JP4324056B2 - 無効電力補償装置 - Google Patents

Description

この発明は、交流電力系統に無効電流を注入して無効電力を補償する無効電力補償装置に関するものである。

送電線または送電ケーブルを用いた交流電力送電システムでは、送電線または送電ケーブルのインピーダンスおよび対地容量の影響により、送電距離が長くなった場合または送電電力量が増加した場合に、無効電力が増加し、交流電圧が変動し易くなる。この交流電圧の変動は、送電システムを不安定化する要因となる。この交流電力送電システムの不安定化を解決するために、交流電力系統に無効電流を注入する各種の無効電力補償装置が用いられる。

この無効電力補償装置として、スイッチング素子を用いた電流制御形の電力変換回路を用いて、直流電源回路の直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧を交流電力系統に給電するタイプの無効電力補償装置が、例えば特開２０００−８３３８６号公報で提案されている。このタイプの無効電力補償装置は、高い制御性能を持っているので、定常的な無効電力補償だけでなく、交流電力系統に事故が発生した場合に誘発される無効電力の変動に基づく過渡的な交流電圧の変動をも抑制することができ、交流電力系統の安定化に貢献することができる。

特開２０００−８３３８６号公報の図１に示された無効電力補償装置は、電力変換回路に対する交流電圧指令信号を出力する制御指令手段と、前記交流電圧指令信号に応じて前記電力変換回路のスイッチング素子を制御する交流電圧制御手段を備えている。前記制御指令手段は、交流電力系統における交流電圧を表わす交流電圧検出信号と、交流電力系統における交流電流を表わす交流電流検出信号とにより電流検出信号を発生し、この電流検出信号を電流指令信号と比較することにより、交流電圧指令信号を発生する。この交流電圧指令信号は、交流電圧制御手段に与えられ、この交流電圧制御手段は、電力変換回路のスイッチング素子のオン、オフタイミングを制御し、前記電流検出信号を前記電流指令信号と一致させるように制御する。

特開２０００−８３３８６号公報、とくに図１とその説明

ところで、前記先行技術に示された無効電力補償装置において、前記制御指令手段が前記電流検出信号を前記電流指令信号に一致させることができる能力は、前記制御指令手段と前記交流電圧制御手段を含む制御回路の制御ループゲインと、前記電力変換回路のスイッチング素子のオンオフタイミングの制御回数とに依存する。前記スイッチング素子のオンオフタイミングの制御回数が多いほど、前記電流検出信号と前記電流指令信号との偏差を小さくすることができる。また前記制御回路の制御ループゲインが高いほど、より広い周波数領域において、前記電流検出信号と前記電流指令信号との偏差を小さくすることができる。

しかし、前記スイッチング素子のオンオフタイミングの制御回数を多くすると、スイッチング素子における電力損失が増加し、電力変換回路の効率が低下するので、経済的な損失が増加する。この損失の増加を抑えるため、スイッチング素子のオンオフタイミングの制御回数は、前記制御回路の応答特性が必要な最低値となるように、制限されて運用される。

一方、交流電力系統には、高調波発生源からの高調波振動およびインピーダンスの周波数特性に依存する共振が存在するので、電力変換回路にも、これらの高調波振動および共振に基づく高調波電圧が印加され、またそれらに基づく高調波電流が流れる。前記スイッチング素子のオンオフタイミングの制御回数を多くした場合には、これらの高調波電圧および高調波電流に対しても、前記電流検出信号と前記電流指令信号との偏差を低減することができる。しかし、前述のように、損失の増加を抑えるために、スイッチング素子のオンオフタイミングの制御回数を制限すると、高調波電圧、高調波電流に対応できなくなり、電力変換回路に過大な高調波電流が流れる危険性がある。この過大な高調波電流のために、スイッチング素子を流れる電流がその制御可能範囲を超えると、装置の破損を防止するため、スイッチング素子のオンオフ制御を停止する保護動作が働き、無効電力補償機能も停止することになる。

このように、前記先行技術に示された従来の無効電力補償装置では、交流電力系統の高調波電圧および高調波電流のために、スイッチング素子に流れる電流がその制御可能範囲を超え、無効電力補償機能が停止するという問題がある。

この発明は、この課題を解決するもので、交流電力系統の高調波電圧および高調波電流によって無効電力補償機能を停止しないように改良された無効電力補償装置を提案するものである。

この発明による無効電力補償装置は、交流電力系統と直流電源回路とに接続され、スイッチング素子により前記直流電源回路からの直流電圧を交流電圧に変換して前記交流電力系統に給電する電力変換回路、前記交流電力系統における交流電圧を表わす交流電圧検出信号を出力する交流電圧検出手段、前記交流電力系統における交流電流を表わす交流電流検出信号を出力する交流電流検出手段、電流指令信号を受け、この電流指令信号と前記交流電圧検出信号と前記交流電流検出信号とに応じて交流電圧指令信号を出力する制御指令手段、および前記交流電圧指令信号に応じて前記電力変換回路のスイッチング素子を制御する交流電圧制御手段を備えた無効電力補償装置であって、前記交流電圧検出信号が、前記交流電力系統における交流電圧の基本周波数成分とそれに重畳された高調波成分を含み、さらに、前記無効電力補償装置が、前記交流電圧検出信号に基づいて、前記交流電力系統における交流電圧に含まれた高調波成分の大きさの変動を表わす変動量を出力する変動量検出手段と、前記電流指令信号を制限する制限手段とを有し、前記制限手段が前記変動量に基づいて前記電流指令信号を制限することを特徴とする。

この発明の無効電力補償装置は、交流電圧検出信号が交流電力系統における交流電圧の基本周波数とそれに重畳された高調波成分を含み、前記交流電圧検出信号に基づいて、前記交流電力系統における交流電圧に含まれた高調波成分の大きさの変動を表わす変動量を出力する変動量検出手段と、前記電流指令信号を制限する制限手段とを有し、前記制限手
段が前記変動量に基づいて前記電流指令信号を制限するので、交流電力系統の高調波電圧および高調波電流によって、電力変換回路に高調波電流が流れても、無効電力補償機能が停止することなく、継続した運転を行なうことが可能となる。

