JP3125354B2 - Active filter control device - Google Patents

Active filter control device

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JP3125354B2
JP3125354B2 JP03248134A JP24813491A JP3125354B2 JP 3125354 B2 JP3125354 B2 JP 3125354B2 JP 03248134 A JP03248134 A JP 03248134A JP 24813491 A JP24813491 A JP 24813491A JP 3125354 B2 JP3125354 B2 JP 3125354B2
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和成 小松木
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    • Y02E40/20Active power filtering [APF]

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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、電力変換手段で構成
して電力系統で発生する無効電力や高調波を補償するア
クティブフィルタの制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a control device for an active filter which comprises power conversion means and compensates for reactive power and harmonics generated in a power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】図3は電力系統に発生する無効電力や高
調波をアクティブフィルタで補償する第1の例を示した
主回路接続図である。この図3において、交流電源とし
ての変圧器2は交流電力を母線3を介して負荷4へ供給
するのであるが、負荷4が整流回路や誘導性負荷等であ
るとその非線形性のために波形歪みを生じたり無効電力
源となって力率が低下する。波形歪みは電力機器の過
熱、焼損、誤動作や通信線等への誘導障害を引き起こす
し、力率低下は送電損失の増加や系統電圧の変動を引き
起こす。これに対して従来はコンデンサとリアクトルと
で構成した所謂LCフィルタを使用していたが、これは
系統インピーダンスによって抑制効果が変化したり高調
波の周波数が変動すると抑制能力に影響を受け、更に過
負荷でLCフィルタ自体が焼損するなど、各種の不都合
があった。
2. Description of the Related Art FIG. 3 is a main circuit connection diagram showing a first example in which reactive power and harmonics generated in a power system are compensated by an active filter. In FIG. 3, a transformer 2 serving as an AC power supply supplies AC power to a load 4 via a bus 3, and if the load 4 is a rectifier circuit or an inductive load, etc. The power factor is reduced due to distortion or a reactive power source. Waveform distortion causes overheating, burnout, malfunction, and induction failure of communication lines and the like of power devices, and reduction in power factor causes increase in transmission loss and fluctuation of system voltage. Conventionally, a so-called LC filter composed of a capacitor and a reactor has been used. However, if the suppression effect changes due to the system impedance or the frequency of the harmonics fluctuates, the suppression capability is affected, and furthermore, it is excessive. There have been various inconveniences such as the LC filter itself being burned out by the load.

【0003】これに対して、半導体スイッチ素子で構成
している電力変換装置の優れた制御特性を利用すれば、
LCフィルタの前述した欠点を排除し、不要な高調波電
流のみを打ち消す電流を発生させることも可能である。
このように半導体スイッチ素子を使用した電力変換装置
で高調波電流の補償を行う装置をアクティブフィルタと
称する。図3ではこの電力変換手段としてのアクティブ
フィルタ5を変圧器2の出力側に接続する。尚このアク
ティブフィルタ5の直流側にはコンデンサ6を接続し、
且つアクティブフィルタ5を制御する制御装置7を付属
している。変圧器2と母線3との間には負荷電流IL
検出するための変流器8と電源電圧VS を検出するため
の計器用変圧器9とを接続しており、制御装置7はこれ
に入力する電源電圧VS と負荷電流ILとから高調波電
流と負荷の力率を検出し、これらを補償する補償電流I
C をアクティブフィルタ5が出力する。
[0003] On the other hand, if the excellent control characteristics of a power converter composed of semiconductor switch elements are used,
It is also possible to eliminate the above-mentioned drawbacks of the LC filter and generate a current that cancels out only unnecessary harmonic currents.
Such a device that compensates for a harmonic current in a power converter using a semiconductor switching element is called an active filter. In FIG. 3, the active filter 5 as the power conversion means is connected to the output side of the transformer 2. A capacitor 6 is connected to the DC side of the active filter 5,
Further, a control device 7 for controlling the active filter 5 is attached. It connects the instrument transformer 9 for detecting the current transformer 8 and the power supply voltage V S for detecting the load current I L between the transformer 2 and the bus 3, the control device 7 and a power supply voltage V S to be input to the load current I L to detect the power factor of the harmonic currents and the load, to compensate for these compensation current I
The active filter 5 outputs C.

