JP3075578B2 - 無効電力補償装置 - Google Patents
無効電力補償装置Info
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- JP3075578B2 JP3075578B2 JP03065767A JP6576791A JP3075578B2 JP 3075578 B2 JP3075578 B2 JP 3075578B2 JP 03065767 A JP03065767 A JP 03065767A JP 6576791 A JP6576791 A JP 6576791A JP 3075578 B2 JP3075578 B2 JP 3075578B2
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- Japan
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- voltage
- inverter
- limiter
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- reactive
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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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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、直流入力をインバー
タで交流出力に変換し所定の無効電力を交流電力系統と
の間で流出入させることにより無効電力の補償を行う無
効電力補償装置に関するものである。
タで交流出力に変換し所定の無効電力を交流電力系統と
の間で流出入させることにより無効電力の補償を行う無
効電力補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は例えば三菱電機技報 Vol.56,NO6,
P47 （昭和57年６月発行）に開示されたこの種従来の無
効電力補償装置を示す構成図である。図において、１は
直流電圧源となる平滑コンデンサ、２は平滑コンデンサ
１からの直流入力を交流出力に変換する36相のインバー
タ、３はインバータ２を系統に連結する多重構成の出力
変圧器、４は出力変圧器３と交流電力系統５との間に挿
入された系統遮断器である。６は系統への出力電流を検
出する変流器、７は系統電圧を検出する計器用変成器、
８は変流器６と計器用変成器７との出力から系統への瞬
時無効電力を検出する無効電力検出器、９は平滑コンデ
ンサ１の電圧を検出する直流電圧検出器である。10は無
効電力検出器８からの無効電力検出信号と無効電力設定
器11からの無効電力基準信号との偏差から出力電圧指令
信号を出力する無効電力制御器、12は無効電力制御器10
からの出力電圧指令信号と直流電圧検出器９からの直流
電圧検出信号との偏差から位相信号を出力する直流電圧
制御器、13はインバータ２の出力電圧位相と系統電圧位
相とから位相差信号を出力する位相比較器、14は直流電
圧制御器12からの位相信号と位相比較器13からの位相差
信号とから位相指令信号を出力する位相制御器、15は位
相制御器14からの位相指令信号に基づきインバータ２の
各素子にゲートパルスを送出するゲートパルス発生回路
である。
P47 （昭和57年６月発行）に開示されたこの種従来の無
効電力補償装置を示す構成図である。図において、１は
直流電圧源となる平滑コンデンサ、２は平滑コンデンサ
１からの直流入力を交流出力に変換する36相のインバー
タ、３はインバータ２を系統に連結する多重構成の出力
変圧器、４は出力変圧器３と交流電力系統５との間に挿
入された系統遮断器である。６は系統への出力電流を検
出する変流器、７は系統電圧を検出する計器用変成器、
８は変流器６と計器用変成器７との出力から系統への瞬
時無効電力を検出する無効電力検出器、９は平滑コンデ
ンサ１の電圧を検出する直流電圧検出器である。10は無
効電力検出器８からの無効電力検出信号と無効電力設定
器11からの無効電力基準信号との偏差から出力電圧指令
信号を出力する無効電力制御器、12は無効電力制御器10
からの出力電圧指令信号と直流電圧検出器９からの直流
電圧検出信号との偏差から位相信号を出力する直流電圧
制御器、13はインバータ２の出力電圧位相と系統電圧位
相とから位相差信号を出力する位相比較器、14は直流電
圧制御器12からの位相信号と位相比較器13からの位相差
信号とから位相指令信号を出力する位相制御器、15は位
相制御器14からの位相指令信号に基づきインバータ２の
各素子にゲートパルスを送出するゲートパルス発生回路
である。
【０００３】次に動作について説明する。インバータ２
は平滑コンデンサ１の直流電圧を交流電力系統５の系統
電圧に同期した交流電圧を変換する。そして、インバー
タ２の出力電圧を系統電圧より高くすると、その差電圧
と出力変圧器３のリアクタンスとの働きで進みの無効電
