JP2686184B2 - Voltage fluctuation compensator - Google Patents

Voltage fluctuation compensator

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JP2686184B2
JP2686184B2 JP3080344A JP8034491A JP2686184B2 JP 2686184 B2 JP2686184 B2 JP 2686184B2 JP 3080344 A JP3080344 A JP 3080344A JP 8034491 A JP8034491 A JP 8034491A JP 2686184 B2 JP2686184 B2 JP 2686184B2
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voltage
compensator
bus
output
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、電源から負荷に電力
を供給する配電系統における給電側の母線の電圧変動補
償装置に関し、特に無効電力補償装置の容量を軽減させ
ると共に、負荷側の変動みならず電源側の負荷変動にも
対応できる電圧変動補償装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a voltage fluctuation compensating device for a power supply side busbar in a power distribution system for supplying electric power from a power source to a load, and more particularly to reducing the capacity of the reactive power compensating device and reducing fluctuations on the load side. Of course, the present invention relates to a voltage fluctuation compensator capable of coping with load fluctuations on the power supply side.

【0002】[0002]

【従来の技術】図6は、例えば、三菱電機技法(1988
年、第62巻、第6号)の第15頁〜第20頁の論文「アクテ
ィブフィルタとその応用」に記載された、従来の電圧変
動補償装置を示す回路構成図である。
2. Description of the Related Art FIG.
FIG. 16 is a circuit configuration diagram showing a conventional voltage fluctuation compensating device described in the paper “Active Filter and Its Application” on pages 15 to 20 of Vol. 62, No. 6).

【0003】図において、1は交流電源(以下、単に電
源という)、2及び3は電源系統に挿入された抵抗器及
びリアクトルであり、抵抗器2の抵抗値はR、リアクト
ル3のリアクタンスはXである。4は抵抗器2及びリア
クトル3を介して電源1に接続された負荷側の母線であ
り、補償されるべき負荷電圧Vを供給するようになっ
ている。5は電力供給系統の母線4に接続されて負荷電
圧Vが供給される可変の負荷である。
In the figure, 1 is an AC power supply (hereinafter, simply referred to as a power supply), 2 and 3 are resistors and reactors inserted in a power supply system, the resistance value of the resistor 2 is R, and the reactance of the reactor 3 is X. Is. Reference numeral 4 denotes a load side busbar connected to the power source 1 via the resistor 2 and the reactor 3, and supplies a load voltage V A to be compensated. A variable load 5 is connected to the bus 4 of the power supply system and is supplied with the load voltage V A.

【0004】6は母線4に対して負荷5と並列に接続さ
れたアクティブフィルタ即ち無効電力補償装置であり、
母線に接続されて電力供給系統の無効電力を補償するた
めの出力電流Icを母線4に供給するようになってい
る。7は無効電力補償装置6から出力される無効電力
(−jQc)を制御する制御装置であり、負荷検出手段と
なる変流器8及び変成器9から検出される母線電流IA
及び母線電圧VAと無効電力補償装置6内のインバータ
の出力電流IFとに基づいて、無効電力補償装置6内のイ
ンバータを制御するようになっている。尚、無効電力補
償装置6から出力される無効電力(−jQc)の絶対値は
Qcであるため、以下、補償用の無効電力を単にQcで表
わし、無効電力Qcに対応する出力電流をIcで表わ
す。
Reference numeral 6 denotes an active filter, that is, a reactive power compensator, which is connected to the bus 4 in parallel with the load 5.
The output current Ic for compensating the reactive power of the power supply system connected to the bus bar is supplied to the bus bar 4. 7 is the reactive power output from the reactive power compensator 6.
This is a control device for controlling (-jQc), and is a bus current I A detected by the current transformer 8 and the transformer 9 which are load detecting means.
The inverter in the reactive power compensator 6 is controlled based on the bus voltage V A and the output current I F of the inverter in the reactive power compensator 6. Since the absolute value of the reactive power (-jQc) output from the reactive power compensator 6 is Qc, hereinafter, the reactive power for compensation is simply represented by Qc, and the output current corresponding to the reactive power Qc is represented by Ic. Represent.

【0005】図7は図6内の無効電力補償装置6及び制
御装置7を具体的に示す回路構成図である。図示したよ
うに、無効電力補償装置6は、トランジスタスイッチか
らなる自励式のインバータを用いたアクティブフィルタ
で構成されている。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram specifically showing the reactive power compensator 6 and the controller 7 in FIG. As shown in the figure, the reactive power compensator 6 is composed of an active filter using a self-excited inverter composed of transistor switches.

【0006】図において、10a〜10cは主回路となる母線
4に接続されたリアクトルである。11a〜11fはリアクト
ル10a〜10cに接続されてインバータを構成するトランジ
スタスイッチであり、それぞれ、トランジスタ及びダイ
オードの並列回路から構成されている。12はインバータ
に並列接続された静電容量Cのコンデンサである。13a
及び13bはリアクトル10a及び10cとインバータとの間に
設けられた変流器であり、インバータの出力電流IF
検出するようになっている。
In the figure, 10a to 10c are reactors connected to a bus bar 4 which is a main circuit. Reference numerals 11a to 11f denote transistor switches which are connected to the reactors 10a to 10c and which form an inverter, and each of which is composed of a parallel circuit of a transistor and a diode. Reference numeral 12 is a capacitor of electrostatic capacitance C connected in parallel with the inverter. 13a
And 13b are current transformers provided between the reactors 10a and 10c and the inverter, and detects the output current I F of the inverter.