【0004】図4は電力系統に発生する無効電力や高調
波をアクティブフィルタで補償する第2の例を示した主
回路接続図である。都市部では変電所の占有面積を縮小
するために変圧器2と母線3とをガス或いは固体で絶縁
し両者を一体化する構成のものが多くなっているが、こ
のような縮小形変電所では変圧器2と母線3との間には
変流器8を接続するのみであってアクティブフィルタ5
を接続することは困難であり、図4に示す回路構成にな
ることが多い。即ち電力変換手段としてのアクティブフ
ィルタ5は母線3を介して負荷4と並列接続することに
なり、従ってアクティブフィルタ5を制御する制御装置
7へは電源電流IS と電源電圧VS とが入力し、アクテ
ィブフィルタ5が補償電流IC を出力することになる。
FIG. 4 is a main circuit connection diagram showing a second example in which reactive power and harmonics generated in a power system are compensated by an active filter. In an urban area, in order to reduce the occupied area of the substation, the transformer 2 and the bus 3 are often insulated with gas or solid and integrated with each other. Only the current transformer 8 is connected between the transformer 2 and the bus 3 and the active filter 5
Is difficult to connect, and the circuit configuration shown in FIG. 4 is often used. That is, the active filter 5 as power conversion means is connected in parallel with the load 4 via the bus 3, so that the power supply current I S and the power supply voltage V S are input to the control device 7 for controlling the active filter 5. , so that the active filter 5 outputs the compensation current I C.

【0005】図5はアクティブフィルタの制御装置の従
来例を示した回路図である。この図5に示すように波形
歪みを有する電源電流IS を基本波演算回路13へ入力
し、ここで電源電流IS の基本波電流成分IS0を演算す
る。この演算結果である基本波電流IS0と電源電流IS
との差分が高調波電流であるから、電流調節器14はこ
の高調波電流を零にする制御信号を出力することにな
る。一方電圧調節器11はアクティブフィルタ5の直流
側電圧検出値即ちコンデンサ6の電圧ED を電圧指令値
D0に一致させる制御信号を出力するので、乗算器12
でこの電圧調節器11の出力信号と電源電圧VS との乗
算を行って交流電流指令値を求め、この交流電流指令値
を前記基本波電流IS0に当該アクティブフィルタ5の損
失分を補償する極性で加算する。電流調節器14の出力
信号とキャリア発振器15が出力するキャリア信号とか
らコンパレータ16でパルス幅変調を行い、アクティブ
フィルタ5を制御する。
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of a control device for an active filter. As shown in FIG. 5, the power supply current I S having waveform distortion is input to the fundamental wave operation circuit 13, where the fundamental wave current component I S0 of the power supply current I S is calculated. The fundamental wave current I S0 and the power supply current I S that are the result of this calculation
Is a harmonic current, the current controller 14 outputs a control signal that makes the harmonic current zero. On the other hand the voltage regulator 11 outputs a control signal to match the voltage E D of the DC-side voltage detection value or the capacitor 6 of the active filter 5 to the voltage command value E D0, the multiplier 12
The output signal of the voltage regulator 11 is multiplied by the power supply voltage V S to obtain an AC current command value, and the AC current command value is compensated for the fundamental wave current I S0 by the loss of the active filter 5. Add by polarity. The comparator 16 performs pulse width modulation on the output signal of the current regulator 14 and the carrier signal output from the carrier oscillator 15 to control the active filter 5.

