JP3037477B2 - アクティブフィルタ - Google Patents
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電力系統に存在する
高調波電圧歪を低減するアクティブフィルタに関する。
高調波電圧歪を低減するアクティブフィルタに関する。
【０００２】
【従来の技術】図１にアクティブフィルタを適用した一
般的な系統の等価回路を示す。系統は高調波成分Ｖｓｎ
を含んだ電圧源１、電源インピーダンスＺｓｎ、高調波
電流Ｉｌｎを発生する負荷４、高調波電流Ｉｆｎを吸収
するＬＣフィルタ３、および高調波電流Ｉａｎを注入
（吸収）するアクティブフィルタ２から構成される。
般的な系統の等価回路を示す。系統は高調波成分Ｖｓｎ
を含んだ電圧源１、電源インピーダンスＺｓｎ、高調波
電流Ｉｌｎを発生する負荷４、高調波電流Ｉｆｎを吸収
するＬＣフィルタ３、および高調波電流Ｉａｎを注入
（吸収）するアクティブフィルタ２から構成される。
【０００３】図１に示したアクティブフィルタ２の制御
部の一般的な構成をブロック図として図２に示す。高調
波検出部５はアクティブフィルタ連系点の電圧Ｖａの高
調波成分を検出し、その出力信号Ｖａｎ（ｎ：高調波次
数）を振幅位相調整回路６へ与える。また高調波検出部
７はアクティブフィルタ連系点の電流Ｉｄの高調波成分
を検出し、その出力信号Ｉｄｎ（ｎ：高調波次数）を振
幅位相調整回路８へ与える。振幅位相調整回路６，８の
Ｋｖ，Ｋｉはそれぞれ制御ゲイン（ベクトル）であり、
それぞれＩｖｎref （以下これを電圧補償成分と言
う。）とＩｉｎref （以下これを電流補償成分と言
う。）を得る。そして、両者を加算して高調波電流注入
基準信号Ｉａｎref を求める。なお、図２に示す制御部
は高調波次数ｎごとに設けられるため、前記Ｋｖ，Ｋｉ
も正確にはＫｖｎ，Ｋｉｎと表すべきであるが、ここで
は単にＫｖ，Ｋｉとしている。
部の一般的な構成をブロック図として図２に示す。高調
波検出部５はアクティブフィルタ連系点の電圧Ｖａの高
調波成分を検出し、その出力信号Ｖａｎ（ｎ：高調波次
数）を振幅位相調整回路６へ与える。また高調波検出部
７はアクティブフィルタ連系点の電流Ｉｄの高調波成分
を検出し、その出力信号Ｉｄｎ（ｎ：高調波次数）を振
幅位相調整回路８へ与える。振幅位相調整回路６，８の
Ｋｖ，Ｋｉはそれぞれ制御ゲイン（ベクトル）であり、
それぞれＩｖｎref （以下これを電圧補償成分と言
う。）とＩｉｎref （以下これを電流補償成分と言
う。）を得る。そして、両者を加算して高調波電流注入
基準信号Ｉａｎref を求める。なお、図２に示す制御部
は高調波次数ｎごとに設けられるため、前記Ｋｖ，Ｋｉ
も正確にはＫｖｎ，Ｋｉｎと表すべきであるが、ここで
は単にＫｖ，Ｋｉとしている。
【０００４】図１に示したアクティブフィルタ２の駆動
部のブロック図を図６に示す。図６において加算器９は
高調波電流注入基準瞬時値信号ｉａrefとアクティブフ
ィルタに流れる瞬時値電流ｉａとの差成分を求める。ゲ
イン制御回路１０は前記差成分に定数Ｋを乗じる。ＰＷ
Ｍ制御回路１１はゲイン制御回路１０の出力信号をパル
ス幅制御してインバータ１２に対し制御信号を与える。
インバータ１２はその制御信号に応じて連系点に電流を
注入する。
部のブロック図を図６に示す。図６において加算器９は
高調波電流注入基準瞬時値信号ｉａrefとアクティブフ
ィルタに流れる瞬時値電流ｉａとの差成分を求める。ゲ
イン制御回路１０は前記差成分に定数Ｋを乗じる。ＰＷ
Ｍ制御回路１１はゲイン制御回路１０の出力信号をパル
ス幅制御してインバータ１２に対し制御信号を与える。
インバータ１２はその制御信号に応じて連系点に電流を
注入する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図１において、高調波
発生負荷４より出力される高調波電流Ｉｌｎは電源１側
とＬＣフィルタ３側とに分流し、アクティブフィルタ連
系点の高調波電圧ＶａｎはＺｓｎ・Ｉｓｎで定まる。ア
クティブフィルタ２はＫｉ・Ｉｄｎなる電流を吸収し
て、電源へ流れる高調波成分Ｉｓｎを低減し、その結果
としてＶａｎの高調波成分を低減する。
発生負荷４より出力される高調波電流Ｉｌｎは電源１側
とＬＣフィルタ３側とに分流し、アクティブフィルタ連
