JP2860980B2 - 高調波検出装置 - Google Patents
高調波検出装置Info
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- JP2860980B2 JP2860980B2 JP57065183A JP6518382A JP2860980B2 JP 2860980 B2 JP2860980 B2 JP 2860980B2 JP 57065183 A JP57065183 A JP 57065183A JP 6518382 A JP6518382 A JP 6518382A JP 2860980 B2 JP2860980 B2 JP 2860980B2
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- Japan
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- harmonic
- order
- circuit
- sampling
- converter
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- Expired - Lifetime
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は高調波検出装置に関する。
たとえば送電系統に設置される交直変換所では、変換
器の変換動作時に発生する高調波による高調波障害を防
ぐために、交流フイルタ設備が設置されている。このよ
うな交流フイルタ設備では、その構成機器の定数変化に
よつて同調ずれを起こすことがある。このような同調ず
れの検出のためにフイルタ設備の各分路における高調波
無効電力を求め、これから検出することが考えられてい
る。この場合には同次数の高調波電流及び電圧を検出す
ればよいのであるが、これら高調波成分の検出にはアナ
ログ方式よりも演算処理能力をもつデイジタル方式によ
る方が有利であることはいうまでもない。このようなデ
イジタル方式による高調波抽出には、一定周期でサンプ
リングされた入力データを、フーリエ級数展開の手法を
用いて演算処理するのが一般的である。 この場合、一般に高調波解析で使用されている離散フ
ーリエ変換を利用するとした場合、その基本演算式は次
のようにあらわされる。 ただし X0,X1,X8,…XN-1;N個のサンプリングデータ N;基本波成分１サイクル中のサンプリング数 ｋ＝0,1,2,3,… Xk;第ｋ次高調波成分 を示す。上式におけるXpは実数データであり、（１）式
の実数部，虚数部は、Xkの実数部をak,Xkの虚数部をbk
とすれば としてあらわされる。しかしながら（１）式或いは
（２），（３）式を実行する場合、Xpに乗ずるべき係数
は複雑であり、そのためこれらを実行する演算処理回路
の構成も複雑化することは避けられない。 この発明はフーリエ変換を用いて高調波成分をデイジ
タル手法によつて抽出するに際し、そのデイジタル演算
処理回路の構成を簡単化することを目的とする。 この発明では抽出しようとする高調波成分の次数に応
じてサンプリング周期を定めるようにしたことを特徴と
する。サンプリング定理を考慮し、Ｎ＞2kの条件で、た
とえば２πk/N＝π/2とした場合（このときＮ＝4kとな
る。すなわち基本波成分１サイクル中のサンプリング数
は4kとなる。ただしｋは抽出しようとする高調波成分の
次数である。）、（２），（３）式は となる。これからも理解されるように、ak,bkは加減算
式のみであらわすことができる。したがつてこれらの演
算のための回路は単純な加減算回路によつて構成するこ
とができ、それだけこの種演算回路の構成が簡単化され
ることになる。 なお上述の例は とおいたが、検出精度を上げたい場合には、サンプリン
グ回数を増せばよい。たとえば とするとき、Ｎ＝8kとなり、このような関係とすれば、
前記（２），（３）式は となる。この場合乗算が含まれるが、これは１回です
み、したがつて回路構成も単純である。 以下この発明の実施例を図によつて説明する。図の実
施例は交流フイルタ設備にこの発明を適用した場合を示
し、１は系統の母線、２は交流フイルタ設備で、複数の
分路（たとえば第5,第7,第11,第13の分路）2A〜2Dから
なり、これらはそれぞれコンデンサ3,リアクトル4,抵抗
５から構成される。各分路に変流器6A〜6Dが挿入されて
あり、各分路に流れる高調波電流が検出される。又母線
１には変成器７が接続されてあり、母線１の電圧が検出
される。変成器7,変流器6A〜6Dの出力は補助変成器8,補
助変流器9A〜9Dを介して分圧・アナログフイルタ回路1
0,10A〜10Dに与えられ、ここで適当なレベルに変換され
るとともに、アナログフイルターで折返し誤差が除去さ
れる。 各分圧・アナログフイルタ回路の出力は直接又はマル
チプレクサ11を介してサンプルホールド回路12,13にサ
ンプリング周期制御回路14からのサンプリング指令に応
じてサンプリングされ、かつホールドされる。各サンプ
ルホールド回路12,13のホールド値はマルチプレクサ15
を介してAD変換器16によりデジタル量に変換され、つづ
いて記憶回路17に順次ストアされる。ここにストアされ
