JP5485524B2

JP5485524B2 - 電力潮流制御装置

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Publication number: JP5485524B2
Application number: JP2008211047A
Authority: JP
Inventors: チャンドヴァルマスレシ; 富士宏山田; 重幸杉本; 玄上田; 範久出原
Original assignee: Chubu Electric Power Co Inc
Current assignee: Chubu Electric Power Co Inc
Priority date: 2008-08-19
Filing date: 2008-08-19
Publication date: 2014-05-07
Anticipated expiration: 2028-08-19
Also published as: JP2010051065A

Description

本発明は、送電電力を制御するための電力潮流制御装置に関する。

従来の電力潮流制御装置として、下記特許文献１に記載のものが知られている。この電力潮流制御装置は、回転子と固定子を有し、回転子が第１の交流電力系統と接続され、固定子が第２の交流電力系統と接続される回転形変圧器と、回転子の回転角度範囲を制限するストッパ装置と、回転子を駆動する駆動電動機と、回転形変圧器の現通過電力と所定通過電力を比較し、回転子の角速度から駆動電動機の出力トルクを調整するトルク制御器とから構成されており、回転子の固定子に対する回転速度を調整することにより、回転形変圧器の通過有効電力を連続的に調整可能である。

特開２００５−２５３２１５号公報

このような電力潮流制御装置では、有効電力を調整することができるものの、無効電力を調整することができない。又、例えば１００ｋＶＡの容量とすると約２．５トンの装置重量になる等、装置が大型であり、電柱上に設置することができない。更に、電力系統に直列に挿入されるため、装置が故障すると電力潮流制御を行えない。

そこで、請求項１に記載の発明は、電力の位相の調整を行うことができ、更に柱上設置が可能な程にコンパクトな電力潮流制御装置を提供することを目的としたものである。

又、請求項２に記載の発明は、電力の位相の調整を行うことができ、更に軽量であり、故障発生時にも縮退運転が可能である電力潮流制御装置を提供することを目的としたものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、第１の交流電力系統と第２の交流電力系統の間に設置された回転型の位相器を複数含み、各前記位相器は、回転子と固定子とを備え、各前記位相器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、各前記位相器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、各前記位相器は、互いに直列に接続されており、各前記位相器は、２台の回転型移相変圧器を含み、各前記回転型移相変圧器は、回転子と固定子とを備え、各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、各前記回転型移相変圧器は、互いに直列に接続されていて、各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、各前記位相器の前記回転子を構成し、各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、各前記位相器の前記固定子を構成することを特徴とするものである。

上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、第１の交流電力系統と第２の交流電力系統の間に設置された回転型の位相器を複数含み、各前記位相器は、回転子と固定子とを備え、各前記位相器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、各前記位相器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、各前記位相器は、互いに並列に接続されており、各前記位相器は、２台の回転型移相変圧器を含み、各前記回転型移相変圧器は、回転子と固定子とを備え、各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、各前記回転型移相変圧器は、互いに直列に接続されていて、各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、各前記位相器の前記回転子を構成し、各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、各前記位相器の前記固定子を構成することを特徴とするものである。

請求項３に記載の発明は、上記発明にあって、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統は、三相交流に係るものであり、各前記回転型移相変圧器の前記固定子は、前記三相交流の３種のノードにそれぞれ対応する３つの巻線を有するものであり、３つの当該巻線は、Ｙ結線されており、当該Ｙ結線の中性点は、接地されていないことを特徴とするものである。

本発明によれば、位相器を複数設置して電力潮流制御装置を構成するため、位相器を大幅に軽量化して装置全体としてもコンパクトにすることができ、位相器を直列２段の回転型移相変圧器としたので、無効電力の調整が可能となる等、高度な電力潮流制御が可能である。

以下、本発明に係る実施の形態の例（第１〜第２形態及び変更例）につき、適宜図面に基づいて説明する。なお、本発明の形態は、これらの例に限定されない。

＜第１形態＞
［構成等］
図１は第１形態に係る電力潮流制御装置１の説明図であって、電力潮流制御装置１は、回転型の位相器を複数台（ここでは３台の位相器２〜４）備えている。位相器２〜４は、直列に接続されている。そして、電力潮流制御装置１は、二つの電力系統（系統α，系統β）を結ぶ送電線５に挿入されている。送電線５は、ここでは三相交流を送電する。

