相下側スイッチング素子201xnとx相下側環流ダイオード202xnの逆並列回路は,x点で直列接続されている。これを,第1の直列回路と称することとする。 The antiparallel circuit of the x-phase upper switching element 201xp and the x-phase upper freewheeling diode 202xp and the antiparallel circuit of the x-phase lower switching element 201xn and the x-phase lower freewheeling diode 202xn are connected in series at the point x. This is referred to as a first series circuit.

また,ハーフブリッジ401xは,エネルギー貯蔵素子として,x相上側コンデンサ203xpとx相下側コンデンサ203xnの2つのコンデンサを備えている。 Further, the half bridge 401x includes two capacitors, an x-phase upper capacitor 203xp and an x-phase lower capacitor 203xn, as energy storage elements.

x相上側コンデンサ203xpとx相下側コンデンサ203xnはm点で直列接続されている。これを,第2の直列回路と称することとする。 The x-phase upper capacitor 203xp and the x-phase lower capacitor 203xn are connected in series at m points. This is referred to as a second series circuit.

ハーフブリッジ401xは,前記の第1,第2の直列回路をpx点とnx点で並列接続した構成である。 The half bridge 401x has a configuration in which the first and second series circuits are connected in parallel at the px point and the nx point.

次に,ハーフブリッジ401yの内部構成を説明する。 Next, the internal configuration of the half bridge 401y will be described.

y相上側スイッチング素子201ypとy相上側環流ダイオード202ypの逆並列回路と,y相下側スイッチング素子201ynとy相下側環流ダイオード202ynの逆並列回路は,y点で直列接続されている。これを,第1の直列回路と称することとする。 The anti-parallel circuit of the y-phase upper switching element 201yp and the y-phase upper circulating diode 202yp and the anti-parallel circuit of the y-phase lower switching element 201yn and the y-phase lower circulating diode 202yn are connected in series at the point y. This is referred to as a first series circuit.

また,ハーフブリッジ401yは,エネルギー貯蔵素子として,y相上側コンデンサ203ypとY相下側コンデンサ203ynの2つのコンデンサを備えている。 The half bridge 401y includes two capacitors, a y-phase upper capacitor 203yp and a Y-phase lower capacitor 203yn, as energy storage elements.

y相上側コンデンサ203ypとX相下側コンデンサ203ynはm点で直列接続されている。これを,第2の直列回路と称することとする。このm点は,x相ハーフブリッジ401のm点と共通である。 The y-phase upper capacitor 203yp and the X-phase lower capacitor 203yn are connected in series at m points. This is referred to as a second series circuit. This m point is common with the m point of the x-phase half bridge 401.

ハーフブリッジ401yは,前記の第1,第2の直列回路をpy点とny点で並列接続した構成である。 The half bridge 401y has a configuration in which the first and second series circuits are connected in parallel at the py point and the ny point.

前述のように,x相ハーフブリッジ401xとY相ハーフブリッジ401yのm点は接続されている。 As described above, the m points of the x-phase half bridge 401x and the Y-phase half bridge 401y are connected.

以下,ダブルハーフブリッジ形単位変換器111cにおける電圧・電流を定義する。 Hereinafter, the voltage / current in the double half bridge type unit converter 111c is defined.

y点を基準としたx点の電圧をダブルハーフブリッジ形単位変換器111cの出力電圧と称し,VCjkと表記する。 The voltage at the point x with respect to the point y is referred to as the output voltage of the double half bridge unit converter 111c and is expressed as VCjk.

x相上側コンデンサ203xpの電圧をVDxpjk,x相下側コンデンサ203xnの電圧をVDxnjkと表記する。 The voltage of the x-phase upper capacitor 203xp is expressed as VDxpjk, and the voltage of the x-phase lower capacitor 203xn is expressed as VDxnjk.

同様に,y相上側コンデンサ203ypの電圧をVDypjk,y相下側コンデンサ203YNの電圧をVDynjkと表記する。 Similarly, the voltage of the y-phase upper capacitor 203yp is expressed as VDypjk, and the voltage of the y-phase lower capacitor 203YN is expressed as VDynjk.

以下,スイッチング素子201のオン・オフ状態を制御することによって,出力電圧VCjkを制御する方法を説明する。 Hereinafter, a method for controlling the output voltage VCjk by controlling the on / off state of the switching element 201 will be described.

ただし,以下の説明では,4つのコンデンサ203の電圧が概ね等しい場合を仮定し,VDxpjk=VDxnjk=VDypjk=VDynjk=VDjkと近似して説明する。 However, in the following description, it is assumed that the voltages of the four capacitors 203 are substantially equal, and the description will be made by approximating VDxpjk = VDxnjk = VDypjk = VDynjk = VDjk.

x相上側スイッチング素子201xpがオン,x相下側スイッチング素子201xnがオフ,y相上側スイッチング素子201ypがオン,y相下側スイッチング素子201ynがオフである場合,y点を基準としたx点の電圧は,x相上側コンデンサ203xpの電圧とy相上側コンデンサ203ypの電圧の差,すなわち概ねVCjk=0となる。この場合,該単位変換器111cに流れる電流Ijは,x相上側コンデンサ203xpとy相上側コンデンサ203ypを通る。 When the x-phase upper switching element 201xp is on, the x-phase lower switching element 201xn is off, the y-phase upper switching element 201yp is on, and the y-phase lower switching element 201yn is off, The voltage is the difference between the voltage of the x-phase upper capacitor 203xp and the voltage of the y-phase upper capacitor 203yp, that is, approximately VCjk = 0. In this case, the current Ij flowing through the unit converter 111c passes through the x-phase upper capacitor 203xp and the y-phase upper capacitor 203yp.