以下この発明のいくつかの実施の形態について、図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態１を示すブロック図である。図２は、図１における変換量出力手段の詳細を示すブロック図である。

実施の形態１の無効電力補償装置は、電力変換回路１と、交流電圧検出手段４と、交流電流検出手段５と、交流電圧制御手段６と、制御指令手段７と、変動量検出手段８ａと、電流指令制限手段９ａとを含んでいる。

電力変換回路１は、交流電力系統２と直流電源回路３との間に配置され、これらの交流電力系統２と直流電源回路３とに接続される。交流電力系統２は、例えば三相の交流電力系統として構成され、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相の三相を有する。直流電源回路３は直流電源３０を含む。電力変換回路１は、直流電源３０からの直流電圧を三相交流電圧に変換し、この変換した三相交流電圧を交流電力系統２に供給し、交流電力系統２に対する無効電力補償を行なう。

電力変換回路１は、複数のパワースイッチング素子を用いて直流電圧を三相交流電圧に変換する。この種の電力変換回路は周知であるので、詳細な説明は省略するが、複数のパワースイッチング素子は、Ａ相、Ｂ相、Ｃ相のそれぞれの相に配置される。直流電源３０の直流電圧はほぼ一定電圧に保持される。各相に配置された各パワースイッチング素子は、それぞれ制御可能なタイミングで、オン、オフされ、直流電源３０からの直流電圧をパルス幅変調して、三相交流電圧を発生する。交流電力系統２の三相交流電圧と、交流電力系統２のインピーダンスと、電力変換回路１からの三相交流電圧とに応じた三相交流電流が、交流電力系統２に流れる。

複数の各パワースイッチング素子はそれぞれ制御端子を有し、この制御端子への制御パルスにより、制御可能なタイミングでオン、オフされる。パワースイッチング素子には、パワートランジスタまたはサイリスタなどのパワー半導体素子が使用される。パワートランジスタは、そのベースが制御端子であり、そのベースへの制御パルスによりオン、オフされる。サイリスタを用いる場合には、そのゲートが制御端子であり、そのゲートへの制御パルスにより、オンオフされる。サイリスタとしてゲートターンオフサイリスタを使用すれば、ゲートへの制御パルスにより、制御可能なタイミングでオン、オフさせることができる。

交流電圧検出手段４は、交流電力系統２に接続され、その三相交流電圧を検出して、この三相交流電圧を表わす三相の交流電圧検出信号Ｖを出力する。この交流電圧検出手段４には、例えばＰＴと呼ばれる電圧変成器が用いられる。具体的には、交流電圧検出手段４は、交流電力系統２のＡ相、Ｂ相、Ｃ相のそれぞれに設けられた３つの電圧変成器を有し、交流電力系統２の三相交流電圧を表わす三相の交流電圧検出信号Vを出力する。

交流電流検出手段５は、交流電力系統２に結合され、その三相交流電流を検出して、この三相交流電流を表わす三相の交流電流検出信号Ｉを出力する。この交流電流検出手段５は、例えばＣＴと呼ばれる電流変成器を用いて構成される。具体的には、交流電流検出手段５は、交流電力系統２のＡ相、Ｂ相、Ｃ相のそれぞれに結合する３つの電流変成器を有し、交流電力系統２の三相交流電流を表わす三相の交流電流検出信号Ｉを出力する。

交流電圧制御手段６は、電力変換回路１の各パワースイッチング素子のオンタイミング、オフタイミングを制御し、電力変換回路１から交流電力系統２に供給される三相交流電圧の位相を制御する。この交流電圧制御手段６も周知であるので、詳細な説明は省略するが、交流電圧制御手段６は、電力変換回路１の各パワースイッチング素子の制御端子へ制御パルスを供給し、この制御パルスにより、各パワースイッチング素子のオンタイミング、オフタイミングを制御する。交流電圧制御手段６は、制御指令手段７から三相の交流電圧指令信号Ｖ^＊を受け、この三相の交流電圧指令信号Ｖ^＊に基づき、電力変換回路１の各相のパワースイッチング素子の制御端子へ制御パルスを供給する。

制御指令手段７は、位相検出手段７０１と、座標変換手段７０２と、減算手段７０３、７０４と、増幅手段７０５、７０６と、座標変換手段７０７とを有する。位相検出手段７０１は、交流電圧検出手段４から三相の交流電圧検出信号Ｖを受け、そのいずれか一相、例えばＡ相の交流電圧検出信号Ｖａに同期した基準位相信号θを発生する。この位相検出手段７０１には、例えば位相同期ループ（ＰＬＬ）が使用される。

座標変換手段７０２は、交流電流検出手段５からの三相の交流電流検出信号Ｉと、位相検出手段７０１からの基準位相信号θを受け、有効電流検出信号Ｉｑと、無効電流検出信号Ｉｄを発生する。具体的には、座標変換手段７０２は、まず三相の交流電流検出信号Ｉを二相信号に変換し、さらにこの二相信号を回転座標変換することにより、有効電流検出信号Ｉｑと無効電流検出信号Ｉｄを発生する。有効電流検出信号Ｉｑは、基準位相信号θと同相の有効成分を表わし、無効電流検出信号Ｉｄは基準位相信号θと位相が９０度隔たった位相における無効成分を表わす。

減算手段７０３には、電流指令制限手段９ａから与えられる無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭと、座標変換手段７０２からの無効電流検出信号Ｉｄとが入力される。この減算手段７０３は、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭから無効電流検出信号Ｉｄを減算した無効電流偏差信号ΔＩｄを出力する。減算手段７０４には、外部から与えられる有効電流指令信号Ｉｑ^＊と、座標変換手段７０２からの有効電流検出信号Ｉｑとが入力される。この減算手段７０４は、有効電流指令信号Ｉｑ^＊から有効電流検出信号Ｉｑを減算した有効電流偏差信号ΔＩｑを出力する。