位相器２にあっては、図２に詳細を示すように、２台のＵＰＦＣ（Unified Power Flow Controller）方式の回転型移相変圧器１０，１１が、直列に接続されている。

即ち、ノードａ１〜ｃ１は系統α側であり、ノードａ２〜ｃ２は系統β側であるところ、各ノードａ１〜ｃ１では、送電線５（図２では送電線５ａ〜５ｃ）に分路６（図２で送電線５ａ〜５ｃに対し順に分路６ａ〜６ｃ）が設けられており、送電線５側に巻線８ｒ（巻線８ｒａ〜８ｒｃ）が設けられると共に、当該巻線８ｒに対して分路６側に巻線８ｓが設けられる（巻線８ｒａ〜８ｒｃに対して順に巻線８ｓａ〜８ｓｃ）。巻線８ｒは、円柱状の回転子の外側面に配置され、巻線８ｓは、当該回転子を囲む円筒状の固定子の内面に配置される。巻線８ｒａ〜８ｒｃは、ここでは等角度を置いて配置され、巻線８ｓａ〜８ｓｃは、順に巻線８ｒａ〜８ｒｃに対向するように配置される。そして、巻線８ｒ，８ｓ（ないし固定子・回転子・変圧器等）により、回転型の回転型移相変圧器１０が構成される。ここで、送電線５側に巻線８ｒが設けられ、巻線８ｒが送電線５に挿入されるので、回転子の巻線８ｒは系統αと系統βの間に直列に挿入されていることになる。又、分路６は、系統α側から分かれているので、固定子の巻線８ｓは、系統αと接続されていることになる。なお、回転子を円筒状とし、固定子を円柱状としても良い。

又、送電線５では、巻線８ｒ（巻線８ｒａ〜８ｒｃ）に対して巻線９ｒ（巻線９ｒａ〜９ｒｃ）が直列に接続されており、分路６では、巻線８ｓ（巻線８ｓａ〜８ｓｃ）に対して巻線９ｓ（巻線９ｓａ〜９ｓｃ）が直列に接続されている。巻線９ｒは、巻線８ｒと同様にして別の回転子に設置され、巻線９ｓは、巻線８ｓと同様にして別の固定子に設置される。各回転子は、図示しない駆動機によって、任意の回転角ないし回転速度で回転可能である。そして、巻線９ｒ，９ｓ（ないし固定子・回転子・変圧器等）により、回転型の回転型移相変圧器１１が構成され、又ここでも同様に、回転子の巻線９ｒは系統αと系統βの間に直列に挿入されていることになり、固定子の巻線９ｓは、系統αと接続されていることになる。なお、回転子を円筒状とし、固定子を円柱状としても良い。

そして、位相器３，４は、それぞれ位相器２と同様に成る。

［シミュレーション］
図３は、電力潮流制御装置１を、２本の所定の送電線５の末端ループ側に設けた場合のシミュレーション系統の例を示す。各送電線５のリアクタンスは、一般の配電線１０ｋｍに相当する１１．５５ｍＨとする（図３のコイルｄ１，ｄ２参照）。

（位相器のシミュレーション）
図３に基づくシミュレーションに先立ち、各位相器２〜４の特性を調べるため、図３と同様の系統において電力潮流制御装置１の代わりに位相器２のみを配置した場合のシミュレーションを行う（図４参照）。このシミュレーションにおいて、回転型移相変圧器１０における固定子の巻線８ｓと回転子の巻線８ｒの巻数比を、１：０．１とし、回転型移相変圧器１１における巻線９ｓ，９ｒについても同様とする。更に、位相器２外部の配電側（入力側、調整前の側）の電圧をＶ１、有効電力をＰ１、無効電力をＱ１とし、戻り側（出力側、調整後の側）の電圧をＶ２、有効電力をＰ２、無効電力をＱ２とする。又、位相器２における巻線８ｒの電圧をＶｒ１とし、巻線９ｒの電圧をＶｒ２とし、それぞれの位相に相当する、電圧Ｖｒ１の電圧Ｖ１に対する角度を∠Ｖｒ１とし、電圧Ｖｒ２の電圧Ｖ２に対する角度を∠Ｖｒ２とする。

