JP5077431B2 - 系統安定化装置 - Google Patents
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Description
本発明は系統安定化装置に関し、負荷変動が定格を越える場合であっても過補償動作が行われることを防止するように工夫したものである。
近年、太陽光や風力などの自然エネルギーによる発電が利用されてきている。
図１５に、既存の電力系統（配電系統よりも上位の系統）１と配電系統（マイクログリッド）１０とが、線路インピーダンスＬｓと遮断器２を介して接続された例を示す。
図１５に、既存の電力系統（配電系統よりも上位の系統）１と配電系統（マイクログリッド）１０とが、線路インピーダンスＬｓと遮断器２を介して接続された例を示す。
マイクログリッドである配電系統１０には、分散電源１１と負荷１２が接続されている。分散電源１１は、図１５では１つの発電機として図示しているが、実際には、自然エネルギーを利用した自然エネルギー型発電設備（太陽光発電設備や風力発電設備など）と、内燃機関により駆動される内燃機関型発電設備（ディーゼル発電設備など）を含む、分散した複数の発電設備により構成されている。また、負荷１２も、実際には分散した複数の負荷である。
図１５に示すようなマイクログリッド１０では、自然エネルギー型発電設備を持っているため、天候や風速などにより、発電量が大きく変動する。
そこで、この発電量の変動を吸収する目的で系統安定化装置が用いられる。
そこで、この発電量の変動を吸収する目的で系統安定化装置が用いられる。
また、内燃機関型発電設備では、ガバナ制御により出力電力の調整をしている。しかし、ガバナ制御は応答が遅いため、負荷１２で消費する電力が急に変動した場合には、このような電力の急変動（急な過不足）に対して、内燃機関型発電設備では追従することができない。
このような電力の急変動に応答性良く追従することにより、内燃機関型発電設備をアシストし、電力の需要と供給のバランスをとるといった目的のためにも、系統安定化装置が用いられている。
このような電力の急変動に応答性良く追従することにより、内燃機関型発電設備をアシストし、電力の需要と供給のバランスをとるといった目的のためにも、系統安定化装置が用いられている。
系統安定化装置は、電力蓄積機能を有する電力変換装置であり、配電系統に設置され、前述した電力補償を行なう装置である。
図１６は、図１５に示す配電系統（マイクログリッド）１０に、系統安定化装置２０を備えた例である。系統安定化装置２０は、分散電源１１及び負荷１２に対して、並列に接続されている。
系統安定化装置２０は、制御部２１と、逆変換動作と順変換動作ができる電力変換器２２（インバータ）と、電気二重層キャパシタや蓄電池（バッテリー）などの直流充電部２３を、主要部材として有している。
電力変換器２２は、制御部２１から送られてくるゲート信号ｇに応じて動作する。この電力変換器２２は、順変換動作をするときには、配電系統１０から得た交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を直流充電部２３に充電し、逆変換動作をするときには、直流充電部２３に充電していた直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を配電系統１０に送る。
電力変換器２２は、制御部２１から送られてくるゲート信号ｇに応じて動作する。この電力変換器２２は、順変換動作をするときには、配電系統１０から得た交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を直流充電部２３に充電し、逆変換動作をするときには、直流充電部２３に充電していた直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を配電系統１０に送る。
なお、電力変換器（インバータ）２２から出力された電力は、フィルタ回路２７を通過してから、配電系統１０に送り出される。つまり、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電力は、電力変換器２２から出力された電力が、フィルタ回路２７によりフィルタリング処理された電力である。
フィルタ回路２７は、リアクトル，コンデンサ及びトランス等から構成されており、電力変換器２２が出力するパルス電圧を平滑にする機能を果たしている。
フィルタ回路２７は、リアクトル，コンデンサ及びトランス等から構成されており、電力変換器２２が出力するパルス電圧を平滑にする機能を果たしている。
系統安定化装置２０では、電力系統１から配電系統１０に流入してくる系統電流Ｉｓを電流検出器２４により検出し、配電系統１０の電圧である系統電圧Ｖｓを電圧検出器２５により検出し、電力変換器２２が入出力する変換器電流Ｉｉｎｖを電流検出器２６により検出する。また、後述する理由により、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流を検出する電流検出器ＡＡを備えている。
電力系統１に故障などが発生していない正常時には、遮断器２が接続状態となり、系統安定化装置２０では、配電系統１０が電力系統１に繋がった状態で運転を行なう「系統連系運転」が行なわれる。この系統連系運転時には、電力系統１と分散電源１１と系統安定化装置２０により、負荷１２に電力が供給される。
一方、電力系統１に故障が発生した異常時には、遮断器２が遮断状態となり、系統安泰化装置２０では、配電系統１０が電力系統１から切り離された状態で運転を行なう「自立運転」が行なわれる。この自立運転時には、分散電源１１と系統安定化装置２０により負荷１２に電力が供給される。
系統安定化装置２０は、系統連系運転時と、自立運転時において、次のような動作をする。
（１）系統連系運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０に流入する系統電流Ｉｓを検出し、この系統電流Ｉｓから系統電力を求めて、この系統電力の変動を抑制するように動作する。
（２）自立運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０内の系統電圧Ｖｓを検出し、この系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数が安定となるように補償動作を行なう。
（１）系統連系運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０に流入する系統電流Ｉｓを検出し、この系統電流Ｉｓから系統電力を求めて、この系統電力の変動を抑制するように動作する。
（２）自立運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０内の系統電圧Ｖｓを検出し、この系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数が安定となるように補償動作を行なう。
ここで、系統安定化装置２０の制御部２１の詳細を、図１７を参照して説明する。
位相同期回路（ＰＬＬ）１０１は、系統電圧Ｖｓから系統電圧Ｖｓの位相を示す基準位相信号θを出力する。正弦波発生器１０２は、基準位相信号θに同期した定格電圧に相当する三相電圧波形｛sin（θ），sin（θ−２／３π），sin（θ＋２／３π）｝を基準三相正弦波信号Ｋとして出力する。
位相同期回路（ＰＬＬ）１０１は、系統電圧Ｖｓから系統電圧Ｖｓの位相を示す基準位相信号θを出力する。正弦波発生器１０２は、基準位相信号θに同期した定格電圧に相当する三相電圧波形｛sin（θ），sin（θ−２／３π），sin（θ＋２／３π）｝を基準三相正弦波信号Ｋとして出力する。
切替スイッチ１０３は、系統連系運転時には図中で実線で示すように、可動接点１０３ａ，１０３ｂがＡ側に投入され、自立運転時には図中で点線で示すように、可動接点１０３ａ，１０３ｂがＢ側に投入される。
次に、系統連系時に作動する各機能ブロックの説明と、系統連系時の制御動作を併せて説明する。
ｄｑ変換部１０４は、系統電流Ｉｓを、基準位相信号θで示す位相で回転する回転座標系にｄｑ変換して系統電流の有効分Ｉｓｄと系統電流の無効分Ｉｓｑを出力する。
第１の変動検出ブロック１０５は、ｄｑ軸上の系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分を検出してこれを有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄとして出力し、第２の変動検出ブロック１０６は、ｄｑ軸上の系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分を検出してこれを無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力する。
変動検出ブロック１０５，１０６は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。
変動検出ブロック１０５，１０６は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。
ｄｑ変換部１０７は、変換器電流Ｉｉｎｖを、基準位相信号θで示す位相で回転する回転座標系にｄｑ変換して変換器電流の有効分Ｉｉｎｖｄと変換器電流の無効分Ｉｉｎｖｑを出力する。
減算部１０８は、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄから変換器電流の有効分Ｉｉｎｖｄを減算して有効分の電流偏差Δｄを出力する。減算部１０９は、無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑから変換器電流の無効分Ｉｉｎｖｑを減算して無効分の電流偏差Δｑを出力する。
電流制御部１１０は、有効分の電流偏差Δｄを比例積分（ＰＩ）制御して、有効分の電圧指令Ｖｄを出力する。電流制御部１１１は、無効分の電流偏差Δｑを比例積分（ＰＩ）制御して、無効分の電圧指令Ｖｑを出力する。
ｄｑ逆変換器部１１２は、有効分の電圧指令Ｖｄと無効分の電圧指令Ｖｑに対して、ｄｑ逆変換を施して、固定座標系の電圧指令Ｖφを出力する。
加算部１１３は、電圧指令Ｖφに基準三相正弦波信号Ｋを加算して、最終的な電圧指令Ｖ*を出力する。
加算部１１３は、電圧指令Ｖφに基準三相正弦波信号Ｋを加算して、最終的な電圧指令Ｖ*を出力する。
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調器１１４は、電圧指令Ｖ*をＰＷＭ変調してゲート信号ｇを出力する。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、系統連系運転時において、系統電流Ｉｓの変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、系統連系運転時において、系統電流Ｉｓの変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。
次に、自立運転時に作動する各機能ブロックの説明と、自立運転時の制御動作を併せて説明する。
周波数検出部１２１は、系統電圧Ｖｓの周波数を検出して周波数信号Ｆを出力する。なお、系統電圧Ｖｓの周波数は有効電力に対応しており、有効電力が低下すると系統電圧Ｖｓの周波数が低下し、有効電力が増加すると系統電圧Ｖｓの周波数が増加する対応関係になっている。
振幅検出部１２２は、系統電圧Ｖｓの振幅を検出して振幅信号Ｌを出力する。なお、系統電圧Ｖｓの振幅は無効電力に対応しており、無効電力が低下すると系統電圧Ｖｓの振幅が低下し、無効電力が増加すると系統電圧Ｖｓの振幅が増加する対応関係になっている。
第３の変動検出ブロック１２３は、周波数信号Ｆの変動分を検出してこれを有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄとして出力し、第４の変動検出ブロック１２４は、振幅信号Ｌの変動分を検出してこれを無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力する。
変動検出ブロック１２３，１２４は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。
変動検出ブロック１２３，１２４は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。