x相上側スイッチング素子201xpがオン,X相下側スイッチング素子201xnがオフ,Y相上側スイッチング素子201ypがオフ,Y相下側スイッチング素子201ynがオンである場合,y点を基準としたx点の電圧は,x相上側コンデンサ203xpの電圧とY相下側コンデンサ203ynの電圧の和,すなわち概ねVCjk=2VDjkとなる。この場合,該単位変換器111cに流れる電流Ijは,x相上側コンデンサ203xpとY相下側コンデンサ203ynを通る。 When the x-phase upper switching element 201xp is on, the X-phase lower switching element 201xn is off, the Y-phase upper switching element 201yp is off, and the Y-phase lower switching element 201yn is on, The voltage is the sum of the voltage of the x-phase upper capacitor 203xp and the voltage of the Y-phase lower capacitor 203yn, that is, approximately VCjk = 2VDjk. In this case, the current Ij flowing through the unit converter 111c passes through the x-phase upper capacitor 203xp and the Y-phase lower capacitor 203yn.

x相上側スイッチング素子201xpがオフ,x相下側スイッチング素子201xnがオン,y相上側スイッチング素子201ypがオン,y相下側スイッチング素子201ynがオフである場合,y点を基準としたx点の電圧は,x相下側コンデンサ203xnの電圧とy相上側コンデンサ203ypの電圧の和の逆極性の電圧,すなわち概ねVCjk=−2VDjkである。この場合,該単位変換器に流れる電流Ijは,x相下側コンデンサ203xnとY相上側コンデンサ203ypを通る。 When the x-phase upper switching element 201xp is off, the x-phase lower switching element 201xn is on, the y-phase upper switching element 201yp is on, and the y-phase lower switching element 201yn is off, The voltage is a voltage having a polarity opposite to the sum of the voltage of the x-phase lower capacitor 203xn and the voltage of the y-phase upper capacitor 203yp, that is, approximately VCjk = -2VDjk. In this case, the current Ij flowing through the unit converter passes through the x-phase lower capacitor 203xn and the Y-phase upper capacitor 203yp.

x相上側スイッチング素子201xpがオフ,X相下側スイッチング素子201xnがオン,y相上側スイッチング素子201ypがオフ,y相下側スイッチング素子201ynがオンである場合,y点を基準としたx点の電圧は,x相下側コンデンサ203xpの電圧とy相下側コンデンサ203ynの電圧の差,すなわち概ねVCjk=0となる。この場合,該単位変換器に流れる電流Ijは,x相下側コンデンサ203xnとy相下側コンデンサ203ynを通る。 When the x-phase upper switching element 201xp is off, the X-phase lower switching element 201xn is on, the y-phase upper switching element 201yp is off, and the y-phase lower switching element 201yn is on, The voltage is the difference between the voltage of the x-phase lower capacitor 203xp and the voltage of the y-phase lower capacitor 203yn, that is, approximately VCjk = 0. In this case, the current Ij flowing through the unit converter passes through the x-phase lower capacitor 203xn and the y-phase lower capacitor 203yn.

以上より,スイッチング素子のオン・オフを制御することにより,ダブルハーフブリッジ形単位変換器111cの出力電圧VCjkを制御できることが分かる。 From the above, it can be seen that the output voltage VCjk of the double half bridge type unit converter 111c can be controlled by controlling on / off of the switching element.

以上で,単位変換器111の内部構成の3つの例を説明した。 The three examples of the internal configuration of the unit converter 111 have been described above.

アーム109に含まれる単位変換器111として,図2〜4に示したいずれの単位変換器111a,b,cを用いても,本発明の効果を得ることができる。 Even if any of the unit converters 111a, 111b, 111c shown in FIGS. 2 to 4 is used as the unit converter 111 included in the arm 109, the effect of the present invention can be obtained.

また,1つのアーム109に,図2〜4に示した単位変換器111a,b,cが混在していても,本発明の効果を得ることができる。 Even if the unit converters 111a, b, and c shown in FIGS. 2 to 4 are mixed in one arm 109, the effect of the present invention can be obtained.

また,図3のハーフブリッジ形単位変換器111bと図4のダブルハーフブリッジ形単位変換器111cでは,スイッチング素子201のオン・オフ状態がいずれの場合にも,電流Ijが必ずいずれかのコンデンサを通る。 Further, in the half-bridge type unit converter 111b of FIG. 3 and the double half-bridge type unit converter 111c of FIG. 4, the current Ij always supplies any capacitor regardless of the on / off state of the switching element 201. Pass through.

コンデンサは直流に対して理論上は無限大のインピーダンスを持つため,図3のハーフブリッジ形単位変換器111bか,図4のダブルハーフブリッジ形単位変換器111cのいずれかがアーム109に含まれている場合,当該アーム109を流れる電流Ijは直流成分を含まず,交流成分のみを含む。 Since the capacitor theoretically has an infinite impedance to direct current, either the half-bridge type unit converter 111b of FIG. 3 or the double half-bridge type unit converter 111c of FIG. The current Ij flowing through the arm 109 does not include a DC component, but includes only an AC component.

言い換えると,図3のハーフブリッジ形単位変換器111bか,図4のダブルハーフブリッジ形単位変換器111cのいずれかがアーム109に含まれている場合,当該アームから三相交流系統101に直流電流が流出することを防止できるという効果を得られる。 In other words, when either the half-bridge type unit converter 111b of FIG. 3 or the double half-bridge type unit converter 111c of FIG. 4 is included in the arm 109, a direct current is supplied from the arm to the three-phase AC system 101. Can be prevented from flowing out.