図５は電圧Ｖ１，Ｖ２，Ｖｒ１，Ｖｒ２の関係を示す図であり、電圧Ｖ２は、電圧Ｖ１に対し、電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２をベクトルとして加えることで出力され、電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２により調整される。位相器２では、電圧振幅をなるべく変化させずに位相のみを簡易に変化させる（位相を簡易に調整する）ため、電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２の大きさは同等とし、角度∠Ｖｒ１，∠Ｖｒ２を同様に変化させる。なお、電圧振幅を厳密に変化させないようにするため、角度∠Ｖｒ１を角度∠Ｖｒ２に対し若干大きくしても良い。

角度∠Ｖｒ１を９０〜−９０度の範囲で変化させると共に、角度∠Ｖｒ２を９０〜２７０度の範囲で変化させた場合のシミュレーション結果を図６に示す。電気トルクＴｅ、機械トルクＴｍ、回転子速度ωｒについては、回転型移相変圧器１０，１１の双方について示しており、又、電圧位相差は、図４における電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差を示しており、更に、回転子アングルθｒ１は回転型移相変圧器１０における巻線８ｒの巻線８ｓに対する角度であり、回転子アングルθｒ２は回転型移相変圧器１１における巻線９ｒの巻線９ｓに対する角度である。

図６から、位相器２における回転型移相変圧器１０，１１の各回転子について、互いに逆方向に変化させることにより、有効電力Ｐ１を連続的に変化させることが可能であるといえる。そして、固定子の巻線８ｓ，９ｓと回転子の巻線８ｒ，９ｒの巻数比を１：０．１としたので、回転子の（直列の）巻線８ｒ，９ｒから出力される電圧は、定格電圧の０．１倍程度となる。即ち、固定子巻線と回転子巻線との巻数比が１：１である通常の回転型移相変圧器と比べると、通過電流は同じで、回転子の巻線８ｒ，９ｒにかかる電圧が０．１倍となる。よって、各回転型移相変圧器１０，１１の１台当たりの容量は０．１倍で済み、回転型移相変圧器１０，１１を直列に接続した位相器２において、容量は０．２倍で済む。例えば、容量として１ＭＶＡを要する場合、前記通常の回転型移相変圧器では容量１ＭＶＡのものが必要であるが、位相器２では、それぞれ容量１００ｋＶＡの回転型移相変圧器１０，１１が合計２台で良いことになる。しかし、容量１００ｋＶＡの回転型移相変圧器１０であっても、重量２．５トン級のものとなってしまうため、柱上に設置するためには更なる小型化、小容量化を図る必要がある。

（装置全体の電圧位相差）
そこで、図３に戻り、位相器２〜４を直列に接続することを考える。ここで、電力潮流制御装置１全体によって電圧位相差θを発生させるとすると、電力潮流制御装置１を通過する電力Ｐは、送電線のインダクタンスをＸ_Ｌとして、下記［数１］で表される。即ち、電力潮流制御装置１から発生させるべき電圧位相差は、インダクタンスＸ_Ｌによって異なることになる。又、［数１］を電圧位相差θについて解くと、次の［数２］となる。

（位相器の電圧位相差）
そして、図３で示すように、電力潮流制御装置１は３台の位相器２〜４を直列に接続して成るから、各位相器２〜４で発生させる電圧位相差は、θ／３で良いのである。

図３の場合、送電線（６．６ｋＶ配電線とし、即ちＶ１＝６．６ｋＶ，Ｖ２＝６．６ｋＶとする）のインダクタンスＸ_Ｌに関わるリアクタンスは１１．５５ｍＨ（配電線１０ｋｍ相当）であるから、電力潮流制御装置１全体で１ＭＷの電力を融通するために必要な電圧位相差は、次の［数３］の通りである。

すると、各位相器２〜４では、１１．５／３≒３．８度の電圧位相差を発生可能であれば足りることになる。そこで、位相器２に係る図７の場合で、３．８度の電圧位相差を発生させるために必要な回転子側の直列の巻線８ｒ，９ｒの電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２を求める。なお、位相器２の巻線８ｒ（回転型移相変圧器１０）側の系統を系統γとし、巻線９ｒ（回転型移相変圧器１１）側の系統を系統δとする。又、系統γ側の入力電圧をＶ１とし、系統δ側の出力電圧をＶ２とする。