系点の高調波電圧ＶａｎはＺｓｎ・Ｉｓｎで定まる。ア
クティブフィルタ２はＫｉ・Ｉｄｎなる電流を吸収し
て、電源へ流れる高調波成分Ｉｓｎを低減し、その結果
としてＶａｎの高調波成分を低減する。
【０００６】一方、電源側に高調波電圧源が存在する
と、ＬＣフィルタ３に回路インピーダンス（Ｚｓｎ＋Ｚ
ｆｎ）に応じた電流が流れ込み、Ｚｓｎ≒−Ｚｆｎとな
ると過大な電流が流れて、ＬＣフィルタが過負荷とな
り、また系統への高調波障害等を及ぼすおそれがある。
そこで、連系点の高調波電圧Ｖａｎに対してＫｖ（ベク
トル量）を乗じた電流信号に応じてアクティブフィルタ
で電流を吸収させる。その場合、Ｋｖは等価アドミッタ
ンスに相当し、系統のインピーダンス状態を変えて、前
述の障害（共振）を抑制する。
と、ＬＣフィルタ３に回路インピーダンス（Ｚｓｎ＋Ｚ
ｆｎ）に応じた電流が流れ込み、Ｚｓｎ≒−Ｚｆｎとな
ると過大な電流が流れて、ＬＣフィルタが過負荷とな
り、また系統への高調波障害等を及ぼすおそれがある。
そこで、連系点の高調波電圧Ｖａｎに対してＫｖ（ベク
トル量）を乗じた電流信号に応じてアクティブフィルタ
で電流を吸収させる。その場合、Ｋｖは等価アドミッタ
ンスに相当し、系統のインピーダンス状態を変えて、前
述の障害（共振）を抑制する。
【０００７】しかし、通常の系統では、ＬＣフィルタは
随時開閉され、電源インピーダンスも随時変化している
ため、図２に示した振幅位相調整回路の補償ゲインＫ
ｖ，Ｋｉを常にマニュアル調整する必要があった。
随時開閉され、電源インピーダンスも随時変化している
ため、図２に示した振幅位相調整回路の補償ゲインＫ
ｖ，Ｋｉを常にマニュアル調整する必要があった。
【０００８】この発明の目的は、アクティブフィルタの
制御部における補償ゲインを自動調整して前述の問題を
解消したアクティブフィルタを提供することにある。
制御部における補償ゲインを自動調整して前述の問題を
解消したアクティブフィルタを提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項１に係
るアクティブフィルタは、電力系統に高調波電流を注入
することによって高調波電圧歪を低減するアクティブフ
ィルタにおいて、連系点の電圧信号Ｖａと電流信号Ｉｄ
を測定する手段と、前記電圧信号Ｖａと電流信号Ｉｄの
高調波成分をそれぞれ抽出する手段と、前記電流信号の
各高調波成分Ｉｄｎに電流補償ゲインＫｉを乗じて電流
補償成分Ｉｉｎref を求める手段と、与えられた各高調
波の電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信号の各高調
波成分Ｖａｎとの差を求め、その差成分を系統合成イン
ピーダンスの推定値βｎ’で除して、電圧補償成分Ｉｖ
ｎref の出力誤差成分を求める手段と、前記各高調波の
電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信号の各高調波成
分Ｖａｎおよび前記出力誤差成分を入力して、前記電圧
補償成分Ｉｖｎref を増減させ、これによって前記出力
誤差成分を減少させる、ゲイン自動制御手段と、前記電
流補償成分Ｉｉｎref と前記電圧補償成分Ｉｖｎref を
合成して、電力系統に対する高調波電流注入基準信号Ｉ
ａｎref を求める手段とを設けたことを特徴とする。
るアクティブフィルタは、電力系統に高調波電流を注入
することによって高調波電圧歪を低減するアクティブフ
ィルタにおいて、連系点の電圧信号Ｖａと電流信号Ｉｄ
を測定する手段と、前記電圧信号Ｖａと電流信号Ｉｄの
高調波成分をそれぞれ抽出する手段と、前記電流信号の
各高調波成分Ｉｄｎに電流補償ゲインＫｉを乗じて電流
補償成分Ｉｉｎref を求める手段と、与えられた各高調
波の電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信号の各高調
波成分Ｖａｎとの差を求め、その差成分を系統合成イン
ピーダンスの推定値βｎ’で除して、電圧補償成分Ｉｖ
ｎref の出力誤差成分を求める手段と、前記各高調波の
電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信号の各高調波成
分Ｖａｎおよび前記出力誤差成分を入力して、前記電圧
補償成分Ｉｖｎref を増減させ、これによって前記出力
