JP2663634B2 - 電力用アクティブフィルタの運転方法 - Google Patents

電力用アクティブフィルタの運転方法

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JP2663634B2 JP1149130A JP14913089A JP2663634B2 JP 2663634 B2 JP2663634 B2 JP 2663634B2 JP 1149130 A JP1149130 A JP 1149130A JP 14913089 A JP14913089 A JP 14913089A JP 2663634 B2 JP2663634 B2 JP 2663634B2
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、電源受電端に適用されて負荷が要求する高
調波電流を補償するための電力変換装置からなる、電力
用アクティブフィルタの運転方法に関する。
(従来の技術) 第3図は、三分岐の電源系統101,102,103にこの種の
アクティブフィルタAF1,AF2,AF3を接続した場合の構成
図であり、図において、201,202,203は各電源系統101,1
02,103に接続された遮断器、301,302,303は負荷、401,4
02,403は負荷電流 を検出する電流検出器、501,502,503はアクティブフィ
ルタAF1,AF2,AF3の出力電流(補償電流) を検出する電流検出器である。
また、第4図は上記アクティブフィルタの制御回路60
0を概略的に示したものであり、この制御回路600は、図
示されていないが各アクティブフィルタAF1,AF2,AF3
対応して個々に(すなわち3台)同一構成のものが設け
られている。いま、アクティブフィルタAF1に対応して
設けられたものとして、この制御回路600の構成を説明
する。
上記構成の制御回路によってアクティブフィルタの出
力電流を補償電流指令値にそれぞれ一致させるように各
アクティブフィルタAF1,AF2,AF3を運転することによ
り、負荷301,302,303が要求する高調波電流を電源系統1
01,102,103に代わって補償することができる。
上述した従来の運転方法において、アクティブフィル
タAF1,AF2,AF3個々の補償容量は、電源系統の運用を加
味して、負荷301〜303による全高調波量の1/3ではなく
それ以上とすることにより、1つの電源系統が開放・休
止した状態でも他の投入されている電源系統に接続され
たアクティブフィルタにより所期の補償効果を維持する
ように配慮されるか、或いは、個々の補償容量を上記全
高調波量の1/3としたままで1台のアクティブフィルタ
の運転を休止させ、補償効果の悪化を当然のこととして
残りの2台を運転するような手段が講じられていた。
つまり、電源系統と運用次第であるアクティブフィル
タの運転を休止し、投入状態にある系統のアクティブフ
ィルタのみを運転するというように、制御的にも各アク
ティブフィルタを個々に制御する方式を採らざるを得な
かった。
(発明が解決しようとする課題) 従って従来の運転方法では、必要以上の補償容量を持
った高調波補償設備となってしまうか、或いは、電源系
統の運用次第で補償効果が大きく低下してしまうという
問題があった。
本発明は上記問題点を解決するために提案されたもの
で、その目的とするところは、少ない補償容量で、しか
も電源系統の運用状態に拘らず大きな補償効果が得られ
るようにした電力用アクティブフィルタの運転方法を提
供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を達成するため、本発明は、N分岐(Nは2
以上の自然数)の電源系統にそれぞれ負荷が接続された
受電設備において、前記各電源系統に、前記負荷が要求
する全高調波量のN分の1の補償容量を持つ電力用アク
ティブフィルタをそれぞれ接続し、かつ、各アクティブ
フィルタと各負荷との間でN分岐の電源系統をすべて連
系させ、全電源系統が投入状態にあるときは各電源系統
個々の発生高調波量を各電源系統個々に接続したアクテ
ィブフィルタの補償対象として全アクティブフィルタを
運転し、全電源系統が開放状態にある場合を除いて一系
統でも開放状態にあれば、N分岐の全電源系統の発生高
調波量の加算値のN分の1を各アクティブフィルタ個々
の補償対象として全アクティブフィルタを運転するもの
である。
(作用) 前記第3図において、第1系統(以下、便宜的に電源
系統101,102,103を順に第1,第2,第3系統という)の遮
断器201が開放されて第1系統101が開放・休止した場合
を考える。このとき、アクティブフィルタAF1は、他の
第2,第3系統102,103が投入されていることにより、こ
れらの系統102,103に対して負荷の一つとして接続され
た形となる。このとき、負荷301〜303がとる全高調波は
第2,第3系統102,103を介して電源から供給される。こ
のため、アクティブフィルタAF1〜AF3の補償対象となる
全高調波は第2,第3系統102,103の電流検出器402,403に
よって検出される。
この場合、すべてのアクティブフィルタAF1〜AF3を運
転すると仮定すると、各アクティブフィルタの補償容量