【0006】図6は図5に図示の制御装置に使用してい
る基本波演算回路13の構成を表した回路図である。こ
の回路において、IU,V,W は電源電流IS の各相電
流であり、ωmtは所望の次数調波の位相信号であり、こ
れらを入力して所望の次数調波の各相電流IUm,IVm
Wmを得ることが出来る。従ってm=1にすれば各相の
基本波電流が得られる。尚この図6に図示の回路は公知
であるからその動作の説明は省略する。
FIG. 6 is a circuit diagram showing the configuration of the fundamental wave operation circuit 13 used in the control device shown in FIG. In this circuit, I U, I V, and I W are phase currents of the power supply current I S , ω mt is a phase signal of a desired harmonic, and these are input to each of the desired harmonics. The phase currents I Um , I Vm ,
I Wm can be obtained. Therefore, if m = 1, the fundamental wave current of each phase can be obtained. Since the circuit shown in FIG. 6 is known, the description of its operation is omitted.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】前述したように図4に
示している第2の回路は図3に示した第1の回路と異な
り正の補償をするクローズドループの制御を行う回路で
あるから、例えば基本波演算回路13の演算に誤差があ
ると制御の指令系に誤差を生じ、これを検出して正帰還
するので誤差を拡大してしまう不都合がある。
As described above, unlike the first circuit shown in FIG. 3, the second circuit shown in FIG. 4 is a circuit for controlling a closed loop for performing positive compensation. For example, if there is an error in the operation of the fundamental wave operation circuit 13, an error occurs in the control command system, and this is detected and fed back, so that there is a disadvantage that the error is enlarged.

【0008】図7は図5に図示の制御回路を図4に示し
ている第2の回路に適用した場合に演算誤差が遅れ位相
側にあるときの動作を基本波について説明した動作波形
図であって、図7は基本波電流IS0の変化、図7は
基本波電流有効分IP0の変化、図7は基本波電流無効
分IQ0の変化をそれぞれが表している。即ち図7に図
示している基本波電流IS0は、図7に図示の基本波電
流有効分IP0と図7に図示の基本波電流無効分IQ0
に分解出来る。ここで演算誤差により基本波電流IS0
位相がΔθだけ遅れると、これに対応して基本波電流有
効分IP0はIP1へ減少し(図7参照)、基本波電流無
効分IQ0はIQ1へ増加する(図7参照)。即ち有効分
が減少するように制御がかかるので負荷4へはアクティ
ブフィルタ5が不足の有効分を供給することになる。し
かしアクティブフィルタ5が有効分を供給することでこ
のアクティブフィルタ5の直流側電圧ED が低下する。
そこで直流側電圧ED を指令値ED0に維持するべく電源
側から有効分をとり、演算誤差があっても有効分は結果
的にはバランスする。一方、無効分は制御の結果増加し
これが再度指令値になるので、正帰還がかかって指令値
は益々遅れ方向へ変化し、遅れの最大値から進みの最大
値へとこの指令値は振動するので、過電流により装置は
停止してしまう。
FIG. 7 is an operation waveform diagram illustrating the operation when the calculation error is on the lag phase side when the control circuit shown in FIG. 5 is applied to the second circuit shown in FIG. 7 shows a change in the fundamental wave current I S0 , FIG. 7 shows a change in the fundamental wave current effective component I P0 , and FIG. 7 shows a change in the fundamental wave current invalid component I Q0 . That is, the fundamental wave current I S0 shown in FIG. 7 can be decomposed into the fundamental wave current effective component I P0 shown in FIG. 7 and the fundamental wave current invalid component I Q0 shown in FIG. Here, when the phase of the fundamental wave current I S0 is delayed by Δθ due to a calculation error, the fundamental wave current effective component I P0 correspondingly decreases to I P1 (see FIG. 7), and the fundamental wave current invalid component I Q0 becomes Increase to IQ1 (see FIG. 7). That is, since the control is performed so that the effective component decreases, the active filter 5 supplies the insufficient effective component to the load 4. However the DC side voltage E D of the active filter 5 by the active filter 5 supplies the active component is lowered.
So taking the active component from the power supply side to maintain the dc side voltage E D the command value E D0, even if calculation error active component is eventually balanced. On the other hand, the ineffective portion increases as a result of the control, and this becomes the command value again. Therefore, the positive feedback is applied, the command value changes more and more in the delay direction, and the command value oscillates from the maximum value of the delay to the maximum value of the advance. Therefore, the device stops due to the overcurrent.