増幅器７０５は、減算手段７０３からの無効電流偏差信号ΔＩｄを増幅して無効電圧指令信号Ｖｄ^＊を座標変換手段７０７へ出力する。増幅器７０６は、減算手段７０４からの有効電流偏差信号ΔＩｑを増幅して有効電圧指令信号Ｖｑ^＊を座標変換手段７０７へ出力する。座標変換手段７０７は、有効電圧指令信号Ｖｑ^＊と無効電圧指令信号Ｖｄ^＊とに基づき、交流電圧制御手段６へ三相の交流電圧指令信号Ｖ^＊を出力する。交流電圧制御手段６は、有効電流偏差信号ΔＩｑと無効電流偏差信号ΔＩｄを最小値、例えば０とするように、電力変換回路１の各パワースイッチング素子のオンタイミング、オフタイミングを制御する。

変動量検出手段８ａは、交流電力系統２における交流電気量の変動を表わす変動量Ｈを出力する。実施の形態１では、この変動量検出手段８ａには、交流電圧検出手段４からの三相の交流電圧検出信号Ｖが入力されるので、変動量検出手段８ａは、三相の交流電圧検出信号Ｖに基づき、交流電力系統２における三相交流電圧の変動量を出力する。具体的には、変動量検出手段８ａはこの三相の交流電圧検出信号Ｖに基づき、交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる高調波成分の変動を表わす変動量Ｈを出力するように構成される。

電流指令制限手段９ａには、外部から無効電流指令信号Ｉｄ^＊と、有効電流指令信号Ｉｑ^＊が与えられる。電流指令制限手段９ａは、無効電流指令信号Ｉｄ^＊を制限した無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを発生し、これを制御指令手段７の減算手段７０３へ出力する。電流指令制限手段９ａは、有効電流指令信号Ｉｑ^＊に対する制限は行なわず、有効電流指令信号Ｉｑ^＊はそのまま減算手段７０４へ与えられる。

電流指令制限手段９ａは、ヒステリシス比較器９０１と、乗算手段９０２と、無効電流指令信号Ｉｄ^＊に対する制限手段９０３とを有する。ヒステリシス比較器９０１は、変動量検出手段８ａからの変動量Ｈを受け、この変動量Ｈを比較値と比較する。この比較値は、第１比較値Ｃ１と第２比較値Ｃ２とに切換えられる。第１比較値Ｃ１は第２比較値Ｃ２よりも大きく、Ｃ１＞Ｃ２の関係とされる。ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉｍａｘは、第１出力値Ｉｍａｘ１と第２出力値Ｉｍａｘ２とに切換えられる。第１出力値Ｉｍａｘ１は第２出力値Ｉｍａｘ２よりも大きく、Ｉｍａｘ１＞Ｉｍａｘ２とされている。

交流電力系統２における交流電圧に含まれる高調波成分が変動しても、この変動量Ｈが第１比較値Ｃ１より小さければ、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉｍａｘは第１出力値Ｉｍａｘ１に保持される。変動量Ｈが増大して第１比較値Ｃ１を超えると、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉｍａｘは、第１出力値Ｉｍａｘ１から第２出力値Ｉｍａｘ２に切換えられるとともに、その比較値も第１比較値Ｃ１から第２比較値Ｃ２に切換えられる。

その後、変動量Ｈが減少するとき、この変動量Ｈが第２比較値Ｃ２よりも大きければ、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘは第２出力値Ｉ_ｍａｘ２に保持される。変動量Ｈが減少して第２比較値Ｃ２より小さくなると、ヒステリシス比較値９０１の出力Ｉ_ｍａｘは第２出力値Ｉ_ｍａｘ２から第１比較値Ｉ_ｍａｘ１に切換えられ、併せてその比較値も第２比較値Ｃ２から第１比較値Ｃ１に切換えられる。

ヒステリシス比較値９０１の出力Ｉ_ｍａｘが第１出力値Ｉ_ｍａｘ１であれば、制限手段９０３は、無効電流指令信号Ｉｄ＊を制限した無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌに制限する。ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘが第２出力値Ｉ_ｍａｘ２であれば、乗算手段９０２がこの第２出力値Ｉ_ｍａｘ２に（−１）を乗算し、制限手段９０３は、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限する。上限の制限値Ｉｄ^＊Lは下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓより大きく設定され、Ｉｄ^＊Ｌ＞Ｉｄ^＊Ｓとされる。

変動量検出手段８ａから出力される変動量Ｈは、交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる高調波成分の変動を表し、この高調波成分に比例した大きさを持つ。この変動量Ｈが小さい状態では、ヒステリシス比較器９０１は第１出力値Ｉ_ｍａｘ１を出力し、この状態では制限手段９０３は無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌに制限する。制御指令手段７は、この上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌから無効電流検出信号Ｉｄを減算した無効電流偏差信号ΔＩｄを最小値にし、また有効電流指令信号Ｉｑ^＊から有効電流検出信号Ｉｑを減算した有効電流偏差信号ΔＩｑを最小値にするように、電力変換回路１が制御する。

交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる高調波成分が増大すると、変動量Ｈが増大し、この変動量Ｈの増大に伴ない、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘが第１出力値Ｉ_ｍａｘ１から第２出力値Ｉ_ｍａｘ２に低下する。この状態では、制限手段９０３が無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊を下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限する。この場合、制御指令手段７の座標変換手段７０７からの交流電圧指令信号Ｖ^＊は、無効電流検出信号Ｉｄを下限の制限値Ｉｄ ^＊ Ｓに向かって制御し、また有効電流検出信号Ｉｑを有効電流指令値Ｉｑ^＊に向かって制御するので、結果として、電力変換回路１から交流電力系統２へ供給される交流電圧は下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓと有効電流指令信号Ｉｑ^＊とで制限される。