減算部１０８は、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄから変換器電流の有効分Ｉｉｎｖｄを減算して有効分の電流偏差Δｄを出力する。減算部１０９は、無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑから変換器電流の無効分Ｉｉｎｖｑを減算して無効分の電流偏差Δｑを出力する。
電流制御部１１０は、有効分の電流偏差Δｄを比例積分（ＰＩ）制御して、有効分の電圧指令Ｖｄを出力する。電流制御部１１１は、無効分の電流偏差Δｑを比例積分（ＰＩ）制御して、無効分の電圧指令Ｖｑを出力する。
ｄｑ逆変換器部１１２は、有効分の電圧指令Ｖｄと無効分の電圧指令Ｖｑに対して、ｄｑ逆変換を施して、固定座標系の電圧指令Ｖφを出力する。
加算部１１３は、電圧指令Ｖφに基準三相正弦波信号Ｋを加算して、最終的な電圧指令Ｖ*を出力する。
加算部１１３は、電圧指令Ｖφに基準三相正弦波信号Ｋを加算して、最終的な電圧指令Ｖ*を出力する。
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調器１１４は、電圧指令Ｖ*をＰＷＭ変調してゲート信号ｇを出力する。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、自立運転時において、系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数の変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、自立運転時において、系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数の変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。
変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４は、前述したように、バンドパスフィルタにより構成されている。
ここで、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として用いることができる、従来のバンドパスフィルタ５０の構成を図１８を参照して説明する。なお図１８においてｓは微分機能を示すラプラス演算子である。
ここで、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として用いることができる、従来のバンドパスフィルタ５０の構成を図１８を参照して説明する。なお図１８においてｓは微分機能を示すラプラス演算子である。
図１８に示すように、このバンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０は、ローパスフィルタ５１とローパスフィルタ５２と減算器５３とで構成されている。
なお、バンドパスフィルタ５０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とし、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ５１の時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ５２の時定数をＴ２とする。
なお、バンドパスフィルタ５０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とし、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ５１の時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ５２の時定数をＴ２とする。
ローパスフィルタ５１は、時定数が、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。
ローパスフィルタ５２は、時定数が、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。
両フィルタ５１，５２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
ローパスフィルタ５２は、時定数が、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。
両フィルタ５１，５２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
減算器５３は、ローパスフィルタ５１の出力信号から、ローパスフィルタ５２の出力信号を減算した信号を出力する。この減算器５３から出力される信号が、変動分信号である。
この変動分信号は、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
この変動分信号は、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
ところで上記従来技術では、次のような問題があった。
系統連系運転時には、系統電流Ｉｓの変動を抑制するために、系統安定化装置２０が作動して電力変換器２２から電力を出力して電力補償する。このため、電力変換器２２から電力補償のために出力した電流分だけ、次回に検出する系統電流Ｉｓの検出値が減少する。このように系統電流Ｉｓの検出値が減少してしまうと、系統電流Ｉｓの変動を確実に抑制することができなくなってしまう。
かかる不具合を防止するために、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出して、この出力電流検出値を系統電流検出値に加算することで、系統電流検出値の減少分を相殺する方法が考えられている。
しかし、この場合には、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流（フィルタ回路２７を通過した後の電流）を検出する電流検出器ＡＡが別途必要になるという問題がある。
しかし、この場合には、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流（フィルタ回路２７を通過した後の電流）を検出する電流検出器ＡＡが別途必要になるという問題がある。
また、上記の不具合を防止するために、変動検出ブロック１０５，１０６の出力側に比例積分（ＰＩ）アンプを備えて、電流指令Ｉｒｅｆｄ，Ｉｒｅｆｑを増幅することで、系統電流検出値の減少分を相殺する方法も考えられている。しかし、電流指令Ｉｒｅｆｄ，Ｉｒｅｆｑを増幅するＰＩアンプが別途必要になるという問題がある。
更に、ＰＩアンプは、入力信号の直流成分に対するゲインが無限大になるという特徴があるため、変動分が零であってもＰＩアンプ出力は零にならず系統安定化装置２０から電力が出力され続けてしまう。この不具合を解消するため、リセットする必要がある。
しかし、急激にリセットすると系統安定化装置２０から出力される電力が急激に零に変化し、系統等に悪影響を与えてしまうため、このような単純なリセットではなく、ＰＩアンプの出力を少しづつ零に戻すといった複雑な制御処理が必要になるという問題もある。
更に、ＰＩアンプは、入力信号の直流成分に対するゲインが無限大になるという特徴があるため、変動分が零であってもＰＩアンプ出力は零にならず系統安定化装置２０から電力が出力され続けてしまう。この不具合を解消するため、リセットする必要がある。
しかし、急激にリセットすると系統安定化装置２０から出力される電力が急激に零に変化し、系統等に悪影響を与えてしまうため、このような単純なリセットではなく、ＰＩアンプの出力を少しづつ零に戻すといった複雑な制御処理が必要になるという問題もある。
自立運転時には、系統電圧Ｖｓの周波数と振幅の変動を抑制するために、系統安定化装置２０が作動して電力変換器２２から電力を出力して電力補償する。このため、電力変換器２２から電力補償のために出力した電流分だけ、次回に検出する系統電圧Ｖｓの周波数検出値や振幅検出値が減少する。このように系統電圧Ｖｓの周波数検出値や振幅検出値が減少してしまうと、系統電圧Ｖｓの変動を確実に抑制することができなくなってしまう。
そこで、上述したのと同様に、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出して、この出力電流検出値を、系統電圧の周波数検出値や振幅検出値に加算したり、または、ＰＩアンプを備えたりすることが考えられている。しかし、これも、上述したのと同様な問題が発生する。
更に、負荷変動が定格を越える場合であっても過補償動作が行われることを防止するような工夫はされていなかった。
本発明は、上記従来技術に鑑み、系統安定化装置の出力電流を検出する電流検出器や、ＰＩアンプを用いることなく、負荷変動が定格を越える場合であっても安定した動作ができる系統安定化装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部とで構成され、
しかも、式（０１）で示す振動係数ζを１より大きい値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする。
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部とで構成され、
しかも、式（０１）で示す振動係数ζを１より大きい値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする。
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部とで構成され、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定され、振動係数ζはζ＝〔Ｔ１・α＋（Ｔ２／α）〕／〔２（Ｔ１・Ｔ２）1/2〕に設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする。
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部とで構成され、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定され、振動係数ζはζ＝〔Ｔ１・α＋（Ｔ２／α）〕／〔２（Ｔ１・Ｔ２）1/2〕に設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする。
また本発明の構成は、
前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
前記減算信号にゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
前記アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときには前記アンプ信号を変動分として求め、前記アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときには前記アンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
前記アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする。
前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
前記減算信号にゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
前記アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときには前記アンプ信号を変動分として求め、前記アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときには前記アンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
前記アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする。