【0009】図8は図5に図示の制御回路を図4に示し
ている第2の回路に適用した場合に演算誤差が進み位相
側にあるときの動作を基本波について説明した動作波形
図であって、図8は基本波電流IS0の変化、図8は
基本波電流有効分IP0の変化、図8は基本波電流無効
分IQ0の変化をそれぞれが表している。即ち図8に図
示している基本波電流IS0は、図8に図示の基本波電
流有効分IP0と図8に図示の基本波電流無効分IQ0
に分解出来る。ここで演算誤差により基本波電流IS0
位相がΔθだけ進むと、これに対応して基本波電流有効
分IP0はIP2へ増加し(図8参照)、基本波電流無効
分IQ0はIQ2へ減少する(図8参照)。即ち有効分が
増加するように制御がかかるので、アクティブフィルタ
5はこの有効分を電源側からとることになる。これは直
流側電圧ED の上昇となり、図5に図示の従来例回路に
おける電圧調節器11の動作と競争することになるが、
制御定数の違いから直流側電圧ED が過電圧になり装置
は停止してしまう。一方無効分は益々減少して指令値を
進み方向へ変化させるので、これが有効分の増加を更に
煽る。
FIG. 8 is an operation waveform diagram illustrating the operation when the control error shown in FIG. 5 is applied to the second circuit shown in FIG. 8 shows a change in the fundamental wave current I S0 , FIG. 8 shows a change in the fundamental wave current effective component I P0 , and FIG. 8 shows a change in the fundamental wave current ineffective component I Q0 . That is, the fundamental wave current I S0 shown in FIG. 8 can be decomposed into the fundamental wave current effective component I P0 shown in FIG. 8 and the fundamental wave current invalid component I Q0 shown in FIG. Here, when the phase of the fundamental wave current I S0 advances by Δθ due to a calculation error, the fundamental wave current effective component I P0 correspondingly increases to I P2 (see FIG. 8), and the fundamental wave current invalid component I Q0 becomes It decreases to IQ2 (see FIG. 8). That is, since the control is performed so that the effective component is increased, the active filter 5 takes this effective component from the power supply side. This becomes a rise of the DC side voltage E D, but will compete with operation of the voltage regulator 11 in a conventional example circuit shown in FIG. 5,
DC-side voltage E D from the difference of the control constant becomes overvoltage device would stop. On the other hand, the ineffective portion decreases and changes the command value in the forward direction, and this further increases the effective portion.

【0010】前述のようにアクティブフィルタ5の制御
を、このアクティブフィルタ5よりも電源側を流れてい
る電流を検出して制御する場合(図4参照)は、演算誤
差があるとこの誤差分が正帰還され、過電流或いは過電
圧となり装置停止を招く不都合がある。
As described above, when the control of the active filter 5 is controlled by detecting the current flowing on the power supply side of the active filter 5 (see FIG. 4), if there is a calculation error, the error is reduced. Positive feedback occurs, resulting in an overcurrent or overvoltage, resulting in inconvenience of stopping the apparatus.