るデイジタル量は（４），（５）式に示すX0〜XN-1にほ
かならない。このデイジタル量のうち必要なデータが演
算回路18に読出され、（４），（５）式に示す演算を行
なう。この演算回路18は単なる加減を演算する構成で足
りることは前記したとおりである。なお、マルチプレク
サ11,15,AD変換器16,記憶回路17及び演算回路18の各動
作のタイミングは制御回路19からのタイミング指令によ
つて制御される。 この発明にしたがい抽出しようとする高調波の次数に
したがつてサンプリング周期が制御されることが必要で
あり、そのため制御回路19からの信号によつてサンプリ
ング周期制御回路14によるサンプリング周期が制御され
る。たとえば前述の例にしたがい、Ｎ＝4kとした場合
は、第5,7,11,13次高調波のそれぞれを抽出するにあた
り、１サイクルのサンプリング数が20,28,44,52となる
ようにサンプリング周期を決定するように各高調波の次
数の整数倍とすればよい。又系統の周期数変動に対して
も高精度に高調波が抽出できるようにするためには系統
の基本周波数に同期のとれたサンプリング周期を得る必
要があり、そのためにはサンプリング周期制御回路14に
基本波成分を入力し、これを基礎にして１サイクルのサ
ンプリング数を各高調波の次数の整数倍と決定すればよ
い。図の例では補助変成器８の出力を入力とする分圧・
アナログフイルタ回路10から基本波成分の電圧を得、こ
れをサンプリング周期制御回路14に入力するようにして
いる。 以上詳述したようにこの発明によれば高調波成分抽出
のための演算回路が単なる加減算を行なうものでよいこ
とになり、要求精度に応じて乗算回路を付加すればよ
く、したがつてその構成が極めて簡単に構成できるとい
つた効果を奏する。
器の変換動作時に発生する高調波による高調波障害を防
ぐために、交流フイルタ設備が設置されている。このよ
うな交流フイルタ設備では、その構成機器の定数変化に
よつて同調ずれを起こすことがある。このような同調ず
れの検出のためにフイルタ設備の各分路における高調波
無効電力を求め、これから検出することが考えられてい
る。この場合には同次数の高調波電流及び電圧を検出す
ればよいのであるが、これら高調波成分の検出にはアナ
ログ方式よりも演算処理能力をもつデイジタル方式によ
る方が有利であることはいうまでもない。このようなデ
イジタル方式による高調波抽出には、一定周期でサンプ
リングされた入力データを、フーリエ級数展開の手法を
用いて演算処理するのが一般的である。 この場合、一般に高調波解析で使用されている離散フ
ーリエ変換を利用するとした場合、その基本演算式は次
のようにあらわされる。 ただし X0,X1,X8,…XN-1;N個のサンプリングデータ N;基本波成分１サイクル中のサンプリング数 ｋ＝0,1,2,3,… Xk;第ｋ次高調波成分 を示す。上式におけるXpは実数データであり、（１）式
の実数部，虚数部は、Xkの実数部をak,Xkの虚数部をbk
とすれば としてあらわされる。しかしながら（１）式或いは
（２），（３）式を実行する場合、Xpに乗ずるべき係数
は複雑であり、そのためこれらを実行する演算処理回路
の構成も複雑化することは避けられない。 この発明はフーリエ変換を用いて高調波成分をデイジ
タル手法によつて抽出するに際し、そのデイジタル演算
処理回路の構成を簡単化することを目的とする。 この発明では抽出しようとする高調波成分の次数に応
じてサンプリング周期を定めるようにしたことを特徴と
する。サンプリング定理を考慮し、Ｎ＞2kの条件で、た
とえば２πk/N＝π/2とした場合（このときＮ＝4kとな
る。すなわち基本波成分１サイクル中のサンプリング数
は4kとなる。ただしｋは抽出しようとする高調波成分の
次数である。）、（２），（３）式は となる。これからも理解されるように、ak,bkは加減算
式のみであらわすことができる。したがつてこれらの演
算のための回路は単純な加減算回路によつて構成するこ
とができ、それだけこの種演算回路の構成が簡単化され
ることになる。 なお上述の例は とおいたが、検出精度を上げたい場合には、サンプリン
グ回数を増せばよい。たとえば とするとき、Ｎ＝8kとなり、このような関係とすれば、
前記（２），（３）式は となる。この場合乗算が含まれるが、これは１回です
み、したがつて回路構成も単純である。 以下この発明の実施例を図によつて説明する。図の実
施例は交流フイルタ設備にこの発明を適用した場合を示
し、１は系統の母線、２は交流フイルタ設備で、複数の
分路（たとえば第5,第7,第11,第13の分路）2A〜2Dから
なり、これらはそれぞれコンデンサ3,リアクトル4,抵抗
５から構成される。各分路に変流器6A〜6Dが挿入されて
あり、各分路に流れる高調波電流が検出される。又母線
１には変成器７が接続されてあり、母線１の電圧が検出
される。変成器7,変流器6A〜6Dの出力は補助変成器8,補
助変流器9A〜9Dを介して分圧・アナログフイルタ回路1
0,10A〜10Dに与えられ、ここで適当なレベルに変換され
るとともに、アナログフイルターで折返し誤差が除去さ
れる。 各分圧・アナログフイルタ回路の出力は直接又はマル
チプレクサ11を介してサンプルホールド回路12,13にサ
ンプリング周期制御回路14からのサンプリング指令に応