誤差成分を減少させる、ゲイン自動制御手段と、前記電
流補償成分Ｉｉｎref と前記電圧補償成分Ｉｖｎref を
合成して、電力系統に対する高調波電流注入基準信号Ｉ
ａｎref を求める手段とを設けたことを特徴とする。
【００１０】請求項２に係るアクティブフィルタは、電
力系統に高調波電流を注入することによって高調波電圧
歪を低減するアクティブフィルタにおいて、連系点の電
圧信号Ｖａを測定する手段と、この測定電圧信号の高調
波成分Ｖａｎを抽出する手段と、与えられた各高調波の
電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信号の各高調波成
分Ｖａｎとの差を求めるとともに、その差信号を系統合
成インピーダンスの推定値βｎ’で除して、出力誤差成
分を求める手段と、前記電圧設定値Ｖａｎref と前記出
力誤差成分を入力して、注入すべき高調波電流の基準信
号Ｉａｎref を増減させ、これによって前記出力誤差成
分を減少させる、ゲイン自動制御手段とを設けたことを
特徴とする。
力系統に高調波電流を注入することによって高調波電圧
歪を低減するアクティブフィルタにおいて、連系点の電
圧信号Ｖａを測定する手段と、この測定電圧信号の高調
波成分Ｖａｎを抽出する手段と、与えられた各高調波の
電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信号の各高調波成
分Ｖａｎとの差を求めるとともに、その差信号を系統合
成インピーダンスの推定値βｎ’で除して、出力誤差成
分を求める手段と、前記電圧設定値Ｖａｎref と前記出
力誤差成分を入力して、注入すべき高調波電流の基準信
号Ｉａｎref を増減させ、これによって前記出力誤差成
分を減少させる、ゲイン自動制御手段とを設けたことを
特徴とする。
【００１１】
【作用】図１において、高調波発生負荷４より発生され
る高調波電流Ｉｌｎと、電源側に存在する高調波電圧Ｖ
ｓｎとにより、アクティブフィルタ連系点の高調波電圧
Ｖａｎは、各インピーダンスとの関係により、次式で与
えられる。
る高調波電流Ｉｌｎと、電源側に存在する高調波電圧Ｖ
ｓｎとにより、アクティブフィルタ連系点の高調波電圧
Ｖａｎは、各インピーダンスとの関係により、次式で与
えられる。
【００１２】
【数１】
【００１３】一方、図２に示したように、アクティブフ
ィルタに流れる電流Ｉａｎは次式で与えられるように、
ＩａｎがＩａｎ ref に略等しくなるように制御される。
ィルタに流れる電流Ｉａｎは次式で与えられるように、
ＩａｎがＩａｎ ref に略等しくなるように制御される。
【００１４】
【数２】
【００１５】
【数１】においてＩｌｎによる電圧歪Ｖａｎは、Ｉｌｎ
成分のうち、電源へ流
成分のうち、電源へ流
【００１６】出する成分Ｉｄを
【数２】のＩｉｎで補償するため、
【数２】のＩｉｎref にて
【００１７】ほぼ相殺されると考えられる。よって
【数１】，
【数２】より
【００１８】
【数３】
【００１９】と表すことができる。
【００２０】一方、Ｖａｎの設定値Ｖａｎref を次式で
定義する。
定義する。
【００２１】
【数４】
【００２２】ここで、αｎ’はαｎの推定値、βｎ’は
βｎの推定値である。
βｎの推定値である。
【数３】，
【数４】より、αｎ＝αｎ’、βｎ＝βｎ’の場合、
【００２３】
【数５】
【００２４】となる。すなわち、Ｖａｎref ＝Ｖａｎを
成立させるためには、
成立させるためには、
【００２５】
【数６】
【００２６】が成立すればよい。しかし、実際にはα
ｎ，βｎのマッチング度合い、制御誤差等によって、Ｖ
ａｎref とＶａｎとの間に差異が生じる。そこで、前記
ゲイン自動制御手段は、各高調波の電圧設定値Ｖａｎ
ref と測定電圧信号の高調波成分Ｖａｎとの差成分を系
統合成インピーダンスの推定値βｎ’で除した出力誤差
成
ｎ，βｎのマッチング度合い、制御誤差等によって、Ｖ
ａｎref とＶａｎとの間に差異が生じる。そこで、前記
ゲイン自動制御手段は、各高調波の電圧設定値Ｖａｎ
ref と測定電圧信号の高調波成分Ｖａｎとの差成分を系
統合成インピーダンスの推定値βｎ’で除した出力誤差
成
【００２７】分（
【数５】の右辺第１項）と、Ｖａｎref およびＶａｎを
入力して、前記出力誤差成分が減少する方向に電圧補償
成分Ｉｖｎref を増減させる。このことにより、図２に