その後、交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる高調波成分が減少すると、変動量Ｈが減少し、この変動量Ｈの減少に伴ない、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘが第２出力値Ｉ_ｍａｘ２から第１出力値Ｉ_ｍａｘ１に復帰し、制限手段９０３が無効電流指令信号Ｉｄ^＊を上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌに制限する。この場合、制御指令手段７の座標変換手段７０７からの交流電圧指令値Ｖ^＊は、無効電流検出値Ｉｄを上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌに向かって制御し、また有効電流検出値Ｉｑを有効電流指令値Ｉｑ^＊に向かって制御するので、電力変換回路１から交流電力系統２へ供給される交流電圧は再び、上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌで制限されることになる。

図２は変動量検出手段８ａの詳細を示すブロック図である。変動量検出手段８ａは、電圧検出手段４からの三相の交流電圧検出信号Ｖを受けて、この交流電圧検出信号Ｖに含まれる高調波成分に比例した大きさを持った変動値Ｈを出力するもので、三相の各相の交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに対する検出回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃおよび最大値選択手段８０６ａを含む。

検出回路８０ａは、帯域通過フィルタ８０１ａと、減算手段８０２ａと、乗算手段８０３ａと、低域通過フィルタ８０４ａと、平方根演算手段８０５ａとを含んでいる。同様に、検出回路８０ｂは、帯域通過フィルタ８０１ｂと、減算手段８０２ｂと、乗算手段８０３ｂと、低域通過フィルタ８０４ｂと、平方根演算手段８０５ｂとを含み、また検出回路８０ｃは、帯域通過フィルタ８０１ｃと、減算手段８０２ｃと、乗算手段８０３ｃと、低域通過フィルタ８０４ｃと、平方根演算手段８０５ｃとを含んでいる。この実施の形態１において、帯域通過フィルタ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃは、交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの基本波周波数の近傍の周波数を持った交流電圧を通過させるように構成され、交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの基本波成分を通過させる。

減算手段８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃは、それぞれ交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃから帯域通過フィルタ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃの出力、すなわち交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃの基本波成分を減算し、交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに含まれる高調波成分だけを出力する。

この減算手段８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃから出力される高調波成分は、それぞれ乗算手段８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃで二乗され、それらの低域成分がそれぞれ低域通過フィルタ８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃを通過した後、平方根演算手段８０５ａ、８０５ｂ、８０５ｃにより平方根演算され、最大値選択手段８０６ａに供給される。平方根演算手段８０５ａ、８０５ｂ、８０５ｃは、それぞれ低域通過フィルタ８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃを通過した高調波成分の実効値を演算するので、最大値選択手段８０６ａは、平方根演算手段８０５ａ、８０５ｂ、８０５ｃから出力される高調波成分の実効値の中の最大値を選択し、それを変動量Ｈとして出力する。この変動量Hは、結果として、交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃに含まれる高調波成分の実効値の中の最大値に比例した大きさを持つことになる。

以上のように、実施の形態１では、変動量Ｈが交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる高調波成分の実効値の最大値に比例する大きさを持ち、この変動量Ｈの大きさに応じて、制限手段９０３により無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭの制限値が変化する。この変動量Ｈが増大したときには、無効電流指令制限信号信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭが第２制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限されるので、交流電力系統の高調波電圧および高調波電流によって、電力変換回路に高調波電流が流れても、電力変換回路１は運転が継続され、無効電力補償機能を継続することができる。

なお、実施の形態１では、交流電圧検出手段４からの三相交流電圧検出信号Ｖを帯域通過フィルタ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ供給しているが、交流電流検出手段５からの三相交流電流検出信号Ｉを、同じ抵抗値を持った３つの抵抗器のそれぞれに供給し、これらの３つの抵抗器から得られる電圧信号を帯域通過フィルタ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃに供給するようにしても、実施の形態１と同じ作用、効果を得ることができる。

実施の形態２．
図３はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態２に使用される変動量検出手段８ｂを示すブロック図である。この実施の形態２では、実施の形態１で使用された変動量検出手段８ａに代わって、図３に示す変動量検出手段８ｂが使用される。その他は実施の形態１と同じに構成される。

図３に示す変動量検出手段８ｂは、座標変換手段８０７と、位相検出手段８０８と、低域通過フィルタ８０４ｄと、減算手段８０２ｄと、乗算手段８０３ｄと、加算手段８０９と、低域通過フィルタ８０４ｅと、平方根演算手段８０５ｅとを有する。この変動量検出手段８ｂにおいて、低域通過フィルタ８０４ｄは、座標変換手段８０７から出力される直交二軸の変動成分に含まれる直流成分だけを通過させるように構成される。

座標変換手段８０７と位相検出手段８０８には、交流電圧検出手段４からの三相交流電圧検出信号Ｖが入力される。この三相交流電圧検出信号Ｖは、各相の交流電圧検出信号Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃを含む。位相検出手段８０８は、三相交流電圧検出信号Vの中の例えばＡ相の交流電圧検出信号Ｖａに同期した基準位相信号θを発生し、この基準位相信号θを座標変換手段８０７へ供給する。座標変換手段８０７は、基準位相信号θを用いて、三相交流電圧検出信号Ｖを直交二軸の振幅成分に変換する。

座標変換手段８０７からの直交二軸の振動成分は、交流電圧検出信号Ｖが高調波を含まない場合には、変動のない直流成分となるが、交流電圧検出信号Ｖに高調波が含まれると、直流成分に変動成分が重畳される。この座標変換手段８０７からの直交二軸の振動成分は、低域通過フィルタ８０４ｄと、減算手段８０２ｄとに供給される。低域通過フィルタ８０４ｄは、座標変換手段８０７からの直交二軸の振動成分に含まれた直流成分だけを通過させる。減算手段８０２ｄは、座標変換手段８０７からの直交二軸の振動成分から、低域通過フィルタ８０４ｄを通過した直流成分を減算し、直交二軸の振動成分に含まれた変動成分を出力する。この変動成分は、交流電圧検出信号Ｖに含まれる高調波成分に比例する大きさを持つ。