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部を有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記遅延回路から出力された信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記加算器から出力された信号を減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、式（０１）で示す振動係数ζを１より大きい値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部を有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記遅延回路から出力された信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記加算器から出力された信号を減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、式（０１）で示す振動係数ζを１より大きい値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部を有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記遅延回路から出力された信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記加算器から出力された信号を減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定され、振動係数ζはζ＝〔Ｔ１・α＋（Ｔ２／α）〕／〔２（Ｔ１・Ｔ２）1/2〕に設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部を有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記遅延回路から出力された信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記加算器から出力された信号を減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定され、振動係数ζはζ＝〔Ｔ１・α＋（Ｔ２／α）〕／〔２（Ｔ１・Ｔ２）1/2〕に設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
また本発明の構成は、
前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
前記フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
前記第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
前記リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
前記加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、前記遅延信号とし、
前記フィルタ信号から前記加算信号を減算して第２の減算信号求め、
前記第２の減算信号に、ゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
前記アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときには前記アンプ信号を変動分として求め、前記アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときには前記アンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
前記アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする。
前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
前記フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
前記第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
前記リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
前記加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、前記遅延信号とし、
前記フィルタ信号から前記加算信号を減算して第２の減算信号求め、
前記第２の減算信号に、ゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
前記アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときには前記アンプ信号を変動分として求め、前記アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときには前記アンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
前記アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする。
本発明によれば、系統安定化装置が補償電力を出力することに起因して、系統電流検出値や系統電圧検出値が減少しようとしたときに、変動検出ブロック内においてフィードバック制御をしたり、信号増幅をしたりしている。
一般的に、電力変換器（インバータ）の交流出力側には、インバータから出力されるパルス電圧を平滑するために、フィルタ回路（リアクトル，コンデンサ及びトランス等から構成される）が付加されている。
本発明では、変動検出ブロック内においてフィードバック制御をしたり、信号増幅をしたりすることにより、前述の減少分を補償しているため、系統安定化装置から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器から出力されフィルタ回路にてフィルタリング処理されてから配電系統に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いることなく、系統安定化装置による安定した制御動作を確保することができる。
一般的に、電力変換器（インバータ）の交流出力側には、インバータから出力されるパルス電圧を平滑するために、フィルタ回路（リアクトル，コンデンサ及びトランス等から構成される）が付加されている。
本発明では、変動検出ブロック内においてフィードバック制御をしたり、信号増幅をしたりすることにより、前述の減少分を補償しているため、系統安定化装置から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器から出力されフィルタ回路にてフィルタリング処理されてから配電系統に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いることなく、系統安定化装置による安定した制御動作を確保することができる。
更に負荷変動が定格を越えた場合には、補償動作が行われることを抑制でき直流充電部に充電した直流電力を無駄に使用することを防止することができる。
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る変動検出ブロック６０を示す。この変動検出ブロック６０は、系統安定化装置２０の制御部２１（図１６参照）に組み込んだ、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図１７参照）に適用するものである。
図１に示すように、この変動検出ブロック６０は、ローパスフィルタ６１と、ローパスフィルタ６２と、減算器６３と、フィードバック回路６４と、加算器６５と、定格リミッタ６６で構成されている。
なお、変動検出ブロック６０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とし、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ６１の時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ６２の時定数をＴ２とする。
なお、変動検出ブロック６０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とし、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ６１の時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ６２の時定数をＴ２とする。
ローパスフィルタ６１は、時定数が、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。
ローパスフィルタ６２は、時定数が、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。
両フィルタ６１，６２は、入力信号及びフィードバック回路６４を通ってフィードバックされたフィードバック信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号及びフィードバック信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
ローパスフィルタ６２は、時定数が、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。
両フィルタ６１，６２は、入力信号及びフィードバック回路６４を通ってフィードバックされたフィードバック信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号及びフィードバック信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
減算器６３は、ローパスフィルタ６１の出力信号から、ローパスフィルタ６２の出力信号を減算した信号を出力する。
減算器６３から出力された信号は、フィードバック回路６４を通ってフィードバックされ、加算器６５により入力信号に加算されてから、ローパスフィルタ６１，６２に入力される。
減算器６３から出力された信号は、フィードバック回路６４を通ってフィードバックされ、加算器６５により入力信号に加算されてから、ローパスフィルタ６１，６２に入力される。
結局、減算器６３からは、フィードバック信号が加算された入力信号に含まれている、変動分信号が出力される。
この変動分信号は、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
このような変動分信号は、定格リミッタ６６を通過してから出力されるため、その信号値（指令値）の上限値・下限値が定格値にリミットされてから出力される。
実施例１においては、フィードバック回路６４によりフィードバックされるフィードバック信号は、変換器電流Ｉｉｎｖに対応しているため、変換器電流Ｉｉｎｖを入力信号に加算していることと等価になる。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、交流出力電流Ｉｉｎｖに対応したフィードバック信号を入力信号に加算しているため、前記の減少分をフィードバック信号により補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
なお、図１に示す実施例１の変動検出ブロック６０の伝達関数は、次式（１）で示される。なお式（２）は遅れ要素の一般式である。
式（１）から分かるように、変動検出ブロック６０の伝達関数は、微分要素と、ゲイン要素と、遅れ要素に分解できる。そこで、式（１）の遅れ要素と、式（２）の遅れ要素との係数比較をすると、振動係数ζ＝（Ｔ１／Ｔ２）1/2となる。
時定数Ｔ１は、ノイズ除去用の時定数であるため、非常に小さい値である。一方、時定数Ｔ２は、変動検出する時間を設定するための時定数であるため、通常、時定数Ｔ１よりも大きい値に設計するため、Ｔ２＞＞Ｔ１が成り立つ。
このようにＴ２＞＞Ｔ１となっているため、次式（３）に示すように、振動係数ζは１よりも小さくなり振動的になる。
このようにＴ２＞＞Ｔ１となっているため、次式（３）に示すように、振動係数ζは１よりも小さくなり振動的になる。