【0011】そこでこの発明の目的は、アクティブフィ
ルタよりも電源側の電流でこのアクティブフィルタを制
御する場合、演算誤差があっても過電流や過電圧などの
異常を生じることなく、安定した補償動作が行えるよう
にすることにある。
Therefore, an object of the present invention is to control the active filter with a current on the power supply side rather than the active filter, and to perform a stable compensation operation without causing abnormalities such as overcurrent and overvoltage even if there is a calculation error. To be able to do it.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めにこの発明の制御装置は、半導体スイッチ素子で構成
した電力変換手段と負荷との並列回路を交流電源に接続
し、この交流電源出力電流の基本波成分を基本波演算手
段で演算し、さらに該基本波成分と交流電源出力電流と
の差を演算する一方、前記電力変換手段の直流側電圧を
所定電圧に維持する電圧調整手段の出力信号に前記交流
電源の出力電圧を乗算して交流電流指令値を求め、この
交流電流指令値を前記基本波成分と交流電源出力電流と
の差に前記電力変換手段の損失分を補償する極性で加算
し、この加算値を電流調節手段に入力し、この電流調節
手段より前記電力変換手段の出力電流が前記基本波成分
に一致するような制御信号を出力するようにしたアクテ
ィブフィルタの制御装置において、前記電圧調節手段の
出力信号を直接或いは不感帯を設定したレベル判別手段
を介して前記交流電源電圧とを加算する加算手段と、こ
の加算手段出力信号の零点を検出して位相基準信号を出
力する位相基準信号発生手段とを備え、この位相基準信
号を前記基本波演算手段に与える。
In order to achieve the above object, a control device according to the present invention connects a parallel circuit of a power converter and a load, which are constituted by semiconductor switch elements, to an AC power supply, and outputs the AC power supply. The fundamental wave component of the current is calculated by the fundamental wave calculating means, and the difference between the fundamental wave component and the AC power supply output current is calculated, while the voltage adjusting means for maintaining the DC voltage of the power converting means at a predetermined voltage. The output signal is multiplied by the output voltage of the AC power supply to obtain an AC current command value, and the AC current command value is converted to a difference between the fundamental wave component and the AC power output current to compensate for the loss of the power conversion means. And the added value is input to the current adjusting means, and the current adjusting means outputs a control signal such that the output current of the power conversion means matches the fundamental wave component. In the apparatus, adding means for adding the output signal of the voltage adjusting means directly or via the level determining means having set a dead zone to the AC power supply voltage, and detecting a zero point of the output signal of the adding means to generate a phase reference signal. And a phase reference signal generating means for outputting the phase reference signal to the fundamental wave calculating means.

【0013】[0013]

【作用】この発明は、演算誤差によりアクティブフィル
タに生じる異常をこのアクティブフィルタの直流電圧制
御系のレベルの変化で捕捉し、この誤差分による指令値
の変化が遅れ位相側にあるときは進み方向へ誤差分の修
正を行い、誤差分による指令値の変化が進み位相側にあ
るときは遅れ方向へ誤差分の修正を適宜行うことで、過
電圧や過電流による当該アクティブフィルタの異常動作
や停止を回避するように、基本波演算回路の位相基準へ
直流電圧制御信号を直接或いはレベル変換手段を介して
与えることで、誤差分の打ち消しを図るものである。
According to the present invention, an abnormality that occurs in an active filter due to a calculation error is captured by a change in the level of a DC voltage control system of the active filter. When the change in the command value due to the error is on the leading phase side, the error is corrected appropriately, so that the abnormal operation or stop of the active filter due to overvoltage or overcurrent is appropriately performed. In order to avoid the error, the DC voltage control signal is supplied to the phase reference of the fundamental wave operation circuit directly or through the level conversion means, thereby canceling the error.

【0014】[0014]

【実施例】図1は本発明の第1実施例を表した回路図で
あるが、この図1に記載の電圧調節器11、乗算器1
2、基本波演算回路13、電流調節器14、キャリア発
振器15、及びコンパレータ16の名称・用途・機能は
図5で既述の従来例回路の場合と同じであるから、これ
らの説明は省略する。
FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention. The voltage regulator 11 and the multiplier 1 shown in FIG.
2. The names, applications, and functions of the fundamental wave operation circuit 13, the current regulator 14, the carrier oscillator 15, and the comparator 16 are the same as those of the conventional circuit described above with reference to FIG. .