以下,ab相アーム109abに流れる電流ICabと,bc相アーム109bcに流れる電流ICbcを制御する方法を説明する。 Hereinafter, a method for controlling the current ICab flowing through the ab phase arm 109ab and the current ICbc flowing through the bc phase arm 109bc will be described.

なお,詳しくは図11〜13を参照して後述するため,以下では概要のみを説明する。 Since details will be described later with reference to FIGS. 11 to 13, only the outline will be described below.

まず,ab相アーム109abの電流ICabを制御する方法を説明する。また,ICabの制御を通じて,ab相アーム109abと巻線112abが受電点103に無効電力を供給できることを説明する。 First, a method for controlling the current ICab of the ab phase arm 109ab will be described. Further, it will be described that the ab phase arm 109ab and the winding 112ab can supply reactive power to the power receiving point 103 through the control of ICab.

ただし,説明を簡単にするため,以下ではab相巻線112abとbc相巻線112bcの相互インダクタンスMを零として説明し,後に,図11〜13を参照して,Mが有限の値の場合に,結合リアクトル110を小形化できる原理を説明する。 However, in order to simplify the explanation, the following description will be made assuming that the mutual inductance M of the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc is zero, and later, referring to FIGS. Next, the principle by which the coupling reactor 110 can be miniaturized will be described.

図1において,ab相アーム109abの両端電圧VCabは,ab相アーム109abに含まれる1つまたは単位変換器111の出力電圧の和である。したがって,単位変換器111の出力電圧を制御することにより,ab相アーム109abの両端電圧VCabを制御できる。 In FIG. 1, the voltage VCab across the ab phase arm 109ab is the sum of the output voltages of one or the unit converter 111 included in the ab phase arm 109ab. Therefore, the voltage VCab across the ab phase arm 109ab can be controlled by controlling the output voltage of the unit converter 111.

ab相アーム109abの両端電圧VCabの周波数と位相を,受電点103のa−b相の線間電圧VRabの周波数と位相に一致するように制御し,かつ,VCabの振幅をVRabの振幅と一致するように制御した場合,巻線112abの両端電圧VLabは概ね零となる。 The frequency and phase of the both-end voltage VCab of the ab-phase arm 109ab are controlled so as to match the frequency and phase of the ab phase line voltage VRab of the power receiving point 103, and the VCab amplitude matches the VRab amplitude. When the control is performed, the voltage VLab across the winding 112ab is substantially zero.

巻線112abに流れる電流ICabは,電圧VLabの時間積分に比例する。上記のようにVLabが零の場合,電流ICabは概ね零となる。 The current ICab flowing through the winding 112ab is proportional to the time integration of the voltage VLab. As described above, when VLab is zero, the current ICab is substantially zero.

この場合,ab相アーム109abとab相巻線112abが受電点103と授受する電力は零である。 In this case, the power that the ab phase arm 109ab and the ab phase winding 112ab exchange with the power receiving point 103 is zero.

ab相アーム109abの両端電圧VCabの周波数と位相を,受電点103のa−b相の線間電圧VRabの周波数と位相に一致するように制御し,かつ,VCabの振幅をVRabの振幅よりも高くなるように制御した場合,巻線112abの両端電圧VLabは,VRabと逆位相の電圧となる。 The frequency and phase of the both-end voltage VCab of the ab-phase arm 109ab are controlled so as to coincide with the frequency and phase of the ab phase line voltage VRab of the power receiving point 103, and the amplitude of VCab is larger than the amplitude of VRab. When the voltage is controlled to be high, the voltage VLab across the winding 112ab has a phase opposite to that of VRab.

巻線112abに流れる電流ICabは,正弦波定常状態においては,VLabよりも位相が90°遅れた電流となる。上記のようにVLabがVRabと逆位相の電圧である場合,電流ICabは,VRabよりも位相が90°進んだ電流となる。 The current ICab flowing through the winding 112ab is a current whose phase is delayed by 90 ° with respect to VLab in a steady sine wave state. As described above, when VLab is a voltage having a phase opposite to that of VRab, the current ICab is a current whose phase is advanced by 90 ° with respect to VRab.

すなわち,ab相アーム109abは,受電点103に対してキャパシティブな無効電力を供給する。 That is, the ab phase arm 109ab supplies capacitive reactive power to the power receiving point 103.

ab相アーム109abの両端電圧VCabの周波数と位相を,受電点103のa−b相の線間電圧VRabの周波数と位相に一致するように制御し,かつ,VCabの振幅をVRabの振幅よりも低くなるように制御した場合,巻線112abの両端電圧VLabは,VRabと同位相の電圧となる。 The frequency and phase of the both-end voltage VCab of the ab-phase arm 109ab are controlled so as to coincide with the frequency and phase of the ab phase line voltage VRab of the power receiving point 103, and the amplitude of VCab is larger than the amplitude of VRab. When controlled to be low, the voltage VLab across the winding 112ab has the same phase as VRab.

巻線112abに流れる電流ICabは,正弦波定常状態においては,VLabよりも位相が90°遅れた電流となる。上記のようにVLabがVRabと同位相の電圧である場合,電流ICabは,VRabよりも位相が90°遅れた電流となる。 The current ICab flowing through the winding 112ab is a current whose phase is delayed by 90 ° with respect to VLab in a steady sine wave state. As described above, when VLab is a voltage having the same phase as VRab, the current ICab is a current whose phase is delayed by 90 ° with respect to VRab.