【0007】又、図7において、制御装置7は、以下の
14〜16の回路によって構成されている。14は変流器8で
検出された母線電流IAと変成器9で検出された母線電
圧VAとに基づいて負荷5の有効電力P及び無効電力Q
を検出する検出回路である。15は検出回路14の出力信号
(負荷5側の有効電力P及び無効電力Q)と変流器13a及
び13bで検出された出力電流IFとが入力される電流制
御部であり、有効電力P及び無効電力Qを基準値として
出力電流Iをフィードバック制御するようになってい
る。16は電流制御部15の出力信号を変調するPWM制御
部であり、PWM制御部16から出力されるPWM信号
は、インバータ即ちトランジスタスイッチ11a〜11fの
オンオフ信号として無効電力補償装置6に印加されてい
る。
Further, in FIG. 7, the control device 7 is as follows.
It is composed of 14 to 16 circuits. Reference numeral 14 is an active power P and a reactive power Q of the load 5 based on the bus current I A detected by the current transformer 8 and the bus voltage V A detected by the transformer 9.
Is a detection circuit for detecting. 15 is the output signal of the detection circuit 14
(Active power P and reactive power Q on the load 5 side) and a current control unit to which the output current I F detected by the current transformers 13a and 13b is input, with the active power P and the reactive power Q as reference values. The output current I F is feedback controlled. Reference numeral 16 denotes a PWM control unit that modulates the output signal of the current control unit 15. The PWM signal output from the PWM control unit 16 is applied to the reactive power compensator 6 as an on / off signal of the inverter, that is, the transistor switches 11a to 11f. There is.

【0008】次に、図8及び図9を参照しながら、図6
及び図7に示した従来の電圧変動補償装置の動作につい
て説明する。通常、コンデンサ12に充電されている直流
電圧Edは、制御装置7からのPWM信号によってオンオ
フされるトランジスタスイッチ11a〜11fによりPWM変
調され、インバータ出力としての交流電圧VIに変換さ
れた後、リアクトル10a〜10cを介して負荷5側の母線4
に供給される。
Next, referring to FIGS. 8 and 9, FIG.
Also, the operation of the conventional voltage fluctuation compensating apparatus shown in FIG. 7 will be described. Normally, the DC voltage Ed charged in the capacitor 12 is PWM-modulated by the transistor switches 11a to 11f which are turned on / off by the PWM signal from the control device 7, and converted into the AC voltage V I as the inverter output, and then the reactor. Bus 4 on the load 5 side through 10a to 10c
Supplied to

【0009】以上の無効電力補償装置6の動作から、無
効電力補償装置6及び電源1は等価的に図8のように表
わされる。即ち、無効電力補償装置6は、電圧VIの交流
電源として作用し、リアクトル3を介して電圧VAの交流
電源1に接続されており、リアクトル3には、補償用の
無効電力Qcに対応した出力電流Icが無効電力補償装置
6に向かって流れる。実際には、無効電力Qcの符号が
負であるため、無効電力補償装置6に対して負の出力電
流Icが流れ込むことになる。
From the above operation of the reactive power compensator 6, the reactive power compensator 6 and the power supply 1 are equivalently represented as shown in FIG. That is, the reactive power compensator 6 acts as an AC power supply of the voltage V I and is connected to the AC power supply 1 of the voltage V A via the reactor 3, and the reactor 3 corresponds to the reactive power Qc for compensation. The generated output current Ic flows toward the reactive power compensator 6. Actually, since the sign of the reactive power Qc is negative, a negative output current Ic will flow into the reactive power compensator 6.

【0010】図9はアクティブフィルタとしての無効電
力補償装置6に流れる出力電流Icを示す波形図であ
る。図9において、(a)は交流電圧VIが母線電圧VAより
大きい場合を示し、出力電流Icは進相電流となる。又、
(b)は交流電圧VIが母線電圧VAより小さい場合を示
し、出力電流Icは遅相電流となる。これにより、電源
1の供給電力は、図6に参照されるように、P+j(Q−
Qc)で表わされ、負荷5に実際に供給される電力は、無
効電力(−jQc)が除かれてP+jQとなる。
FIG. 9 is a waveform diagram showing the output current Ic flowing through the reactive power compensator 6 as an active filter. In FIG. 9, (a) shows the case where the AC voltage V I is higher than the bus voltage V A , and the output current Ic becomes a phase advance current. or,
(b) shows the case where the AC voltage V I is smaller than the bus voltage V A , and the output current Ic becomes a lag current. As a result, the power supplied from the power source 1 is P + j (Q-, as shown in FIG.
The electric power represented by Qc) and actually supplied to the load 5 becomes P + jQ after removing the reactive power (-jQc).