力が流入する（コンデンサ動作）。また、インバータ２
の出力電圧を系統電圧より低くすると、遅れの無効電力
が流入する（リアクトル動作）。このように、インバー
タ２の出力電圧を上下することにより無効電力を連続的
に調整するが、更にこのインバータ２の出力電圧の調整
は、平滑コンデンサ１の電圧を上下することによって行
う。
は平滑コンデンサ１の直流電圧を交流電力系統５の系統
電圧に同期した交流電圧を変換する。そして、インバー
タ２の出力電圧を系統電圧より高くすると、その差電圧
と出力変圧器３のリアクタンスとの働きで進みの無効電
力が流入する（コンデンサ動作）。また、インバータ２
の出力電圧を系統電圧より低くすると、遅れの無効電力
が流入する（リアクトル動作）。このように、インバー
タ２の出力電圧を上下することにより無効電力を連続的
に調整するが、更にこのインバータ２の出力電圧の調整
は、平滑コンデンサ１の電圧を上下することによって行
う。
【０００４】そして、従来の無効電力補償装置は、イン
バータ２の出力電圧の位相を制御することにより平滑コ
ンデンサ１の直流電圧を制御する方式を採用している。
即ち、系統併入後、インバータ２および出力変圧器３の
損失は交流電力系統５より供給されるが、インバータ２
の出力電圧の位相を系統電圧の位相より遅らせると系統
より供給される有効電力がインバータ２および出力変圧
器３の損失より大きくなり平滑コンデンサ１の直流電圧
が上昇する。逆に、インバータ２の出力電圧の位相を系
統電圧の位相より進めると系統より供給される有効電力
が装置の損失より小さくなり直流電圧が低下する。
バータ２の出力電圧の位相を制御することにより平滑コ
ンデンサ１の直流電圧を制御する方式を採用している。
即ち、系統併入後、インバータ２および出力変圧器３の
損失は交流電力系統５より供給されるが、インバータ２
の出力電圧の位相を系統電圧の位相より遅らせると系統
より供給される有効電力がインバータ２および出力変圧
器３の損失より大きくなり平滑コンデンサ１の直流電圧
が上昇する。逆に、インバータ２の出力電圧の位相を系
統電圧の位相より進めると系統より供給される有効電力
が装置の損失より小さくなり直流電圧が低下する。
【０００５】ところで、図３は同じく前掲資料に開示さ
れた系統電圧対無効電力特性で、主としてインバータ２
および出力変圧器３の能力から定まり、この範囲内で無
効電力の補償動作が行われる。
れた系統電圧対無効電力特性で、主としてインバータ２
および出力変圧器３の能力から定まり、この範囲内で無
効電力の補償動作が行われる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の無効電力補償装
置は以上のように構成されているので、図３に示すよう
に、系統電圧の上限値は進相電流の減少とともに増大し
ていくが、電流が零ないし遅相領域では系統電圧の上限
値は一定値に抑えられていた。この発明は、遅相無効電
力を出力する場合、インバータの出力電圧は系統電圧よ
り低くなることに着目し、補償運転許容範囲の拡大を図
らんとするものである。
置は以上のように構成されているので、図３に示すよう
に、系統電圧の上限値は進相電流の減少とともに増大し
ていくが、電流が零ないし遅相領域では系統電圧の上限
値は一定値に抑えられていた。この発明は、遅相無効電
力を出力する場合、インバータの出力電圧は系統電圧よ
り低くなることに着目し、補償運転許容範囲の拡大を図
らんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明に係る無効電力
補償装置は、直流電圧源となる平滑コンデンサ、この平
滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換するイン
バータ、このインバータと交流電力系統との間に挿入さ
れた出力変圧器、および電圧指令と系統電圧との偏差に
基づき上記インバータに無効電流指令を出力する一次遅
れ回路を備え、上記無効電流指令により上記インバータ
を制御して進相または遅相電力を流入させ無効電力の補
償を行うものにおいて、 上記一次遅れ回路とインバータ
との間に挿入され上記一次遅れ回路から入力された無効
電流指令を所定のリミッタ値で制限して出力する無効電
流指令リミッタ、および上記系統電圧に応じて上記無効
電流指令リミッタで設定するリミッタ値を作成するリミ
ッタ値演算回路を備え、上記リミッタ値演算回路では、
上記系統電圧と上記インバータの出力電圧上限値との差
電圧に応じて定まる進相または遅相電流値をリミッタ値
とするようにしたものである。
補償装置は、直流電圧源となる平滑コンデンサ、この平
滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換するイン
バータ、このインバータと交流電力系統との間に挿入さ
れた出力変圧器、および電圧指令と系統電圧との偏差に
基づき上記インバータに無効電流指令を出力する一次遅
れ回路を備え、上記無効電流指令により上記インバータ
を制御して進相または遅相電力を流入させ無効電力の補
償を行うものにおいて、 上記一次遅れ回路とインバータ