これら電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２，Ｖ１，Ｖ２の関係を図８に示す。位相を調整するため、電圧Ｖ１，Ｖ２の大きさは同じとするから、三角形ｄｅｆは二等辺三角形であり、回転型移相変圧器１０，１１は同様に成るから、電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２の大きさは等しく、電圧Ｖｒ１の先端は辺ｅｆの中点となる。

よって、図８において電圧Ｖｒ１の先端に点ｇを置いた図９にあって、三角形ｄｅｇは直角三角形であり、∠ｅｄｇは電圧Ｖ１，Ｖ２のなす角である∠ｅｄｆ即ちθｍａｘの２分の１となる。従って、次の［数４］が成立し、これに最大位相変化量θｍａｘを３．８度とすることを加味すれば［数５］の通りとなる。

この［数５］によれば、定格電圧Ｖ１の０．０３３倍の電圧Ｖｒ１を巻線８ｒ，９ｒから出すことができれば、最大３．８度の位相変化を起こすことが可能である。通常の回転型移相変圧器と比べると、通過電流は同じで、直列の巻線にかかる電圧が０．０３３倍であるため、各回転型移相変圧器１０，１１の容量は０．０３３倍となる。例えば、通過容量１ＭＷでは、各回転型移相変圧器１０，１１の容量は３３ｋＶＡの容量で済む。一般に、３０ｋＶＡ級の回転型移相変圧器の装置重量は９００ｋｇ程度となるので、回転型移相変圧器１０，１１につき、互いに接続した状態で、それぞれ柱上に設置することが可能となる。なお、回転型移相変圧器や位相器の接続数を増やすことで、１台当たりの容量をより小さくしても良く、装置重量や大きさ、コストを考慮して、最適な容量を選定することができる。

（装置全体のシミュレーション）
以上に基づき、図３に戻り、回転型移相変圧器１０，１１を有する位相器２に、同様の位相器３，４を直列に接続した電力潮流制御装置１に関するシミュレーションを行う。このシミュレーションにおいては、各回転型移相変圧器１０，１１の容量は３３ｋＶＡとし、固定子の巻線８ｓと回転子の巻線８ｒの巻数比を１：０．０３３とし、巻線９ｓ，９ｒについても同様とする。回転型移相変圧器１０，１１の各回転子は、電圧の振幅を変化させずに位相のみを変化させる目的で、互いに逆回転させており、より詳しくは、∠Ｖｒ１を９０度から−９０度まで変化させると共に、∠Ｖｒ２を９０度から２７０度まで変化させる（図５参照）。なお、各位相器２〜４の回転型移相変圧器１０の回転子は、共にそろって∠Ｖｒ１につき９０度から−９０度まで変化させる。

シミュレーション結果を図１０に示す。電気トルクＴｅ、機械トルクＴｍ、回転子速度ωｒについては、各位相器２〜４に係る回転型移相変圧器１０，１１の双方について示しており、又、電圧位相差は、図３における電圧Ｖ１，Ｖ２の位相差を示しており、更に、回転子アングルθｒ１は各回転型移相変圧器１０における巻線８ｒの巻線８ｓに対する角度であり、回転子アングルθｒ２は各回転型移相変圧器１１における巻線９ｒの巻線９ｓに対する角度である。

図１０から、電圧振幅及び無効電力をほとんど変化させることなく、通過電力を±１ＭＷ程度の範囲で連続的に制御できていることが確認できる。

又、図１０の場合における、位相器２の回転型移相変圧器１０，１１の巻線８ｒ，９ｒにかかる電圧・通過電流・通過容量について、図１１に示す。ここで、巻線８ｒにつき電圧Ｖｒｍｓ＿ＬＣ１１，通過電流Ｉｒｍｓ＿ＬＣ１１，通過容量ＭＶＡ＿ＬＣ１１であり、巻線９ｒにつき電圧Ｖｒｍｓ＿ＬＣ１２，通過電流Ｉｒｍｓ＿ＬＣ１２，通過容量ＭＶＡ＿ＬＣ１２である。なお、位相器３，４についても位相器２と同様である。