は上記全高調波の1/3でよいことになるが、この高調波
量を指令値として実際に運転すると、第1系統101のア
クティブフィルタAF1が高調波を負荷301〜303に供給す
ることにより、電流検出器402,403によって検出される
高調波が減少し、アクティブフィルタAF1による補償分
だけ補償対象が本来の値よりも減少してしまうことにな
る。
この点に鑑み、本発明においては、例えば3分岐の電
源系統の遮断器(第3図では201〜203)の投入・開放の
状態信号をす制御系に入力して複数の電源系統の投入・
開放状態を検出する。そして、すべての系統が開放・休
止状態である場合を除き、一系統でも開放・休止状態に
なっていれば、連系状態にある系統の電流検出器(第3
図で第1系統101が休止の時は402,403)の出力をそのま
ま加算すると共に、休止状態にある系統の電流検出器
(同じく401)の出力も加算して負荷301〜303のとる全
高調波を検出する。そして、この全高調波量の1/3を各
アクティブフィルタAF1〜AF3の補償電流指令値とし、す
べてのアクティブフィルタAF1〜AF3を運転するものであ
る。
以上を数式を用いて説明する。
いま、負荷301〜303がとる高調波電流をそれぞれi
Lh1,iLh2,iLh3とし、また、電流検出器401〜403が検出
する高調波電流を とすると、負荷301〜303がとる全高調波量ihは次式のよ
うになる。
このihは、第1系統101が休止状態にあるときは電流
検出器402,403を介して負荷に流れる。よって、 となる。
ここで、3台のアクティブフィルタAF1〜AF3個々の補
償対象iCを全高調波量ihの1/3とすれば、 となる。仮りにこの値の高調波を各アクティブフィルタ
AF1〜AF3が供給することになると、電流検出器402,403
を介して供給される高調波はアクティブフィルタAF1
動作する前に比べると、 となり、アクティブフィルタAF1が供給する量だけ減少
してしまう。
このため、連系状態にある系統に設置された電流検出
器402,403だけから補償電流指令値を演算することはで
きず、休止状態にある系統の電流検出器401による高調
波電流の検出量も加味しなくてはならない。
ゆえに、全高調波量ihは、 となり、この値の1/3を個々のアクティブフィルタAF1
AF3に対する補償電流指令値とした。
このように本発明では、電源系統の遮断器の状態によ
り各系統がすべて連系されているか、または、すべて開
放されている場合を除いて一系統以上が開放・休止状態
にあることを判断し、個々のアクティブフィルタの補償
電流指令値を個々の電流検出器からの値とするか、全高
調波量検出値をN分の1に分割して個々のアクティブフ
ィルタの補償電流指令値とするかを決定する。
こうすればN分岐の電源系統が部分的に休止している
場合でも、すべてのアクティブフィルタの運転が補償さ
れ、しかも個々の補償容量は全高調波量のN分の1とな
って高調波補償設備としての容量増大も招くおそれがな
い。
(実施例) 以下、図に沿って本発明の一実施例を説明する。
まず、第1図はこの実施例に用いられるアクティブフ
ィルタの制御回路700を示している。なお、この実施例
は、第3図に示したように3分岐の電源系統101,102,10
3に接続されたアクティブフィルタAF1,AF2,AF3を運転す
る場合のものである。
ここで、制御回路700は、各電源系統101,102,103の遮
断器201,202,203が投入されているか開放されているか
を示す3つの状態信号と、第3図の電流検出器401,402.
403により検出される各系統の負荷電流 とが入力され、アクティブフィルタAF1,AF2,AF3による
補償電流指令値 を演算して出力する電流指令演算器710と、上記各補償
電流指令値 と第3図の電流検出器501,502,503により検出される各
アクティブフィルタAF1,AF2,AF3の出力電流 との偏差をそれぞれ演算する加算器751,752,753と、こ
れらの偏差を所定の基準レベルと比較するコンパレータ
761,762,763と、これらのコンパレータ761,762,763の出
力信号に基づき点弧パルスを生成するパルス分配器771,
772,773とを主たる構成要素としている。
次に、第2図は電流指令演算器710の内部構成を示す
ものである。図において、負荷電流 は基本波成分演算器711,712,713にそれぞれ入力されて
基本波成分が演算され、この基本波成分と負荷電流 との偏差が加算器721,722,723により検出される。ま
た、上記負荷電流 は加算器741によって加算され、その加算結果はゲイン
が1/3であるゲインアンプ742を介して加算器743に加え
られている。
更に、SW1はアナログスイッチてあり、このスイッチS
W1は、基本波成分演算器713の入力側に設けられたa接
点S1aと、ゲインアンプ742の出力側と基本波成分演算器
713の入力側との間に設けられたb接点S1bと、基本波成
分演算器713の出力側と加算器743との間に設けられたb
接点S1bとを有している。ここで、各接点は連動するも
のである。なお、基本波成分演算器713の出力はb接点S
1bを介して加算器743に負極性で加えられている。
また、前記ゲインアンプ742のゲインは、電源系統な