【0015】この図1において、電圧調節器11の出力
信号に電源電圧VSを乗算した結果は、アクティブフィ
ルタ5の損失分を補償するために当該アクティブフィル
タ5へ与える有効分指令として基本波演算回路13の出
力信号に加算しているが、この電圧調節器11の出力信
号と電源電圧VS とを加算器21において加算すること
で電源電圧VS のゼロクロス点を変化させている。前述
したように演算誤差が遅れ位相側にあると有効分が減少
してアクティブフィルタ5の直流側電圧ED が低下する
ので、低下した直流側電圧ED を指令値ED0に維持する
ように電圧調節器11の出力信号が増加し、これが基準
位相を進み方向へ変化させるべく零点検出コンパレータ
22とモノステーブル回路23及びカウンタ24で構成
している位相基準信号発生手段が位相信号ωmtを基本波
演算回路13へ出力する。演算誤差が進み位相側にある
ときは上記とは逆の動作により、この進み位相を遅れ方
向へ修正する位相信号ωmtが零点検出コンパレータ22
とモノステーブル回路23及びカウンタ24で構成して
いる位相基準信号発生手段から基本波演算回路13へ出
力する。
In FIG. 1, the result of multiplying the output signal of the voltage regulator 11 by the power supply voltage V S is used as an effective component command given to the active filter 5 to compensate for the loss of the active filter 5. The output signal of the circuit 13 is added, but the output signal of the voltage regulator 11 and the power supply voltage V S are added in the adder 21 to change the zero cross point of the power supply voltage V S. The effective amount is decreased when the calculation error as described above is delayed in phase side DC side voltage E D of the active filter 5 decreases, so as to maintain a reduced dc side voltage E D to the command value E D0 The output signal of the voltage regulator 11 increases, and the phase reference signal generating means including the zero point detection comparator 22, the monostable circuit 23, and the counter 24 basically uses the phase signal ω mt to change the reference phase in the leading direction. Output to the wave operation circuit 13. When the calculation error is on the leading phase side, the phase signal ω mt for correcting the leading phase in the lagging direction is changed to the zero point detection comparator 22 by the operation opposite to the above.
And a phase reference signal generating means composed of a monostable circuit 23 and a counter 24 to output the fundamental wave operation circuit 13.

【0016】図2は本発明の第2実施例を表した回路図
であるが、この第2実施例回路では電圧調節器11の出
力信号を、不感帯を設定したレベル判別手段31を介し
て加算器21へ与えているのが図1で既述の第1実施例
回路とは異なるところであるが、これ以外はすべて図1
で既述の第1実施例回路と同じである。即ちこの第2実
施例回路では電圧調節器11の出力信号がレベル判別手
段31に設定された不感帯範囲を超えた場合のみ位相の
補正を行うようにしている。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention. In the circuit of the second embodiment, the output signal of the voltage regulator 11 is added via a level discriminating means 31 for setting a dead zone. 1 is different from the circuit of the first embodiment described above with reference to FIG.
Is the same as the circuit of the first embodiment described above. That is, in the circuit of the second embodiment, the phase is corrected only when the output signal of the voltage regulator 11 exceeds the dead zone range set in the level determining means 31.

【0017】[0017]

【発明の効果】電力変換手段としてのアクティブフィル
タを電力系統に接続して、このアクティブフィルタの電
源側から検出する電流でこの電力系統の無効電力や高調
波電流を補償する場合は、演算器の僅かな演算誤差など
で電流が遅れ位相側或いは進み位相側にずれた際に、正
帰還動作のためにこのずれが拡大されて遂には過電流或
いは過電圧により装置が停止してしまう恐れがあるが、
本発明によれば、電流が遅れ位相側或いは進み位相側に
ずれたことをアクティブフィルタの直流側電圧を制御し
ている直流側電圧制御系の電圧調節手段出力信号の変化
から検出し、この電圧調節手段出力信号を直接或いはレ
ベル変換手段を介して位相基準信号発生手段へ与え、こ
の位相基準信号発生手段が出力する位相信号で基本波演
算回路を制御するので、正帰還動作であっても演算誤差
が原因でアクティブフィルタの異常動作や停止を回避す
ることが出来るので、電力系統における高調波及び無効
電力の補償動作が安定に行える効果が得られる。
When an active filter as power conversion means is connected to a power system and the reactive power and harmonic current of the power system are compensated by the current detected from the power supply side of the active filter, the operation of the arithmetic unit is required. When the current shifts to the lagging phase or the leading phase due to a slight calculation error or the like, the shift may be enlarged due to the positive feedback operation, and the device may eventually stop due to overcurrent or overvoltage. ,
According to the present invention, the fact that the current has shifted to the lagging phase side or the leading phase side is detected from a change in the voltage adjustment means output signal of the DC side voltage control system which controls the DC side voltage of the active filter. The output signal of the adjusting means is supplied to the phase reference signal generating means directly or through the level converting means, and the fundamental wave operation circuit is controlled by the phase signal output from the phase reference signal generating means. Since an abnormal operation or stop of the active filter can be avoided due to the error, an effect of stably performing a harmonic and reactive power compensation operation in the power system can be obtained.