示した電圧補償ゲインＫｖを自動制御する。
入力して、前記出力誤差成分が減少する方向に電圧補償
成分Ｉｖｎref を増減させる。このことにより、図２に
示した電圧補償ゲインＫｖを自動制御する。
【００２８】請求項２記載のアクティブフィルタでは、
連系点の電圧のみ検出する。ここで、系統の等価回路を
図７に、またアクティブフィルタの制御部の構成を図８
に示す。図７に示した等価回路においては次式が成り立
つ。
連系点の電圧のみ検出する。ここで、系統の等価回路を
図７に、またアクティブフィルタの制御部の構成を図８
に示す。図７に示した等価回路においては次式が成り立
つ。
【００２９】
【数７】
【００３０】この時、連系点における電圧高調波歪をＶ
ａｎref に一致させるためのＩａｎの設定値をＩａｎ
ref とする。
ａｎref に一致させるためのＩａｎの設定値をＩａｎ
ref とする。
【００３１】先ず、ゲイン自動制御手段によって、Ｉａ
ｎをＩａｎrefに追従させることを考える。すなわち、
Ｉａｎをゲイン自動制御手段の出力信号、Ｉａｎref を
ゲイン自動制御手段に与える教師信号と考えればよい
が、Ｉａｎref を決定する理論的根拠は与えられない。
しかし、実際にゲイン自動制御手段の学習に必要となる
のは、教師信号そのものではなく、教師信号と出力信号
との差、すなわち、出力誤差であり、Ｉａｎref −Ｉａ
ｎに相当する。
ｎをＩａｎrefに追従させることを考える。すなわち、
Ｉａｎをゲイン自動制御手段の出力信号、Ｉａｎref を
ゲイン自動制御手段に与える教師信号と考えればよい
が、Ｉａｎref を決定する理論的根拠は与えられない。
しかし、実際にゲイン自動制御手段の学習に必要となる
のは、教師信号そのものではなく、教師信号と出力信号
との差、すなわち、出力誤差であり、Ｉａｎref −Ｉａ
ｎに相当する。
【００３２】今、与えられる情報は、高調波電圧歪Ｖａ
ｎと、その設定値Ｖａｎref であり、これらについて次
式が与えられる。
ｎと、その設定値Ｖａｎref であり、これらについて次
式が与えられる。
【００３３】
【数８】
【００３４】
【数８】と
【数７】の２式の差をとって、
【００３５】
【数９】
【００３６】となる。これによって既知量から出力誤差
が得られる。請求項２に係るゲイン自動制御手段は、各
高調波の電圧設定値Ｖａｎref と測定電圧信号の各高調
波成分Ｖａｎとの差を系統合成インピーダンスβｎの推
定値βｎ’で除した出力誤差成分と、Ｖａｎref を入力
して、前記出力誤差成分が減少する方向に、注入すべき
高調波電流の基準信号Ｉａｎref を増減させる。このよ
うにして図８に示した制御ゲインＫを自動制御する。
が得られる。請求項２に係るゲイン自動制御手段は、各
高調波の電圧設定値Ｖａｎref と測定電圧信号の各高調
波成分Ｖａｎとの差を系統合成インピーダンスβｎの推
定値βｎ’で除した出力誤差成分と、Ｖａｎref を入力
して、前記出力誤差成分が減少する方向に、注入すべき
高調波電流の基準信号Ｉａｎref を増減させる。このよ
うにして図８に示した制御ゲインＫを自動制御する。
【００３７】
【実施例】第１の実施例であるアクティブフィルタの制
御部の主要部の構成を図３〜図５に示す。第１の実施例
に係るアクティブフィルタは、請求項１記載のアクティ
ブフィルタの実施例であり、アクティブフィルタ全体の
構成は図２および図６に示したものと同一であり、図３
〜図５は図２における振幅位相調整回路６の具体的な構
成例である。
御部の主要部の構成を図３〜図５に示す。第１の実施例
に係るアクティブフィルタは、請求項１記載のアクティ
ブフィルタの実施例であり、アクティブフィルタ全体の
構成は図２および図６に示したものと同一であり、図３
〜図５は図２における振幅位相調整回路６の具体的な構
成例である。
【００３８】図３において１４は連系点の高調波電圧Ｖ
ａｎをサンプリングタイミング毎に遅延させる回路であ
る。加算器１５は測定電圧Ｖａｎ（ｋ）（ここでｋはサ
ンプリング次数である。）と電圧設定値Ｖａｎref との
差成分を求める。また、図において１６は系統の推定並
列インピーダンスβｎ’の逆数を乗じる乗算回路であ
る。また１８はＶａｎとその遅延信号およびＶａｎref
を入力して補正信号ΔＩを出力するニューラルネットワ
ークである。このニューラルネットワーク１８は入力