図２は、本発明の実施例２に係る変動検出ブロック７０を示す。この変動検出ブロック７０は、系統安定化装置２０の制御部２１（図１６参照）に組み込んだ、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図１７参照）に適用するものである。
実施例２の変動検出ブロック７０は、実施例１の変動検出ブロック６０を改良したものであり、実施例１の問題、即ち特性が振動的となる問題を解決したものである。
実施例２の変動検出ブロック７０は、実施例１の変動検出ブロック６０を改良したものであり、実施例１の問題、即ち特性が振動的となる問題を解決したものである。
図２に示すように、この変動検出ブロック７０は、ローパスフィルタ７１と、ローパスフィルタ７２と、減算器７３と、アンプ７４と、定格リミッタ７５で構成されている。
なお、変動検出ブロック７０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とし、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ７１の時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ７２の時定数をＴ２とする。
更に、設定数αは、後述する式（６）で示す値であり、
Ｔ３＝Ｔ１×α、Ｔ４＝Ｔ２／αとして設定している。
なお、変動検出ブロック７０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とし、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ７１の時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ７２の時定数をＴ２とする。
更に、設定数αは、後述する式（６）で示す値であり、
Ｔ３＝Ｔ１×α、Ｔ４＝Ｔ２／αとして設定している。
ローパスフィルタ７１は、時定数が、時定数Ｔ３となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。時定数Ｔ３は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１に設定数αを乗算した値である。
ローパスフィルタ７２は、時定数が、時定数Ｔ４となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。時定数Ｔ４は、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２を設定数αで除算した値である。
両フィルタ７１，７２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
ローパスフィルタ７２は、時定数が、時定数Ｔ４となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。時定数Ｔ４は、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２を設定数αで除算した値である。
両フィルタ７１，７２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
減算器７３は、ローパスフィルタ７１の出力信号から、ローパスフィルタ７２の出力信号を減算した信号を出力する。
減算器７３からは、入力信号に含まれている、変動分信号が出力される。
この変動分信号は、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
この変動分信号は、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
減算器７３から出力される変動分信号は、アンプ７４により増幅される。このアンプ７４のゲインＧは、後述する式（７）で示す値である。
更に、アンプ７４により増幅された変動分信号は、定格リミッタ７５を通過してから出力されるため、その信号値（指令値）の上限値・下限値が定格値にリミットされてから出力される。
更に、アンプ７４により増幅された変動分信号は、定格リミッタ７５を通過してから出力されるため、その信号値（指令値）の上限値・下限値が定格値にリミットされてから出力される。
実施例２おいては、変動分信号をアンプ７４により増幅し、この増幅した信号を有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄまたは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力する。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、変動分信号をアンプ７４により増幅した信号を、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄまたは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力するため、前記の減少分をアンプ７４により増幅することにより補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、変動分信号をアンプ７４により増幅した信号を、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄまたは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力するため、前記の減少分をアンプ７４により増幅することにより補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
ここで、変動検出ブロック７０の特性を説明する。
変動検出ブロック７０の伝達関数は次式（４）で示される。
変動検出ブロック７０の伝達関数は次式（４）で示される。
式（４）の遅れ要素の振動係数ζは次式（５）で示される。式（５）においてζ＞１となるように設計すれば、振動的でなくなる。
また設定数αは式（５）を変形することにより、次式（６）として表すことができる。
ゲインＧは、式（１）のゲインの項と、式（４）のゲインの項を比較することにより、次式（７）として表すことができる。
ゲインＧは、式（１）のゲインの項と、式（４）のゲインの項を比較することにより、次式（７）として表すことができる。
変動検出ブロック７０の各フィルタ７１，７２の設計手法としては、式（５）で示すζをζ＞１として、その後に、式（６）（７）を用いて設定数αとゲインＧを決定する。
このようにすれば、ζ＞１とすることができ、変動検出ブロック７０の特性が振動的でなくなるという特徴を奏する。
実施例３では、変動検出ブロック７０の構成自体は、実施例２と同じであるが、変動検出ブロック７０の各フィルタ７１，７２の設計方法の手順が異なる。
実施例３の設計手法では、ゲインＧを先に決定し、その後に設定数αを決定する。このようにすることで、振動係数ζを指標とした設計ではなく、ゲインＧの項を優先した設定が可能となる。
実施例３の設計手法では、ゲインＧを先に決定し、その後に設定数αを決定する。このようにすることで、振動係数ζを指標とした設計ではなく、ゲインＧの項を優先した設定が可能となる。
具体的には、式（１）で示すゲインの項と、式（４）で示すゲインの項の係数比較を行なうと、ゲインＧを先に設定した場合の設定数αは、次式（８）で表される。
なお振動係数ζは、実施例２で示した式（５）と同じである。
ここで、図１７に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として変動検出ブロック７０を採用して制御部２１を構成し、この制御部２１を組み込んだ系統安定化装置２０を用いたときの、配電系統（図１６参照）の電流特性を図３を参照して説明する。
なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。また、図３において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値を示している。
なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。また、図３において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値を示している。
図３（ａ）に示すように負荷電流ＩLがステップ状に定格値にまで増加（電流値が０から定格値に急変）したときには、電力変換器２２からは、図３（ｂ）に示すように、電流値が定格値から漸減して零になる変換器電流Ｉｉｎｖが出力され、系統電流Ｉｓは、図３（ｃ）に示すように、一次遅れ特性をもって増加してから定格値となる。
図４は、本発明の実施例４に係る変動検出ブロック８０を示す。この変動検出ブロック８０は、系統安定化装置２０の制御部２１（図１６参照）に組み込んだ、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図１７参照）に適用するものである。
図４に示すように、この変動検出ブロック８０は、ローパスフィルタ８１と、リミッタ８２と、遅延回路８３と、第１の減算器８４と、第２の減算器８５と、加算器８６と、アンプ８７と、定格リミッタ８８で構成されている。
なお変動検出ブロック８０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１とする。なおｆ１＝１／Ｔ１となっている。
更に、設定数αは、前述した式（６）で示す値であり、Ｔ３＝Ｔ１×αとして設定している。
なお変動検出ブロック８０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１とする。なおｆ１＝１／Ｔ１となっている。
更に、設定数αは、前述した式（６）で示す値であり、Ｔ３＝Ｔ１×αとして設定している。
ローパスフィルタ８１は、時定数が、時定数Ｔ３となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。時定数Ｔ３は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１に設定数αを乗算した値である。
ローパスフィルタ８１は、入力信号が入力されると、そのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
ローパスフィルタ８１は、入力信号が入力されると、そのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、入力信号とは、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌである。
リミッタ８２は、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有している。
なお、Ｔ５は、任意の時間に設定したクッション時間であり、Ｔｓは１サンプル周期であり、Ｘはリミット値である。
このリミッタ８２は、１サンプル周期Ｔｓあたりの変化量を制限するものである。リミッタ８２は、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）と−Ｘ（下限のリミット値）の間の値であるときには、その信号の信号値をそのまま保持して出力し、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）以上である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで増加し、その後は値を＋Ｘに制限し、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、−Ｘ（下限のリミット値）以下である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで減少し、その後は値を−Ｘに制限する。
なお、Ｔ５は、任意の時間に設定したクッション時間であり、Ｔｓは１サンプル周期であり、Ｘはリミット値である。
