JP2712229B2 - インバータを用いた無効電力補償装置 - Google Patents
インバータを用いた無効電力補償装置Info
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- JP2712229B2 JP2712229B2 JP63031623A JP3162388A JP2712229B2 JP 2712229 B2 JP2712229 B2 JP 2712229B2 JP 63031623 A JP63031623 A JP 63031623A JP 3162388 A JP3162388 A JP 3162388A JP 2712229 B2 JP2712229 B2 JP 2712229B2
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は２台のインバータを用いた無効電力補償装置
において、インバータの使用素子の特性を考慮して一方
に電圧制御を分担させ、他方に無効電力補償電流及び電
流制御を負担させてインバータによる補償動作を行なわ
せるようにした無効電力制御装置に関するものである。
において、インバータの使用素子の特性を考慮して一方
に電圧制御を分担させ、他方に無効電力補償電流及び電
流制御を負担させてインバータによる補償動作を行なわ
せるようにした無効電力制御装置に関するものである。
［従来の技術］ 第４図に従来の１台のインバータを用いた無効電力補
償装置をブロック図で示す。図示のように電流制御方式
電圧形インバータInv、系統との連系トランスTr、系統
電圧検出用PT、負荷電流検出用CT1、インバータ制御用
回路C.Cより構成される。
償装置をブロック図で示す。図示のように電流制御方式
電圧形インバータInv、系統との連系トランスTr、系統
電圧検出用PT、負荷電流検出用CT1、インバータ制御用
回路C.Cより構成される。
系統電圧vaと負荷電流ilと検出し、負荷電流ilに含ま
れている無効電流、高周波電流を検出し、その各電流に
対する補償電流icをインバータで制御することにより、
系統電流isには力率１の基本波電流のみが流れる。
れている無効電流、高周波電流を検出し、その各電流に
対する補償電流icをインバータで制御することにより、
系統電流isには力率１の基本波電流のみが流れる。
本装置の場合、高調波電流補償動作を行うためには、
インバータの高速スイッチングが要求されるが、スイッ
チング素子については、現状では下記のような問題があ
り、大容量の補償を行うのは、コスト的に制約がある。
インバータの高速スイッチングが要求されるが、スイッ
チング素子については、現状では下記のような問題があ
り、大容量の補償を行うのは、コスト的に制約がある。
［発明が解決しようとする課題］ インバータに用いられる電力用半導体素子は、大別し
て次の２種類に分けらける。
て次の２種類に分けらける。
（１）低速スイッチング：サイリスタ,GTO等 （２）中高速スイッチング：トランジスタ,IGBT,Siサイ
リスタ等 これらの素子は、一般に高速になる程容量が小さくな
り、大容量かつ高速動作のインバータを構成するのは簡
単ではなく、上記従来の例はこれに該当するものであ
る。
リスタ等 これらの素子は、一般に高速になる程容量が小さくな
り、大容量かつ高速動作のインバータを構成するのは簡
単ではなく、上記従来の例はこれに該当するものであ
る。
そこで、動作速度に応じた数種類のインバータを多重
化することによって問題を解決する試みがなされている
が、本方式もこの概念に沿って、なされたものであっ
て、インバータを用いた経済的な大容量無効電力補償装
置の実現をはかろうとするものである。
化することによって問題を解決する試みがなされている
が、本方式もこの概念に沿って、なされたものであっ
て、インバータを用いた経済的な大容量無効電力補償装
置の実現をはかろうとするものである。
［発明の構成］ この課題は、系統との並列分路中に２台の異なるイン
バータを用いた多重インバータを備え、１台を大容量イ
ンバータとして系統電圧にゆっくり追従して同一の振
幅、位相の電圧を出力し、他の１台を高速スイッチング
性能のあるスイッチング素子を用いた小容量インバータ
として高調波変動分及び無効電流補償する電流を出力す
るように構成して具現される。
バータを用いた多重インバータを備え、１台を大容量イ
ンバータとして系統電圧にゆっくり追従して同一の振
幅、位相の電圧を出力し、他の１台を高速スイッチング
性能のあるスイッチング素子を用いた小容量インバータ
として高調波変動分及び無効電流補償する電流を出力す
るように構成して具現される。
以下、図面に示す実施例により本発明を説明する。
第１図は本発明の装置の主回路をブロックで示し、第
２図は、第１図回路の等価回路を示し、第３図（イ）、
（ロ）はインバータに対する制御ブロックと制御部構成
例を示す。
２図は、第１図回路の等価回路を示し、第３図（イ）、
（ロ）はインバータに対する制御ブロックと制御部構成
例を示す。
図示のように、1,2はインバータを示す。５はインバ
ータ1,2に対する制御回路部を示す。６は系統電圧検出
用変圧器、７は負荷電流検出用変流器、８はインバータ
１の出力電流検出用変流器であり、これら出力は制御回
路部５に入力する。インバータ２はこのインバータのス
イッチング周波数を除去する高調波除去用Ｌ−Ｃフィル
タ４を介し、インバータ１の結合変圧器３の１次側と直
列に接続され、系統に対して並列分路の形で接続され
る。
ータ1,2に対する制御回路部を示す。６は系統電圧検出
用変圧器、７は負荷電流検出用変流器、８はインバータ
１の出力電流検出用変流器であり、これら出力は制御回
路部５に入力する。インバータ２はこのインバータのス
イッチング周波数を除去する高調波除去用Ｌ−Ｃフィル