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

【図1】本発明の第1実施例を表した回路図FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2実施例を表した回路図FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the present invention.

【図3】電力系統に発生する無効電力や高調波をアクテ
ィブフィルタで補償する第1の例を示した主回路接続図
FIG. 3 is a main circuit connection diagram showing a first example of compensating reactive power and harmonics generated in a power system with an active filter.

【図4】電力系統に発生する無効電力や高調波をアクテ
ィブフィルタで補償する第2の例を示した主回路接続図
FIG. 4 is a main circuit connection diagram showing a second example of compensating reactive power and harmonics generated in a power system with an active filter.

【図5】アクティブフィルタの制御装置の従来例を示し
た回路図
FIG. 5 is a circuit diagram showing a conventional example of a control device for an active filter.

【図6】図5に図示の制御装置に使用している基本波演
算回路13の構成を表した回路図
6 is a circuit diagram showing a configuration of a fundamental wave operation circuit 13 used in the control device shown in FIG.

【図7】図5に図示の制御回路を図4に示している第2
の回路に適用した場合に演算誤差が遅れ位相側にあると
きの動作を基本波について説明した動作波形図
FIG. 7 shows the control circuit shown in FIG.
Operation waveform diagram illustrating the operation when the calculation error is on the lag phase side when applied to the circuit of FIG.

【図8】図5に図示の制御回路を図4に示している第2
の回路に適用した場合に演算誤差が進み位相側にあると
きの動作を基本波について説明した動作波形図
FIG. 8 shows a control circuit shown in FIG.
Operation waveform diagram illustrating the operation when the calculation error is advanced and the phase is on the phase side when applied to the circuit of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 変圧器 3 母線 4 負荷 5 電力変換手段としてのアクティブフィルタ 6 コンデンサ 7 制御装置 11 電圧調節器 12 乗算器 13 基本波演算回路 14 電流調節器 15 キャリア発振器 16 コンパレータ 21 加算器 22 零点検出コンパレータ 23 モノステーブル回路 24 カウンタ 31 不感帯を設定したレベル判別手段 ED 直流側電圧 IC 補償電流 IL 負荷電流 IP0 基本波電流有効分 IQ0 基本波電流無効分 IS 電源電流 IS0 基本波電流 VS 電源電圧2 Transformer 3 Bus 4 Load 5 Active filter as power conversion means 6 Capacitor 7 Controller 11 Voltage regulator 12 Multiplier 13 Fundamental wave operation circuit 14 Current regulator 15 Carrier oscillator 16 Comparator 21 Adder 22 Zero point detection comparator 23 Monos level determination means sets the table circuit 24 the counter 31 the dead zone E D DC side voltage I C the compensation current I L the load current I P0 fundamental current active component I Q0 fundamental current reactive component I S power supply current I S0 fundamental current V S Power-supply voltage