すなわち,ab相アーム109abは,受電点103に対してインダクティブな無効電力を供給する。 That is, the ab phase arm 109ab supplies inductive reactive power to the power receiving point 103.

以上で,ab相アーム109abに流れる電流ICabを制御する方法を説明した。 The method for controlling the current ICab flowing through the ab phase arm 109ab has been described above.

bc相アーム109bcに流れる電流ICbcを制御する方法は,上記の説明の「ab」を「bc」に置き換えて読めば良いため,説明を省略する。 The method of controlling the current ICbc flowing through the bc phase arm 109bc may be read by replacing “ab” in the above description with “bc”, and thus the description is omitted.

以下,図5,6を参照して,不平衡補償装置105による不平衡補償原理を説明する。 Hereinafter, the unbalance compensation principle by the unbalance compensation device 105 will be described with reference to FIGS.

本実施例では,電車107がPWM(pulse-width modulation)整流器を備えている等の理由で,受電点103から見た交流き電鉄道システム104の力率が概ね1である場合を想定している。 In this embodiment, it is assumed that the power factor of the AC feeding railway system 104 viewed from the power receiving point 103 is approximately 1 because the train 107 includes a PWM (pulse-width modulation) rectifier. Yes.

図5は,不平衡補償装置105が停止している場合,すなわち,ICab,ICbcが零である場合の概略波形である。 FIG. 5 is a schematic waveform when the unbalance compensator 105 is stopped, that is, when ICab and ICbc are zero.

図5は,上から三相交流系統101の線間電圧VSab,VSbc,VSca,交流き電鉄道システムの電流ILca,不平衡補償装置105の各アーム109を流れる電流ICab,ICbc,三相交流系統101の相電圧VSa,VSb,VSc,受電点103から不平衡補償装置105に流れる電流ICa,ICb,ICc,三相交流系統に流れる電流ISa,ISb,IScの概略波形である。 5 shows, from above, the line voltages VSab, VSbc, VSca of the three-phase AC system 101, the current ILca of the AC feeding railway system, the currents ICab, ICbc flowing through the arms 109 of the unbalance compensator 105, and the three-phase AC system. 101 is a schematic waveform of the phase voltages VSa, VSb, VSc of 101, currents ICa, ICb, ICc flowing from the power receiving point 103 to the unbalance compensator 105, and currents ISa, ISb, ISc flowing in the three-phase AC system.

交流き電鉄道システム104は,受電点103のc−a相間に,概ね力率1の負荷として接続している。したがって,VScaとILcaの位相が概ね一致している。 The AC powered railway system 104 is connected as a load having a power factor of 1 between the c-a phases of the power receiving point 103. Therefore, the phases of VSca and ILca are almost the same.

式(1)〜(3)を用いて説明したように,不平衡補償装置105が停止している場合,ILcaはb相には流れないためISbが零になる等,三相交流系統101に流れる電流ISa,ISb,IScは不平衡になる。 As described using the equations (1) to (3), when the unbalance compensator 105 is stopped, ILca does not flow in the b phase, and therefore, ISb becomes zero. The flowing currents ISa, ISb, ISc are unbalanced.

ISa,ISb,IScが不平衡である場合,系統インピーダンス102の電圧降下が不平衡となり,受電点103の線間電圧VRab,VRbc,VRcaが不平衡となる。不平衡な電圧は,受電点103に接続している図示されていない他の負荷に悪影響を及ぼす恐れがあるため,許容範囲内に抑制する必要がある。 When ISa, ISb, ISc are unbalanced, the voltage drop of the system impedance 102 is unbalanced, and the line voltages VRab, VRbc, VRca at the power receiving point 103 are unbalanced. Since an unbalanced voltage may adversely affect other loads (not shown) connected to the power receiving point 103, it must be suppressed within an allowable range.

図6は,不平衡補償装置105が運転している場合の概略波形である。 FIG. 6 is a schematic waveform when the unbalance compensator 105 is operating.

交流き電鉄道システム104による不平衡電流を補償するために,ab相アーム109abはキャパシティブな無効電力を発生し,bc相アーム109bcはインダクティブな無効電力を発生する。 In order to compensate for the unbalanced current caused by the AC feeding railway system 104, the ab phase arm 109ab generates capacitive reactive power, and the bc phase arm 109bc generates inductive reactive power.

すなわち,図6のB点とD点を比較すると分かる通り,VSabに対してICabが概ね90°進んでいる。 That is, as can be seen by comparing the points B and D in FIG. 6, ICab is advanced by approximately 90 ° with respect to VSab.

また,図6のA点とC点を比較すると分かる通り,VSbcに対してICbcが概ね90°遅れている。 Further, as can be seen by comparing the points A and C in FIG. 6, the ICbc is approximately 90 ° behind the VSbc.

結果として,E点とF点を比較すると分かる通り,ICabとICbcの位相差は概ね60°となる。 As a result, the phase difference between ICab and ICbc is approximately 60 ° as can be seen by comparing point E and point F.

なお,ILcaの振幅に比較して,ICab,ICbcの振幅を概ね1/√3倍とする。 Note that the amplitudes of ICab and ICbc are approximately 1 / √3 times the amplitude of ILca.

後述するように,本発明は,E点とF点を比較すると分かるように,ICabとICbcの位相差が概ね60°となることを利用して,リアクトルを小形化する点に特徴がある。 As will be described later, the present invention is characterized in that the reactor is miniaturized by utilizing the fact that the phase difference between ICab and ICbc is approximately 60 °, as can be seen by comparing the E point and the F point.