図１０，図１１より、各回転型移相変圧器１０，１１の通過容量は最大でも２５ｋＶＡ程度であり、電力潮流制御装置１全体としては１ＭＶＡ近い電力を流しているが、各回転型移相変圧器１０，１１の１台当たりの通過容量は十分小さく抑えられているといえる。

［効果］
以上の電力潮流制御装置１では、第１の交流電力系統αと第２の交流電力系統βの間に設置された回転型の位相器２〜４を複数（３台）含み、前記各位相器２〜４は、回転子と固定子とを備え、前記各回転子が、前記第１の交流電力系統αと前記第２の交流電力系統βの間に（直列に）挿入され、前記各固定子が、前記第１の交流電力系統αに（並列に）接続されており（位相器３，４は第１の交流電力系統には接続されていない）、前記各位相器２〜４は、互いに直列に接続されているので、各位相器２〜４が必要とする容量を大幅に低減することができ、電力潮流制御装置１全体としても装置重量を大幅に低減することができる。更に、回転子の巻線８ｒ，９ｒの巻数を相対的に少なくすることができ、このことも又装置の一層の軽量化に寄与する。又、各位相器２〜４を別個の柱上に設置して互いに接続することで電力潮流制御装置１全体として柱上設置可能とすることができる。そして、以上のことから、電力潮流制御装置１では、設置コストを低減し、又機動的に配置し易くすることができる。又、このように軽量化等を図りつつも、位相器２〜４の組合せにより交流電力の位相を必要十分に調整可能であり、十分な性能を有する。

又、各前記位相器２〜４は、複数台（２台）の回転型移相変圧器１０，１１を含み、各回転型移相変圧器１０，１１は、回転子と固定子とを備え、前記各回転子が、前記第１の交流電力系統αと前記第２の交流電力系統βの間に直列に挿入され、前記各固定子が、前記第１の交流電力系統αに接続されており、前記各回転型移相変圧器１０，１１は、互いに直列に接続されていて、前記各回転型移相変圧器１０，１１の前記回転子が、各前記位相器２〜４の前記各回転子を構成し、前記各回転型移相変圧器１０，１１の前記各固定子が、前記各位相器２〜４の前記各固定子を構成するため、更に装置の低コスト化・設置の容易化・軽量化を図ることができるし、各位相器２〜４の入力電圧に対して複数回（２回）の移相操作（電圧Ｖｒ１，Ｖｒ２に係る合計２つのベクトルの印加、図５参照）を施して位相を変えた出力電圧とすることができ、きめ細かい位相の調整が可能である（特に無効電力の調整が可能となっている、図１０の無効電力Ｑ１，Ｑ２参照）。換言すれば、電力潮流制御装置１の両端における電圧の大きさの変化を小さく抑えながら、有効電力の電圧位相を変化させることが可能であるし、又無効電力の変化も小さく抑えることができ、無効電流分布に相当する電力損失を削減することが可能となる。

＜第２形態＞
［構成等］
図１２は第２形態に係る電力潮流制御装置５１の説明図であって、電力潮流制御装置５１は、回転型の位相器を複数台（ここでは３台の位相器５２〜５４）備えている。位相器５２〜５４は、並列に接続されている。そして、電力潮流制御装置５１は、二つの電力系統を結ぶ送電線５５に挿入されている。送電線５５は、ここでは三相交流（６．６ｋＶ）を送電し、第１形態と同様に、往復の各配電線（１１．５５ｍＨ、１０ｋｍ相当）でループを形成しており、電力潮流制御装置５１は、当該ループに配置されている。

各位相器５２〜５４は、第１形態の位相器２〜４と同様に成り、２台のＵＰＦＣ方式の回転型移相変圧器６０，６１が、直列に接続されている。各回転型移相変圧器６０，６１は、送電線５５に対し直列である回転子の巻線５８ｒ，５９ｒと、送電線５５に対し直列である固定子の巻線５８ｓ，５９ｓを有する。