このリミッタ８２は、１サンプル周期Ｔｓあたりの変化量を制限するものである。リミッタ８２は、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）と−Ｘ（下限のリミット値）の間の値であるときには、その信号の信号値をそのまま保持して出力し、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）以上である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで増加し、その後は値を＋Ｘに制限し、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、−Ｘ（下限のリミット値）以下である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで減少し、その後は値を−Ｘに制限する。
遅延回路８３は、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する特性を有している。この遅延回路８３は、例えば、Ｚ-1となった特性を有するＺ変換回路などにより構成することができる。
減算器８４は、一次遅れ特性のフィルタ８１の出力信号から、遅延回路８３の出力信号を減算して、減算した信号をリミッタ８２に送る。
つまり、遅延回路８３の出力信号を、リミッタ８２の前段で負帰還している。
つまり、遅延回路８３の出力信号を、リミッタ８２の前段で負帰還している。
加算器８６は、リミッタ８２から出力された信号と遅延回路８３から出力された信号とを加算して出力する。
つまり、遅延回路８３の出力信号を、リミッタ８２の後段で正帰還している。
つまり、遅延回路８３の出力信号を、リミッタ８２の後段で正帰還している。
遅延回路８３は、加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力している。
このように、遅延回路８３から出力された信号を、リミッタ８２の前段で負帰還し、リミッタ８３の後段で正帰還しているため、信号状態は次のようになる。
減算器８４の出力は、「現在のサンプル値−１サンプル周期前のリミッタ処理後の値」となる。
したがって、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以下で−Ｘ以上である場合には、リミッタ８２から出力される信号値は０となる。
一方、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、リミッタ８２から出力される信号値は、その上限値・下限値がリミット値（＋Ｘ，−Ｘ）で制限された値となる。
したがって、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以下で−Ｘ以上である場合には、リミッタ８２から出力される信号値は０となる。
一方、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、リミッタ８２から出力される信号値は、その上限値・下限値がリミット値（＋Ｘ，−Ｘ）で制限された値となる。
加算器８６の出力は、「リミッタの出力＋１サンプル周期前のリミッタ処理後の値」となる。
したがって、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、加算器８６から出力される信号値は、直線的に増加していく。
したがって、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、加算器８６から出力される信号値は、直線的に増加していく。
減算器８５は、一次遅れ特性のローパスフィルタ８１の出力信号から加算器８６の出力信号を減算して出力する。この減算器８５からは、入力信号に含まれている、変動分信号が出力される。
この変動分信号は、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
この変動分信号は、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０５であれば系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０６であれば系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２３であれば周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄであり、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２４であれば振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑである。
減算器８５から出力される変動分信号は、アンプ８７により増幅される。このアンプ８７のゲインＧは、前述した式（７）で示す値である。
更に、アンプ８７により増幅された変動分信号は、定格リミッタ８８を通過してから出力されるため、その信号値（指令値）の上限値・下限値が定格値にリミットされてから出力される。
更に、アンプ８７により増幅された変動分信号は、定格リミッタ８８を通過してから出力されるため、その信号値（指令値）の上限値・下限値が定格値にリミットされてから出力される。
実施例４においては、変動分信号をアンプ８７により増幅し、この増幅した信号を有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄまたは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力する。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、変動分信号をアンプ８７により増幅した信号を、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄまたは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力するため、前記の減少分をアンプ８７により増幅することにより補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、変動分信号をアンプ８７により増幅した信号を、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄまたは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力するため、前記の減少分をアンプ８７により増幅することにより補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
なお変動検出ブロック８０のフィルタ８１の設計手法としては、式（５）で示すζをζ＞１として、その後に、式（６）（７）を用いて設定数αとゲインＧを決定する。
このようにすれば、ζ＞１とすることができ、変動検出ブロック８０の特性が振動的でなくなるという特徴を奏する。
このようにすれば、ζ＞１とすることができ、変動検出ブロック８０の特性が振動的でなくなるという特徴を奏する。
ここで、図１７に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として変動検出ブロック８０を採用して制御部２１を構成し、この制御部２１を組み込んだ系統安定化装置２０を用いたときの、配電系統（図１６参照）の電流特性を図５を参照して説明する。
なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。また、図５において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値を示している。
なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。また、図５において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値を示している。
図５（ａ）に示すように負荷電流ＩLがステップ状に定格値にまで増加（電流値が０から定格値に急変）したときには、電力変換器２２からは、図５（ｂ）に示すように、電流値が定格値から直線的に減少して零になる変換器電流Ｉｉｎｖが出力され、系統電流Ｉｓは、図５（ｃ）に示すように、直線的に増加してから定格値となる。
実施例５では、変動検出ブロック８０の構成自体は、実施例４と同じであるが、変動検出ブロック８０のフィルタ８１の設計方法の手順が異なる。
実施例５の設計手法では、ゲインＧを先に決定し、その後に設定数αを決定する。このようにすることで、振動係数ζを指標とした設計ではなく、ゲインＧの項を優先した設定が可能となる。
実施例５の設計手法では、ゲインＧを先に決定し、その後に設定数αを決定する。このようにすることで、振動係数ζを指標とした設計ではなく、ゲインＧの項を優先した設定が可能となる。
具体的には、式（１）で示すゲインの項と、式（４）で示すゲインの項の係数比較を行なうと、ゲインＧを先に設定した場合の設定数αは、前述した式（８）で表される。
なお振動係数ζは、前述した式（５）と同じである。
なお振動係数ζは、前述した式（５）と同じである。
＜変動検出ブロック７０，８０の改良すべき点＞
図２に示す変動検出ブロック７０と、図４に示す変動検出ブロック８０については、負荷変動が定格の範囲内であれば動作に問題はないが、負荷変動が定格を越える場合に動作に問題が生じることがある。
このことを、図６と図７を参照して説明する。なお、図６，図７において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値、３ｐ．ｕ．は定格の3倍の値を示している。
図２に示す変動検出ブロック７０と、図４に示す変動検出ブロック８０については、負荷変動が定格の範囲内であれば動作に問題はないが、負荷変動が定格を越える場合に動作に問題が生じることがある。
このことを、図６と図７を参照して説明する。なお、図６，図７において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値、３ｐ．ｕ．は定格の3倍の値を示している。
図１７に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として変動検出ブロック７０を採用して制御部２１を構成し、この制御部２１を組み込んだ系統安定化装置２０を用いたときに、負荷変動が定格の3倍になったときの、配電系統（図１６参照）の電流特性を図６を参照して説明する。なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。
図６（ａ）に示すように負荷が定格の3倍に急増して負荷電流ＩLがステップ状に増加（電流値が０から定格の3倍の値に急変）したときには、理想的には、電力変換器２２からは、図6（ｂ）に示すように、定格分の変換器電流Ｉｉｎｖが出力されて、系統電流Ｉｓが、図６（ｃ）に示すように変化すればよい。
しかし、定格を上回る負荷変動が発生した場合、変動検出ブロック７０のうち定格リミッタ７５よりも前段の部分では、補償できる変動に上限はないものとして演算が行われ、このようにして演算された変動分信号が、定格リミッタ７５により定格値に抑制されて出力される。
図６（ｄ）において、点線は補償できる変動に上限はないものとして変動分信号の演算が行われたとしたときの変換器電流Ｉｉｎｖであり、実線は定格リミッタ７５により変動分信号が定格値に抑制されたときの変換器電流Ｉｉｎｖである。
図６（ｄ）において、点線は補償できる変動に上限はないものとして変動分信号の演算が行われたとしたときの変換器電流Ｉｉｎｖであり、実線は定格リミッタ７５により変動分信号が定格値に抑制されたときの変換器電流Ｉｉｎｖである。
図６（ｄ）に実線で示すように、期間Ｔｄ１にわたって定格値の変換器電流Ｉｉｎｖが出力されてから、この変換器電流Ｉｉｎｖが漸減していくという過補償動作が行われてしまう。つまり、期間Ｔｄ１において定格値の変換器電流Ｉｉｎｖが出力され、これにより過補償動作が行われてしまう。
このような過補償動作が行われてしまうと、この期間Ｔｄ１において追加の負荷変動（負荷増加）が発生したときに、この変動を全く補償することができない。
なお、図６（ｅ）は、実際の系統電流Ｉｓを示す。
このような過補償動作が行われてしまうと、この期間Ｔｄ１において追加の負荷変動（負荷増加）が発生したときに、この変動を全く補償することができない。
なお、図６（ｅ）は、実際の系統電流Ｉｓを示す。
図１７に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として変動検出ブロック８０を採用して制御部２１を構成し、この制御部２１を組み込んだ系統安定化装置２０を用いたときに、負荷変動が定格の3倍になったときの、配電系統（図１６参照）の電流特性を図７を参照して説明する。なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。