乗算手段８０３ｄは、直交二軸の振動成分に含まれた変動成分を二乗し、その二乗出力が加算手段８０９で加算される。加算手段８０９の加算出力は低域通過フィルタ８０４ｅに供給され、この低域通過フィルタ８０４ｅを通過した低域成分が平方根演算手段８０５ｅにより平方根演算され、変動成分の実効値が変動量Ｈとして出力される。

この実施の形態２でも、変動量Ｈが交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる高調波成分の実効値に比例する大きさを持ち、この変動量Ｈに応じて無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭの制限値が変化する。この変動量Ｈが増大したときには、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭが下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限されるので、交流電力系統の高調波電圧および高調波電流によって、電力変換回路に高調波電流が流れても、電力変換回路１は継続して運転され、無効電力補償機能を継続することができる。

なお、実施の形態２でも、交流電圧検出手段４からの三相交流電圧検出信号Ｖを座標変換手段８０７と位相検出手段８０８とに供給しているが、交流電流検出手段５からの三相交流電流検出信号Ｉを、同じ抵抗値を持った３つの抵抗器のそれぞれに供給し、これらの３つの抵抗器から得られる電圧信号を、座標変換手段８０７と位相検出手段８０８とに供給するようにしても、実施の形態２と同じ作用、効果を得ることができる。

実施の形態３．
図４はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態３に使用される変動量検出手段８ｃを示すブロック図である。この実施の形態３では、実施の形態１で使用された変動量検出手段８ａに代わって、図３に示す変動量検出手段８ｃが使用される。その他は実施の形態１と同じに構成される。

この実施の形態３で使用される変動量検出手段８ｃは、実施の形態２に使用された変動量検出手段８ｂにおける低域通過フィルタ８０４ｄを帯域通過フィルタ８０１ｄに置き換えたものであり、その他は図３に示す変動量検出手段８ｂと同じに構成される。

変動量検出手段８ｃで使用される帯域通過フィルタ８０１ｄは、座標変換手段８０７と乗算手段８０３ｄとの間に接続される。この帯域通過フィルタ８０１ｄは、座標変換手段８０７から直交二軸の振動成分を受け、この直交二軸の振動成分に含まれる特定周波数の高調波成分を通過させるように構成される。

乗算手段８０３ｄは、帯域通過フィルタ８０１ｄを通過した特定周波数の高調波成分を二乗し、その二乗出力が加算手段８０９で加算される。加算手段８０９の加算出力は低域通過フィルタ８０４ｅに供給され、この低域通過フィルタ８０４ｅを通過した低域成分が平方根演算手段８０５ｅにより平方根演算され、特定周波数の高調波成分の実効値が変動量Ｈとして出力される。

この実施の形態３では、変動量Ｈが交流電力系統２における三相交流電圧に含まれる特定周波数の高調波成分に比例する大きさを持ち、この変動量Ｈに応じて無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭの制限値が変化し、変動量Ｈが増大したときには、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭが下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限されるので、交流電力系統の高調波電圧および高調波電流によって、電力変換回路に高調波電流が流れても、電力変換回路１は運転を継続し、無効電力補償機能を継続することができる。

実施の形態３ではとくに、特定周波数の高調波成分に比例する大きさを持った変動量Ｈを検出するので、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限して運転する条件が制限され、特定周波数の高調波成分が所定値以上になった場合にのみ、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭが下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限されるので、可能な限り無効電流指令信号Ｉｄ^＊の制限を避けて電力変換回路１の運転を継続することができる。

なお、実施の形態３でも、交流電圧検出手段４からの三相交流電圧検出信号Ｖを座標変換手段８０７と位相検出手段８０８とに供給しているが、交流電流検出手段５からの三相交流電流検出信号Ｉを、同じ抵抗値を持った３つの抵抗器のそれぞれに供給し、これらの３つの抵抗器から得られる電圧信号を、座標変換手段８０７と位相検出手段８０８とに供給するようにしても、実施の形態３と同じ作用、効果を得ることができる。

実施の形態４．
この実施の形態４は、実施の形態１で使用された変動量検出手段８ａにおいて、各検出回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃにおける帯域通過フィルタ８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃと減算手段８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃとを、実施の形態３で使用した帯域通過フィルタ８０１ｄに置き換えるものである。

具体的には、図２において、検出回路８０ａに含まれた帯域通過フィルタ８０１ａと減算手段８０２ａとを図４に示す帯域通過フィルタ８０１ｄに置き換え、検出回路８０ｂに含まれた帯域通過フィルタ８０１ｂと減算手段８０１ｂとを図４に示す帯域通過フィルタ８０１ｄに置き換え、さらに検出回路８０ｃに含まれた帯域通過フィルタ８０１ｃと減算手段８０１ｃとを図４に示す帯域通過フィルタ８０１ｄに置き換える。

実施の形態４において、これらの検出回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃに使用される各帯域通過フィルタ８０１ｄは、実施の形態３における帯域通過フィルタ８０１ｄと同様に特定周波数の高調波成分を通過させる。この各帯域通過フィルタ８０１ｄを通過した特定周波数の高調波成分は、各検出回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃにおける乗算手段８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃでそれぞれ二乗され、低域通過フィルタ８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃを通過した後、平方根演算手段８０５ａ、８０５ｂ、８０５ｃで平方根演算され、その中の最大値が最大値選択手段８０６ａで選択されて、変動量Ｈとして出力される。

この実施の形態４では、変動量検出手段８ａが特定周波数の高調波成分に比例する大きさを持った変動量Ｈを検出するので、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限して運転する条件が制限され、特定周波数の高調波成分が所定値以上になった場合にのみ、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭが第２制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限されるので、可能な限り無効電流指令信号Ｉｄ^＊の制限を避けて電力変換回路１を運転することができる。