［シミュレーション］
図１２に係るシミュレーション例（第１形態の図３に係るものと同様の装置全体のシミュレーション）の結果を図１３に示す。

電力潮流制御装置５１にあって、±１０００ｋＷの潮流を制御するために各位相器５２〜５４で発生させるべき電圧位相差は、第１形態と同様に考えて、前記［数３］より±１１．５度である。そして、最大±１１．５度の電圧位相差を発生させるために必要な回転子に係る巻線５８ｒ，５９ｒは、前記［数４］，［数５］と同様の次に示す［数６］から、０．１００、即ち定格電圧の０．１倍の電圧を出力すれば良いことが分かる。なお、入力電圧Ｖ１は図１２に係るものであり、回転子巻線電圧Ｖｒ１は巻線５８ｒ，５９ｒに係るものである。

以上より、図１２のようにＵＰＦＣ方式の回転型移相変圧器６０，６１を２段直列に接続した位相器５２〜５４を３台並列に接続した電力潮流制御装置５１にあって、±１０００ｋＷの潮流を制御する場合、各位相器５２〜５４につき、両端にかかる電圧は０．１ｐｕとなる。又、電力潮流制御装置５１では、位相器５２〜５４を３台並列に接続するので、通過電流は１０００ｋＷ相当の場合の３分の１となる。従って、位相器５２〜５４１台当たりの容量は、０．０３３ｋＶＡ（３３ｋＶＡ）で済むことになる。なお、このような容量の水準については、第１形態に係る各位相器２〜４と同じである。

そして、図１３のシミュレーション結果によれば、各巻線５８ｒに係る回転子の角度（回転子アングルθｒ１，∠θｒ１）を９０度〜−９０度に変化させると共に、各巻線５９ｒに係る回転子の角度（回転子アングルθｒ２，∠θｒ２）を９０度〜２７０度に変化させれば、第１形態と同様に、回転子の角度変化に伴って送電電圧の位相が変化していることが確認できる。

なお、位相器５２〜５４を並列に接続する場合、各位相器５２〜５４の回転子角度がずれると位相器５２〜５４の間で横流が発生し、送電電圧の位相を制御することが難しくなるため、各位相器５２〜５４の回転子角度を可及的に完全に同期させるよう、回転子の回転を制御することが好ましい。

［効果］
以上の電力潮流制御装置５１では、第１の交流電力系統と第２の交流電力系統の間に設置された回転型の位相器５２〜５４を複数（３台）含み、前記各位相器５２〜５４は、回転子と固定子とを備え、前記各回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に（互いに並列に、電力潮流制御装置５１の入力側及び出力側のノードに対してはそれぞれ直列に）挿入され、前記各固定子が、前記第１の交流電力系統に（並列に）接続されており、前記各位相器５２〜５４は、互いに並列に接続されているので、各位相器５２〜５４を同一ノード内に配置する必要があって位相器５２〜５４ごとに分離することができず柱上設置の点で比較的に不利ではあるものの、各位相器５２〜５４が必要とする容量を大幅に低減することができ、電力潮流制御装置５１全体としても装置重量を大幅に低減し、設置コストを低減して設置を容易にすることができる。更に、回転子の巻線５８ｒ，５９ｒの巻数を相対的に少なくすることができ、このことも又装置の一層の低コスト化や設置の容易化、軽量化に寄与する。そして、このように軽量化等を図りつつも、位相器５２〜５４の組合せにより交流電力の位相を必要十分に調整可能であり、十分な性能を有する。又、電力潮流制御装置５１では、位相器５２〜５４が並列に接続されているため、位相器５２〜５４の一部が故障したとしても、残りの位相器で縮退運転による潮流制御を実行することができる。

又、前記各位相器５２〜５４は、複数台（２台）の回転型移相変圧器６０，６１を含み、各回転型移相変圧器６０，６１は、回転子と固定子とを備え、前記各回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に（電力潮流制御装置５１の入力側及び出力側のノードに対してはそれぞれ直列に）挿入され、前記各固定子が、前記第１の交流電力系統に（並列に）接続されており、前記各回転型移相変圧器６０，６１は、互いに直列に接続されていて、前記各回転型移相変圧器６０，６１の前記回転子が、前記各位相器５２〜５４の前記回転子を構成し、前記各回転型移相変圧器６０，６１の前記各固定子が、前記各位相器５２〜５４の前記各固定子を構成するため、更に装置の低コスト化・設置の容易化・軽量化を図ることができるし、各位相器５２〜５４の入力電圧に対して複数回（２回）の移相操作を施して位相を変えた出力電圧とすることができ、無効電力の調整が可能となる等、きめ細かい位相の調整が可能であり、電力潮流制御装置５１の両端における電圧の大きさの変化を小さく抑えながら、有効電力の電圧位相を変化させることが可能であるし、又無効電力の変化も小さく抑えることができ、無効電流分布に相当する電力損失を削減することが可能となる。