図７（ａ）に示すように負荷が定格の3倍に急増して負荷電流ＩLがステップ状に増加（電流値が０から定格の3倍の値に急変）したときには、理想的には、電力変換器２２からは、図７（ｂ）に示すように、定格分の変換器電流Ｉｉｎｖが出力されて、系統電流Ｉｓが、図７（ｃ）に示すように変化すればよい。
しかし、定格を上回る負荷変動が発生した場合、変動検出ブロック８０のうち定格リミッタ８８よりも前段の部分では、補償できる変動に上限はないものとして演算が行われ、このようにして演算された変動分信号が、定格リミッタ８８により定格値に抑制されて出力される。
図７（ｄ）において、点線は補償できる変動に上限はないものとして変動分信号の演算が行われたとしたときの変換器電流Ｉｉｎｖであり、実線は定格リミッタ８８により変動分信号が定格値に抑制されたときの変換器電流Ｉｉｎｖである。
図７（ｄ）において、点線は補償できる変動に上限はないものとして変動分信号の演算が行われたとしたときの変換器電流Ｉｉｎｖであり、実線は定格リミッタ８８により変動分信号が定格値に抑制されたときの変換器電流Ｉｉｎｖである。
図７（ｄ）に実線で示すように、期間Ｔｄ２にわたって定格値の変換器電流Ｉｉｎｖが出力されてから、この変換器電流Ｉｉｎｖが直線的に減少していくという過補償動作が行われてしまう。つまり、期間Ｔｄ２において定格値の変換器電流Ｉｉｎｖが出力され、これにより過補償動作が行われてしまう。
このような過補償動作が行われてしまうと、この期間Ｔｄ２において追加の負荷変動（負荷増加）が発生したときに、この変動を全く補償することができない。
なお、図７（ｅ）は、実際の系統電流Ｉｓを示す。
このような過補償動作が行われてしまうと、この期間Ｔｄ２において追加の負荷変動（負荷増加）が発生したときに、この変動を全く補償することができない。
なお、図７（ｅ）は、実際の系統電流Ｉｓを示す。
このように、過補償動作が行われてしまうと、期間Ｔｄ１，Ｔｄ２において追加の負荷変動（負荷増加）が発生したときに、この変動を全く補償することができないという問題がある。
また、過補償動作が行われる期間Ｔｄ１，Ｔｄ２において、無駄に変換器電流Ｉｉｎｖが出力されてしまうため、直流充電部２３に充電していた電力を無駄に使用してしまうという問題がある。
特に、直流充電部２３を電気二重層キャパシタにより構成した場合には、電気二重層キャパシタはバッテリに比べて蓄電容量が小さいため、かかる現象により無駄に電力を消費しきってしまうと、次に発生した負荷変動を抑制できなくなってしまうという状態に陥りやすい。
特に、直流充電部２３を電気二重層キャパシタにより構成した場合には、電気二重層キャパシタはバッテリに比べて蓄電容量が小さいため、かかる現象により無駄に電力を消費しきってしまうと、次に発生した負荷変動を抑制できなくなってしまうという状態に陥りやすい。
これから述べる実施例６以降の実施例では、定格を上回る負荷変動が発生した場合であっても、過補償動作することを回避しつつ、最適に系統安定化制御ができるようにしたものである。
図８は、本発明の実施例６に係る変動検出ブロック７０Ａを示す。この変動検出ブロック７０Ａは、図２に示す変動検出ブロック７０の構成に、更に、過補償抑制部２００を追加したものである。
このため、変動検出ブロック７０と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略し、過補償抑制部２００を中心に説明をする。
このため、変動検出ブロック７０と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略し、過補償抑制部２００を中心に説明をする。
過補償抑制部２００は、リミッタオーバー判定ブロック２０１と、時定数変更ブロック２０２を有している。
リミッタオーバー判定ブロック２０１は、タイマまたはデジタルカウンタにより構成したものであり、定格リミッタ７５に入力される変動分信号の信号値が、定格リミッタ７５に設定した定格値（±１ｐ．ｕ．）以上になったためリミット動作が行われて、定格リミッタ７５から出力される変動分信号の信号値が定格値にリミットされたことを検出する。
更に、リミッタオーバー判定ブロック２０１は、
（１）「定格リミッタ７５から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」が継続しているタイマ時間が、予め決めた一定時間以上経過したとき（タイマで構成した場合）や、
（２）「定格リミッタ７５から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」の動作回数が予め決めた所定カウント回数を越えたとき（デジタルカウンタで構成した場合）に、
時定数変更信号Ｈを出力する。
（１）「定格リミッタ７５から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」が継続しているタイマ時間が、予め決めた一定時間以上経過したとき（タイマで構成した場合）や、
（２）「定格リミッタ７５から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」の動作回数が予め決めた所定カウント回数を越えたとき（デジタルカウンタで構成した場合）に、
時定数変更信号Ｈを出力する。
また、リミッタオーバー判定ブロック２０１は、時定数変更信号Ｈを出力した後に、定格リミッタ７５に入力される変動分信号の信号値が、定格値（±１）未満になったら、時定数変更信号Ｈの出力を停止し、タイマ時間やカウント回数をリセットする。
時定数変更ブロック２０２は、リミッタオーバー判定ブロック２０１から時定数変更信号Ｈが出力されていないときには、ローパスフィルタ７２に設定した時定数Ｔ４をそのまま維持する。
一方、リミッタオーバー判定ブロック２０１から時定数変更信号Ｈが出力されているときには、時定数変更ブロック２０２は、ローパスフィルタ７２の時定数を、小さい値、例えばＴ４の１／３に変更する。
なお、リミッタオーバー判定ブロック２０１から出力されていた時定数変更信号Ｈの出力が停止されると、時定数変更ブロック２０２は、ローパスフィルタ７２の時定数を直ちに時定数Ｔ４に戻す。
一方、リミッタオーバー判定ブロック２０１から時定数変更信号Ｈが出力されているときには、時定数変更ブロック２０２は、ローパスフィルタ７２の時定数を、小さい値、例えばＴ４の１／３に変更する。
なお、リミッタオーバー判定ブロック２０１から出力されていた時定数変更信号Ｈの出力が停止されると、時定数変更ブロック２０２は、ローパスフィルタ７２の時定数を直ちに時定数Ｔ４に戻す。
図１７に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として変動検出ブロック７０Ａを採用して制御部２１を構成し、この制御部２１を組み込んだ系統安定化装置２０を用いたときに、負荷変動が定格の3倍になったときの、配電系統（図１６参照）の電流特性を図９を参照して説明する。なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。
図９（ａ）に示すように負荷が定格の3倍に急増して負荷電流ＩLがステップ状に増加（電流値が０から定格の3倍の値に急変）したときには、定格リミッタ７５に入力される変動分信号は定格を越えて大きくなり、この状態が予め決めた一定時間以上継続すると、リミッタオーバー判定ブロック２０１から時定数変更信号Ｈが出力され、時定数変更ブロック２０２により、ローパスフィルタ７２の時定数がＴ４から、１／３×（Ｔ４）に変更される。
ローパスフィルタ７２に設定する時定数は、変動検出時間を規定するものであるため、この時定数を小さくすると、定格リミッタ７５に入力される変動分信号が定格値を越える状態となっている時間を短くすることができる。換言すると、定格リミッタ７５から出力される変動分信号が定格値となっている時間を短くすることができる。
このため、図９（ｂ）において実線で示すように、定格値となっている変換器信号Ｉｉｎｖが出力される時間が短くなる。
このため、図９（ｂ）において実線で示すように、定格値となっている変換器信号Ｉｉｎｖが出力される時間が短くなる。
このようにしてローパスフィルタ７２に設定する時定数を小さくすると、定格リミッタ７５に入力される変動分信号も減少し、定格リミッタ７５に入力される変動分信号が定格値未満になると、リミッタオーバー判定ブロック２０１からの時定数変更信号Ｈが停止し、時定数変更ブロック２０２により、ローパスフィルタ７２の時定数がＴ４に戻される。
したがって、時定数がＴ４に戻った後は、図９（ｂ）において実線で示すように、時定数Ｔ４で規定される減少特性に応じて、変換器電流Ｉｉｎｖの値が漸減していく。
したがって、時定数がＴ４に戻った後は、図９（ｂ）において実線で示すように、時定数Ｔ４で規定される減少特性に応じて、変換器電流Ｉｉｎｖの値が漸減していく。
結局、変換器電流Ｉｉｎｖの値が定格値となっている時間を短縮することができ、変換器電流Ｉｉｎｖの値は、短時間だけ定格値となっているが、その後は、時定数Ｔ４で規定される減少特性に応じて漸減していく。
このように、補償電流として出力される変換器電流Ｉｉｎｖの値は、負荷急増後に短時間だけ定格値となっているが、その後は、時定数Ｔ４で規定される減少特性に応じて漸減していくため、図９（ｃ）に示すように系統電流Ｉｓは変動が小さくなる。
そして、変換器電流Ｉｉｎｖが定格値となっている時間が短くなるため、直流充電部２３に充電していた電力を無駄に使用することを防止することができる。
なお前記実施例６は、コンピュータに予め設定した演算処理プログラム（ソフトウエア）を用いて演算することにより、実現することもできる。
つまり、ソフトウエアを利用した実施例では、変動検出ブロック７０Ａとしては、ハードウエアであるコンピュータに、変動検出ブロック７０Ａとして必要な演算処理をする演算処理プログラム（ソフトエア）を組み込んだ（設定した）ものとして構成することができる。
このようなソフトウエアを利用した実施例に係る変動検出ブロック７０Ａでは、次のような演算処理を、演算処理プログラムにより演算する。
（１） 演算処理プログラムにより、変動検出ブロック７０Ａの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定される。
（２） 上記設定が完了後、変動検出ブロック７０Ａは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
（２−１） 変動検出ブロック７０Ａに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
（２−２） 変動検出ブロック７０Ａに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
（２−３） 第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
（２−４） 減算信号にゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
（２−４） アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときにはアンプ信号を変動分として求め、アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときにはアンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
（２−５） アンプ信号の信号値が定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、第２のフィルタ信号を求める際のフィルタ処理の時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、アンプ信号の信号値が定格値よりも小さい状態になったら、第２のフィルタ信号を求める際のフィルタ処理の時定数をＴ４に戻す。
（２−１） 変動検出ブロック７０Ａに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
（２−２） 変動検出ブロック７０Ａに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