受電点103から不平衡補償装置105に流れる電流ICa,ICb,ICcは,式(4)〜(6)に従って描くことができる。 Currents ICa, ICb, and ICc flowing from the power receiving point 103 to the unbalance compensator 105 can be drawn according to equations (4) to (6).

不平衡補償装置105が動作している場合,三相交流系統101に流れる電流ISa,ISb,IScは,図5のISa,ISb,IScと,図6のICa,ICb,ICcの和となる。 When the unbalance compensator 105 is operating, the currents ISa, ISb, ISc flowing through the three-phase AC system 101 are the sum of ISa, ISb, ISc in FIG. 5 and ICa, ICb, ICc in FIG.

図6に示すように,ISa,ISb,IScは概ね平衡となり,かつ,G点とH点を比較すると分かるように,概ね力率1となる。 As shown in FIG. 6, ISa, ISb, and ISc are approximately balanced, and the power factor is approximately 1 as can be seen by comparing the G point and the H point.

以上で,不平衡補償装置105による不平衡補償の原理を説明した。 The principle of unbalance compensation by the unbalance compensation device 105 has been described above.

以下,図11〜13を参照して,本発明の特徴である,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを磁気的に結合することにより,リアクトルを小形化できる原理を説明する。 Hereinafter, with reference to FIGS. 11 to 13, the principle that can reduce the size of the reactor by magnetically coupling the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc, which is a feature of the present invention, will be described.

なお,図11〜13はフェーザ図である。 11 to 13 are phasor diagrams.

まず,図11を参照して,ab相巻線112abとbc相巻線112bcが磁気結合していない場合の各部電圧・電流の関係を説明する。 First, with reference to FIG. 11, a description will be given of the relationship between the voltage and current of each part when the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc are not magnetically coupled.

以下では,ab相アーム109abがキャパシティブな無効電力,bc相アーム109bcがインダクティブな無効電力を供給している場合を例に説明する。 In the following, an example will be described in which the ab phase arm 109ab supplies capacitive reactive power and the bc phase arm 109bc supplies inductive reactive power.

ab相アーム109abの両端電圧Vabは,その位相が受電点103の線間電圧VRabの位相と等しく,振幅がVRabの振幅より大きい。 The voltage Vab across the ab-phase arm 109ab has a phase equal to the phase of the line voltage VRab at the power receiving point 103, and an amplitude greater than that of VRab.

この場合,図11に示すように,ab相巻線112abの両端電圧VLabはVRabと逆位相の電圧となる。 In this case, as shown in FIG. 11, the both-ends voltage VLab of the ab phase winding 112ab has a voltage opposite in phase to VRab.

したがって,ab相巻線112abに流れる電流ICabはVLabよりも90°位相の遅れた電流となる。 Therefore, the current ICab flowing in the ab phase winding 112ab is a current delayed by 90 ° from VLab.

以上より,ICabは,VRabより90°位相の進んだ電流となる。したがって,前述の通り,ab相アーム109abがキャパシティブな無効電力を受電点103に供給している。 From the above, ICab becomes a current advanced by 90 ° from VRab. Therefore, as described above, the ab phase arm 109ab supplies the reactive power having capacity to the power receiving point 103.

一方,bc相アーム109bcの両端電圧Vbcは,その位相が受電点103の線間電圧VRbcの位相と等しく,振幅がVRbcの振幅より小さい。 On the other hand, the voltage Vbc across the bc-phase arm 109bc has the same phase as the phase of the line voltage VRbc at the power receiving point 103, and the amplitude is smaller than the amplitude of VRbc.

この場合,図11に示すように,bc相巻線112bcの両端電圧VLbcはVRbcと同位相の電圧となる。 In this case, as shown in FIG. 11, the voltage VLbc across the bc phase winding 112bc has the same phase as that of VRbc.

したがって,ab相巻線112abに流れる電流ICabはVLabよりも90°位相の遅れた電流となる。 Therefore, the current ICab flowing in the ab phase winding 112ab is a current delayed by 90 ° from VLab.

以上より,ICabは,VRabより90°位相の進んだ電流となる。したがって,前述の通り,ab相アーム109abがインダクティブな無効電力を受電点103に供給している。 From the above, ICab becomes a current advanced by 90 ° from VRab. Therefore, as described above, the ab phase arm 109ab supplies inductive reactive power to the power receiving point 103.

さて,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを磁気結合すると,図11は図12のように変化する。 Now, when the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc are magnetically coupled, FIG. 11 changes as shown in FIG.

なお,図12,13中のkは結合率である。 Note that k in FIGS. 12 and 13 is a coupling rate.

ab相巻線112abの両端電圧は,VLabとk×VLbcのベクトル和,すなわちVLabtotalとなる。 The voltage across the ab phase winding 112ab is the vector sum of VLab and k × VLbc, that is, VLabtotal.

同様に,bc相巻線112bcの両端電圧は,VLbcとk×VLabのベクトル和,すなわちVLbctotalとなる。 Similarly, the voltage across the bc phase winding 112bc is the vector sum of VLbc and k × VLab, that is, VLbctotal.

ここで,図12のVLabtotalの振幅は,図11のVLabの振幅より大きい。 Here, the amplitude of VLabtotal in FIG. 12 is larger than the amplitude of VLab in FIG.

同様に,図12のVLbctotalの振幅は,図11のVLbcの振幅より大きい。 Similarly, the amplitude of VLbctotal in FIG. 12 is larger than the amplitude of VLbc in FIG.

言い換えると,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを磁気結合することによって,等価的に大きなインダクタンスを得られる。 In other words, an equivalently large inductance can be obtained by magnetically coupling the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc.