【0011】次に、図10を参照しながら、無効電力補償
装置6による電圧変動補償動作について説明する。図10
は、負荷5側の有効電力P及び無効電力Q、負荷電圧即
ち母線電圧VA、並びに、無効電力補償装置6から出力さ
れる無効電力Qcの時間変化を示すタイミングチャート
である。
Next, the voltage fluctuation compensating operation by the reactive power compensator 6 will be described with reference to FIG. FIG.
4 is a timing chart showing changes with time of active power P and reactive power Q on the load 5 side, load voltage, that is, bus voltage VA , and reactive power Qc output from the reactive power compensator 6.

【0012】いま、電源系統の抵抗器2の抵抗値をR
[%][10MVA(メガボルトアンペア)ベース]、リアク
トル3のリアクタンスをX[%](10MVAベース)とし、
時刻T0〜T1において無負荷であり、時刻T1において
負荷5が起動したとする。この場合、時刻T1から有効電
力P[W]及び無効電力Q[VAR(キロバール)]が共
に増大して時刻T2で一定値に達し、時刻T3から減少す
ることになる。
Now, let the resistance value of the resistor 2 of the power supply system be R
[%] [10MVA (megavolt ampere) base], Reactor 3 reactance X [%] (10MVA base),
It is assumed that there is no load at time T 0 to T 1 and the load 5 is activated at time T 1 . In this case, increasing the time T 1 from the active power P [k W] and the reactive power Q [k VAR (kilo bar)] are both reached a constant value at time T 2, and will be reduced from the time T 3.

【0013】このとき、母線電圧VAは基準電圧(目標
値)VrからΔVAだけ降下し、電圧降下ΔVAは、
At this time, the bus voltage V A drops from the reference voltage (target value) Vr by ΔV A , and the voltage drop ΔV A is

【0014】[0014]

【数1】 (Equation 1)

【0015】で表わされる。It is represented by

【0016】一方、制御装置7においては、検出回路14
が負荷5の有効電力P及び無効電力Qを検出し、有効電
力P及び無効電力Q並びにインバータの出力電流IF
づいて電流制御部15及びPWM制御部16を調整する。即
ち、時刻T1以降において、式で表わされる電圧降下Δ
Aを零にするため、時刻T1以降に進相の無効電力Qcを
無効電力補償装置6に流す。このときの進相無効電力Q
cは以下のように求められる。即ち、式より、
On the other hand, in the control device 7, the detection circuit 14
There detecting the active power P and reactive power Q of the load 5, adjusting the current control unit 15 and the PWM control unit 16 on the basis of the output current I F of the active power P and reactive power Q and the inverter. That is, after time T 1 , the voltage drop Δ represented by the formula
In order to make V A zero, the reactive power Qc in the advanced phase is supplied to the reactive power compensator 6 after the time T 1 . Leading reactive power Q at this time
c is calculated as follows. That is, from the formula,

【0017】[0017]

【数2】 (Equation 2)

【0018】とし、これより、From this,

【0019】[0019]

【数3】 (Equation 3)

【0020】が得られる。Is obtained.

【0021】しかしながら、無効電力補償装置6は、
式で表わされる補償用の無効電力Qcを出力し続けなけ
れば母線電圧Vを一定に保つことができない。従っ
て、無効電力補償装置6の容量及び出力(無効電力Qc)
としては、負荷5の全変動に相当した大きなものが必要
になる。又、無効電力補償装置6から出力される無効電
力Qcは、負荷5の変動に起因する電圧変動のみにしか対
応していないので、無効電力補償装置6より電源1側で
の負荷変動等に起因する電圧変動に対しては補償するこ
とができない。
However, the reactive power compensator 6 is
The bus voltage VA cannot be kept constant unless the reactive power Qc for compensation expressed by the equation is continuously output. Therefore, the capacity and output of the reactive power compensator 6 (reactive power Qc)
Therefore, a large load corresponding to the total change of the load 5 is required. Further, since the reactive power Qc output from the reactive power compensator 6 corresponds only to the voltage fluctuation caused by the fluctuation of the load 5, it is caused by the load fluctuation on the power source 1 side from the reactive power compensator 6. It is not possible to compensate for voltage fluctuations that occur.

【0022】[0022]

【発明が解決しようとする課題】従来の電圧変動補償装
置は以上のように、母線4に接続された無効電力補償装
置6のみを用いて母線電圧VAの変動を防止しようとし
ているので、常に無効電力Qcを出力し続けなければな
らず、無効電力補償装置6の容量及び出力が大きくなっ
て不経済であるうえ、無効電力補償装置6より電源1側
の負荷変動には対応することができないという問題点が
あった。
As described above, the conventional voltage fluctuation compensating device always attempts to prevent the fluctuation of the bus voltage V A by using only the reactive power compensating device 6 connected to the bus 4. Since the reactive power Qc must be continuously output, the capacity and output of the reactive power compensator 6 are large, which is uneconomical, and cannot cope with load fluctuations on the power source 1 side of the reactive power compensator 6. There was a problem.