との間に挿入され上記一次遅れ回路から入力された無効
電流指令を所定のリミッタ値で制限して出力する無効電
流指令リミッタ、および上記系統電圧に応じて上記無効
電流指令リミッタで設定するリミッタ値を作成するリミ
ッタ値演算回路を備え、上記リミッタ値演算回路では、
上記系統電圧と上記インバータの出力電圧上限値との差
電圧に応じて定まる進相または遅相電流値をリミッタ値
とするようにしたものである。
【０００８】
【作用】この発明に係る無効電力補償装置においては、
インバータの出力電圧がその上限値を越えない限り、系
統電圧の変動は許容され補償運転範囲が拡大する。
インバータの出力電圧がその上限値を越えない限り、系
統電圧の変動は許容され補償運転範囲が拡大する。
【０００９】
【実施例】図１はこの発明の一実施例による無効電力補
償装置を示す構成図である。但し、この実施例の装置
は、無効電力を制御して系統電圧の変動を抑制し系統の
安定化を図る目的に供するもので、主としてその電流指
令回路および運転範囲を規制するリミッタ回路を中心に
図示し、ＰＷＭ制御の詳細な図示を省略している。図に
おいて、21は交流電力系統、22は系統連系用の出力変圧
器、23は平滑コンデンサ24からの直流入力を交流出力に
変換するインバータ、25は系統電圧を検出する計器用変
成器、26は電圧指令Vrefと系統電圧Vsとの偏差△Ｖを演
算する減算器、27は偏差△Ｖから無効電流指令ＩQ ref
を出力する一次遅れ回路、28はリミッタ値演算回路、29
はリミッタ値演算回路28からの信号に基づき、無効電流
指令ＩQ ref にリミッタ処理を加え無効電流指令ＩQ re
f1として出力する無効電流指令リミッタである。
償装置を示す構成図である。但し、この実施例の装置
は、無効電力を制御して系統電圧の変動を抑制し系統の
安定化を図る目的に供するもので、主としてその電流指
令回路および運転範囲を規制するリミッタ回路を中心に
図示し、ＰＷＭ制御の詳細な図示を省略している。図に
おいて、21は交流電力系統、22は系統連系用の出力変圧
器、23は平滑コンデンサ24からの直流入力を交流出力に
変換するインバータ、25は系統電圧を検出する計器用変
成器、26は電圧指令Vrefと系統電圧Vsとの偏差△Ｖを演
算する減算器、27は偏差△Ｖから無効電流指令ＩQ ref
を出力する一次遅れ回路、28はリミッタ値演算回路、29
はリミッタ値演算回路28からの信号に基づき、無効電流
指令ＩQ ref にリミッタ処理を加え無効電流指令ＩQ re
f1として出力する無効電流指令リミッタである。
【００１０】次に動作について説明する。系統電圧は通
常、大小の電圧変動を繰り返している。今、系統電圧Vs
が電圧指令Vrefに対してバランスしていた状態から上昇
したとすると、減算器26が両者の偏差△Ｖを検出し、こ
れに応じて一次遅れ回路27は遅相の無効電流指令ＩQ re
fを出力することになる。そして、この無効電流指令Ｉ
Q ref の値が、無効電流指令リミッタ29のリミッタ特性
の飽和域、即ちリミット値以下であれば、その値がその
まま、また、リミット値を越えればそのリミット値が無
効電流本指令ＩQ ref1としてインバータ23に送出され、
ここでインバータ23はその出力電圧を降下させる方向に
動作し系統電圧の上昇を抑制する。
常、大小の電圧変動を繰り返している。今、系統電圧Vs
が電圧指令Vrefに対してバランスしていた状態から上昇
したとすると、減算器26が両者の偏差△Ｖを検出し、こ
れに応じて一次遅れ回路27は遅相の無効電流指令ＩQ re
fを出力することになる。そして、この無効電流指令Ｉ
Q ref の値が、無効電流指令リミッタ29のリミッタ特性
の飽和域、即ちリミット値以下であれば、その値がその
まま、また、リミット値を越えればそのリミット値が無
効電流本指令ＩQ ref1としてインバータ23に送出され、
ここでインバータ23はその出力電圧を降下させる方向に
動作し系統電圧の上昇を抑制する。
【００１１】以上の動作において、系統電圧の変動を抑
制する本装置の運転限界は、インバータ23の出力電圧、
出力電流により決定されることになるが、図１のリミッ
タ値演算回路28を従来の図３の特性と比較して判るよう
に、特に遅相運転領域においてその運転限界が拡大され
ている。これは、遅相運転時にはインバータ23の出力電
圧を系統電圧より低く設定することに着目したもので、
インバータ23の出力電圧がその上限値内である限り系統
電圧の上昇を許容するとした結果である。これにより、
ハードウェアとしては同一容量の装置でより広範囲の系
統電圧変動を吸収することが可能となる。
制する本装置の運転限界は、インバータ23の出力電圧、
出力電流により決定されることになるが、図１のリミッ
タ値演算回路28を従来の図３の特性と比較して判るよう
に、特に遅相運転領域においてその運転限界が拡大され
ている。これは、遅相運転時にはインバータ23の出力電
圧を系統電圧より低く設定することに着目したもので、
インバータ23の出力電圧がその上限値内である限り系統
電圧の上昇を許容するとした結果である。これにより、
ハードウェアとしては同一容量の装置でより広範囲の系