また,同じ大きさのインダクタンスが必要である場合,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを磁気結合することによって,巻数を低減できるため,リアクトルを小形化できるという効果を得られる。 Further, when inductances of the same magnitude are required, the number of turns can be reduced by magnetically coupling the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc, so that an effect that the reactor can be reduced in size can be obtained.

ただし,図12では,ab相アーム109abの両端電圧VCabと,該アームを流れる電流ICabが直交していない。 However, in FIG. 12, the voltage VCab across the ab phase arm 109ab and the current ICab flowing through the arm are not orthogonal.

同様に,bc相アーム109bcの両端電圧VCbcと,該アームを流れる電流ICbcが直交していない。 Similarly, the both-ends voltage VCbc of the bc phase arm 109bc and the current ICbc flowing through the arm are not orthogonal.

この場合,各アーム109に流入出する有効電力が零ではなくなるため,各アーム109に含まれる単位変換器111のコンデンサ電圧VDjkが継続的に上昇あるいは下降してしまい,不平衡補償装置105の正常な運転を妨げてしまう恐れがある。 In this case, since the effective power flowing into and out of each arm 109 is not zero, the capacitor voltage VDjk of the unit converter 111 included in each arm 109 continuously increases or decreases, and the unbalance compensation device 105 is operating normally. There is a risk of disturbing proper driving.

そこで,図13に示すように,図11,図12から電流ICab,ICbcの位相を変化させることにより,VCabとICab,VCbcとICbcをそれぞれ直交させることができる。 Therefore, as shown in FIG. 13, by changing the phases of the currents ICab and ICbc from FIGS. 11 and 12, VCab and ICab and VCbc and ICbc can be made orthogonal to each other.

これによって,不平衡補償装置105を継続的に運転可能となる。 As a result, the unbalance compensator 105 can be continuously operated.

なお,図13においても,VLabtotalの振幅は,図11のVLabの振幅より大きい。 Also in FIG. 13, the amplitude of VLabtotal is larger than the amplitude of VLab in FIG.

同様に,図13のVLbctotalの振幅は,図11のVLbcの振幅より大きい。 Similarly, the amplitude of VLbctotal in FIG. 13 is larger than the amplitude of VLbc in FIG.

言い換えると,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを磁気結合することによって,等価的に大きなインダクタンスを得られる。 In other words, an equivalently large inductance can be obtained by magnetically coupling the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc.

また,同じ大きさのインダクタンスが必要である場合,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを磁気結合することによって,巻数を低減できるため,リアクトルを小形化できるという効果を得られる。 Further, when inductances of the same magnitude are required, the number of turns can be reduced by magnetically coupling the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc, so that an effect that the reactor can be reduced in size can be obtained.

以下,磁気結合リアクトル110の内部構成について,図7,8を参照して説明する。 Hereinafter, the internal configuration of the magnetic coupling reactor 110 will be described with reference to FIGS.

図7は,ab相巻線112abとbc相巻線112bcを,鉄心701に巻回した構成である。 FIG. 7 shows a configuration in which an ab phase winding 112ab and a bc phase winding 112bc are wound around an iron core 701.

すなわち,ab相巻線112abとbc相巻線112bcは鉄心701を介して磁気結合している。 That is, the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc are magnetically coupled via the iron core 701.

磁気結合の極性は,電流ICabによる起磁力と,電流ICbcによる起磁力は強め合う方向である。 The polarity of the magnetic coupling is such that the magnetomotive force due to the current ICab and the magnetomotive force due to the current ICbc reinforce each other.

図8は,ab相巻線112abとbc相巻線112bcが空気を介して磁気結合している構成である。 FIG. 8 shows a configuration in which the ab phase winding 112ab and the bc phase winding 112bc are magnetically coupled via air.

図7と同様に,図8においても磁気結合の極性は,電流ICabによる起磁力と,電流ICbcによる起磁力は強め合う方向である。 Similarly to FIG. 7, in FIG. 8, the polarity of the magnetic coupling is in the direction in which the magnetomotive force due to the current ICab and the magnetomotive force due to the current ICbc are intensified.

図7に示すように鉄心を用いる場合にも,図8のように鉄心を用いず,空気を介して磁気結合を行う場合にも,本実施例の効果を得ることができる。 Even when an iron core is used as shown in FIG. 7 or when magnetic coupling is performed via air without using an iron core as shown in FIG. 8, the effect of this embodiment can be obtained.

なお,以上の説明では,電車107が力行している等,有効電力を消費している場合を例として説明した。 In the above description, the case where the electric power is consumed such as when the train 107 is powered is described as an example.

一方,電車107が回生している等,有効電力を発生している場合,以上の説明とは異なり,ab相アーム109abがインダクティブ,bc相アーム109bcがキャパシティブな無効電力を発生することで,不平衡を補償できる。 On the other hand, when the electric power is generated such as when the train 107 is regenerating, unlike the above description, the ab phase arm 109ab generates inductive power and the bc phase arm 109bc generates capacity reactive power. Equilibrium can be compensated.

このような場合にも,リアクトルを小形化するという本発明の効果を得ることができる。 Even in such a case, it is possible to obtain the effect of the present invention that the reactor is downsized.

また,以上の説明では,例として交流き電鉄道システム104が受電点103のc−a相間に接続している場合を説明した。 Moreover, in the above description, the case where the AC feeding railway system 104 is connected between the c-a phases of the power receiving point 103 has been described as an example.

交流き電鉄道システム104が受電点103のa−b相間に接続している場合,本実施例の説明中の「ab」を「bc」に,「bc」を「ca」に置き換えることで,同様の効果を得られる。 When the AC feeder railway system 104 is connected between the a and b phases of the power receiving point 103, by replacing “ab” with “bc” and “bc” with “ca” in the description of this embodiment, Similar effects can be obtained.