【0023】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、電圧型インバータからなる無効
電力補償装置と電圧調整器とを組合わせることにより、
母線電圧の変動補償機能を損なうことなく無効電力補償
装置の容量及び出力を小さくすると共に、応答性を早く
し且つ発生損失を軽減し、電源側の負荷変動にも対応可
能な電圧変動補償装置を得ることを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and by combining a reactive power compensator comprising a voltage type inverter and a voltage regulator,
The capacitance and output of the reactive power compensator can be reduced without impairing the bus voltage fluctuation compensation function, and the responsiveness can be increased.
In addition, it is an object of the present invention to obtain a voltage fluctuation compensating device capable of dealing with load fluctuations on the power supply side while reducing the generated loss .

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】この発明に係る電圧変動
補償装置は、母線に接続されて系統の無効電力を補償す
るための出力電流を母線に供給する無効電力補償装置
と、母線と無効電力補償装置との接続点より電源側の母
線に設けられて母線の電圧変動を補償する電圧調整器
と、負荷が変化したときの母線の電圧変動を検出して母
線の電圧が変動しないように無効電力補償装置の出力電
流を制御する第1の制御回路と、出力電流に応じて電圧
調整器を制御して母線の電圧変動を補償する第2の制御
回路とを備え、無効電力補償装置として、電圧型インバ
ータを用いたものである。
DISCLOSURE OF THE INVENTION A voltage fluctuation compensating apparatus according to the present invention includes a reactive power compensator connected to a bus and supplying an output current for compensating the reactive power of a system to the bus, the bus and the reactive power. A voltage regulator that is provided on the busbar on the power supply side of the connection point with the compensator to compensate for busbar voltage fluctuations, and disables the busbar voltage fluctuations by detecting busbar voltage fluctuations when the load changes A first control circuit that controls the output current of the power compensator, and a second control circuit that controls the voltage regulator according to the output current to compensate for voltage fluctuations of the busbar, and as a reactive power compensator, Voltage type inverter
Data is used .

【0025】[0025]

【作用】この発明においては、応答性が早く且つ発生損
失の小さい電圧型インバータからなる無効電力補償装置
を用い、第1の制御回路による補償用の無効電力(出力
電流)の制御を、負荷の有効電力及び無効電力に基づく
演算により行うのではなく、母線電圧に基づいて行い、
母線電圧が目標値となるように制御する。又、第2の制
御回路により、無効電力補償装置の出力電流を検出し
て、出力電流が大出力とならないように電圧調整器を制
御する。これにより、電圧変動の初期においては無効電
力補償装置から出力される無効電力により母線電圧を補
償し、無効電力補償装置の出力電流が大きく且つ長時間
継続する(大出力となる)ときには、電圧調整器が切換駆
動されることにより母線電圧の補償を分担し、無効電力
補償装置の出力電流を軽減させる。
In the present invention, the responsiveness is fast and the occurrence loss is
Loss compensator composed of voltage type inverter
Using, the control of the reactive power (output current) for compensation by the first control circuit is not performed by the calculation based on the active power and the reactive power of the load, but based on the bus voltage,
The bus voltage is controlled to reach the target value. Further, the second control circuit detects the output current of the reactive power compensator and controls the voltage regulator so that the output current does not become a large output. Thus, in the initial stage of voltage fluctuation, the bus voltage is compensated by the reactive power output from the reactive power compensator, and when the output current of the reactive power compensator is large and continues for a long time (large output), voltage adjustment is performed. The switch is driven to share the bus voltage compensation and reduce the output current of the reactive power compensator.

【0026】[0026]

【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1はこの発明の一実施例を示す回路構成図であ
り、1〜6、15及び16は前述と同様のものである。ここ
で、無効電力補償装置6としては、応答性が早く且つ発
生損失の小さい電圧型インバータが用いられている。18
は母線4と無効電力補償装置6との接続点より電源1側
の母線4に設けられて母線4の電圧変動を補償する電圧
調整器であり、例えば外部からの切換指令により切換え
られるタップ切換器からなり、母線電圧VAを段階的に昇
降するようになっている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a circuit configuration diagram showing an embodiment of the present invention, and 1 to 6, 15 and 16 are the same as those described above. here
Therefore, the reactive power compensator 6 has a quick response and
A voltage-type inverter with low raw loss is used. 18
Is a voltage regulator that is provided on the bus bar 4 on the power source 1 side of the connection point between the bus bar 4 and the reactive power compensator 6 and that compensates for voltage fluctuations of the bus bar 4. The bus voltage V A is gradually increased and decreased.

【0027】19は無効電力補償装置6の出力電流Icを
検出する変流器、20は母線電圧VAを検出する電圧検出
器、21は母線電圧VAと基準電圧Vrとの偏差ΔVAを求
める減算器である。22は電圧偏差ΔVに基づいて無効
電力補償容量を演算する演算部であり、演算された無効
電力補償容量は電流制御部15に入力されるようになって
いる。
[0027] 19 current transformer for detecting an output current Ic of the reactive power compensator 6, 20 is a voltage detector for detecting a bus voltage V A, 21 is a deviation [Delta] V A of the bus voltage V A and the reference voltage Vr It is a subtractor to be obtained. Reference numeral 22 is a calculation unit that calculates the reactive power compensation capacity based on the voltage deviation ΔV A , and the calculated reactive power compensation capacity is input to the current control unit 15.