実施の形態５．
図５はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態５を示すブロック図であり、図６はこの実施の形態５で使用される変動量検出手段８ｄの詳細を示すブロック図である。

この実施の形態５では、実施の形態１における変動量検出手段８ａに代わって変動量検出手段８ｄが使用され、また電流指令制限手段９ａに代わって電流指令制限手段９ｂが使用される。その他は実施の形態１と同じに構成される。

この実施の形態５で使用される電流指令制限手段９ｂは、図５に示すように、ヒステリシス比較器９０４と、論理反転手段９０５と、オンディレイ手段９０６と、フリップフロップ９０７と、スイッチ手段９０８と、乗算手段９０２と、制限手段９０３とを有する。乗算手段９０２と制限手段９０３は、実施の形態１で使用されたものと同じものが使用される。

ヒステリシス比較器９０４は、変動量検出手段８ｄからの変動量Ｈを受け、ハイレベルまたはロウレベルの論理出力を発生する。具体的には、変動量Ｈが増大する場合、変動量Ｈが比較値Ｃ３を超えたときに論理出力がロウレベルからハイレベルに変化し、その後、変動量Ｈが減少する場合、変動量Ｈが比較値Ｃ４以下に低下したときに、論理出力がハイレベルからロウレベルに復帰する。比較値Ｃ３は比較値Ｃ４より大きく、Ｃ３＞Ｃ４とされる。

フリップフロップ９０７は、セット入力Ｓと、リセット入力Ｒと、出力Ｑとを有する。セット入力Ｓには、ヒステリシス比較器９０４の論理出力が直接与えられる。リセット入力Ｒには、ヒステリシス比較器９０４の論理出力が、論理反転手段９０５とオンディレイ手段９０６とを介して与えられる。論理反転手段９０５は、ヒステリシス比較器９０４の論理出力を反転して、オンディレイ手段９０６に供給する。オンディレイ手段９０６は、論理反転手段９０５からのハイレベル出力が所定時間Dだけ継続した場合にハイレベル出力をリセット入力Ｒに供給する。

スイッチ手段９０８は制限出力Ｉ_ｍａｘをＩ_ｍａｘ１とＩ_ｍａｘ２とのいずれかに切換える。フリップフロップ９０７は、出力Ｑがハイレベルとなったときにスイッチ手段９０８を出力Ｉ_ｍａｘ２からＩ_ｍａｘ１に切換える。Ｉ_ｍａｘ１はＩ_ｍａｘ２よりも大きく、Ｉ_ｍａｘ１＞Ｉ_ｍａｘ２とされる。スイッチ手段９０８からの制限出力は、乗算手段９０２と制限手段９０３に与えられる。

電流指令制限手段９ｂの動作は、次の通りである。まず、変動量Ｈが比較値Ｃ３より小さい状態では、ヒステリシス比較器９０４の論理出力はロウレベルであり、フリップフロップ９０７の出力Ｑもロウレベルである。この状態では、スイッチ手段９０８は、制限出力Ｉ_ｍａｘ２を選択して出力し、この制限出力Ｉ_ｍａｘ２が制限手段９０３に与えられ、無効電流指定制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭは、上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌとなり、この上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌが制御指令手段７の減算手段７０３に供給される。

変動量Ｈが増大して比較値Ｃ３を超えると、ヒステリシス比較器９０４の論理出力はハイレベルに変化し、このためフリップフロップ９０７のセット入力Ｓがハイレベルとなり、その出力Ｑがハイレベルとなる。その結果、スイッチ手段９０８は、制限出力Ｉ_ｍａｘ１を選択して出力し、乗算手段９０２はその制限出力Ｉ_ｍａｘ１に（−１）を乗算し、制限手段９０３は無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓに制限し、この下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓが制御指令手段７の減算手段７０３に供給される。

その後、変動量Ｈが減少する場合には、変動量Ｈが低下して比較値Ｃ４より小さくなったときに、ヒステリシス比較器９０４の論理出力はロウレベルに復帰し、フリップフロップ９０７のセット入力Ｓはロウレベルとなる。ヒステリシス比較器９０４の論理出力がロウレベルに復帰したときに、論理反転手段９０５の出力はハイレベルとなり、この状態が所定時間Dだけ継続すると、フリップフロップ９０７のリセット入力Ｒがハイレベルに変化して、フリップフロップ９０７の出力Ｑがロウレベルに変化する。フリップフロップ９０７の出力Ｑがロウレベルになると、スイッチ手段９０８が制限出力Ｉ_ｍａｘ２を出力し、制限手段９０３は無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭを上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌに戻す。

実施の形態５における変動量検出手段８ｄは、交流電流検出手段５からの三相交流電流検出信号Ｉと、電流指令制限手段９ｂからの制限出力Ｉ_ｍａｘとを受けて、変動量Ｈを出力する。この変動量検出手段８ｄは図６に示すように、減算手段８０２ｅと、最大値選択手段８０６ｂと、絶対値演算手段８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃとを有する。

絶対値演算手段８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃは、三相の各検出回路８０ａ、８０ｂ、８０ｃのそれぞれに設けられる。絶対値演算手段８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃは、それぞれＡ相、ｂ相、Ｃ相の交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの絶対値を演算し、併せて正負に変動する交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの負側信号を正側に写像する。この絶対値演算手段８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃの出力は、交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの正側のみで変化する瞬時値信号である。

この瞬時値信号は、交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃが基本波成分と高調波成分を含む場合には、これらの基本波成分に高調波成分が重畳された交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの瞬時値を表わし、高調波信号のピーク値に追従して変動する信号である。最大値選択手段８０６ｂは、これらの交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの瞬時値の中の最大値を選択して出力する。