また,交流き電鉄道システム104が受電点103のb−c相間に接続している場合,本実施例の説明中の「ab」を「ca」に,「bc」を「ab」に置き換えることで,同様の効果を得られる。
本実施例は,交流き電方式の電気鉄道を例として説明したが,他の技術にも応用できるものであり,例えば,いわゆる,STATCOM或いは自励式SVCと呼ばれる機器に応用することが可能である。
Further, when the AC feeder railway system 104 is connected between the bc phases of the power receiving point 103, “ab” in the description of this embodiment is replaced with “ca” and “bc” is replaced with “ab”. The same effect can be obtained.
Although the present embodiment has been described by taking an AC powered electric railway as an example, it can be applied to other technologies, and can be applied to, for example, a so-called STATCOM or a self-excited SVC. .

本発明の第2の実施例について説明する。 A second embodiment of the present invention will be described.

本実施例は,実施例1で説明した不平衡補償装置に,もう1組のアームとリアクトルとを追加した構成である。実施例1と異なる部分を説明し,他の部分は実施例1と同様であるので説明は省略する。 The present embodiment has a configuration in which another arm and a reactor are added to the unbalance compensator described in the first embodiment. The parts different from the first embodiment will be described, and the other parts are the same as those of the first embodiment, and the description thereof will be omitted.

実施例1では,電車107がPWM整流器を備えている等の理由で,受電点103から見た交流き電鉄道システム104の力率が概ね1である場合を想定していた。 In the first embodiment, it is assumed that the power factor of the AC feeder railway system 104 viewed from the power receiving point 103 is approximately 1 because the train 107 includes a PWM rectifier.

受電点103から見た交流き電鉄道システム104の力率が概ね1ではない場合,実施例1の不平衡補償装置105のみでは,力率改善を行うことができない。 When the power factor of the AC feeder railway system 104 viewed from the power receiving point 103 is not approximately 1, the power factor cannot be improved only by the unbalance compensator 105 of the first embodiment.

そこで本実施例では,もう1組のアームとリアクトルを追加し,力率改善を可能とした。 Therefore, in this embodiment, another set of arm and reactor was added to enable power factor improvement.

以下,図9を参照して実施例2の全体構成を説明する。 The overall configuration of the second embodiment will be described below with reference to FIG.

ただし,実施例1との相違点のみに着目して説明する。 However, only the difference from the first embodiment will be described.

実施例1(図1)の不平衡補償装置105は,2つのアーム,すなわちab相アーム109ab,bc相アーム109abと結合リアクトル110を備えていた。 The unbalance compensator 105 of the first embodiment (FIG. 1) was provided with two arms, that is, an ab phase arm 109ab, a bc phase arm 109ab, and a coupling reactor 110.

本実施例(図9)の不平衡補償装置901は,それに加えて,受電点103のc−a相間にリアクトル903とca相アーム902の直列回路が接続している構成である。 In addition to this, the unbalance compensator 901 of this embodiment (FIG. 9) has a configuration in which a series circuit of a reactor 903 and a ca-phase arm 902 is connected between the c-a phases of the power receiving point 103.

交流き電鉄道システム104が遅れ力率である場合,ca相アーム902よりキャパシティブな無効電力を供給することによって,交流き電鉄道システム104の力率を改善できる。 When the AC feeding railway system 104 has a delay power factor, the power factor of the AC feeding railway system 104 can be improved by supplying reactive power that is capacitive from the ca-phase arm 902.

同様に,交流き電鉄道システム104が進み力率である場合,ca相アーム902よりインダクティブな無効電力を供給することによって,交流き電鉄道システム104の力率を改善できる。 Similarly, when the AC feeding railway system 104 has a leading power factor, the power factor of the AC feeding railway system 104 can be improved by supplying inductive reactive power from the ca-phase arm 902.

なお,ab相アーム109abとbc相アーム109abの動作については実施例1と概ね同様である。 The operations of the ab phase arm 109ab and the bc phase arm 109ab are substantially the same as those in the first embodiment.

これによって,例えば電車107がダイオード整流器を用いている等の理由で力率を制御できない場合にも,交流系統101に流れる電流ISa,ISb,IScを平衡にできるという効果を得られる。 As a result, even when the power factor cannot be controlled because the train 107 uses a diode rectifier, for example, the current ISa, ISb, ISc flowing through the AC system 101 can be balanced.

なお,ca相アーム902に含まれる単位変換器904の回路構成は,単位変換器111の回路構成,すなわち図2〜4と同様である。 The circuit configuration of unit converter 904 included in ca phase arm 902 is the same as the circuit configuration of unit converter 111, that is, FIGS.

なお,図9に代えて,図10のように,電車107と並列にアーム1002とリアクトル1003の直列回路を備える場合にも同様の効果を得ることができる。 Note that the same effect can be obtained when a series circuit of an arm 1002 and a reactor 1003 is provided in parallel with the train 107 as shown in FIG.

なお,アーム1102に含まれる単位変換器1004の回路構成は,単位変換器111の回路構成,すなわち図2〜4と同様である。 The circuit configuration of the unit converter 1004 included in the arm 1102 is the same as the circuit configuration of the unit converter 111, that is, FIGS.