【0028】尚、減算器21、演算部22、電流制御部15及
びPWM制御部16は、負荷5が変化したときの母線4の
電圧変動を検出して母線電圧VAが変動しないように無効
電力補償装置6の出力電流Icを制御する第1の制御回
路を構成している。
The subtractor 21, the arithmetic unit 22, the current control unit 15, and the PWM control unit 16 detect the voltage fluctuation of the bus bar 4 when the load 5 changes, and disable the bus voltage V A so that it does not fluctuate. It constitutes a first control circuit for controlling the output current Ic of the power compensator 6.

【0029】23は出力電流Ic及び母線電圧VAに基づい
て無効電力Qcを検出する無効電力検出器、24は無効電
力検出器23により検出された無効電力Qcを積分する積
分器である。25は積分器24からの積分信号を正負の所定
値と比較する比較器であり、積分信号が正負の所定値を
越えるとそれぞれオン信号を出力するようになってい
る。26は比較器25からの各オン信号に基づいて電圧調整
器18を制御するタップ制御器であり、積分信号が正の所
定値を越えたときのオン信号に応答してタップ上げ指令
TUを出力し、積分信号が負の所定値を越えたときのオ
ン信号に応答してタップ下げ指令TDを電圧調整器18に
出力すると共に、切換指令TU及びTDを出力する毎
に、積分器24にリセット信号RSを出力するようになっ
ている。
Reference numeral 23 is a reactive power detector for detecting the reactive power Qc based on the output current Ic and the bus voltage V A , and 24 is an integrator for integrating the reactive power Qc detected by the reactive power detector 23. Reference numeral 25 denotes a comparator that compares the integrated signal from the integrator 24 with a predetermined positive and negative value, and outputs an ON signal when the integrated signal exceeds the predetermined positive and negative values. Reference numeral 26 is a tap controller that controls the voltage regulator 18 based on each ON signal from the comparator 25, and outputs a tap-up command TU in response to the ON signal when the integrated signal exceeds a positive predetermined value. Then, the tap down command TD is output to the voltage regulator 18 in response to the ON signal when the integrated signal exceeds a predetermined negative value, and the integrator 24 is reset each time the switching commands TU and TD are output. It outputs the signal RS.

【0030】尚、無効電力検出器23、積分器24、比較器
25及びタップ制御器26は、出力電流Icに応じて電圧調
整器18を制御して母線4の電圧変動を補償する第2の制
御回路を構成している。
Incidentally, the reactive power detector 23, the integrator 24, the comparator
The tap controller 25 and the tap controller 26 constitute a second control circuit that controls the voltage regulator 18 according to the output current Ic to compensate for the voltage fluctuation of the bus bar 4.

【0031】次に、図2を参照しながら、図1に示した
この発明の一実施例の動作について説明する。図2は補
償用の無効電力Qc、積分信号、タップ上げ指令TU、
タップ下げ指令TD及び母線電圧VAの時間変化を示す
タイミングチャートである。
Next, the operation of the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the reactive power Qc for compensation, the integrated signal, the tap-up command TU,
7 is a timing chart showing changes over time in a tap down command TD and a bus voltage V A.

【0032】前述のように、時刻T1で無負荷状態から
負荷5が投入され、負荷5が次第に増大していく場合を
例にとると、まず、時刻T1〜T1′においては、無効電
力補償装置6を制御するための第1の制御回路が働き、
第1の制御回路に属する減算器21は負荷5の増加による
電圧降下ΔVAを検出し、演算部22は電圧降下ΔVAを抑
制するための進み補償容量を増加させる。これにより、
無効電力補償装置6は、進みの無効電力Qcを母線4に
供給し、母線電圧VAは、図2の斜線部で示す減少分が
補償され、基準電圧Vrに保持される。
As described above, taking as an example the case where the load 5 is turned on from the unloaded state at time T 1 and the load 5 gradually increases, first, at time T 1 to T 1 ′, the load is invalid. A first control circuit for controlling the power compensator 6 works,
The subtracter 21 belonging to the first control circuit detects the voltage drop ΔV A due to the increase of the load 5, and the arithmetic unit 22 increases the lead compensation capacity for suppressing the voltage drop ΔV A. This allows
The reactive power compensator 6 supplies the leading reactive power Qc to the bus bar 4, and the bus line voltage V A is compensated for the decrease shown by the shaded portion in FIG. 2 and held at the reference voltage Vr.

【0033】一方、無効電力補償装置6の動作に伴い、
電圧調整器18を制御するための第2の制御回路が働き、
第2の制御回路に属する無効電力検出器23は、出力電流
Ic及び母線電圧VAに基づいて補償用の無効電力Qcを
検出し、積分器24は増加する無効電力Qcに対応した積
分信号を求める。通常、瞬間的な無効電力の増加は無効
電力補償装置6内で吸収されるため、無効電力補償装置
6の出力容量は積分信号に対応する。従って、無効電力
補償装置6の容量を抑制するためには、積分信号の絶対
値を抑制すればよい。
On the other hand, with the operation of the reactive power compensator 6,
A second control circuit works to control the voltage regulator 18,
The reactive power detector 23 belonging to the second control circuit detects the reactive power Qc for compensation based on the output current Ic and the bus voltage VA , and the integrator 24 outputs an integrated signal corresponding to the increasing reactive power Qc. Ask. Usually, an instantaneous increase in reactive power is absorbed in the reactive power compensator 6, so the output capacity of the reactive power compensator 6 corresponds to the integral signal. Therefore, in order to suppress the capacity of the reactive power compensator 6, the absolute value of the integrated signal may be suppressed.

【0034】この場合、比較器25は、増加する積分信号
を正の所定値+Vupと比較し、所定値+Vupに達した時
刻T1′でオン信号を出力し、タップ制御器26からタップ
上げ指令TUを出力させる。これと同時に、タップ制御
器26からリセット信号RSが出力され、積分器24はリセ
ットされる。
In this case, the comparator 25 compares the increasing integral signal with a positive predetermined value + Vup, outputs an ON signal at time T 1 'when the predetermined value + Vup is reached, and the tap controller 26 issues a tap-up command. Output TU. At the same time, the reset signal RS is output from the tap controller 26 and the integrator 24 is reset.

【0035】このタップ上げ指令TUにより、電圧調整
器18は、母線電圧VAを上昇させる方向にタップを切換え
る。この結果、進み無効電力Qcの出力は抑制されると
共に、負荷5に供給される電圧VAは基準電圧Vrに保持
される。図2において、母線電圧VAの点を付した部分は
電圧調整器18によって補償されており、斜線部の無効電
力補償装置6による補償部分は抑制されていることが分
かる。時刻T1′〜T3での負荷5の変動は小さいため、
無効電力Qcの上昇は小さく、タップ切換動作は不要と
なる。
In response to this tap-up command TU, the voltage regulator 18 switches the taps in the direction of increasing the bus voltage V A. As a result, the output of the advanced reactive power Qc is suppressed, and the voltage V A supplied to the load 5 is held at the reference voltage Vr. In FIG. 2, it can be seen that the portion marked with the bus voltage V A is compensated by the voltage regulator 18, and the compensation portion by the reactive power compensator 6 in the shaded portion is suppressed. Since the load 5 varies little from time T 1 ′ to T 3 ,
The rise of the reactive power Qc is small, and the tap switching operation is unnecessary.

【0036】一方、時刻T3〜T4においては、負荷5が
減少に転じているため、無効電力補償装置6は、遅れ無
効電力Qcを出力し、上昇しようとする母線電圧VAを抑
制しようとする。この場合、積分器24は負極性の積分信
号を増加させることになり、比較器25は、時刻T4におい
て積分信号が負の所定値−Vdnに達すると、タップ制御
器26にタップ下げ指令TDを出力させる。これにより、
電圧調整器18は、母線電圧VAを下げる方向にタップを切
換え、遅れ無効電力Qcの出力を軽減させる。又、積分
器24はリセットされる。
On the other hand, from time T 3 to T 4 , since the load 5 starts to decrease, the reactive power compensator 6 outputs the delayed reactive power Qc and suppresses the bus voltage V A which tends to rise. And In this case, the integrator 24 increases the negative polarity integration signal, and the comparator 25, when the integration signal reaches the predetermined negative value −Vdn at time T 4 , instructs the tap controller 26 to perform the tap down command TD. Is output. This allows
The voltage regulator 18 switches the taps in the direction of lowering the bus voltage V A to reduce the output of the delayed reactive power Qc. Also, the integrator 24 is reset.

【0037】このように、電圧調整器18を併用すること
により、無効電力補償装置6の出力容量が軽減され、
又、無効電力補償装置6の出力容量が小さくても母線電
圧VAを一定に保つことができる。以上の制御動作の応
答が速ければ、母線電圧VAは全く変動することはない。
又、無効電力補償装置6として、電圧型インバータを用
いたので、応答性が早く且つ発生損失が抑制される。
As described above, by using the voltage regulator 18 together, the output capacity of the reactive power compensator 6 is reduced,
Further, the bus voltage V A can be kept constant even if the output capacity of the reactive power compensator 6 is small. If the response of the above control operation is fast, the bus voltage VA does not change at all.
Also, a voltage type inverter is used as the reactive power compensator 6.
Therefore, the responsiveness is fast and the generated loss is suppressed.

【0038】尚、上記実施例では、無効電力補償装置6
として、トランジスタスイッチで構成されたインバータ
を含むアクティブフィルタを用いたが、サイリスタスイ
ッチで構成されたインバータを含む無効電力補償装置を
用いてもよい。又、電圧調整器18としてタップ切換器を
用いたが、直列接続された変圧器の二次側電圧を変化さ
せる電圧調整器を用いてもよい。
In the above embodiment, the reactive power compensator 6 is used.
As an example, an active filter including an inverter formed of a transistor switch is used, but a reactive power compensation device including an inverter formed of a thyristor switch may be used. Although the tap changer is used as the voltage adjuster 18, a voltage adjuster that changes the secondary side voltage of the transformers connected in series may be used.

【0039】又、上記実施例では、検出された無効電力
Qcを積分器24に直接入力したが、図3のように、無効
電力検出器23と積分器24との間に不感帯要素27を挿入
し、所定値以下の無効電力Qcは積分しないようにして
もよい。この場合、無効電力補償装置6の出力容量に実
質的に影響のない範囲を不感帯として設定しておけば、
不感帯の範囲内の無効電力Qcに対しては積分器24が動
作しないので、タップ切換指令は出力されず、電圧調整
器18の動作回数を減らすことができる。
Further, in the above embodiment, the detected reactive power Qc is directly input to the integrator 24. However, as shown in FIG. 3, the dead band element 27 is inserted between the reactive power detector 23 and the integrator 24. However, the reactive power Qc below a predetermined value may not be integrated. In this case, if the dead zone is set to a range that does not substantially affect the output capacity of the reactive power compensator 6,
Since the integrator 24 does not operate with respect to the reactive power Qc within the dead zone, the tap switching command is not output and the number of times the voltage regulator 18 operates can be reduced.

【0040】又、上記実施例では、第2の制御回路内に
積分器24を設け、無効電力Qcの出力容量に対応する信
号として積分信号を用いたが、図4のように、正負の検
出レベルを有する比較器25Aと比較器25Aの各オン信号
に個別に応答するタイマ28とを組合わせて、無効電力Q
cの出力容量に対応した信号を生成してもよい。
Further, in the above embodiment, the integrator 24 is provided in the second control circuit and the integrated signal is used as the signal corresponding to the output capacity of the reactive power Qc. However, as shown in FIG. The reactive power Q is obtained by combining the comparator 25A having a level and the timer 28 which responds to each ON signal of the comparator 25A individually.
A signal corresponding to the output capacity of c may be generated.

【0041】この場合、比較器25Aは、無効電力Qcが
正の所定値+Vup′に達したときにオン信号を出力する
と共に、負の所定値−Vdn′の達したときにオン信号を
出力する。又、タイマ28は、正の所定値+Vup′に応答
したオン信号から一定時間TAだけ経過した後に一方の
出力信号を立ち上げると共に、負の所定値−Vdn′に応
答したオン信号から一定時間TBだけ経過した後に他方
の出力信号を立ち上げる。従って、タップ制御器26から
のタップ上げ指令TU及びタップ下げ指令TDが図5の
ように時刻T1′及びT4にそれぞれ生成され、電圧調整
器18は、前述の実施例と同様に作用し、無効電力補償装
置6の出力容量を常に低減させると共に、広範囲の電圧
変動を連続的にほぼ0にすることができる。
In this case, the comparator 25A outputs an ON signal when the reactive power Qc reaches the positive predetermined value + Vup ', and outputs an ON signal when the negative predetermined value -Vdn' is reached. . Further, the timer 28 raises one of the output signals after a lapse of a fixed time T A from the ON signal in response to the positive predetermined value + Vup ', and at the same time, lapses from the ON signal in response to the negative predetermined value -Vdn' The other output signal rises after T B has elapsed. Therefore, the tap-up command TU and the tap-down command TD from the tap controller 26 are generated at the times T 1 ′ and T 4 respectively as shown in FIG. 5, and the voltage regulator 18 operates in the same manner as in the above-described embodiment. The output capacity of the reactive power compensator 6 can be constantly reduced, and the voltage fluctuation in a wide range can be continuously reduced to almost zero.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、母線に
接続されて系統の無効電力を補償するための出力電流を
母線に供給する無効電力補償装置と、母線と無効電力補
償装置との接続点より電源側の母線に設けられて母線の
電圧変動を補償する電圧調整器と、負荷が変化したとき
の母線の電圧変動を検出して母線の電圧が変動しないよ
うに無効電力補償装置の出力電流を制御する第1の制御
回路と、出力電流に応じて電圧調整器を制御して母線の
電圧変動を補償する第2の制御回路とを設け、無効電力
補償装置として電圧型インバータを用い、第1の制御回
路による補償用の無効電力の制御を母線電圧に基づいて
行い、母線電圧が目標値となるように制御すると共に、
第2の制御回路により無効電力補償装置の出力電流を検
出して出力電流が大出力とならないように電圧調整器を
制御するようにしたので、電圧変動の初期においては無
効電力補償装置から出力される無効電力により母線電圧
を補償し、無効電力補償装置の出力電流が大きく且つ長
時間継続するときには、電圧調整器の切換駆動により母
線電圧の補償を分担して無効電力補償装置の出力電流を
軽減させることができ、又、応答性を早くすると共に発
生損失を軽減することができ、母線電圧の変動補償機能
を損なうことなく無効電力補償装置の容量及び出力を小
さくすると共に、電源側の負荷変動にも対応可能な電圧
変動補償装置が得られる効果がある。
As described above, according to the present invention, the reactive power compensator connected to the bus and supplying the output current for compensating the reactive power of the system to the bus, and the bus and the reactive power compensator are provided. A voltage regulator that is provided on the bus bar closer to the power supply side than the connection point and that compensates for voltage fluctuations on the bus bar, and a var compensator that detects voltage fluctuations on the bus bar when the load changes and does not fluctuate A first control circuit for controlling the output current and a second control circuit for controlling the voltage regulator according to the output current to compensate for the voltage fluctuation of the bus are provided, and reactive power is provided.
Using a voltage-type inverter as a compensator, the reactive power for compensation by the first control circuit is controlled based on the bus voltage, and the bus voltage is controlled to a target value.
Since the second control circuit detects the output current of the reactive power compensator and controls the voltage regulator so that the output current does not become a large output, it is output from the reactive power compensator at the initial stage of voltage fluctuation. When the output current of the reactive power compensator is large and continues for a long time, the bus voltage is compensated by the switching drive of the voltage regulator to reduce the output current of the reactive power compensator by compensating the bus voltage. issued together with is to be able, also, to speed up response
Raw loss can be reduced, and the capacity and output of the reactive power compensator can be reduced without impairing the bus voltage fluctuation compensating function, and a voltage fluctuation compensator that can handle load fluctuations on the power supply side can be obtained. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明の一実施例を示す回路構成図である。FIG. 1 is a circuit diagram showing an embodiment of the present invention.