減算手段８０２ｅは、最大値選択手段８０６ｂの出力から制限出力Ｉ_ｍａｘを減算して変動量Ｈを出力する。すなわち、減算手段８０２ｅから出力される変動量Ｈは、制限出力Ｌ_ｍａｘを越えて流れる交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃの瞬時値の最大値となり、交流電流検出信号Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃに含まれる高調波成分のピーク値に比例する。制限出力Ｉ_ｍａｘは、Ｉ_ｍａｘ１またはＩ_ｍａｘ２に切換えられるので、これらの制限出力を超えた高調波成分のピーク値に応じて、制限出力Ｉ_ｍａｘが切換えられる結果となる。

実施の形態５では、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭは、変動量Ｈが大きい場合には、制限出力Ｉ_ｍａｘ２に対応した制限値Ｉｄ^＊Ｓで、また変動量Ｈが小さい場合には、制限出力Ｉ_ｍａｘ１に対応した制限値Ｉｄ^＊Ｌでそれぞれ制限される。この実施の形態５では、Ｉ_ｍａｘ１＞Ｉ_ｍａｘ２と設定することにより、変動量Ｈが大きい場合にのみ無効電流指令信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭをより大きく制限して、電力変換回路１を運転し、交流電力系統２における交流電圧の基本波を低減し、交流電力系統２に高調波成分が流れても、電力変換回路１の各パワースイッチング素子が制御可能な電流範囲を超えないようにして、電力変換回路１を運転し、無効電力補償を継続できる。

実施の形態６．
図７はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態６を示すブロック図である。この実施の形態６では、実施の形態１で使用された電流指令制限手段９ａに代わって電流指令制限手段９ｃが使用される。この電流指令制限手段９ｃは、実施の形態１で使用された電流指令制限手段９ａにおけるヒステリシス比較器９０１と制限手段９０３との間に、変化率制限手段９０９を追加したものである。その他は実施の形態１と同じに構成される。

変化率制限手段９０９は、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘが変化するときにその時間変化率を制限するが、具体的には、ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘが第１出力値Ｉ_ｍａｘ１から第２出力値Ｉ_ｍａｘ２へ変化する場合にはとくに時間変化率を制限せずに、その出力Ｉ_ｍａｘがＩ_ｍａｘ２からＩ_ｍａｘ１へ変化する場合にだけ、その時間変化率を制限することを特徴とする。

ヒステリシス比較器９０１の出力Ｉ_ｍａｘが第１出力値Ｉ_ｍａｘ１から第２出力値Ｉ_ｍａｘ２へ低下する場合には、変化率制限手段９０９はとくにその変化率を制限しないので、第１出力値Ｉ_ｍａｘ１から第２出力値Ｉ_ｍａｘ２へは、短時間に、速やかに変化する。これに対し、その出力Ｉ_ｍａｘが第２出力値Ｉ_ｍａｘ２から第１出力値Ｉ_ｍａｘ１に上昇する場合には、その時間変化率が制限され、所定の遅れ時間を経て、第２出力値Ｉ_ｍａｘ２から第１出力値Ｉ_ｍａｘ１に上昇する。

この変化率制限手段９０９は、出力Ｉ_ｍａｘが第２出力値Ｉ_ｍａｘ２から第１出力値Ｉ_ｍａｘ１に急激に上昇するのを防止する。出力Ｉ_ｍａｘが第２出力値Ｉ_ｍａｘ２から第１出力値Ｉ_ｍａｘ１に急激に上昇すると、交流電力系統２における交流電流が急激に増加して、交流電力系統２が動揺する危険があるが、変化率制限手段９０９はこのような危険を防止する。

実施の形態７．
図８はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態７を示すブロック図である。この実施の形態７は、実施の形態１で使用した電流指令制限手段９ａに代わって、電流指令制限手段９ｄを使用する。その他は、実施の形態１と同じに構成される。

電流指令制限手段９ｄは、減算手段９１２ａと、増幅手段９１０と、制限手段９１１と、減算手段９１２ｂと、乗算手段９０２と、制限手段９０３とを有する。乗算手段９０２と制限手段９０３は、実施の形態１の電流指令制限手段９ａにおいて、使用されたものと同じものである。

減算手段９１２ａは、変動量Ｈから所定値ΔＨを減算し、その減算出力（Ｈ−ΔＨ）を増幅手段９１０に供給する。増幅手段９１０は減算手段９１２ａの減算出力（Ｈ−ΔＨ）を増幅し、その増幅出力を制限手段９１１に供給する。制限手段９１１は、その出力を上限値Ｉ_ｍａｘ０と下限値０の間の値に制限する。減算手段９１２ｂは、上限値Ｉ_ｍａｘ０から制限手段９１１の出力を減算し、制限出力Ｉ_ｍａｘを制限手段９０３に供給する。

変動量Ｈが所定値ΔＨより小さい場合には、増幅手段９１０の出力は０または負であり、制限手段９１１の出力も０であるので、減算手段９１２ｂからの制限出力Ｉｍａｘは上限値Ｉ_ｍａｘ０となり、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭは上限の制限値Ｉｄ^＊Ｌで制限される。

変動量Ｈが増大し、所定値ΔＨを超えると、増幅手段９１０および制限手段９１１の出力（H−ΔH）は変動量Ｈに応じて増大し、減算手段９１２ｂの制限出力Ｉ_ｍａｘは変動量Ｈに応じて減少するので、その制限出力Ｉ_ｍａｘに乗算手段９０２で（−１）を乗算した乗算値も変動量Ｈに応じて減少する。その結果、制限手段９０３から出力される無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭは変動量Ｈに応じて減少し、制御指令手段７の減算手段７０３から出力される無効電流偏差信号ΔＩｄも減少し、電力変換回路１から交流電力系統２へ供給される交流電力が減少する。