層、中間層および出力層によって構成される。加算器１
９は補正信号ΔＩと乗算回路１６より出力される出力誤
差成分と加算して、電圧補償成分Ｉｖｎref （ｋ＋１）
を求める。正規化回路７は乗算回路１６より出力される
信号を正規化してニューラルネットワーク１８に対し誤
差信号（教師信号）を与える。ニューラルネットワーク
１８はその誤差信号が０となるようにバックプロパゲー
ションによって学習を行う。従って、図３の動作は次式
で表される。
ａｎをサンプリングタイミング毎に遅延させる回路であ
る。加算器１５は測定電圧Ｖａｎ（ｋ）（ここでｋはサ
ンプリング次数である。）と電圧設定値Ｖａｎref との
差成分を求める。また、図において１６は系統の推定並
列インピーダンスβｎ’の逆数を乗じる乗算回路であ
る。また１８はＶａｎとその遅延信号およびＶａｎref
を入力して補正信号ΔＩを出力するニューラルネットワ
ークである。このニューラルネットワーク１８は入力
層、中間層および出力層によって構成される。加算器１
９は補正信号ΔＩと乗算回路１６より出力される出力誤
差成分と加算して、電圧補償成分Ｉｖｎref （ｋ＋１）
を求める。正規化回路７は乗算回路１６より出力される
信号を正規化してニューラルネットワーク１８に対し誤
差信号（教師信号）を与える。ニューラルネットワーク
１８はその誤差信号が０となるようにバックプロパゲー
ションによって学習を行う。従って、図３の動作は次式
で表される。
【００３９】
【数１０】
【００４０】なお、この図３に示した振幅位相調整回路
は高調波次数ｎごとに設けている。
は高調波次数ｎごとに設けている。
【００４１】図３ではベクトル量を一本の信号ラインで
表したが、実際には振幅と位相とに分けて処理を行う。
また、ニューラルネットワークに対する入力信号は正規
化され、出力信号は逆正規化される。図４および図５に
これらの関係を示す。図４においてベクトル分解回路２
０は、入力されたベクトル量を振幅成分と位相成分に分
解する。正規化回路２１，２２はそれぞれ振幅成分と位
相成分をシグモイド関数等により０〜１の信号に正規化
してニューラルネットワークの入力層に与える。図５に
おいて、逆正規化回路２５，２６はニューラルネットワ
ークの出力層２４の出力信号を一定レベル範囲内の振幅
信号と位相信号に変換する。ベクトル合成回路２７は振
幅信号と位相信号をベクトル量に合成する。
表したが、実際には振幅と位相とに分けて処理を行う。
また、ニューラルネットワークに対する入力信号は正規
化され、出力信号は逆正規化される。図４および図５に
これらの関係を示す。図４においてベクトル分解回路２
０は、入力されたベクトル量を振幅成分と位相成分に分
解する。正規化回路２１，２２はそれぞれ振幅成分と位
相成分をシグモイド関数等により０〜１の信号に正規化
してニューラルネットワークの入力層に与える。図５に
おいて、逆正規化回路２５，２６はニューラルネットワ
ークの出力層２４の出力信号を一定レベル範囲内の振幅
信号と位相信号に変換する。ベクトル合成回路２７は振
幅信号と位相信号をベクトル量に合成する。
【００４２】図３に示した、電圧誤差から電流誤差を求
めるための係数１／βｎ’は、系統の合成インピーダン
スβｎによって定まる値であるが、ニューラルネットワ
ーク側から考えると、バックプロパゲーション法におけ
る学習係数と同様の働きをしている。ここで、学習係数
とは、結合荷重やしきい値を出力誤差に応じて更新する
際に、出力誤差にかけられる係数である。これは学習効
率を決めるもので、収束時間には影響するが、収束値に
は影響を与えない。したがって、図３に示した係数１／
βｎ’が必ずしも系統の合成インピーダンスβｎと一致
していなくても、Ｖａｎref とＶａｎとの誤差は減少
し、最終的に一致する。
めるための係数１／βｎ’は、系統の合成インピーダン
スβｎによって定まる値であるが、ニューラルネットワ
ーク側から考えると、バックプロパゲーション法におけ
る学習係数と同様の働きをしている。ここで、学習係数
とは、結合荷重やしきい値を出力誤差に応じて更新する
際に、出力誤差にかけられる係数である。これは学習効
率を決めるもので、収束時間には影響するが、収束値に
は影響を与えない。したがって、図３に示した係数１／
βｎ’が必ずしも系統の合成インピーダンスβｎと一致