いしアナログフィルタの数Nに応じて1/Nと設定される
ものである。
一方、加算器721,722,723の各出力はアナログスイッ
チSW2の各a接点S2a,S2a,S2aを介して加算器731,732,73
3にそれぞれ加えられ、また、加算器743の出力はアナロ
グスイッチSW2の各b接点S2b,S2b,S2bを介して加算器73
1,732,733にそれぞれ加えられていると共に、これらの
加算器731,732,733の出力が補償電流指令値 となっている。
次に、この動作を説明する。まず、この実施例では、
各電源系統の遮断器201,202,203の状態(投入・開放)
すなわち系統の投入または開放・休止に応じてアナログ
スイッチSW1,SW2を開閉制御することにより、個々の電
流検出器401,402,403により検出した負荷電流 に基づく高調波電流を補償電流指令値とするか、負荷が
とる全高調波量の1/3を補償電流指令値とするかを決定
する。
例えば、後の第1表に示すように、すべての系統が投
入状態にあって連係している場合にはアナログスイッチ
SW1,SW2を何れもONすることにより、電流指令演算器710
内のすべてのa接点S1a,S2aが閉じ、各系統の負荷電流 が個々の基本波成分演算器711,712,713に入力されて各
補償電流指令値 が得られる。これは通常の運転状態である。
また、例えば第1系統101が開放・休止状態にあれ
ば、アナログスイッチSW1,SW2が何れもOFFすることによ
り、電流指令演算器710内のすべてのb接点S1b,S2bが閉
じる。これにより、各負荷電流 は加算器741において加算された後、その合成量の1/3が
ゲインアンプ742により求められて基本波成分演算器713
に入力され、基本波成分が演算される。この基本波成分
は加算器743においてゲインアンプ742の出力から差し引
かれ、各b接点S2b及び加算器731,732,733を介してアク
ティブフィルタAF1〜AF3の補償電流指令値 となる。
この動作は、第1表から明らかなようにすべての系統
が開放・休止状態にある場合を除いて一系統でも開放・
休止状態にあれば全く同様である。従って、電源系統の
運用如何に拘らず休止した系統のアクティブフィルタを
含めてすべてのアクティブフィルタの運転・補償が可能
になり、個々のアクティブフィルタの補償容量も全高調
波量の1/3で足りることになる。
なお、この第1表の「遮断器の状態」において、
「投」とは投入を、「開」とは開放をそれぞれ示してい
る。
また、上記実施例では3分岐の電源系統について説明
したが、本発明は一般的にN分岐の電源系統に適用する
ことができる。
(発明の効果) 以上述べたように本発明によれば、N分岐の電源系統
の投入・開放状態に応じて、各電源系統個々の発生高調
波量を各系統個々のアクティブフィルタの補償対象とす
るか、または、全発生高調波量のN分の1を各アクティ
ブフィルタの個々の補償対象としてすべてのアクティブ
フィルタを運転するようにしたので電源系統の運用の如
何に拘らず、休止系統に設置したアクティブフィルタも
含めてすべてのアクティブフィルタの運転・補償が可能
となり、個々のアクティブフィルタの補償容量も全高調
波量のN分の1でよいため、補償設備の容量増大を招く
恐れがないと共に補償効果が低下することもないといっ
た効果を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例に用いられる制御回路の構成
図、第2図は第1図における電流指令演算器の構成図、
第3図は本発明が適用される3分岐の電源系統の構成
図、第4図は従来技術における制御回路の構成図であ
る。 101〜103……電源系統、201〜203……遮断器 301〜303……負荷 401〜403,501〜503……電流検出器 700……制御回路、710……電流指令演算器 711〜713……基本波成分演算器 721〜723,731〜733,741,743,751〜753……加算器 761〜763……コンパレータ 771〜773……パルス分配器 SW1,SW2……アナログスイッチ AF1〜AF3……アクティブフィルタ

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】N分岐(Nは2以上の自然数)の電源系統
    にそれぞれ負荷が接続された受電設備において、 前記各電源系統に、前記負荷が要求する全高調波量のN
    分の1の補償容量を持つ電力用アクティブフィルタをそ
    れぞれ接続し、かつ、各アクティブフィルタと各負荷と
    の間でN分岐の電源系統をすべて連系させ、全電源系統
    が投入状態にあるときは各電源系統個々の発生高調波量
    を各電源系統個々に接続したアクティブフィルタの補償
    対象として全アクティブフィルタを運転し、全電源系統
    が開放状態にある場合を除いて一系統でも開放状態にあ
    れば、N分岐の全電源系統の発生高調波量の加算値のN
    分の1を各アクティブフィルタ個々の補償対象として全
    アクティブフィルタを運転することを特徴とする電力用
    アクティブフィルタの運転方法。
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