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 3/01 H02J 3/18 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 3/01 H02J 3/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体スイッチ素子で構成した電力変換手
段と負荷との並列回路を交流電源に接続し、この交流電
源出力電流の基本波成分を基本波演算手段で演算し、さ
らに該基本波成分と交流電源出力電流との差を演算する
一方、前記電力変換手段の直流側電圧を所定電圧に維持
する電圧調節手段の出力信号に前記交流電源の出力電圧
を乗算して交流電流指令値を求め、この交流電流指令値
を前記基本波成分と交流電源出力電流との差に前記電力
変換手段の損失分を補償する極性で加算し、この加算値
を電流調節手段に入力し、この電流調節手段より前記電
力変換手段の出力電流が前記基本波成分に一致するよう
な制御信号を出力するようにしたアクティブフィルタの
制御装置において、前記電圧調節手段の出力信号と前記
交流電源電圧とを加算する加算手段と、この加算手段出
力信号の零点を検出して位相基準信号を出力する位相基
準信号発生手段とを備え、この位相基準信号を前記基本
波演算手段に与えることを特徴とするアクティブフィル
タの制御装置。
1. A parallel circuit of a power conversion means and a load comprising a semiconductor switch element is connected to an AC power supply, and a fundamental wave component of the output current of the AC power supply is calculated by a fundamental wave calculation means. While calculating the difference between the AC power supply output current and the AC power command output value by multiplying the output signal of the AC power supply by the output signal of the voltage adjustment means for maintaining the DC voltage of the power conversion means at a predetermined voltage. This AC current command value is added to the difference between the fundamental wave component and the AC power supply output current with a polarity that compensates for the loss of the power conversion means, and the added value is input to the current adjustment means, In an active filter control device configured to output a control signal such that the output current of the power conversion unit matches the fundamental wave component, the output signal of the voltage adjustment unit and the AC power supply voltage are Active means for detecting the zero point of the output signal of the adding means and outputting a phase reference signal, and providing the phase reference signal to the fundamental wave calculating means. Filter control device.
【請求項2】半導体スイッチ素子で構成した電力変換手
段と負荷との並列回路を交流電源に接続し、この交流電
源出力電流の基本波成分を基本波演算手段で演算し、さ
らに該基本波成分と交流電源出力電流との差を演算する
一方、前記電力変換手段の直流側電圧を所定電圧に維持
する電圧調節手段の出力信号に前記交流電源の出力電圧
を乗算して交流電流指令値を求め、この交流電流指令値
を前記基本波成分と交流電源出力電流との差に前記電力
変換手段の損失分を補償する極性で加算し、この加算値
を電流調節手段に入力し、この電流調節手段より前記電
力変換手段の出力電流が前記基本波成分に一致するよう
な制御信号を出力するようにしたアクティブフィルタの
制御装置において、前記電圧調節手段の出力信号のレベ
ルが、設定した不感帯範囲以外であるときにのみ該出力
電圧を通過させるレベル判別手段と、このレベル判別手
段出力信号と前記交流電源電圧とを加算する加算手段
と、この加算手段出力信号の零点を検出して位相基準信
号を出力する位相基準信号発生手段とを備え、この位相
基準信号を前記基本波演算手段に与えることを特徴とす
るアクティブフィルタの制御装置。
2. A parallel circuit of a power conversion means and a load comprising a semiconductor switch element is connected to an AC power supply, and a fundamental wave component of the AC power supply output current is calculated by a fundamental wave calculation means. While calculating the difference between the AC power supply output current and the AC power command output value by multiplying the output signal of the AC power supply by the output signal of the voltage adjustment means for maintaining the DC voltage of the power conversion means at a predetermined voltage. This AC current command value is added to the difference between the fundamental wave component and the AC power supply output current with a polarity that compensates for the loss of the power conversion means, and the added value is input to the current adjustment means, In an active filter control device that outputs a control signal such that the output current of the power conversion means matches the fundamental wave component, the level of the output signal of the voltage adjustment means is set to a predetermined level. Level discriminating means for passing the output voltage only when the output voltage is outside the band range, adding means for adding the output signal of the level discriminating means and the AC power supply voltage, and detecting the zero point of the output signal of the adding means to determine the phase. A control device for an active filter, comprising: a phase reference signal generating means for outputting a reference signal; and providing the phase reference signal to the fundamental wave calculating means.
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