（２−３） 第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
（２−４） 減算信号にゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
（２−４） アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときにはアンプ信号を変動分として求め、アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときにはアンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
（２−５） アンプ信号の信号値が定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、第２のフィルタ信号を求める際のフィルタ処理の時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、アンプ信号の信号値が定格値よりも小さい状態になったら、第２のフィルタ信号を求める際のフィルタ処理の時定数をＴ４に戻す。
このようにして、負荷変動が定格を越える場合であっても、過補償動作が行われることを防止することができる。
図１０は、本発明の実施例７に係る変動検出ブロック８０Ａを示す。この変動検出ブロック８０Ａは、図４に示す変動検出ブロック８０の構成に、更に、過補償抑制部３００を追加したものである。
このため、変動検出ブロック８０と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略し、過補償抑制部３００を中心に説明をする。
このため、変動検出ブロック８０と同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略し、過補償抑制部３００を中心に説明をする。
過補償抑制部３００は、リミッタオーバー判定ブロック３０１と、クッション時間変更ブロック３０２を有している。
リミッタオーバー判定ブロック３０１は、タイマまたはデジタルカウンタにより構成したものであり、定格リミッタ８８に入力される変動分信号の信号値が、定格リミッタ８８に設定した定格値（±１ｐ．ｕ．）以上になったためリミット動作が行われて、定格リミッタ８８から出力される変動分信号の信号値が定格値にリミットされたことを検出する。
更に、リミッタオーバー判定ブロック３０１は、
（１）「定格リミッタ８８から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」が継続しているタイマ時間が、予め決めた一定時間以上経過したとき（タイマで構成した場合）や、
（２）「定格リミッタ８８から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」の動作回数が予め決めた所定カウント回数を越えたとき（デジタルカウンタで構成した場合）に、
クッション時間変更信号ｈを出力する。
（１）「定格リミッタ８８から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」が継続しているタイマ時間が、予め決めた一定時間以上経過したとき（タイマで構成した場合）や、
（２）「定格リミッタ８８から出力される変動分信号の信号値が定格値（±１ｐ．ｕ．）にリミットされるリミット動作」の動作回数が予め決めた所定カウント回数を越えたとき（デジタルカウンタで構成した場合）に、
クッション時間変更信号ｈを出力する。
また、リミッタオーバー判定ブロック３０１は、クッション時間変更信号ｈを出力した後に、定格リミッタ８８に入力される変動分信号の信号値が、定格値（±１）未満になったら、クッション時間変更信号ｈの出力を停止し、タイマ時間やカウント回数をリセットする。
クッション時間変更ブロック３０２は、リミッタオーバー判定ブロック３０１からクッション時間変更信号ｈが出力されていないときには、リミッタ８２に設定したクッション時間Ｔ５をそのまま維持する。
一方、リミッタオーバー判定ブロック３０１からクッション時間変更信号ｈが出力されているときには、クッション時間変更ブロック３０２は、リミッタ８２のクッション時間を、小さい値、例えばＴ５の１／１０に変更する。
なお、リミッタオーバー判定ブロック３０１から出力されていたクッション時間変更信号ｈの出力が停止されると、クッション時間変更ブロック３０２は、リミッタ８２のクッション時間を直ちにクッション時間Ｔ５に戻す。
一方、リミッタオーバー判定ブロック３０１からクッション時間変更信号ｈが出力されているときには、クッション時間変更ブロック３０２は、リミッタ８２のクッション時間を、小さい値、例えばＴ５の１／１０に変更する。
なお、リミッタオーバー判定ブロック３０１から出力されていたクッション時間変更信号ｈの出力が停止されると、クッション時間変更ブロック３０２は、リミッタ８２のクッション時間を直ちにクッション時間Ｔ５に戻す。
図１７に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として変動検出ブロック８０Ａを採用して制御部２１を構成し、この制御部２１を組み込んだ系統安定化装置２０を用いたときに、負荷変動が定格の3倍になったときの、配電系統（図１６参照）の電流特性を図１１を参照して説明する。なお、この電流特性は系統連系運転時の特性である。
図１１（ａ）に示すように負荷が定格の3倍に急増して負荷電流ＩLがステップ状に増加（電流値が０から定格の3倍の値に急変）したときには、定格リミッタ８８に入力される変動分信号は定格を越えて大きくなり、この状態が予め決めた一定時間以上継続すると、リミッタオーバー判定ブロック３０１からクッション時間変更信号ｈが出力され、クッション時間変更ブロック３０２により、リミッタ８２のクッション時間がＴ５から、１／１０×（Ｔ５）に変更される。
リミッタ８２に設定するクッション時間は、変動検出時間を規定するものであるため、このクッション時間を小さくすると、定格リミッタ８８に入力される変動分信号が定格値を越える状態となっている時間を短くすることができる。換言すると、定格リミッタ８８から出力される変動分信号が定格値となっている時間を短くすることができる。
このため、図１１（ｂ）において実線で示すように、定格値となっている変換器信号Ｉｉｎｖが出力される時間が短くなる。
このため、図１１（ｂ）において実線で示すように、定格値となっている変換器信号Ｉｉｎｖが出力される時間が短くなる。
このようにしてリミッタ８２に設定するクッション時間を小さくすると、定格リミッタ８８に入力される変動分信号も減少し、定格リミッタ８８に入力される変動分信号が定格値未満になると、リミッタオーバー判定ブロック３０１からのクッション時間変更信号ｈが停止し、クッション時間変更ブロック３０２により、リミッタ８２のクッション時間がＴ５に戻される。
したがって、クッション時間がＴ５に戻った後は、図１１（ｂ）において実線で示すように、クッション時間Ｔ５で規定される減少特性に応じて、変換器電流Ｉｉｎｖの値が直線的に減少していく。
したがって、クッション時間がＴ５に戻った後は、図１１（ｂ）において実線で示すように、クッション時間Ｔ５で規定される減少特性に応じて、変換器電流Ｉｉｎｖの値が直線的に減少していく。
結局、変換器電流Ｉｉｎｖの値が定格値となっている時間を短縮することができ、変換器電流Ｉｉｎｖの値は、短時間だけ定格値となっているが、その後は、クッション時間Ｔ５で規定される減少特性に応じて直線的に減少していく。
このように、補償電流として出力される変換器電流Ｉｉｎｖの値は、負荷急増後に短時間だけ定格値となっているが、その後は、クッション時間Ｔ５で規定される減少特性に応じて直線的に減少していくため、図１１（ｃ）に示すように系統電流Ｉｓは変動が小さくなる。
そして、変換器電流Ｉｉｎｖが定格値となっている時間が短くなるため、直流充電部２３に充電していた電力を無駄に使用することを防止することができる。
図１２は、本発明の実施例８に係る変動検出ブロック８０Ｂを示す。この変動検出ブロック８０Ｂは、図１０に示す変動検出ブロック８０Ａの構成に、更に、他の機能構造を追加したものである。
このため、変動検出ブロック８０Ｂと同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略し、追加した他の機能構造を中心に説明をする。
このため、変動検出ブロック８０Ｂと同一部分には同一符号を付して重複する説明は省略し、追加した他の機能構造を中心に説明をする。
実施例８では、アンプ８７から出力される変動分信号に対して、加算器４０１により、直流充電部（電気二重層キャパシタ）２３の直流電圧ＶDCを一定に制御するための充放電指令ｅ１と、外部から入力される電流指令ｅ２が加算される。そして、この加算した信号が、充放電リミッタ４０２を通過してから定格リミッタ８８に入力される。
なお、充放電指令ｅ１は、充放電指令出力部４１０から出力される。この充放電指令出力部４１０は、直流充電部（電気二重層キャパシタ）２３の直流電圧ＶDCを一定に制御するための充放電指令ｅ１を出力する。
充放電リミッタ４０２のリミット上限値とリミット下限値は、直流充電部２３の残存容量に応じて制限される電流値により変動する。
つまり、充放電リミッタ４０２では、直流充電部２３の残存容量に応じて、充電時にはリミット上限値ｆ１１とリミット下限値ｆ１２が設定され、放電時にはリミット上限値ｆ２１とリミット下限値ｆ２２が設定される。
つまり、充放電リミッタ４０２では、直流充電部２３の残存容量に応じて、充電時にはリミット上限値ｆ１１とリミット下限値ｆ１２が設定され、放電時にはリミット上限値ｆ２１とリミット下限値ｆ２２が設定される。
なお、充電時におけるリミット上限値ｆ１１とリミット下限値ｆ１２や、放電時におけるリミット上限値ｆ２１とリミット下限値ｆ２２は、リミット値設定部４２０により、設定される。
リミット値設定部４２０は、直流充電部２３の残存容量に応じて充電時のリミット上限値ｆ１１とリミット下限値ｆ１２、放電時のリミット上限値ｆ２１とリミット下限値ｆ２２を設定する。
リミット値設定部４２０は、直流充電部２３の残存容量に応じて充電時のリミット上限値ｆ１１とリミット下限値ｆ１２、放電時のリミット上限値ｆ２１とリミット下限値ｆ２２を設定する。
論理和判定部４０３は、充放電リミッタ４０２に入力される信号が、この充電リミッタ４０２に設定したリミット値を越えた場合、または、定格リミッタ８８に入力される信号が、この定格リミッタ８８に設定したリミット値を越えた場合に、値が１となっているリミット動作信号Ｌｉを出力する。
一方、論理和判定部４０３は、充電リミッタ４０２に入力される信号が、この充電リミッタ４０２に設定したリミット値を越えず、しかも、定格リミッタ８８に入力される信号が、この定格リミッタ８８に設定したリミット値を越えない場合には、リミット動作信号Ｌｉは出力しない。
一方、論理和判定部４０３は、充電リミッタ４０２に入力される信号が、この充電リミッタ４０２に設定したリミット値を越えず、しかも、定格リミッタ８８に入力される信号が、この定格リミッタ８８に設定したリミット値を越えない場合には、リミット動作信号Ｌｉは出力しない。
リミッタオーバー判定ブロック３０１は、リミット動作信号Ｌｉの出力時間が予め決めた一定時間以上継続したときや、リミット動作信号Ｌｉの出力回数が予め決めた所定カウント回数を越えたときに、クッション時間変更信号ｈを出力する。
他の部分の構成は、図１０に示す変動検出ブロック８０Ａと同様である。
この実施例では、指令ｅ１，ｅ２を加味した制御や、直流充電部２３の残存容量を制御しつつ、最適な変動分信号を出力することができる。
図１３は、本発明の実施例９に係る変動検出ブロック８０Ｃを示す。この変動検出ブロック８０Ｃは、図１２に示す変動検出ブロック８０Ｂの構成のうち、リミッタオーバー判定ブロック３０１と、クッション時間変更ブロック３０２の動作機能を変更したものである。
リミッタオーバー判定ブロック３１０は、乗算器３１１と、加算器３１２と、リミッタ３１３と、遅延回路３１４を有しており、リミット動作信号Ｌｉが入力されると、時間の経過と共に値が漸増していくクッション時間変更信号ｈを出力する。
クッション時間変更ブロック３２０は、減算器３２１と、加算器３２２と、乗算器３２３，３２４を有しており、時間Ｔ５と、時間Ｔ５／１０が設定されている。
このクッション時間変更ブロック３２０は、クッション時間変更信号ｈが入力されると、リミッタ８２に設定するクッション時間をＴ５からＴ５／１０に徐々に変更し、クッション時間変更信号ｈが入力されなくなると、リミッタ８２に設定するクッション時間をＴ５／１０からＴ５徐々に戻すようにしている。