＜変更例＞
なお、主に上記形態を変更して成る、本発明の他の形態を例示する。各位相器が、複数台（３台以上）の回転型移相変圧器を有するようにする。位相器を２台あるいは４台以上、送電線に対し直列又は並列に接続する。固定子と回転子の巻線の巻数比を１：０．１以外にする。

本発明に係る電力潮流制御装置は、低コストでコンパクトな装置により有効電力の位相調整はもちろん無効電力の調整までなし得る電力潮流制御を行うため、配電線間を始めとする電力系統間に配置する等の用途がある。

本発明の第１形態に係る電力潮流制御装置の説明図である。図１における位相器の詳細説明図である。図１の電力潮流制御装置を、２本の所定の送電線の末端ループ側に設けた場合のシミュレーション例を示す説明図である。図１における位相器を、２本の所定の送電線の末端ループ側に設けた場合のシミュレーション例を示す説明図である。図４に係る入力電圧、出力電圧、各回転型移相変圧器の電圧の関係を示す説明図である。図４に係るシミュレーション結果を示す各種グラフである。図１における位相器の説明図である。図７に係る入力電圧、出力電圧、各回転型移相変圧器の電圧の関係を示す説明図である。図８に基づき最大位相変化量を導出する場合の説明図である。図１に係るシミュレーション結果を示す各種グラフである。図１に係るシミュレーション結果の内、特に巻線におけるものを示す各種グラフである。本発明の第２形態に係る電力潮流制御装置ないしそのシミュレーション例の説明図である。図１２に係るシミュレーション結果を示す各種グラフである。

符号の説明

１，５１電力潮流制御装置
２〜４，５２〜５４位相器
８ｒ，９ｒ，５８ｒ，５９ｒ（回転子の）巻線
８ｓ，９ｓ，５８ｓ，５９ｓ（固定子の）巻線
１０，１１，６０，６１回転型移相変圧器
α 第１の交流系統
β 第２の交流系統

Claims

第１の交流電力系統と第２の交流電力系統の間に設置された回転型の位相器を複数含み、
各前記位相器は、回転子と固定子とを備え、
各前記位相器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、
各前記位相器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、
各前記位相器は、互いに直列に接続されており、
各前記位相器は、２台の回転型移相変圧器を含み、
各前記回転型移相変圧器は、回転子と固定子とを備え、
各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、
各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、
各前記回転型移相変圧器は、互いに直列に接続されていて、
各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、各前記位相器の前記回転子を構成し、
各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、各前記位相器の前記固定子を構成する
ことを特徴とする電力潮流制御装置。
第１の交流電力系統と第２の交流電力系統の間に設置された回転型の位相器を複数含み、
各前記位相器は、回転子と固定子とを備え、
各前記位相器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、
各前記位相器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、
各前記位相器は、互いに並列に接続されており、
各前記位相器は、２台の回転型移相変圧器を含み、
各前記回転型移相変圧器は、回転子と固定子とを備え、
各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統の間に直列に挿入され、
各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、前記第１の交流電力系統に接続されており、
各前記回転型移相変圧器は、互いに直列に接続されていて、
各前記回転型移相変圧器の前記回転子が、各前記位相器の前記回転子を構成し、
各前記回転型移相変圧器の前記固定子が、各前記位相器の前記固定子を構成する
ことを特徴とする電力潮流制御装置。
前記第１の交流電力系統と前記第２の交流電力系統は、三相交流に係るものであり、
各前記回転型移相変圧器の前記固定子は、前記三相交流の３種のノードにそれぞれ対応する３つの巻線を有するものであり、３つの当該巻線は、Ｙ結線されており、当該Ｙ結線の中性点は、接地されていない
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電力潮流制御装置。