JP2019149849A - 無効電力補償装置及びその制御回路 - Google Patents
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Abstract
Description
図2において、電力系統20に連系される無効電力補償装置10は、インバータ11と変圧器12と遮断器13とを備えている。インバータ11は、例えば図3に示すように、直流中間回路に設けられるコンデンサ11aと、還流ダイオードが接続されたIGBTやGTOサイリスタ等の半導体スイッチング素子11b〜11gとによって構成されている。
図4において、正相成分演算器32は系統電圧Vsの正相分(正相電圧)を検出し、電圧指令値と電圧検出値との偏差が減算器36bにより演算される。電圧制御器31qは、上記偏差を零にするように動作して無効電流指令IPq *を演算し、三相電流演算器33に出力する。
なお、上述した有効電流指令の代わりに有効電力指令を用い、無効電流指令の代わりに無効電力指令を用いても良いのは言うまでもない。
そこで、非特許文献1に記載されているように、低圧または高圧の電力系統に連系される分散型電源には事故時運転継続要件(FRT要件)を満たすことが求められている。
前述したFRT要件においては、図5(a),(b)に示すごとく、短絡事故によって残電圧が定格値の20%〜30%に低下した場合でも、分散型電源の運転を所定時間、継続することが要求されている。
しかし、電圧調節器31dに用いられるPI調節器には積分演算による時間遅れがあるため、充分な有効電力を瞬時に取ることはできず、インバータ11の直流電圧を一定に制御することが困難である。直流電圧を一定に制御できないと、電力系統20に対する電圧補償が不可能になって分散型電源が解列してしまい、系統全体の電圧や周波数維持に大きな影響を与えるという問題がある。
前記インバータに対する無効電力指令と前記系統電圧とから有効成分補正量を演算し、この有効成分補正量により補正して得た有効電力指令を用いて前記インバータの直流電圧を制御することを特徴とする。
前記インバータに対する無効電力指令と前記系統電圧とから有効成分補正量を演算する手段と、
前記インバータに対する有効電力指令を前記有効成分補正量により補正する補正手段と、
前記補正手段により補正した前記有効電力指令と前記無効電力指令とを用いて、前記インバータの出力電流指令を生成する手段と、
前記出力電流指令に基づいて前記インバータの出力電圧指令を生成する手段と、
前記出力電圧指令に従って前記インバータの半導体スイッチング素子を駆動する手段と、
を備えたことを特徴とする。
これにより、無効電力の注入による電圧補償が瞬時に行われて系統電圧が所定値に維持されるため、分散型電源の解列を未然に防止して系統全体の電圧や周波数に悪影響を及ぼすことがない。
図1は、この実施形態に係る無効電力補償装置の制御回路のブロック図である。図1において、図4と同一の部分については同一の符号を付して説明を省略し、以下では図4との相違点を中心に説明する。
なお、有効成分補正量ΔIPdの大きさはゲイン乗算器37によって調整可能であるが、このゲインの代わりに、無効電流指令IPq *に対応する損失を予め記録したテーブルを設けておき、このテーブルを用いて、無効電流指令IPq *に応じた有効成分補正量ΔIPdを算出しても良い。
11:インバータ
11a:コンデンサ
11b〜11g:半導体スイッチング素子
12:変圧器
13:遮断器
20:電力系統
31d,31q:電圧制御器
32:正相電圧演算器
33:三相電流演算器
34:電流制御器
35:PWM演算器
36a〜36c:減算器
36d:加算器
37:ゲイン乗算器
38:除算器
Claims (3)
- インバータにより電力系統に無効電力を注入して系統電圧の変動を補償すると共に、前記インバータと前記電力系統との間で有効電力を授受して前記インバータの直流電圧を所定値に制御する無効電力補償装置において、
前記インバータに対する無効電力指令と前記系統電圧とから有効成分補正量を演算し、この有効成分補正量により補正して得た有効電力指令を用いて前記インバータの直流電圧を制御することを特徴とした無効電力補償装置。 - 請求項1に記載した無効電力補償装置において、
前記無効電力指令を前記系統電圧の検出値により除算して前記有効成分補正量を演算することを特徴とした無効電力補償装置。 - インバータにより電力系統に無効電力を注入して系統電圧の変動を補償すると共に、前記インバータと前記電力系統との間で有効電力を授受して前記インバータの直流電圧を所定値に制御する無効電力補償装置の制御回路であって、
前記インバータに対する無効電力指令と前記系統電圧とから有効成分補正量を演算する手段と、
前記インバータに対する有効電力指令を前記有効成分補正量により補正する補正手段と、
前記補正手段により補正した前記有効電力指令と前記無効電力指令とを用いて、前記インバータの出力電流指令を生成する手段と、
前記出力電流指令に基づいて前記インバータの出力電圧指令を生成する手段と、
前記出力電圧指令に従って前記インバータの半導体スイッチング素子を駆動する手段と、
を備えたことを特徴とする無効電力補償装置の制御回路。
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