このクッション時間変更ブロック３２０は、クッション時間変更信号ｈが入力されると、リミッタ８２に設定するクッション時間をＴ５からＴ５／１０に徐々に変更し、クッション時間変更信号ｈが入力されなくなると、リミッタ８２に設定するクッション時間をＴ５／１０からＴ５徐々に戻すようにしている。
上記の変動検出ブロック８０Ｃを用いたときの、電流特性等を図１４に示す。図１４（ａ）に示すように負荷が急変した場合、図１４（ｃ）に示すように変換器電流Ｉｉｎｖが定格値となっている時間が短くなり、図１４（ｄ）に示すように系統電流Ｉｓの波形の乱れが小さくなる。
また、図１４（ｂ）に示すように、リミッタ８２に設定するクッション時間が、徐々に減少してから徐々に復帰する。
このように、動作を緩やかに変化させることにより、他の機器に悪影響を与えることを防止することができる。
また、図１４（ｂ）に示すように、リミッタ８２に設定するクッション時間が、徐々に減少してから徐々に復帰する。
このように、動作を緩やかに変化させることにより、他の機器に悪影響を与えることを防止することができる。
なお前記実施例７，８，９は、コンピュータに予め設定した演算処理プログラム（ソフトウエア）を用いて演算することにより、実現することもできる。
つまり、ソフトウエアを利用した実施例では、変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃとしては、ハードウエアであるコンピュータに、変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃとして必要な演算処理をする演算処理プログラム（ソフトエア）を組み込んだ（設定した）ものとして構成することができる。
このようなソフトウエアを利用した実施例に係る変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃでは、次のような演算処理を、演算処理プログラムにより演算する。
（１） 演算処理プログラムにより、変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定される。
（２） 上記設定が完了後、変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
（２−１） 変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
（２−２） フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
（２−３） 第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
（２−４） リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
（２−５） 加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、遅延信号とし、
（２−６） フィルタ信号から加算信号を減算して第２の減算信号求め、
（２−７） 第２の減算信号に、ゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
（２−８） アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときにはアンプ信号を変動分として求め、アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときにはアンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
（２−９） アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、リミット処理する際のクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、リミット処理する際のクッション時間をＴ５に戻す。
（２−１） 変動検出ブロック８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
（２−２） フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
（２−３） 第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
（２−４） リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
（２−５） 加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、遅延信号とし、
（２−６） フィルタ信号から加算信号を減算して第２の減算信号求め、
（２−７） 第２の減算信号に、ゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
（２−８） アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときにはアンプ信号を変動分として求め、アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときにはアンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
（２−９） アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、リミット処理する際のクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、リミット処理する際のクッション時間をＴ５に戻す。
このようにして、負荷変動が定格を越える場合であっても、過補償動作が行われることを防止することができる。
１ 電力系統
２ 遮断器
１０ 配電系統
１１ 分散電源
１２ 負荷
２０ 系統安定化装置
２１ 制御部
２２ 電力変換器
２３ 直流充電部
２４，２６ 電流検出器
２５ 電圧検出器
６０，７０，８０，７０Ａ，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ 変動検出ブロック
１０５，１０６，１２３，１２４ 変動検出ブロック
２００，３００ 過補償抑制部
２０１，３０１ リミッタバーバー判定ブロック
２０２ 時定数変更ブロック
２０３ クッション時間変更ブロック
２ 遮断器
１０ 配電系統
１１ 分散電源
１２ 負荷
２０ 系統安定化装置
２１ 制御部
２２ 電力変換器
２３ 直流充電部
２４，２６ 電流検出器
２５ 電圧検出器
６０，７０，８０，７０Ａ，８０Ａ，８０Ｂ，８０Ｃ 変動検出ブロック
１０５，１０６，１２３，１２４ 変動検出ブロック
２００，３００ 過補償抑制部
２０１，３０１ リミッタバーバー判定ブロック
２０２ 時定数変更ブロック
２０３ クッション時間変更ブロック
Claims (6)
- 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部とで構成され、
しかも、式（０１）で示す振動係数ζを１より大きい値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
- 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部とで構成され、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定され、振動係数ζはζ＝〔Ｔ１・α＋（Ｔ２／α）〕／〔２（Ｔ１・Ｔ２）1/2〕に設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
- 請求項１または請求項２に記載の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
前記減算信号にゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
前記アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときには前記アンプ信号を変動分として求め、前記アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときには前記アンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
前記アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、前記第２のフィルタの時定数をＴ４に戻す、
ことを特徴とする系統安定化装置。 - 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部を有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記遅延回路から出力された信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記加算器から出力された信号を減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、式（０１）で示す振動係数ζを１より大きい値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
- 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプと、前記アンプから出力されたアンプ信号が予め設定した定格値よりも小さいときには前記アンプ信号をそのまま通過させ前記アンプ信号が予め設定した定格値以上となったときには信号値を定格値に抑制してから前記アンプ信号を通過させる定格リミッタと、過補償抑制部を有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記遅延回路から出力された信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号から前記加算器から出力された信号を減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定され、振動係数ζはζ＝〔Ｔ１・α＋（Ｔ２／α）〕／〔２（Ｔ１・Ｔ２）1/2〕に設定され、
更に、前記過補償抑制部は、前記アンプ信号の信号値が前記定格リミッタにより定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号が前記定格リミッタをそのまま通過する状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻すことを特徴とする、
系統安定化装置。
- 請求項４または請求項５に記載の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
前記フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
前記第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
前記リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
前記加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、前記遅延信号とし、
前記フィルタ信号から前記加算信号を減算して第２の減算信号求め、
前記第２の減算信号に、ゲインＧを乗算してアンプ信号を求め、
前記アンプ信号が予め決めた定格値よりも小さいときには前記アンプ信号を変動分として求め、前記アンプ信号が予め決めた定格値以上となったときには前記アンプ信号を定格値に抑制して変動分として求め、求めた変動分を電流指令として出力し、
前記アンプ信号の信号値が前記定格値に抑制される状態が予め決めた一定時間以上継続したら、前記リミッタのクッション時間をＴ５よりも小さい値に変更し、前記アンプ信号の信号値が前記定格値よりも小さい状態になったら、前記リミッタのクッション時間をＴ５に戻す、
ことを特徴とする系統安定化装置。
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