101・・・三相交流系統
102・・・系統インピーダンス
103・・・受電点
104・・・交流き電鉄道システム
105,901,1001・・・不平衡補償装置
106・・・変圧器
107・・・電車
108・・・単巻変圧器
109,902,1002・・・アーム
110・・・結合リアクトル
111,904,1004・・・単位変換器
112・・・巻線
201・・・スイッチング素子
202・・・環流ダイオード
203・・・コンデンサ
401・・・ハーフブリッジ
701・・・鉄心
101 ... Three-phase AC system 102 ... System impedance 103 ... Power receiving point 104 ... AC feeding railway system 105, 901, 1001 ... Unbalance compensator 106 ... Transformer 107 ... · Train 108 ··· Single-turn transformer 109, 902, 1002 ··· Arm 110 ··· Reactor 111, 904, 1004 ··· Unit converter 112 · · · Winding 201 · · · Switching element 202 · ..Flux diode 203 ... Capacitor 401 ... Half bridge 701 ... Core

Claims (10)

供給を受けた電力を電力変換して複数相で形成される電力路に供給することで前記電力路の電力を補償する電力補償装置において,前記電力路に,第1の電力変換部と第1のリアクトルを直列に接続した第1の直列回路を接続すると共に,第2の電力変換部と第2のリアクトルを直列に接続した第2の直列回路を接続し,前記第1のリアクトルと前記第2のリアクトルを磁気的に結合していることを特徴とする電力補償装置。 In a power compensator that compensates the power of the power path by converting the supplied power to a power path formed of a plurality of phases by power conversion, the power path includes a first power conversion unit and a first power converter. And a second series circuit in which a second power converter and a second reactor are connected in series, and the first reactor and the first reactor are connected in series. A power compensator characterized by magnetically coupling two reactors. 請求項1において,前記第1の電力変換部或いは第2の電力変換部は,スイッチング素子とエネルギー貯蔵素子とを備えた単位変換器を1つまたは複数直列接続して構成したアームを有するように構成されることを特徴とする電力補償装置。 The first power conversion unit or the second power conversion unit according to claim 1, wherein the first power conversion unit or the second power conversion unit includes an arm configured by connecting one or more unit converters each including a switching element and an energy storage element in series. A power compensator characterized by comprising. 請求項1において,前記第1の直列回路と前記第2の直列回路の一方が三相交流系統のある相間に接続しており,他方が三相交流系統の他の相間に接続していることを特徴とする電力補償装置。 The first series circuit and the second series circuit according to claim 1, wherein one of the first series circuit and the second series circuit is connected between certain phases of the three-phase AC system, and the other is connected between other phases of the three-phase AC system. A power compensator characterized by the above. 請求項2において,前記単位変換器の一部またはすべてがフルブリッジ回路,ハーフブリッジ回路,またはダブルハーフブリッジ回路であることを特徴とする電力補償装置。 3. The power compensator according to claim 2, wherein a part or all of the unit converter is a full bridge circuit, a half bridge circuit, or a double half bridge circuit. 請求項2において,前記アームに,フルブリッジ回路,ハーフブリッジ回路,またはダブルハーフブリッジ回路で構成される単位変換器が混在していることを特徴とする電力補償装置。 3. The power compensation apparatus according to claim 2, wherein unit converters configured by a full bridge circuit, a half bridge circuit, or a double half bridge circuit are mixed in the arm. 請求項2において,前記アームの一方がキャパシティブな無効電力を,他方がインダクティブな無効電力を供給する機能を有することを特徴とする電力補償装置。 3. The power compensation device according to claim 2, wherein one of the arms has a function of supplying capacitive reactive power and the other supplying inductive reactive power. 請求項1において,前記電力路に,第3の電力変換部と第3のリアクトルを直列に接続した第3の直列回路を接続し,前記第1のリアクトル,前記第2のリアクトル及び前記第3のリアクトルのいずれか2つが磁気的に結合していることを特徴とする電力補償装置。 In Claim 1, the 3rd series circuit which connected the 3rd power converter and the 3rd reactor in series is connected to the power path, The 1st reactor, the 2nd reactor, and the 3rd reactor Any one of the two reactors is magnetically coupled to each other. 請求項7において,前記3つの直列回路の1つが三相交流系統のある相間に接続しており,もう1つが三相交流系統の他の相間に,残り1つが三相交流系統の残りの相間に接続していることを特徴とする電力補償装置。 In Claim 7, one of the three series circuits is connected between certain phases of the three-phase AC system, the other is between the other phases of the three-phase AC system, and the other is between the remaining phases of the three-phase AC system. A power compensation device connected to the power supply. 請求項7おいて,前記3つの直列回路の1つが三相交流系統のある相間に接続しており,もう1つが三相交流系統の他の相間に接続しており,残り1つが三相交流系統に対して変圧器を介して残りの相間に接続していることを特徴とする電力補償装置。 8. The system according to claim 7, wherein one of the three series circuits is connected between certain phases of the three-phase AC system, the other is connected between other phases of the three-phase AC system, and the other is connected to the three-phase AC system. A power compensator connected to the system via a transformer between the remaining phases. 第1のリアクトルと第1の電力変換部を直列に接続した第1の直列回路を電力路に接続し,前記第1のリアクトルと磁気的に結合している第2のリアクトルと第2の電力変換部を直列に接続した第2の直列回路を前記電力路に接続し,第1の電力変換部と第2の電力変換部により,供給を受けた電力を電力変換して前記電力路に供給することで前記電力路の電力を補償する電力補償方法。 A first series circuit in which a first reactor and a first power conversion unit are connected in series is connected to a power path, and a second reactor and a second power are magnetically coupled to the first reactor. A second series circuit in which converters are connected in series is connected to the power path, and the supplied power is converted into power by the first power converter and the second power converter and supplied to the power path. A power compensation method for compensating power in the power path.
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