変動量Ｈがさらに増大して減算手段９１２ａの減算出力（H−ΔＨ）が上限値Ｉｍａｘ０を超えると、減算手段９１２ｂの減算出力は０以下となり、この減算出力に乗算手段９０２で（−１）を乗算した乗算出力も−１以下になるので、制限手段９０３による無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭは下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓになり、この制限値Ｉｄ^＊Ｓで制限され、電力変換回路１から交流電力系統２へ供給される交流電圧の基本波成分が下限の制限値Ｉｄ^＊Ｓで制限される。その後、変動量Ｈが減少すれば、無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭが増加し、それに伴なって電力変換回路１から交流電力系統２への交流電圧の基本波成分も増加することになる。

このように、実施の形態７においても、交流電力系統２における高調波成分が増加しても、変動量Ｈの大きさに応じて無効電流指令制限信号Ｉｄ^＊ _ＬＩＭの制限値を制御することにより、パワースイッチング素子を制御しながら、電力変換回路１による無効電力補償を継続できる。

この発明による無効電力補償装置は、交流電力系統に対する無効電力補償を行なうものであり、交流電力系統に接続され利用される。

図１はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態１を示すブロック図。 図２は実施の形態１に使用される変動量検出手段の詳細を示すブロック図。 図３はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態２に使用される変動量検出手段の詳細を示すブロック図。 図４はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態３に使用される変動量検出手段の詳細を示すブロック図。 図５はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態５を示すブロック図。 図６は実施の形態５に使用される変動量検出手段の詳細を示すブロック図。 図７はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態６を示すブロック図。 図５はこの発明による無効電力補償装置の実施の形態７を示すブロック図。

符号の説明

１：電力変換回路、２：交流電力系統、３：直流回路、３０：直流電源、
４：交流電圧検出手段、５：交流電流検出手段、
６：電圧制御手段、７：制御指令手段、
７０１：位相検出手段、７０２：座標変換手段、７０３、７０４：減算手段、
７０５，７０６：増幅手段、７０７：座標変換手段、
８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ：変動量検出手段、
８０１ａ、８０１ｂ、８０１ｃ、８０１ｄ：帯域通過フィルタ、
８０２ａ、８０２ｂ、８０２ｃ、８０２ｄ、８０２ｅ：減算手段、
８０３ａ、８０３ｂ、８０３ｃ、８０３ｄ：乗算手段、
８０４ａ、８０４ｂ、８０４ｃ、８０４ｄ、８０４ｅ：低域通過フィルタ、
８０５ａ、８０５ｂ、８０５ｃ、８０５ｄ、８０５ｅ：平方根演算手段、
８０６ａ、８０６ｂ：最大値選択手段、
８０７：座標変換手段、８０８：位相検出手段、
８０９：加算手段、８１０ａ、８１０ｂ、８１０ｃ：絶対値演算手段、
９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ：電流指令制限手段、９０１：ヒステリシス比較器、
９０２：乗算手段、９０３：制限手段、９０４：ヒステリシス比較器、
９０５：論理反転手段、９０６：オンディレイ手段、９０７：フリップフロップ、
９０８：スイッチ手段、９０９：変化率制限手段、９１０：増幅手段、
９１１：制限手段、９１２ａ、９１２ｂ：減算手段。

Claims (8)

1. 交流電力系統と直流電源回路とに接続され、スイッチング素子により前記直流電源回路からの直流電圧を交流電圧に変換して前記交流電力系統に給電する電力変換回路、
   前記交流電力系統における交流電圧を表わす交流電圧検出信号を出力する交流電圧検出手段、
   前記交流電力系統における交流電流を表わす交流電流検出信号を出力する交流電流検出手段、
   電流指令信号を受け、この電流指令信号と前記交流電圧検出信号と前記交流電流検出信号とに応じて交流電圧指令信号を出力する制御指令手段、および
   前記交流電圧指令信号に応じて前記電力変換回路のスイッチング素子を制御する交流電圧制御手段を備えた無効電力補償装置であって、
   前記交流電圧検出信号が、前記交流電力系統における交流電圧の基本周波数成分とそれに重畳された高調波成分を含み、さらに、前記無効電力補償装置が、前記交流電圧検出信号に基づいて、前記交流電力系統における交流電圧に含まれた高調波成分の大きさの変動を表わす変動量を出力する変動量検出手段と、前記電流指令信号を制限する制限手段とを有し、
   前記制限手段が前記変動量に基づいて前記電流指令信号を制限することを特徴とする無効電力補償装置。
2. 請求項１記載の無効電力補償装置であって、前記交流電力系統が三相として構成され、前記交流電圧検出信号も三相とされ、前記変動量が各相の交流電圧に含まれる高調波成分の中の最大値に追従して変動することを特徴とする無効電力補償装置。
3. 請求項１記載の無効電力補償装置であって、前記変動量が前記交流電力系統における交流電圧に含まれる特定の高調波成分に応じて変動することを特徴とする無効電力補償装置。
4. 請求項１記載の無効電力補償装置であって、前記制限手段は、前記変動量が所定値を超えたときに前記電流指令信号に対する制限値を低減することを特徴とする無効電力補償装
   置。
5. 請求項４記載の無効電力補償装置であって、前記制限手段は、前記変動量が第１の所定値を超えたときに前記電流指令信号に対する制限値を低減し、また前記変動量が第２の所定値よりも小さくなったときに前記電流指令信号に対する制限値を増加することを特徴とする無効電力補償装置。
6. 請求項５記載の無効電力補償装置であって、前記制限手段は、前記変動量が第１の所定値を超えたときに前記電流指令信号を予め設定された下限の制限値とし、また前記変動量が第２の所定値よりも小さくなったときに前記電流指令信号を上限の制限値とすることを特徴とする無効電力補償装置。
7. 請求項５記載の無効電力補償装置であって、前記電流指令信号に対する制限値を増加する場合の時間変化率が、前記電流指令信号に対する制限値を低減させる場合の時間変化率よりも小さくされることを特徴とする無効電力補償装置。
8. 請求項１記載の無効電力補償装置であって、前記電流指令信号は、無効電流指令信号と有効電流指令信号とを含み、前記制限手段は、前記無効電流指令信号を制限することを特徴とする無効電力補償装置。

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