じてサンプリングされ、かつホールドされる。各サンプ
ルホールド回路12,13のホールド値はマルチプレクサ15
を介してAD変換器16によりデジタル量に変換され、つづ
いて記憶回路17に順次ストアされる。ここにストアされ
るデイジタル量は（４），（５）式に示すX0〜XN-1にほ
かならない。このデイジタル量のうち必要なデータが演
算回路18に読出され、（４），（５）式に示す演算を行
なう。この演算回路18は単なる加減を演算する構成で足
りることは前記したとおりである。なお、マルチプレク
サ11,15,AD変換器16,記憶回路17及び演算回路18の各動
作のタイミングは制御回路19からのタイミング指令によ
つて制御される。 この発明にしたがい抽出しようとする高調波の次数に
したがつてサンプリング周期が制御されることが必要で
あり、そのため制御回路19からの信号によつてサンプリ
ング周期制御回路14によるサンプリング周期が制御され
る。たとえば前述の例にしたがい、Ｎ＝4kとした場合
は、第5,7,11,13次高調波のそれぞれを抽出するにあた
り、１サイクルのサンプリング数が20,28,44,52となる
ようにサンプリング周期を決定するように各高調波の次
数の整数倍とすればよい。又系統の周期数変動に対して
も高精度に高調波が抽出できるようにするためには系統
の基本周波数に同期のとれたサンプリング周期を得る必
要があり、そのためにはサンプリング周期制御回路14に
基本波成分を入力し、これを基礎にして１サイクルのサ
ンプリング数を各高調波の次数の整数倍と決定すればよ
い。図の例では補助変成器８の出力を入力とする分圧・
アナログフイルタ回路10から基本波成分の電圧を得、こ
れをサンプリング周期制御回路14に入力するようにして
いる。 以上詳述したようにこの発明によれば高調波成分抽出
のための演算回路が単なる加減算を行なうものでよいこ
とになり、要求精度に応じて乗算回路を付加すればよ
く、したがつてその構成が極めて簡単に構成できるとい
つた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
図はこの発明の実施例を示すブロツク線図である。
１……系統母線、2A〜2D……分路、12,13……サンプル
ホールド回路、14……サンプリング周期制御回路、16…
…AD変換器、18……演算回路
ホールド回路、14……サンプリング周期制御回路、16…
…AD変換器、18……演算回路
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．複数次数の高調波を含む波形をサンプリングして抽
出する次数の高調波の各サンプリング値をホールドする
サンプルホールド回路と、前記サンプルホールド回路の
サンプリング値をディジタル値に変換するAD変換器と、
前記AD変換器からのデイジタル値から抽出した各次数の
高調波の実数部及び虚数部をフーリエ変換によってデイ
ジタル演算する演算部とからなる高調波検出装置におい
て、前記サンプリングの回数を抽出する高調波の次数の
整数倍に可変できる手段を設けたことを特徴とする高調
波検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065183A JP2860980B2 (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 高調波検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57065183A JP2860980B2 (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 高調波検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58182428A JPS58182428A (ja) | 1983-10-25 |
| JP2860980B2 true JP2860980B2 (ja) | 1999-02-24 |
Family
ID=13279544
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57065183A Expired - Lifetime JP2860980B2 (ja) | 1982-04-19 | 1982-04-19 | 高調波検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2860980B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH01164233A (ja) * | 1987-12-17 | 1989-06-28 | Kansai Electric Power Co Inc:The | アクティブフィルタ |
-
1982
- 1982-04-19 JP JP57065183A patent/JP2860980B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS58182428A (ja) | 1983-10-25 |
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