していなくても、Ｖａｎref とＶａｎとの誤差は減少
し、最終的に一致する。
【００４３】次に、第２の実施例に係るアクティブフィ
ルタの制御部の主要部の構成を図９に示す。第２の実施
例に係るアクティブフィルタは、請求項２記載のアクテ
ィブフィルタの実施例であり、全体の構成は図７および
図８と同様であり、図９は図８における振幅位相調整回
路１３の構成を示す。図９において２８は連系点の電圧
Ｖａｎの振幅成分に対し係数Ｋａを乗じて設定値Ｖａｎ
ref を求める回路である。ここで係数Ｋａは０≦Ｋａ＜
１であり、ベクトル分解回路３０はＶａｎref を振幅成
分と位相成分に分解する。正規化回路３１，３２は振幅
信号と位相信号をそれぞれ０〜１の正規化された信号に
変換する。３３はニューラルネットワークであり、正規
化された振幅信号と位相信号を入力して、注入すべき高
調波電流の基準信号Ｉａｎref の振幅成分と位相成分を
出力する。逆正規化回路３６，３７はこれを所定レベル
範囲内の振幅信号と位相信号に変換する。ベクトル合成
回路３８はこれをベクトル量としてＩａｎref を求め
る。加算器２９はＶａｎとＶａｎref との差成分を求め
る。３４はその差成分に対し１／βｎ’を乗じる乗算回
路であり、これにより電圧誤差から電流誤差を求める。
正規化回路３５は電流誤差信号を正規化してニューラル
ネットワーク３３に対し誤差信号（教師信号）として与
える。ニューラルネットワーク３３はその誤差信号が０
となるようにバックプロパゲーション法によって学習す
る。ここで、ＶａｎとＶａｎref との振幅成分間には一
定の係数Ｋａが存在するため、Ｉａｎref −Ｉａｎは厳
密には０とはならないが、極限値として０となる。
ルタの制御部の主要部の構成を図９に示す。第２の実施
例に係るアクティブフィルタは、請求項２記載のアクテ
ィブフィルタの実施例であり、全体の構成は図７および
図８と同様であり、図９は図８における振幅位相調整回
路１３の構成を示す。図９において２８は連系点の電圧
Ｖａｎの振幅成分に対し係数Ｋａを乗じて設定値Ｖａｎ
ref を求める回路である。ここで係数Ｋａは０≦Ｋａ＜
１であり、ベクトル分解回路３０はＶａｎref を振幅成
分と位相成分に分解する。正規化回路３１，３２は振幅
信号と位相信号をそれぞれ０〜１の正規化された信号に
変換する。３３はニューラルネットワークであり、正規
化された振幅信号と位相信号を入力して、注入すべき高
調波電流の基準信号Ｉａｎref の振幅成分と位相成分を
出力する。逆正規化回路３６，３７はこれを所定レベル
範囲内の振幅信号と位相信号に変換する。ベクトル合成
回路３８はこれをベクトル量としてＩａｎref を求め
る。加算器２９はＶａｎとＶａｎref との差成分を求め
る。３４はその差成分に対し１／βｎ’を乗じる乗算回
路であり、これにより電圧誤差から電流誤差を求める。
正規化回路３５は電流誤差信号を正規化してニューラル
ネットワーク３３に対し誤差信号（教師信号）として与
える。ニューラルネットワーク３３はその誤差信号が０
となるようにバックプロパゲーション法によって学習す
る。ここで、ＶａｎとＶａｎref との振幅成分間には一
定の係数Ｋａが存在するため、Ｉａｎref −Ｉａｎは厳
密には０とはならないが、極限値として０となる。
【００４４】なお、第１・第２の実施例では、制御部に
ニューラルネットワークを用いたが、その他にファジイ
推論による制御系やＰＩＤ制御系等の適応制御系を用い
てもよい。
ニューラルネットワークを用いたが、その他にファジイ
推論による制御系やＰＩＤ制御系等の適応制御系を用い
てもよい。
【００４５】
【００４６】請求項１に係るアクティブフィルタによれ
ば、
ば、
【数３】に示したαｎ，βｎのマッチング度合いおよび
Ｉｉｎの補償誤差によってＶａｎとＶａｎref との間に
差異が生じるが、その誤差分が自動的に減少する。した
がって、ＬＣフィルタが随時開閉され、電源インピーダ
ンスが随時変化しても、アクティブフィルタ連系点での
高調波電圧歪は設定値まで抑制される。
Ｉｉｎの補償誤差によってＶａｎとＶａｎref との間に
差異が生じるが、その誤差分が自動的に減少する。した
がって、ＬＣフィルタが随時開閉され、電源インピーダ
ンスが随時変化しても、アクティブフィルタ連系点での
高調波電圧歪は設定値まで抑制される。
【００４７】請求項２に係るアクティブフィルタでは、