統電圧変動を吸収することが可能となる。
【００１２】なお、上記実施例におけるインバータ23と
しては、例えばＧＴＯインバータやサイリスタインバー
タ、トランジスタインバータ等を使用することができ
る。また、上記実施例では、無効電力補償装置を系統電
圧の変動を抑制して系統安定化を図る目的に使用してい
るが、力率改善装置として使用することもできる。
しては、例えばＧＴＯインバータやサイリスタインバー
タ、トランジスタインバータ等を使用することができ
る。また、上記実施例では、無効電力補償装置を系統電
圧の変動を抑制して系統安定化を図る目的に使用してい
るが、力率改善装置として使用することもできる。
【００１３】
【発明の効果】この発明は以上のように構成されている
ので、特に遅相領域における補償運転可能範囲が拡大す
る。
ので、特に遅相領域における補償運転可能範囲が拡大す
る。
【図１】この発明の一実施例による無効電力補償装置を
示す構成図である。
示す構成図である。
【図２】従来の無効電力補償装置を示す構成図である。
【図３】従来の装置の系統電圧対無効電力特性を示す図
である。
である。
21 交流電力系統 22 出力変圧器 23 インバータ 24 平滑コンデンサ 28 リミッタ値演算回路 29 無効電流指令リミッタ Vs 系統電圧 ＩQ ref 無効電流指令
Claims (1)
- 【請求項１】 直流電圧源となる平滑コンデンサ、この
平滑コンデンサからの直流入力を交流出力に変換するイ
ンバータ、このインバータと交流電力系統との間に挿入
された出力変圧器、および電圧指令と系統電圧との偏差
に基づき上記インバータに無効電流指令を出力する一次
遅れ回路を備え、上記無効電流指令により上記インバー
タを制御して進相または遅相電力を流入させ無効電力の
補償を行うものにおいて、上記一次遅れ回路とインバータとの間に挿入され上記一
次遅れ回路から入力された無効電流指令を所定のリミッ
タ値で制限して出力する無効電流指令リミッタ、および
上記系統電圧に応じて上記無効電流指令リミッタで設定
するリミッタ値を作成するリミッタ値演算回路を備え、
上記リミッタ値演算回路では、上記系統電圧と上記イン
バータの出力電圧上限値との差電圧に応じて定まる進相
または遅相電流値をリミッタ値とするように したことを
特徴とする無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03065767A JP3075578B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03065767A JP3075578B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 無効電力補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04313108A JPH04313108A (ja) | 1992-11-05 |
| JP3075578B2 true JP3075578B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=13296504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03065767A Expired - Lifetime JP3075578B2 (ja) | 1991-03-29 | 1991-03-29 | 無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3075578B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0923585A (ja) * | 1995-07-07 | 1997-01-21 | East Japan Railway Co | 無効電力補償の制御方法 |
| JP5920301B2 (ja) * | 2013-09-23 | 2016-05-18 | 株式会社デンソー | 負荷駆動制御装置 |
| JP6059757B2 (ja) * | 2015-03-26 | 2017-01-11 | 田淵電機株式会社 | 系統電圧抑制制御装置及び系統電圧抑制制御方法 |
| EP3567690A4 (en) | 2017-01-06 | 2020-07-22 | Kabushiki Kaisha Toshiba | REACTIVE POWER CONTROL DEVICE AND REACTIVE POWER CONTROL METHOD |
-
1991
- 1991-03-29 JP JP03065767A patent/JP3075578B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04313108A (ja) | 1992-11-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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