タ４を介し、インバータ１の結合変圧器３の１次側と直
列に接続され、系統に対して並列分路の形で接続され
る。
この構成において、インバータ１は補償電流を出力す
る電流制御形インバータであり、インバータ２は系統に
電圧を出力する電圧制御形インバータである。
る電流制御形インバータであり、インバータ２は系統に
電圧を出力する電圧制御形インバータである。
第２図は第１図のインバータの等価回路を示す。第１
図装置は第３図の制御部によって制御されるが、インバ
ータ２は系統電圧vaと同一周波数、同一振幅、同一位相
の電圧vcを出力し、インバータ１は算出された補償電流
icを出力するように動作する。
図装置は第３図の制御部によって制御されるが、インバ
ータ２は系統電圧vaと同一周波数、同一振幅、同一位相
の電圧vcを出力し、インバータ１は算出された補償電流
icを出力するように動作する。
第３図（イ）はインバータ１および２に対する制御ブ
ロックを示す。10はインバータ２へのインバータスイッ
チングパターン作成部を示し、11は補償電流の算出部、
12はインバータ１のスイッチングパターン作成部を示す
が、インバータ２は無効電力を制御する際の主制御には
全く関与せず、インバータ２を制御するのは容易に行え
る。一方インバータ１は、インバータ２から出力する情
報は必要なく制御が行え、インバータにかかる電圧も分
路中のリアクタンス分に生じる電圧の逆振幅のみとな
り、小容量で済む。
ロックを示す。10はインバータ２へのインバータスイッ
チングパターン作成部を示し、11は補償電流の算出部、
12はインバータ１のスイッチングパターン作成部を示す
が、インバータ２は無効電力を制御する際の主制御には
全く関与せず、インバータ２を制御するのは容易に行え
る。一方インバータ１は、インバータ２から出力する情
報は必要なく制御が行え、インバータにかかる電圧も分
路中のリアクタンス分に生じる電圧の逆振幅のみとな
り、小容量で済む。
第３図（ロ）は（イ）の制御部の具体例である。
今、va，ilを次式とする。
va＝VM sin ωｔ ……（１） VM：電圧振幅、I1：ilの基本波電流振幅、φ：電圧・電
流の基本波分における位相差、n:高調波次数、In：各次
高調波電流振幅、φn：各次調波位相、ω：電源角周波
数（＝２πｆ） まず、位相差検出部21にて基本波における電圧・電流
位相φを検出する。次に、cos（余弦）演算部22にてcos
φを求める。一方、ilよりバンドパスフィルター（BP
F）24を通して基本波分のみ検出し、更に振幅演算部25
を介してその振幅I1を求める。
流の基本波分における位相差、n:高調波次数、In：各次
高調波電流振幅、φn：各次調波位相、ω：電源角周波
数（＝２πｆ） まず、位相差検出部21にて基本波における電圧・電流
位相φを検出する。次に、cos（余弦）演算部22にてcos
φを求める。一方、ilよりバンドパスフィルター（BP
F）24を通して基本波分のみ検出し、更に振幅演算部25
を介してその振幅I1を求める。
これらを乗算部27で掛けあわせることにより、信号S1
は次式となる。
は次式となる。
S1＝I1・cosφ 次にPLL回路23によるvaの同期正弦波と、前記信号S1
とを乗算部28で掛けあわせることにより有効電流相当信
号S2は、 S2＝S1・sinωｔ＝I1cosφ・sinωｔ ……（３） となる。ここで、（２）式の右辺第１項は、次式に変形
できる。
とを乗算部28で掛けあわせることにより有効電流相当信
号S2は、 S2＝S1・sinωｔ＝I1cosφ・sinωｔ ……（３） となる。ここで、（２）式の右辺第１項は、次式に変形
できる。
I1sin（ωｔ＋φ）＝I1｛cosφ・sinωｔ＋sinφ・cos
ωｔ｝ …（４） （４）式の右辺第１項はilにおける基本波力率１の成
分（有効電力に対する電流に相当）であり、（３）式に
一致する。
ωｔ｝ …（４） （４）式の右辺第１項はilにおける基本波力率１の成
分（有効電力に対する電流に相当）であり、（３）式に
一致する。
この装置におて補償したい成分は（４）の右辺第２項
ならびに（２）式の右辺第２項であり、これはilからS2
を演算部29で差し引くことによって求まることになる。
その差信号ic *をインバータの電流設定信号とし、実際
のインバータ電流icを演算部30で比較したうえ、ヒステ
リシスコンパレータ26を介しする等して、インバータを
スイッチング動作させ、ic *＝icとなるように制御する
ものである。
ならびに（２）式の右辺第２項であり、これはilからS2
を演算部29で差し引くことによって求まることになる。
その差信号ic *をインバータの電流設定信号とし、実際
のインバータ電流icを演算部30で比較したうえ、ヒステ
リシスコンパレータ26を介しする等して、インバータを
スイッチング動作させ、ic *＝icとなるように制御する
ものである。
インバータ２の発生する電圧vcは必ずしも基本波成分
のみである必要はなく、基本波成分に対して数％程度の
高調波が存在しても、その分インバータ１に容易に持た
せれば、装置としては問題はない。従ってＬ−Ｃフィル
タの小容量化、インバータの低速動作化等、多くのメリ
ットを有し、装置全体としての効率がよくなる。
のみである必要はなく、基本波成分に対して数％程度の
高調波が存在しても、その分インバータ１に容易に持た
せれば、装置としては問題はない。従ってＬ−Ｃフィル
タの小容量化、インバータの低速動作化等、多くのメリ
ットを有し、装置全体としての効率がよくなる。
［効果］ 本発明によれば、次の効果がある。
（１）電流制御形インバータは小容量で済むので、高速
スイッチング機能を備えるスイッチング素子を経済的に
使用できる。
スイッチング機能を備えるスイッチング素子を経済的に
使用できる。