アクティブフィルタの連系点における電流Ｉｄｎの検出
が不要となり、計器用変圧器を用いるだけでよいため、
変流器の設置も不要となる。
アクティブフィルタの連系点における電流Ｉｄｎの検出
が不要となり、計器用変圧器を用いるだけでよいため、
変流器の設置も不要となる。
【図１】第１の実施例が適用されるアクティブフィルタ
の設置された一般的な系統の等価回路図である。
の設置された一般的な系統の等価回路図である。
【図２】図１に示すアクティブフィルタ内の制御部のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図３】第１の実施例に係るアクティブフィルタの制御
部の主要部の構成を示すブロック図である。
部の主要部の構成を示すブロック図である。
【図４】図３に示すニューラルネットワークに対する入
力部の構成を示すブロック図である。
力部の構成を示すブロック図である。
【図５】図３に示すニューラルネットワークからの出力
部の構成を示すブロック図である。
部の構成を示すブロック図である。
【図６】アクティブフィルタの一般的な駆動部のブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】第２の実施例に係るアクティブフィルタを用い
た系統の等価回路図である。
た系統の等価回路図である。
【図８】図７に示すアクティブフィルタの制御部のブロ
ック図である。
ック図である。
【図９】第２の実施例に係るアクティブフィルタの制御
部の主要部の構成を示すブロック図である。
部の主要部の構成を示すブロック図である。
１−電源 ３−ＬＣフィルタ ４−高調波発生負荷 ６，８−振幅位相調整回路 １８，３３−ニューラルネットワーク
フロントページの続き (72)発明者 奥 清司 大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西 電力株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−140626（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−150621（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−140022（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/01
Claims (2)
- 【請求項１】電力系統に高調波電流を注入することによ
って高調波電圧歪を低減するアクティブフィルタにおい
て、 連系点の電圧信号Ｖａと電流信号Ｉｄを測定し、それぞ
れの高調波成分Ｖａｎ，Ｉｄｎを抽出する手段と、 前記電流信号Ｉｄの各高調波成分Ｉｄｎに電流補償ゲイ
ンＫｉを乗じて電流補償成分Ｉｉｎref を求める手段
と、 与えられた各高調波の電圧設定値Ｖａｎref と前記測定
電圧信号の各高調波成分Ｖａｎとの差を求め、その差成
分を系統合成インピーダンスの推定値βｎ’で除して、
電圧補償成分Ｉｖｎref の出力誤差成分を求める手段
と、 前記各高調波の電圧設定値Ｖａｎref と前記測定電圧信
号の各高調波成分Ｖａｎおよび前記出力誤差成分を入力
して、前記出力誤差成分を減少させる方向に前記電圧補
償成分Ｉｖｎref を増減させるゲイン自動制御手段と、 前記電流補償成分Ｉｉｎref と前記電圧補償成分Ｉｖｎ
ref を合成して、電力系統に対する高調波電流注入基準
信号Ｉａｎref を求める手段とを設けたことを特徴とす
るアクティブフィルタ。 - 【請求項２】電力系統に高調波電流を注入することによ
って高調波電圧歪を低減するアクティブフィルタにおい
て、 連系点の電圧信号Ｖａを測定し、該測定電圧信号の高調
波成分Ｖａｎを抽出する手段と、 与えられた各高調波の電圧設定値Ｖａｎref と前記測定
電圧信号の各高調波成分Ｖａｎとの差を求めるととも
に、その差信号を系統合成インピーダンスの推定値β
ｎ’で除して、出力誤差成分を求める手段と、 前記電圧設定値Ｖａｎref と前記出力誤差成分を入力し
て、前記出力誤差成分を減少させる方向に、注入すべき
高調波電流の基準信号Ｉａｎref を増減させるゲイン自
動制御手段とを設けたことを特徴とするアクティブフィ
ルタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3239797A JP3037477B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | アクティブフィルタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3239797A JP3037477B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | アクティブフィルタ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0583858A JPH0583858A (ja) | 1993-04-02 |
| JP3037477B2 true JP3037477B2 (ja) | 2000-04-24 |
Family
ID=17050014
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3239797A Expired - Fee Related JP3037477B2 (ja) | 1991-09-19 | 1991-09-19 | アクティブフィルタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3037477B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3042075A1 (fr) * | 2015-10-06 | 2017-04-07 | Univ Poitiers | Determination d'une pollution harmonique sur un reseau de distribution d'energie electrique |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105305446A (zh) * | 2015-10-22 | 2016-02-03 | 南京亚派科技股份有限公司 | 基于智能控制的谐波电流跟踪方法 |
-
1991
- 1991-09-19 JP JP3239797A patent/JP3037477B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
| FR3042075A1 (fr) * | 2015-10-06 | 2017-04-07 | Univ Poitiers | Determination d'une pollution harmonique sur un reseau de distribution d'energie electrique |
| WO2017060606A1 (fr) * | 2015-10-06 | 2017-04-13 | Université de Poitiers | Détermination d'une pollution harmonique sur un réseau de distribution d'énergie électrique |
| CN108141038A (zh) * | 2015-10-06 | 2018-06-08 | 普瓦提埃大学 | 配电网络谐波污染的确定 |
| EP3360222B1 (fr) * | 2015-10-06 | 2020-08-19 | Universite De Poitiers | Détermination d'une pollution harmonique sur un réseau de distribution d'énergie électrique |
| US11029350B2 (en) | 2015-10-06 | 2021-06-08 | Université de Poitiers | Determination of harmonic pollution on an electrical distribution network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0583858A (ja) | 1993-04-02 |
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