【図2】図1の回路動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the circuit of FIG. 1;

【図3】この発明の第2の実施例を示す回路構成図であ
る。
FIG. 3 is a circuit configuration diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図4】この発明の第3の実施例を示す回路構成図であ
る。
FIG. 4 is a circuit configuration diagram showing a third embodiment of the present invention.

【図5】図4の回路動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the circuit in FIG. 4;

【図6】従来の電圧変動補償装置を示す回路構成図であ
る。
FIG. 6 is a circuit configuration diagram showing a conventional voltage fluctuation compensating device.

【図7】図6内の無効電力補償装置及び制御装置を具体
的に示す回路構成図である。
FIG. 7 is a circuit configuration diagram specifically showing the reactive power compensator and the controller in FIG.

【図8】図6内の電源及び無効電力補償装置の関係を示
す等化回路図である。
8 is an equalization circuit diagram showing the relationship between the power supply and the reactive power compensator in FIG.

【図9】図6内の無効電力補償装置に流れる出力電流を
示す波形図である。
9 is a waveform diagram showing an output current flowing in the reactive power compensator in FIG.

【図10】負荷側の無効電力と母線電圧と補償用の無効
電力との関係を示すタイミングチャートである。
FIG. 10 is a timing chart showing the relationship between reactive power on the load side, bus voltage, and reactive power for compensation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電源 4 母線 5 負荷 6 無効電力補償装置 15 電流制御部 16 PWM制御部 18 電圧調整器 21 減算器 22 演算部 15、16、21、22 第1の制御回路 23 無効電力検出器 24 積分器 25、25A 比較器 26 タップ制御器 27 不感帯要素 28 タイマ 23、24、25、25A、26、27、28 第2の制御回路 V 母線電圧 Qc 無効電力1 Power Supply 4 Bus 5 Load 6 Reactive Power Compensator 15 Current Control Section 16 PWM Control Section 18 Voltage Regulator 21 Subtractor 22 Arithmetic Section 15, 16, 21, 22 First Control Circuit 23 Reactive Power Detector 24 Integrator 25 , 25A Comparator 26 Tap controller 27 Dead band element 28 Timer 23, 24, 25, 25A, 26, 27, 28 Second control circuit VA Bus voltage Qc Reactive power

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 電源から負荷に電力を供給する系統に含
まれる母線の電圧変動を補償する装置において、 前記母線に接続されて前記系統の無効電力を補償するた
めの出力電流を前記母線に供給する無効電力補償装置
と、 前記母線と前記無効電力補償装置との接続点より前記電
源側の前記母線に設けられて前記母線の電圧変動を補償
する電圧調整器と、 前記負荷が変化したときの前記母線の電圧変動を検出し
て前記母線の電圧が変動しないように前記無効電力補償
装置の出力電流を制御する第1の制御回路と、 前記出力電流に応じて前記電圧調整器を制御して前記母
線の電圧変動を補償する第2の制御回路と、 を備え、 前記無効電力補償装置として、電圧型インバータを用い
ことを特徴とする電圧変動補償装置。
1. A device for compensating for voltage fluctuations in a busbar included in a system for supplying power from a power supply to a load, wherein an output current for compensating for reactive power in the system is connected to the busbar and is supplied to the busbar. A reactive power compensating device, a voltage regulator that is provided on the bus bar on the power source side from the connection point between the bus bar and the reactive power compensating device, and that compensates for voltage fluctuations of the bus bar; and A first control circuit for detecting the voltage fluctuation of the bus bar and controlling the output current of the reactive power compensator so that the voltage of the bus bar does not fluctuate; and controlling the voltage regulator according to the output current. A second control circuit for compensating for voltage fluctuations of the bus bar , wherein a voltage type inverter is used as the reactive power compensator.
A voltage fluctuation compensating device characterized in that
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