（２）電圧制御形インバータは低速動作でよいので、大
容量化が容易である。
容量化が容易である。
（３）電圧制御形インバータのフィルタは電流制御形イ
ンバータがフィルタとなるので小容量にできる。
ンバータがフィルタとなるので小容量にできる。
（４）全体装置として高周波まで応答性のよい大容量の
無効電力補償装置が可能となる。
無効電力補償装置が可能となる。
第１図は本発明の装置の回路をブロック図で示す。 第２図は第１図の等価回路を示す。 第３図（イ）は本発明装置の制御ブロックを示し、
（ロ）は制御部具体例を示す。 第４図は従来のインバータを用いた無効電力補償装置の
一例をブロック図で示す。 １…電流制御形インバータ、２…電圧制御形インバー
タ、３…結合変圧器、４…高周波除去用Ｌ−Ｃフィル
タ、５…制御回路、６…系統電圧検出用変圧器、７…負
荷電流検出用変流器、８…インバータ出力電流検出用変
流器。
（ロ）は制御部具体例を示す。 第４図は従来のインバータを用いた無効電力補償装置の
一例をブロック図で示す。 １…電流制御形インバータ、２…電圧制御形インバー
タ、３…結合変圧器、４…高周波除去用Ｌ−Ｃフィル
タ、５…制御回路、６…系統電圧検出用変圧器、７…負
荷電流検出用変流器、８…インバータ出力電流検出用変
流器。
Claims (1)
- 【請求項１】系統との並列分路中に２台の異なるインバ
ータを用いた多重インバータを備える無効電力補償装置
において、そのうち１台を大容量インバータとして系統
電圧にゆっくり追従して同一の振幅、位相の電圧を出力
し、他の１台を小容量インバータとして、前記系統と大
容量インバータとの間に直列接続して無効電力高調波変
動分を補償する電流を出力することを特徴とするインバ
ータを用いた無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031623A JP2712229B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | インバータを用いた無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63031623A JP2712229B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | インバータを用いた無効電力補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01206418A JPH01206418A (ja) | 1989-08-18 |
| JP2712229B2 true JP2712229B2 (ja) | 1998-02-10 |
Family
ID=12336342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63031623A Expired - Fee Related JP2712229B2 (ja) | 1988-02-12 | 1988-02-12 | インバータを用いた無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2712229B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104466975A (zh) * | 2013-01-23 | 2015-03-25 | 苏州工业园区和顺电气股份有限公司 | 高可靠性补偿电抗器 |
| CN104466991A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-03-25 | 安徽天沃电气技术有限公司 | 一种新型晶闸管快速投切电容器组控制方法 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103580040B (zh) * | 2013-11-22 | 2016-03-30 | 江苏省电力公司扬州供电公司 | 一种配电变压器自适应补偿装置 |
| CN106208106B (zh) * | 2016-08-31 | 2018-10-16 | 丹东德元电力电器有限公司 | 一种基于补偿/限流电抗器的并联补偿装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0330895Y2 (ja) * | 1984-10-19 | 1991-06-28 | ||
| JPS61125628A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-13 | Toshiba Corp | 無効電力補償方法およびそのための装置 |
-
1988
- 1988-02-12 JP JP63031623A patent/JP2712229B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104466975A (zh) * | 2013-01-23 | 2015-03-25 | 苏州工业园区和顺电气股份有限公司 | 高可靠性补偿电抗器 |
| CN104466975B (zh) * | 2013-01-23 | 2017-01-11 | 苏州工业园区和顺电气股份有限公司 | 高可靠性补偿电抗器 |
| CN104466991A (zh) * | 2014-12-24 | 2015-03-25 | 安徽天沃电气技术有限公司 | 一种新型晶闸管快速投切电容器组控制方法 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01206418A (ja) | 1989-08-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |