JP6811145B2 - Voltage regulator and voltage regulator - Google Patents
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Description
本発明は、電力系統の電力伝送線に生じる電圧変化を調整する電圧調整装置及び電圧調整システムに関する。 The present invention relates to a voltage adjusting device and a voltage adjusting system for adjusting a voltage change occurring in a power transmission line of a power system.
近年、盛んに導入されている自然エネルギーを用いた分散型電源は、季節、天候、地域等の違いによって発電量が不規則に変わるため、分散型電源を連系した電力系統の系統電圧は、比較的変動が大きくなり易い。このような電力系統の系統電圧を適正に制御するために、送電線、配電線、引込線等の電力伝送線路に、例えばSVR(Step Voltage Regulator )、LRT(Load Ratio control Transformer )等のタップ切換式の電圧調整装置が設けられている。 In recent years, distributed power sources using natural energy, which have been actively introduced, generate irregularly the amount of power generated depending on the season, weather, region, etc., so the system voltage of the power system connected to the distributed power sources is Fluctuations tend to be relatively large. In order to properly control the system voltage of such a power system, tap switching type such as SVR (Step Voltage Regulator) and LRT (Load Ratio control Transformer) is applied to power transmission lines such as transmission lines, distribution lines, and drop lines. A voltage regulator is provided.
これらの電圧調整装置は、電力系統からの交流電圧を変圧して電力伝送線に印加するタップ付き変圧器のタップを切り換えて変圧比を調整することにより、二次側の電圧(電圧調整装置の出力電圧)が適正な電圧値(基準電圧)を含む所定の範囲に収まるように制御する。この場合、タップの切り換えの要否を判定するための方法として、時間判定方式(特許文献1参照)や積分判定方式(特許文献2参照)が用いられている。 These voltage regulators adjust the transformation ratio by switching the taps of the tapped transformer that transforms the AC voltage from the power system and applies it to the power transmission line, thereby adjusting the voltage on the secondary side (of the voltage regulator). The output voltage) is controlled so as to fall within a predetermined range including an appropriate voltage value (reference voltage). In this case, a time determination method (see Patent Document 1) or an integration determination method (see Patent Document 2) is used as a method for determining the necessity of tap switching.
時間判定方式では、電力伝送線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱した時間を計測し、計測結果が所定時間を超えたときに、適正な電圧となるようにタップを切り換える。積分判定方式では、電力伝送線の電圧が予め設定された不感帯領域を逸脱したときの逸脱量(電力伝送線の電圧と不感帯領域との差電圧)を積分し、積分結果が所定の範囲を超えたときに、適正な電圧となるようにタップを切り換える。 In the time determination method, the time when the voltage of the power transmission line deviates from the preset dead zone region is measured, and when the measurement result exceeds a predetermined time, the taps are switched so that the voltage becomes an appropriate voltage. In the integration judgment method, the deviation amount (difference voltage between the voltage of the power transmission line and the dead zone region) when the voltage of the power transmission line deviates from the preset dead zone region is integrated, and the integration result exceeds a predetermined range. At that time, switch the tap so that the voltage becomes appropriate.
電圧調整装置の中には、電力伝送線路にスイッチを介してリアクトルを並列的に接続することにより、上昇した電力伝送線の電圧を低下させるSSR(Step Switched Reactor )及びShR(Shunt Reactor )がある。また、電力伝送線路にスイッチを介してコンデンサを並列接続することにより、低下した電力伝送線の電圧を上昇させるSSC(Step Switched Capacitor )がある(特許文献3参照)。SSR、ShR及びSSCでスイッチを切り換える場合についても、上記の時間判定方式や積分判定方式が用いられる。 Among the voltage regulators, there are SSR (Step Switched Reactor) and ShR (Shunt Reactor) that reduce the voltage of the increased power transmission line by connecting the reactor in parallel to the power transmission line via a switch. .. Further, there is an SSC (Step Switched Capacitor) that raises the voltage of the lowered power transmission line by connecting a capacitor in parallel to the power transmission line via a switch (see Patent Document 3). The above-mentioned time determination method and integration determination method are also used when the switch is switched by SSR, ShR, and SSC.
しかしながら、上述の電圧調整装置で時間判定方式を用いた場合、タップ又はスイッチを切り換えるための制御を行うまでに遅延が生じ、電圧が急峻に乱高下する電圧変動に対して、タップ又はスイッチが切り換わらないことがある。また、動作時限より長い周期の電圧変動に対しては、制御の向きと変動の向きが逆となり、頻繁な切り換えや不要な切り換えが発生することもある。一方、積分判定方式を用いた場合、急峻な電圧変動が発生したときにも、適正な電圧となるようにタップを切り換えることができるが、電圧が乱高下する度にタップ又はスイッチの切り換えが発生する可能性があり、不必要にタップ又はスイッチを切り換えてしまうことがある。 However, when the time determination method is used in the above-mentioned voltage adjusting device, there is a delay before the control for switching the tap or the switch is performed, and the tap or the switch is switched in response to the voltage fluctuation in which the voltage suddenly fluctuates. Sometimes not. Further, for a voltage fluctuation having a period longer than the operation time period, the direction of control and the direction of fluctuation are opposite to each other, and frequent switching or unnecessary switching may occur. On the other hand, when the integration judgment method is used, the taps can be switched so that the voltage becomes appropriate even when a steep voltage fluctuation occurs, but the tap or switch is switched every time the voltage fluctuates. There is a possibility that you may tap or switch unnecessarily.
本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、不要なスイッチの切り換えを抑制しつつ電力伝送線の電圧を適正に調整することが可能な電圧調整装置及び電圧調整システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is a voltage regulator and a voltage capable of appropriately adjusting the voltage of a power transmission line while suppressing unnecessary switch switching. To provide a coordination system.
本発明に係る電圧調整装置は、電力伝送線にリアクトル又はコンデンサを並列的に接続するスイッチの切り換えを制御することにより、前記電力伝送線の電圧を調整する電圧調整装置であって、前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部とを備え、前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、且つ、前記実効値信号をVs、サンプリング周期をTs、前記所定の期間をTperiod、前記所定の期間中の実効値信号の数をNperiod、Z変換演算子をZとして、下記(1)式に示す演算を行うことにより、前記動作判定電圧信号VTpを算出して出力する。
本発明にあっては、電力伝送線の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号をデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号を生成し、生成した動作判定電圧信号に基づいて、リアクトル又はコンデンサを電力伝送線に並列的に接続するスイッチの切り換えが必要と判定した場合に、スイッチの切換指令を出力する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切り換えが抑制される。
また、本発明にあっては、所定の期間中の実効値信号をフィルタリング処理するため、所定の期間が長いほど電圧変動成分がより多く除去されて、スイッチの不要な切換がより少なくなる。更に、動作判定電圧信号を、(1)式で表されるフィルタリング処理によって算出する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切換が好適に抑制される。
In the present invention, the voltage of the power transmission line is sampled and A / D converted, and the effective value signal of the converted voltage is filtered by a digital filter to generate an operation judgment voltage signal, and the generated operation judgment voltage signal is generated. When it is determined that the switch for connecting the reactor or the capacitor in parallel to the power transmission line needs to be switched, the switch switching command is output. As a result, the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is suppressed.
Further, in the present invention, since the effective value signal during the predetermined period is filtered, more voltage fluctuation components are removed as the predetermined period is longer, and unnecessary switching of the switch is reduced. Further, the operation determination voltage signal is calculated by the filtering process represented by the equation (1). As a result, the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is preferably suppressed.
本発明に係る電圧調整装置は、前記判定部は、前記動作判定電圧信号が予め設定された不感帯領域を逸脱した場合に、前記スイッチの切り換えが必要であると判定する。 In the voltage adjusting device according to the present invention, the determination unit determines that the switch needs to be switched when the operation determination voltage signal deviates from a preset dead zone region.
本発明にあっては、動作判定電圧信号が不感帯領域を逸脱した場合に素早く応答して切換指令を出力するため、電力伝送線の電圧が適正範囲を逸脱することが抑制される。 In the present invention, when the operation determination voltage signal deviates from the dead zone region, the switching command is output in a quick response, so that the voltage of the power transmission line is suppressed from deviating from the appropriate range.
本発明に係る電圧調整装置は、電力伝送線にリアクトル又はコンデンサを並列的に接続するスイッチの切り換えを制御することにより、前記電力伝送線の電圧を調整する電圧調整装置であって、前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部とを備え、前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、且つ、前記実効値信号をVs、Z変換演算子をZ、所定のフィルタ次数をM,N、所定の係数をai(i=0,1,・・・,M),bj(j=0,1,・・・N)とし、下記(2)式に示す演算を行うことにより、前記動作判定電圧信号VTpを算出して出力し、前記所定のフィルタ次数M,N及び前記所定の係数ai,bjは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される。
本発明にあっては、電力伝送線の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号をデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号を生成し、生成した動作判定電圧信号に基づいて、リアクトル又はコンデンサを電力伝送線に並列的に接続するスイッチの切り換えが必要と判定した場合に、スイッチの切換指令を出力する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切り換えが抑制される。
また、本発明にあっては、所定の期間中の実効値信号をフィルタリング処理するため、所定の期間が長いほど電圧変動成分がより多く除去されて、スイッチの不要な切換がより少なくなる。更に、動作判定電圧信号を、(2)式で表されるローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いたフィルタリング処理によって算出する。これにより、実効値信号のうち、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間以内の急峻な電圧変動成分を除去したり、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間の電圧変動成分のみを通過させたりすることができる。
In the present invention, the voltage of the power transmission line is sampled and A / D converted, and the effective value signal of the converted voltage is filtered by a digital filter to generate an operation judgment voltage signal, and the generated operation judgment voltage signal is generated. When it is determined that the switch for connecting the reactor or the capacitor in parallel to the power transmission line needs to be switched, the switch switching command is output. As a result, the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is suppressed.
Further, in the present invention, since the effective value signal during the predetermined period is filtered, more voltage fluctuation components are removed as the predetermined period is longer, and unnecessary switching of the switch is reduced. Further, the operation determination voltage signal is calculated by a filtering process using a low-pass filter or a band-pass filter represented by the equation (2). As a result, from the effective value signal, a steep voltage fluctuation component within a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be removed, or only a voltage fluctuation component with a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be passed. Can be done.
本発明に係る電圧調整装置は、電力伝送線にリアクトル又はコンデンサを並列的に接続するスイッチの切り換えを制御することにより、前記電力伝送線の電圧を調整する電圧調整装置であって、前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部とを備え、前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、且つ、前記実効値信号をVs、Z変換演算子をZ、所定のフィルタ次数をM、所定の係数をhi(i=0,1,・・・,M)とし、下記(3)式に示す演算を行うことにより、前記動作判定電圧信号VTpを算出して出力し、前記所定のフィルタ次数M及び前記所定の係数hiは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される。
本発明にあっては、電力伝送線の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号をデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号を生成し、生成した動作判定電圧信号に基づいて、リアクトル又はコンデンサを電力伝送線に並列的に接続するスイッチの切り換えが必要と判定した場合に、スイッチの切換指令を出力する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切り換えが抑制される。
また、本発明にあっては、所定の期間中の実効値信号をフィルタリング処理するため、所定の期間が長いほど電圧変動成分がより多く除去されて、スイッチの不要な切換がより少なくなる。更に、動作判定電圧信号を、(3)式で表されるローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いたフィルタリング処理によって算出する。これにより、実効値信号のうち、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間以内の急峻な電圧変動成分を除去したり、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間の電圧変動成分のみを通過させたりすることができる。
In the present invention, the voltage of the power transmission line is sampled and A / D converted, and the effective value signal of the converted voltage is filtered by a digital filter to generate an operation judgment voltage signal, and the generated operation judgment voltage signal is generated. When it is determined that the switch for connecting the reactor or the capacitor in parallel to the power transmission line needs to be switched, the switch switching command is output. As a result, the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is suppressed.
Further, in the present invention, since the effective value signal during the predetermined period is filtered, more voltage fluctuation components are removed as the predetermined period is longer, and unnecessary switching of the switch is reduced. Further, the operation determination voltage signal is calculated by a filtering process using a low-pass filter or a band-pass filter represented by the equation (3). As a result, from the effective value signal, a steep voltage fluctuation component within a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be removed, or only a voltage fluctuation component with a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be passed. Can be done.
本発明に係る電圧調整装置は、電力伝送線にリアクトル又はコンデンサを並列的に接続するスイッチの切り換えを制御することにより、前記電力伝送線の電圧を調整する電圧調整装置であって、前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部とを備え、前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、前記実効値演算部が前記所定の期間より短い第2の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行うことにより、第2の動作判定電圧信号を出力する第2のデジタルフィルタと、前記第2の動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する第2の判定部とを更に備え、前記切換指令部は、前記第2の判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を更に出力する。 The voltage adjusting device according to the present invention is a voltage adjusting device that adjusts the voltage of the power transmission line by controlling switching of a switch that connects a reactor or a capacitor in parallel to the power transmission line, and is the power transmission. A detection unit that detects the voltage of the line, an A / D conversion unit that digitizes the voltage detected by the detection unit, and an A / D conversion unit that calculates the effective value of the digitized voltage to generate an effective value signal. An effective value calculation unit to be output, a digital filter that removes a steep voltage fluctuation component from the effective value signal output by the effective value calculation unit and outputs an operation judgment voltage signal, and an operation judgment voltage signal output by the digital filter. Based on the above, a determination unit that determines whether or not the switch needs to be switched, and when the determination unit determines that switching is necessary, the switch so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage. The digital filter is provided with a switching command unit that outputs a switching command, filters the effective value signal output by the effective value calculation unit during a predetermined period, and the effective value calculation unit performs the filtering process. A second digital filter that outputs a second operation determination voltage signal by performing filtering processing on the effective value signal output during the second period shorter than the above period, and the second operation determination voltage signal. A second determination unit for determining whether or not the switch needs to be switched is further provided based on the above, and when the second determination unit determines that switching is necessary, the changeover command unit is described. A changeover command is further output to the switch so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage.
本発明にあっては、電力伝送線の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号をデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号を生成し、生成した動作判定電圧信号に基づいて、リアクトル又はコンデンサを電力伝送線に並列的に接続するスイッチの切り換えが必要と判定した場合に、スイッチの切換指令を出力する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切り換えが抑制される。
また、本発明にあっては、所定の期間中の実効値信号をフィルタリング処理するため、所定の期間が長いほど電圧変動成分がより多く除去されて、スイッチの不要な切換がより少なくなる。更に、所定の期間より短い第2の期間中の実効値信号をフィルタリング処理して出力した第2の動作判定電圧信号に基づいてスイッチの切り換えが必要と判定した場合に、スイッチの切換指令を更に出力する。これにより、所定の期間中に出力された動作判定電圧信号に基づいてスイッチの切り換えが不要と判定された場合であっても、第2の期間中の急な電圧変動に応じてスイッチの切り換えが行われる。
In the present invention, the voltage of the power transmission line is sampled and A / D converted, and the effective value signal of the converted voltage is filtered by a digital filter to generate an operation judgment voltage signal, and the generated operation judgment voltage signal is generated. When it is determined that the switch for connecting the reactor or the capacitor in parallel to the power transmission line needs to be switched, the switch switching command is output. As a result, the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is suppressed.
Further, in the present invention, since the effective value signal during the predetermined period is filtered, more voltage fluctuation components are removed as the predetermined period is longer, and unnecessary switching of the switch is reduced. Further, when it is determined that the switch needs to be switched based on the second operation determination voltage signal output by filtering the effective value signal during the second period shorter than the predetermined period, the switch change command is further issued. Output. As a result, even if it is determined that the switch does not need to be switched based on the operation determination voltage signal output during the predetermined period, the switch can be switched in response to a sudden voltage fluctuation during the second period. Will be done.
本発明に係る電圧調整装置は、前記第2の判定部は、前記第2の動作判定電圧信号が予め設定された第2の不感帯領域を逸脱した場合に、前記スイッチの切り換えが必要であると判定する。 In the voltage adjusting device according to the present invention, the second determination unit needs to switch the switch when the second operation determination voltage signal deviates from the preset second dead zone region. judge.
本発明にあっては、第2の動作判定電圧信号が第2の不感帯領域を逸脱した場合に素早く応答して切換指令が出力されるため、電力伝送線の電圧が適正範囲を逸脱することが抑制される。 In the present invention, when the second operation determination voltage signal deviates from the second dead zone region, a switching command is output in a quick response, so that the voltage of the power transmission line deviates from the appropriate range. It is suppressed.
本発明に係る電圧調整装置は、前記第2のデジタルフィルタは、前記実効値信号をVs
、サンプリング周期をTs、前記第2の期間をTbase、Z変換演算子をZとして、下記(4)式に示す演算を行うことにより、前記第2の動作判定電圧信号VTbを算出して出
力する。
The sampling period Ts, the second Tbase period, a Z conversion operator as Z, by performing the calculation shown in the following equation (4), calculates and outputs the second operation determination voltage signal VTb To do.
本発明にあっては、第2の動作判定電圧信号を、(4)式で表されるフィルタリング処理によって算出する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した第2の動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切換が好適に抑制される。 In the present invention, the second operation determination voltage signal is calculated by the filtering process represented by the equation (4). As a result, the necessity of switching is determined based on the second operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is preferably suppressed.
本発明に係る電圧調整装置は、前記第2のデジタルフィルタは、前記実効値信号をVs、Z変換演算子をZ、所定のフィルタ次数をP,Q、所定の係数をck(k=0,1,・・・,P),dl(l=0,1,・・・Q)とし、下記(5)式に示す演算を行うことにより、前記第2の動作判定電圧信号VTbを算出して出力し、前記所定のフィルタ次数P,Q及び前記所定の係数ck,dlは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される。
本発明にあっては、第2の動作判定電圧信号を、(5)式で表されるローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いたフィルタリング処理によって算出する。これにより、実効値信号のうち、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間以内の急峻な電圧変動成分を除去したり、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間の電圧変動成分のみを通過させたりすることができる。 In the present invention, the second operation determination voltage signal is calculated by a filtering process using a low-pass filter or a band-pass filter represented by the equation (5). As a result, from the effective value signal, a steep voltage fluctuation component within a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be removed, or only a voltage fluctuation component with a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be passed. Can be done.
本発明に係る電圧調整装置は、前記第2のデジタルフィルタは、前記実効値信号をVs、Z変換演算子をZ、所定のフィルタ次数をP、所定の係数をfk(k=0,1,・・・,P)とし、下記(6)式に示す演算を行うことにより、前記第2の動作判定電圧信号VTbを算出して出力し、前記所定のフィルタ次数P及び前記所定の係数fkは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される。
本発明にあっては、第2の動作判定電圧信号を、(6)式で表されるローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いたフィルタリング処理によって算出する。これにより、実効値信号のうち、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間以内の急峻な電圧変動成分を除去したり、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間の電圧変動成分のみを通過させたりすることができる。 In the present invention, the second operation determination voltage signal is calculated by a filtering process using a low-pass filter or a band-pass filter represented by the equation (6). As a result, from the effective value signal, a steep voltage fluctuation component within a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be removed, or only a voltage fluctuation component with a time corresponding to the filter order and the filter coefficient can be passed. Can be done.
本発明に係る電圧調整装置は、電力伝送線にリアクトル又はコンデンサを並列的に接続するスイッチの切り換えを制御することにより、前記電力伝送線の電圧を調整する電圧調整装置であって、前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力する複数のデジタルフィルタと、該複数のデジタルフィルタそれぞれが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを各別に判定する判定部と、該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部とを備え、前記複数のデジタルフィルタは、前記実効値演算部が互いに異なる所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行う。 The voltage adjusting device according to the present invention is a voltage adjusting device that adjusts the voltage of the power transmission line by controlling switching of a switch that connects a reactor or a capacitor in parallel to the power transmission line, and is the power transmission. A detection unit that detects the voltage of the line, an A / D conversion unit that digitizes the voltage detected by the detection unit, and an A / D conversion unit that calculates the effective value of the digitized voltage to generate an effective value signal. An effective value calculation unit to be output, a plurality of digital filters that remove a steep voltage fluctuation component from the effective value signal output by the effective value calculation unit to output an operation judgment voltage signal, and each of the plurality of digital filters output. Based on the operation determination voltage signal, the determination unit that separately determines whether or not the switch needs to be switched, and when the determination unit determines that switching is necessary, the voltage of the power transmission line is used as the reference voltage. The switch is provided with a switching command unit that outputs a switching command so as to approach the switch, and the plurality of digital filters perform filtering processing on effective value signals output by the effective value calculation unit during a predetermined period different from each other. To do .
本発明にあっては、電力伝送線の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号をデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号を生成し、生成した動作判定電圧信号に基づいて、リアクトル又はコンデンサを電力伝送線に並列的に接続するスイッチの切り換えが必要と判定した場合に、スイッチの切換指令を出力する。これにより、実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号に基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチの不要な切り換えが抑制される。
また、本発明にあっては、所定の期間中の実効値信号をフィルタリング処理するため、所定の期間が長いほど電圧変動成分がより多く除去されて、スイッチの不要な切換がより少なくなる。更に、複数のデジタルフィルタ夫々が出力した動作判定電圧信号に基づいてスイッチの切り換えの要否を判定するため、各デジタルフィルタがフィルタリングする期間を適当に選択することにより、任意の電圧変動成分が除去されて、スイッチの切り換えがより好適に行われる。
In the present invention, the voltage of the power transmission line is sampled and A / D converted, and the effective value signal of the converted voltage is filtered by a digital filter to generate an operation judgment voltage signal, and the generated operation judgment voltage signal is generated. When it is determined that the switch for connecting the reactor or the capacitor in parallel to the power transmission line needs to be switched, the switch switching command is output. As a result, the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal obtained by removing the steep voltage fluctuation component from the effective value signal, so that unnecessary switching of the switch is suppressed.
Further, in the present invention, since the effective value signal during the predetermined period is filtered, more voltage fluctuation components are removed as the predetermined period is longer, and unnecessary switching of the switch is reduced. Further, in order to determine the necessity of switching the switch based on the operation determination voltage signals output by each of the plurality of digital filters, any voltage fluctuation component is removed by appropriately selecting the filtering period of each digital filter. Therefore, the switching of the switch is more preferably performed.
本発明に係る電圧調整システムは、上述の電圧調整装置と、前記スイッチと、該スイッチを介して前記電力伝送線に並列的に接続されるリアクトル又はコンデンサとを含む。 The voltage adjusting system according to the present invention includes the above-mentioned voltage adjusting device, the switch, and a reactor or a capacitor connected in parallel to the power transmission line via the switch.
本発明にあっては、不要なスイッチの切り換えを抑制しつつ電力伝送線の電圧を適正に調整することが可能な電圧調整装置が電圧調整システムに適用される。 In the present invention, a voltage adjusting device capable of appropriately adjusting the voltage of a power transmission line while suppressing unnecessary switch switching is applied to a voltage adjusting system.
本発明によれば、不要なスイッチの切り換えを抑制しつつ電力伝送線の電圧を適正に調整することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to appropriately adjust the voltage of the power transmission line while suppressing unnecessary switch switching.
以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて詳述する。
(実施の形態1)
図1は、実施の形態1に係る電圧調整システムの構成例を示すブロック図である。電圧調整システム100は、分路リアクトルL1,L2(以下、単にリアクトルL1,L2と言う)と、変電所200からの三相の電力を伝送する配電線201にリアクトルL1,L2夫々を並列的に接続するスイッチS1,S2と、該スイッチS1,S2の切り換えを制御する電圧調整装置10とを含んで構成されている。配電線201は、電力系統に接続された送電線、引込線等の他の電力伝送線であってもよい。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings showing the embodiments thereof.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of the voltage adjustment system according to the first embodiment. In the
電圧調整システム100が、いわゆるSSRに相当する。リアクトルL1,L2及びスイッチS1,S2夫々の数は2つに限定されない。電圧調整システム100が1つのリアクトルL1及び1つのスイッチS1を備える場合、電圧調整システム100は、ShRに相当する。
The
リアクトルL1,L2は、例えば、容量が夫々150kvar,300kvarである。リアクトルL1,L2の一端は、例えば中性点に接続されている。スイッチS1,S2は、例えば電磁接触器(MC:Electromagnetic Contactor )である。電圧調整装置10からの切換指令によってスイッチS1,S2の切り換えが制御されることにより、0kvar、150kvar、300kvar又は450kvarの容量のリアクトルが配電線201に投入される。ここでの切換指令は、スイッチS1,S2夫々をオン/オフする信号を組み合わせたものを言う。
The reactors L1 and L2 have capacities of 150 kvar and 300 kvar, respectively. One end of the reactors L1 and L2 is connected to, for example, a neutral point. The switches S1 and S2 are, for example, an electromagnetic contactor (MC). By controlling the switching of the switches S1 and S2 by the switching command from the
電圧調整装置10は、配電線201の電圧を検出する検出部21と、該検出部21が検出した電圧を取り込んで演算した結果に基づいてスイッチS1,S2の切り換えを制御する制御部1とを備える。検出部21は、配電線201の電圧を降圧する計測用変圧器20を介して電圧を検出する。
The
制御部1は、装置全体を制御するCPU(Central Processing Unit )11を有する。CPU11は、制御プログラム等の情報を記憶するROM(Read Only Memory )12、一時的に発生した情報を記憶するRAM(Random Access Memory )13、及び経過時間等を計時するタイマ14と互いにバス接続されている。制御部1が、CPUを有するマイクロコンピュータを含んで構成されていてもよい。CPU11又は上記マイクロコンピュータは、予め処理手順を定めたコンピュータプログラムを実行するように構成されていてもよい。
The
CPU11には、また、検出部21からの検出結果を取り込んでA/D変換するA/D変換部15と、スイッチS1,S2の切換指令を出力する出力部16とがバス接続されている。出力部16は、出力した切換指令が、次の切換指令の出力までラッチ(保持)されるものであるが、スイッチS1,S2が例えばトグル動作するものである場合は、切換指令がラッチされなくてもよい。
The
A/D変換部15は、検出部21が検出した配電線201の電圧をデジタル化する(デジタル信号に変換する)ものである。A/D変換部15は、所定の周期Tss(例えば0.1秒)毎に、アナログ信号である検出部21の検出結果を標本化及び量子化して、デジタル信号に変換する。CPU11が、検出部21の検出結果を取り込んで標本化及び量子化することにより、A/D変換部15の機能を実現するようにしてもよい。
The A /
以上のように構成された制御部1のCPU11は、A/D変換部15がデジタル化した電圧に基づいて演算、フィルタリング、判定等の処理を行った結果に基づいて、配電線201の電圧を適正に調整すべく出力部16を用いて切換指令を出力する。即ち、CPU11は、ROM12に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、実効値演算部、デジタルフィルタ、判定部、及び切換指令部の機能を実現する。
The
実効値演算部は、A/D変換部15が周期Tss毎にデジタル化した電圧の実効値を所定のサンプリング周期Ts(Ts=J×Tss:Jは2以上の整数であり、例えばJ=10)で演算し、演算した電圧の実効値を、実効値信号Vsとして出力する。
The effective value calculation unit calculates the effective value of the voltage digitized by the A /
デジタルフィルタは、実効値演算部が出力した実効値信号Vsについて、所定の演算式に基づくフィルタリング処理を所定の期間Tperiod分だけ累積的に行うことにより、配電線201で不規則に発生する電圧変動に含まれる急峻な電圧変動成分を除去する。
The digital filter cumulatively performs filtering processing based on a predetermined calculation formula for the effective value signal Vs output by the effective value calculation unit for a predetermined period Tperiod, thereby causing voltage fluctuations irregularly in the
具体的には、デジタルフィルタは、Z変換演算子をZとし、上述の実効値信号Vs、サンプリング周期Ts、及び所定の期間Tperiodを用いて下記(7)式に示す演算を行うことにより、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号VTpを算出して出力する。下記(7)式におけるNperiodは、所定の期間Tperiod中のサンプリングデータの数を表わしている。所定の期間Tperiodの長さに応じて、電圧変動が除去される度合い(平滑化の度合い)が変化する。即ち、所定の期間Tperiodが長いほど、急激な電圧変動成分がより多く除去されて動作判定電圧信号VTpの変動が小さくなる(平滑化の度合いが大きい)。一方、所定の期間Tperiodが短いほど、急激な電圧変動成分がより少なく除去されて動作判定電圧信号VTpの変動が大きくなる(平滑化の度合いが小さい)。
判定部は、デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号VTpが、予め設定された基準電圧を含む所定の不感帯領域を逸脱しているか否かに応じて、スイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する。この不感帯領域は、動作判定電圧信号VTpに基づいてスイッチS1,S2の切り換えが必要であるか否かを判定するための上限の閾値と下限の閾値との間の電圧領域である。例えば、基準電圧を6600[V]、基準電圧を中心とした不感帯領域の幅を±1.5%とした場合、不感帯領域は、下限値が6501[V]であり、上限値が6699[V]である。従って「動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱する」場合とは、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域の上限値より大きい場合、又は下限値より小さい場合の何れかである。 The determination unit determines whether or not the switches S1 and S2 need to be switched according to whether or not the operation determination voltage signal VTp output by the digital filter deviates from a predetermined dead zone region including a preset reference voltage. To do. This dead zone region is a voltage region between an upper limit threshold value and a lower limit threshold value for determining whether or not switching of the switches S1 and S2 is necessary based on the operation determination voltage signal VTp. For example, when the reference voltage is 6600 [V] and the width of the dead zone region centered on the reference voltage is ± 1.5%, the lower limit of the dead zone region is 6501 [V] and the upper limit is 6699 [V]. ]. Therefore, the case where the operation determination voltage signal VTp deviates from the dead zone region is either the case where the operation determination voltage signal VTp is larger than the upper limit value of the dead zone region or the case where it is smaller than the lower limit value.
具体的には、判定部は、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域の上限値より大きい場合、配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。また、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域の下限値より小さい場合、判定部は、配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。そして、動作判定電圧信号VTpがこれらの両方を満たさない場合、即ち、不感帯領域の上限値と下限値との範囲内(不感帯領域内)にある場合、判定部は、スイッチS1,S2の切り換えが必要でない(不要である)と判定する。
Specifically, when the operation determination voltage signal VTp is larger than the upper limit value of the dead zone region, the determination unit determines that the switches S1 and S2 need to be switched in order to lower the voltage of the
なお、所定の期間Tperiod及び不感帯領域の設定範囲に応じて、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱する頻度が異なる。具体的には、所定の期間Tperiodが長いほど(平滑化の度合いが大きいほど)、また、不感帯領域が広いほど、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱し難くなり、スイッチS1,S2の切り換え回数を抑制できるが、配電線201の電圧が適正範囲を逸脱してしまう可能性がある。一方、所定の期間Tperiodが短いほど(平滑化の度合いが小さいほど)、また、不感帯領域が狭いほど、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱し易くなり、配電線201の電圧が適正範囲を逸脱するのを抑制することができるが、スイッチS1,S2の切り換え回数が多くなる。したがって、配電線201の電圧の不感帯領域からの逸脱抑制、スイッチS1,S2の切り換えの抑制等の効果を総合的に勘案して、所定の期間Tperiodの長さ(平滑化の度合い)、及び不感帯領域の範囲の広さを設定すればよい。
The frequency with which the operation determination voltage signal VTp deviates from the dead zone region differs depending on the predetermined period Tperiod and the set range of the dead zone region. Specifically, the longer the predetermined period Tperiod (the greater the degree of smoothing) and the wider the dead zone region, the more difficult it is for the operation determination voltage signal VTp to deviate from the dead zone region, and the switches S1 and S2 are switched. Although the number of times can be suppressed, the voltage of the
切換指令部は、判定部の判定結果に基づき、スイッチS1,S2の切り換えを指示する切換指令を出力部16から出力する。これにより、スイッチS1,S2が切り換わり、配電線201に並列的に接続されるリアクトルL1,L2が変更されて配電線201の電圧が調整される。具体的には、切換指令部は、判定部の判定結果に基づいて配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2を切り換える場合、配電線201に接続するリアクトルの容量を1段階下げるように切換指令を出力する。また、判定部の判定結果に基づいて配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2を切り換える場合、切換指令部は、配電線201に接続するリアクトルの容量を1段階上げるように切換指令を出力する。一方、判定部の判定結果に基づいてスイッチS1,S2を切り換えない場合、切換指令部は、切換指令を新たに出力しないため、切換指令が変化せずに保持される。なお、配電線201に接続するリアクトルの容量が複数段階だけ上下するような切換指令を出力してもよい。
The switching command unit outputs a switching command instructing switching of the switches S1 and S2 from the
次に、このように構成された実施の形態1に係る電圧調整装置10の制御部1の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。以下に示す処理は、ROM12に予め格納された制御プログラムに従って、CPU11により実行される。図2は、実施の形態1に係る電圧調整システム100で配電線201の電圧調整処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図2の処理は、CPU11の初期化後に、上記サンプリング周期Tsで起動される。Ts及び後述するTssの計時には、タイマ14が用いられる。
Next, the operation of the
図2の処理が起動された場合、CPU11は、A/D変換部15に対し、検出部21の検出結果である配電線201の電圧を周期Tss(Tss=Ts/J)でJ回だけA/D変換させ(S11)、J回の変換結果の実効値を演算する(S12:実効値演算部に相当)。演算結果の実効値信号Vsは、例えばRAM13に記憶(出力)される。
When the process of FIG. 2 is activated, the
次いで、CPU11は、記憶した実効値信号Vsを用いて上記(7)式を演算することにより、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去するフィルタリング処理を行う(S13:デジタルフィルタに相当)。処理結果の動作判定電圧信号VTpは、例えばRAM13に記憶(出力)される。
Next, the
次いで、CPU11は、記憶した処理結果の動作判定電圧信号VTpと、不感帯領域の上限値及び下限値とを比較し(S15)、比較結果に応じてスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する(S16:判定部に相当)。具体的には、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域の上限値より大きい場合、CPU11は、配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。また、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域の下限値より小さい場合、CPU11は、配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。
Next, the
上記の何れでもなく、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域内にある場合、CPU11は、スイッチS1,S2の切り換えが不要であると判定し(S16:NO)、切換指令を新たに出力することなく図2の処理を終了する。この場合、出力部16からの切換指令は以前のまま保持されており、スイッチS1,S2が切り換わることはない。
If the operation determination voltage signal VTp is within the dead zone region, the
一方、スイッチS1,S2の切り換えが必要と判定した場合(S16:YES)、CPU11は、配電線201の電圧が基準電圧に近づくようにスイッチS1,S2の切換指令を変化させて出力部16から出力し(S17:切換指令部に相当)、図2の処理を終了する。この切換指令に基づいてスイッチS1,S2がを切り換わることにより、配電線201の電圧が調整される。
On the other hand, when it is determined that the switches S1 and S2 need to be switched (S16: YES), the
より具体的には、ステップS16において、配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定した場合、CPU11は、配電線201に接続するリアクトルの容量を1段階上げるように切換指令を変化させて出力する。この切換指令に基づき、スイッチS1,S2が切り換わって、配電線201に接続するリアクトルの容量が1段階上がることにより、配電線201の電圧が1段階だけ低下する。また、ステップS16において、配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定した場合、CPU11は、配電線201に接続するリアクトルの容量を1段階下げるように切換指令を変化させて出力する。この切換指令に基づき、スイッチS1,S2が切り換わって、配電線201に接続するリアクトルの容量が1段階下がることにより、配電線201の電圧が1段階だけ上昇する。
More specifically, when it is determined in step S16 that the switches S1 and S2 need to be switched in order to lower the voltage of the
電圧調整装置10のCPU11は、上述の電圧調整処理を繰り返し行うことにより、配電線201の電圧から動作判定電圧信号VTpを算出し、算出した動作判定電圧信号VTpに基づいて、スイッチS1,S2の切り換えを制御する。これにより、配電線201の電圧が、適正範囲となるように自動的に調整される。なお、図2に示す処理のうち、ステップS11〜S12の処理と、ステップS13〜S17の処理とを2つの異なる処理ルーチン(タスク)に分離することにより、A/D変換処理及び実効値演算処理と、フィルタリング処理、判定処理及び出力処理とを並列的に実行することが好ましい。
The
以上のように実施の形態1によれば、配電線201の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号Vsをデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号VTpを生成する。そして、生成した動作判定電圧信号VTpに基づいて、リアクトルL1,L2を配電線201に並列的に接続するスイッチS1,S2の切り換えが必要と判定した場合に、スイッチS1,S2の切換指令を出力する。従って、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号VTpに基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチS1,S2の不要な切り換えを抑制することができる。そして、切り換えの回数を抑制することができれば、スイッチS1,S2の寿命が延びる効果も奏する。
As described above, according to the first embodiment, the voltage of the
(実施の形態2)
実施の形態1では、リアクトルL1,L2を配電線201に並列的に接続するスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定して切換指令を出力した。これに対し、実施の形態2では、進相コンデンサ(以下、単にコンデンサと言う)を配電線201に並列的に接続するスイッチS1,S2,S3の切り換えの要否を判定して切換指令を出力する。
(Embodiment 2)
In the first embodiment, it is determined whether or not the switches S1 and S2 for connecting the reactors L1 and L2 in parallel to the
図3は、実施の形態2に係る電圧調整システムの構成例を示すブロック図である。電圧調整システム100aは、コンデンサC1,C2,C3と、配電線201にコンデンサC1,C2,C3夫々を並列的に接続するスイッチS1,S2,S3と、該スイッチS1,S2,S3の切り換えを制御する電圧調整装置10とを含んで構成されている。スイッチS1,S2,S3夫々の一端は、コンデンサC1,C2,C3の突入電流を防止すると共に高周波電流を抑制するためのリアクトル31,32,33を介して配電線201に接続されている。電圧調整システム100aが、いわゆるSSCに相当する。
FIG. 3 is a block diagram showing a configuration example of the voltage adjustment system according to the second embodiment. The
コンデンサC1,C2,C3は、例えば、容量が夫々100kvar,200kvar,300kvarである。コンデンサC1,C2,C3の一端は、例えば中性点に接続されている。リアクトル31,32,33は、例えば容量が夫々6kvar,12kvar,18kvarである。電圧調整装置10からの切換指令によってスイッチS1,S2,S3の切り換えが制御されることにより、0kvar、100kvar、200kvar、300kvar、400kvar、500kvar又は600kvarの容量のコンデンサが配電線201に投入される。ここでの切換指令は、スイッチS1,S2,S3夫々をオン/オフする信号を組み合わせたものを言う。
The capacitors C1, C2, and C3 have, for example, 100 kvar, 200 kvar, and 300 kvar, respectively, in capacitance. One end of the capacitors C1, C2 and C3 is connected to, for example, a neutral point. The
CPU11がROM12に格納されたコンピュータプログラムを実行することによって実現する機能のうち、実効値演算部、デジタルフィルタ及び判定部は実施の形態1と同様であり、切換指令部だけが異なっている。その他、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付して、その説明を省略する。
Among the functions realized by the
切換指令部は、判定部の判定結果に基づき、スイッチS1,S2,S3の切り換えを指示する切換指令を出力部16から出力する。これにより、スイッチS1,S2,S3が切り換わり、配電線201に並列的に接続されるコンデンサC1,C2,C3が変更されて配電線201の電圧が調整される。具体的には、切換指令部は、判定部の判定結果に基づいて配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2,S3を切り換える場合、配電線201に接続するコンデンサの容量を1段階上げるように切換指令を出力する。また、判定部の判定結果に基づいて配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2,S3を切り換える場合、切換指令部は、配電線201に接続するコンデンサの容量を1段階下げるように切換指令を出力する。一方、判定部の判定結果に基づいてスイッチS1,S2,S3を切り換えない場合、切換指令部は、切換指令を新たに出力しないため、切換指令が変化せずに保持される。なお、配電線201に接続するコンデンサの容量が複数段階だけ上下するような切換指令を出力してもよい。
The switching command unit outputs a switching command instructing switching of the switches S1, S2, and S3 from the
このように構成された実施の形態2に係る電圧調整装置10の制御部1の動作のうち、配電線201の電圧調整処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートは、実施の形態1の図2に示すものと同様である。但し、切換指令部に相当するステップS17の処理内容のみが異なっている。
Among the operations of the
具体的には、ステップS16において、配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2,S3の切り換えが必要であると判定した場合、CPU11は、配電線201に接続するコンデンサの容量を1段階下げるように切換指令を変化させて出力する(S16)。この切換指令に基づき、スイッチS1,S2,S3が切り換わって、配電線201に接続するコンデンサの容量が1段階下がることにより、配電線201の電圧が1段階だけ低下する。また、ステップS16において、配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2,S3の切り換えが必要であると判定した場合、CPU11は、配電線201に接続するコンデンサの容量を1段階上げるように切換指令を変化させて出力する(S16)。この切換指令に基づき、スイッチS1,S2,S3が切り換わって、配電線201に接続するコンデンサの容量が1段階上がることにより、配電線201の電圧が1段階だけ上昇する。
Specifically, when it is determined in step S16 that the switches S1, S2, and S3 need to be switched in order to lower the voltage of the
以上のように実施の形態2によれば、配電線201の電圧を標本化してA/D変換し、変換した電圧の実効値信号Vsをデジタルフィルタでフィルタリングして動作判定電圧信号VTpを生成する。そして、生成した動作判定電圧信号VTpに基づいて、コンデンサC1,C2,C3を配電線201に並列的に接続するスイッチS1,S2,S3の切り換えが必要と判定した場合に、スイッチS1,S2,S3の切換指令を出力する。従って、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号VTpに基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチS1,S2,S3の不要な切り換えを抑制することができる。そして、切り換えの回数を抑制することができれば、スイッチS1,S2,S3の寿命が延びる効果も奏する。
As described above, according to the second embodiment, the voltage of the
また、実施の形態1(又は実施の形態2)によれば、所定の期間中の実効値信号Vsをフィルタリング処理するため、所定の期間が長いほど電圧変動成分がより多く除去されて、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の不要な切換がより少なくなる。 Further, according to the first embodiment (or the second embodiment), since the effective value signal Vs during the predetermined period is filtered, the longer the predetermined period, the more the voltage fluctuation component is removed, and the switch S1 , S2 (or S1, S2, S3) are less unnecessary to switch.
更に、実施の形態1又は実施の形態2によれば、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱した場合に素早く応答して切換指令を出力するため、配電線201の電圧が適正範囲を逸脱するのを抑制することができる。
Further, according to the first embodiment or the second embodiment, when the operation determination voltage signal VTp deviates from the dead zone region, the switching command is output in a quick response, so that the voltage of the
更に、実施の形態1(又は実施の形態2)によれば、動作判定電圧信号を、(7)式で表されるフィルタリング処理によって算出する。従って、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去した動作判定電圧信号VTpに基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の不要な切換を好適に抑制することができる。 Further, according to the first embodiment (or the second embodiment), the operation determination voltage signal is calculated by the filtering process represented by the equation (7). Therefore, since the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal VTp in which the steep voltage fluctuation component is removed from the effective value signal Vs, unnecessary switching of the switches S1, S2 (or S1, S2, S3) is performed. It can be suitably suppressed.
なお、実施の形態1(又は実施の形態2)における判定部にあっては、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱したときに、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えが必要であると判定する場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、判定部が、デジタルフィルタから入力される動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱した期間が所定時間以上継続した場合に、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えが必要であると判定してもよい。また、判定部が、動作判定電圧信号VTpと不感帯領域との差電圧を積分し、当該積分値が所定値以上となった場合に、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えが必要であると判定してもよい。更に、判定部が、差電圧ではなく動作判定電圧信号VTpを積分し、当該積分値が所定の範囲を逸脱した場合に、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えが必要であると判定してもよい。このようにすることで、電圧調整装置10が複数台直列に連系されている場合に、動作ハンチング(前後の電圧調整装置10同士で不要動作を繰り返す現象)を防止できる。
In the determination unit of the first embodiment (or the second embodiment), the switches S1 and S2 (or S1, S2, S3) are switched when the operation determination voltage signal VTp deviates from the dead zone region. The case where it is determined that it is necessary has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the determination unit needs to switch the switches S1, S2 (or S1, S2, S3) when the period in which the operation determination voltage signal VTp input from the digital filter deviates from the dead zone region continues for a predetermined time or longer. It may be determined that there is. Further, the determination unit integrates the difference voltage between the operation determination voltage signal VTp and the dead zone region, and when the integrated value becomes a predetermined value or more, the switches S1, S2 (or S1, S2, S3) are switched. It may be determined that it is necessary. Further, when the determination unit integrates the operation determination voltage signal VTp instead of the difference voltage and the integrated value deviates from a predetermined range, it is necessary to switch the switches S1, S2 (or S1, S2, S3). May be determined. By doing so, when a plurality of
また、実施の形態1(又は実施の形態2)における判定部にあっては、デジタルフィルタからの動作判定電圧信号VTpに基づいてスイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えが必要であるか否かを判定する場合を例に説明したが、少なくとも動作判定電圧信号VTpを用いてスイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えの要否を判定するものであれば、これに限定されない。例えば、判定部は、動作判定電圧信号VTpの他に、検出部21が検出した配電線201の電圧を監視し、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱した場合、及び配電線201の電圧が該電圧に対する不感帯領域を逸脱した場合の両方を満たす場合に、スイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えが必要であると判定してもよい。このときの配電線201の電圧は、実効値演算部が演算した実効値信号Vsが用いられる。なお、この配電線201の電圧によるスイッチS1,S2(又はS1,S2,S3)の切り換えの要否判定において、上述した時間判定方式又は積分判定方式を用いてもよい。
Further, in the determination unit in the first embodiment (or the second embodiment), it is necessary to switch the switches S1, S2 (or S1, S2, S3) based on the operation determination voltage signal VTp from the digital filter. The case of determining the presence or absence has been described as an example, but if at least the operation determination voltage signal VTp is used to determine the necessity of switching the switches S1, S2 (or S1, S2, S3), this is used. Not limited to. For example, the determination unit monitors the voltage of the
更に、実施の形態1又は実施の形態2にあっては、リアクトルL1,L2又はコンデンサC1,C2,C3が、スイッチS1,S2又はスイッチS1,S2,S3とリアクトル31,32,33とを介して、実質的には配電線201に並列に接続される場合を例に説明したが、これに限定されるものではない。例えば、配電線201に一次巻線が並列に接続された変圧器の二次巻線にスイッチS1,S2,S3夫々を介してコンデンサC1,C2,C3が並列に接続されていてもよい。また例えば、配電線201に巻線が並列に接続された単巻型変圧器のタップ(スイッチに相当)と、配電線201に接続された巻線の一端とは反対側の他端との間にコンデンサが並列に接続されていてもよい。この場合は、タップ(スイッチ)の切り換えに伴う変圧比の変化に応じて、コンデンサの容量の一次換算値が変化することとなる。
Further, in the first embodiment or the second embodiment, the reactors L1, L2 or the capacitors C1, C2, C3 pass through the switches S1, S2 or the switches S1, S2, S3 and the
(変形例)
実施の形態1では、デジタルフィルタに、上記(7)式の演算式を用いてフィルタリング処理を行う場合を例に説明したが、これに限定されない。例えば、下記(8)式の演算式、又は、下記(9)式の演算式を用いてもよい。この場合、当該デジタルフィルタを、低域の周波数帯域を通過させるローパスフィルタ、又は低域における必要な範囲の周波数帯のみを通過させるバンドパスフィルタとして機能するように、(8)式及び(9)式におけるフィルタ次数及びフィルタ係数を設定しておく。
In the first embodiment, a case where the digital filter is subjected to the filtering process by using the arithmetic expression of the above equation (7) has been described as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the following formula (8) or the following formula (9) may be used. In this case, Eqs. (8) and (9) so that the digital filter functions as a low-pass filter that passes through the low frequency band or a bandpass filter that passes only the required range of the low frequency band. Set the filter order and filter coefficient in the formula.
例えば、具体例1として上記(8)式を用いた場合、下記(8−1)式のように、フィルタ次数及びフィルタ係数を設定することにより、デジタルフィルタは、10分で追従する2次のローパスフィルタとして機能し、10分以下の急峻な電圧変動成分を除去する。図4のAは変形例に係る電圧調整装置10における具体例1のデジタルローパスフィルタの周波数特性を示す特性図、Bはステップ応答特性を示す特性図である。
また、上記(8)式を用いた場合、下記(8−2)式のように、フィルタ次数及びフィルタ係数を設定することにより、デジタルフィルタは、30秒の電圧変動成分のみを抜き出す2次のバンドパスフィルタとして機能する。図5のAは変形例に係る電圧調整装置10における具体例1のデジタルバンドパスフィルタの周波数特性を示す特性図、Bはステップ応答特性を示す特性図である。
一方、具体例2として上記(9)式を用いた場合、下記(9−1)式のように、フィルタ次数及びフィルタ係数を設定することにより、デジタルフィルタは、10分で追従する540次のローパスフィルタとして機能し、10分以下の急峻な電圧変動成分を除去する。図6のAは変形例に係る電圧調整装置10における具体例2のデジタルローパスフィルタの周波数特性を示す特性図、Bはステップ応答特性を示す特性図である。係数Xiは、デジタルフィルタが、図6のAに示す周波数特性及び図6のBに示すステップ応答特性となる係数である。また、このときのフィルタ次数は、サンプリング周期を1[s]にして算出した次数であり、実際に適用する場合には、膨大な計算となる可能性があるため、サンプリング周期Tsを大きくする等の対処をしておくことが好ましい。
また、上記(9)式を用いた場合、下記(9−2)式のように、フィルタ次数及びフィルタ係数を設定することにより、デジタルフィルタは、30秒の電圧変動成分のみを抜き出す46次のバンドパスフィルタとして機能する。図7のAは変形例に係る電圧調整装置10における具体例2のデジタルバンドパスフィルタの周波数特性を示す特性図、Bはステップ応答特性を示す特性図である。係数Xiは、デジタルフィルタが、図7のAに示す周波数特性及び図7のBに示すステップ応答特性となる係数である。
上述のとおり、デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように(8)式または(9)式のフィルタ次数及びフィルタ係数を設定することにより、(7)式の代わりに、(8)式又は(9)式を代用してもよい。但し、デジタルフィルタに(7)式の演算式を用いる場合、(8)式及び(9)式のように、フィルタ次数及びフィルタ係数を設定する必要がなく、容易に設計することができる。一方、デジタルフィルタに(8)式又は上記(9)式の演算式を用いた場合、設定するフィルタ次数及びフィルタ係数に応じて、除去したい周波数を調整することができる。従って、除去したい電圧変動成分が分かっている場合に、当該電圧変動成分のみを除去するように、細かく調整することができる。なお、利用する電圧調整装置10に応じて、適宜、(7)式又は(9)式の何れかを利用すればよい。(8−1)式,(8−2)式,(9−1)式,及び(9−2)式におけるフィルタ次数及びフィルタ係数は一例であり、上述したものに限定されるものではない。
As described above, by setting the filter order and filter coefficient of Eq. (8) or Eq. (9) so that the digital filter functions as a low-pass filter or bandpass filter, instead of Eq. (7), (8) Equation or equation (9) may be substituted. However, when the arithmetic expression of the equation (7) is used for the digital filter, it is not necessary to set the filter order and the filter coefficient as in the equations (8) and (9), and the design can be easily performed. On the other hand, when the calculation formula of the formula (8) or the above formula (9) is used for the digital filter, the frequency to be removed can be adjusted according to the set filter order and the filter coefficient. Therefore, when the voltage fluctuation component to be removed is known, it can be finely adjusted so as to remove only the voltage fluctuation component. Depending on the
以上のように本変形例によれば、動作判定電圧信号VTpを、(8)式又は(9)式で表されるローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いたフィルタリング処理によって算出してもよい。この場合、実効値信号Vsのうち、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間以内の急峻な電圧変動成分を除去したり、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間の電圧変動成分のみを通過させたりすることができる。 As described above, according to this modification, the operation determination voltage signal VTp may be calculated by a filtering process using a low-pass filter or a bandpass filter represented by the equation (8) or (9). In this case, from the effective value signal Vs, a steep voltage fluctuation component within a time corresponding to the filter order and the filter coefficient is removed, or only a voltage fluctuation component with a time corresponding to the filter order and the filter coefficient is passed. be able to.
(実施の形態3)
実施の形態1が、デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号VTpに基づいてスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する形態であるのに対し、実施の形態3は、2つの相異なるデジタルフィルタが夫々出力した動作判定電圧信号に基づいてスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する形態である。CPU11は、ROM12に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより、第2のデジタルフィルタ及び第2の判定部の機能を更に実現する。
(Embodiment 3)
The first embodiment determines the necessity of switching the switches S1 and S2 based on the operation determination voltage signal VTp output by the digital filter, whereas the third embodiment has two different digital filters. Is a form in which the necessity of switching of the switches S1 and S2 is determined based on the operation determination voltage signal output by each. The
実施の形態1に係る電圧調整装置10において、デジタルフィルタが行うフィルタリング処理では、所定の期間Tperiodにおいて急峻とされる電圧変動成分を除去できるが、実系統においては、種々の要因による電圧変動が存在している。例えば、短期間で急な変動(乱高下)が発生することもある。このような状況において、実施の形態1におけるデジタルフィルタでは、所定の期間Tperiodにおける急峻な電圧変動を除去するため、当該期間Tperiodと比較して短い期間における急峻な電圧変動をフィルタリング処理により除去してしまう場合がある。このため、実施の形態1では、配電線201に接続された機器に悪影響を及ぼす急な乱高下を無視してしまう可能性があり、この場合はスイッチS1,S2が切り換わらない。そこで、本実施の形態3では、上記のデジタルフィルタとは異なる第2のデジタルフィルタを更に追加し、短期間における急な電圧変動に対応できるようにする。
In the
実施の形態3に係る電圧調整システムのブロック構成は、実施の形態1に係る電圧調整システム100と同様であるため、図示を省略すると共に、実施の形態1に対応する箇所には同様の符号を付してその説明を省略する。
Since the block configuration of the voltage adjustment system according to the third embodiment is the same as that of the
第2のデジタルフィルタは、実効値信号Vsを入力として、当該実効値信号Vsから、実施の形態1でフィルタリング処理した所定の期間Tperiodよりも短い第2の期間Tbaseにおける急峻な電圧変動成分を除去する。 The second digital filter takes the effective value signal Vs as an input, and removes a steep voltage fluctuation component in the second period Tbase shorter than the predetermined period Tperiod filtered in the first embodiment from the effective value signal Vs. To do.
具体的には、第2のデジタルフィルタは、上述の実効値信号Vs、サンプリング周期Ts、第2の期間Tbase、及びZ変換演算子Zを用いて、下記(10)式に示す演算を行うことにより、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去した第2の動作判定電圧信号VTbを算出して出力する。下記(10)式におけるNbaseは、第2の期間Tbase(Tbase<Tperiod)中のサンプリングデータの数を表わしている。第2のデジタルフィルタにおいて、第2の期間Tbaseが所定の期間Tperiodよりも短いため、除去される電圧変動成分は少なくなり、第2の動作判定電圧信号VTbは、同じ期間中の動作判定電圧信号VTpと比較して、電圧変動が大きくなる(平滑化の度合いが小さい)。
なお、第2のデジタルフィルタにおいても、実施の形態1のデジタルフィルタと同様に、下記(11)式または下記(12)式に示す演算式を用いて、フィルタリング処理を行うようにしてもよい。但し、第2のデジタルフィルタに上記(10)式の演算式を用いる場合は、下記(11)式または下記(12)式の演算式を用いる場合と比較して、第2のデジタルフィルを容易に設計することができる。
第2の判定部は、第2のデジタルフィルタが出力した第2の動作判定電圧信号VTbが、予め設定された基準電圧を含む第2の不感帯領域を逸脱している場合に、判定部による動作判定電圧信号VTpに基づく判定結果に関わらず、スイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。この第2の不感帯領域は、第2の動作判定電圧信号VTbに基づいてスイッチS1,S2の切り換えが必要であるか否かを判定するための上限の閾値と下限の閾値との間の電圧領域である。 The second determination unit operates when the second operation determination voltage signal VTb output by the second digital filter deviates from the second dead zone region including the preset reference voltage. It is determined that the switches S1 and S2 need to be switched regardless of the determination result based on the determination voltage signal VTp. This second dead zone region is a voltage region between the upper limit threshold value and the lower limit threshold value for determining whether or not the switches S1 and S2 need to be switched based on the second operation determination voltage signal VTb. Is.
具体的には、第2の判定部は、第2の動作判定電圧信号VTbが第2の不感帯領域の上限値より大きい場合、配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。また、第2の動作判定電圧信号VTbが第2の不感帯領域の下限値より小さい場合、第2の判定部は、配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。そして、第2の動作判定電圧信号VTbがこれらの両方を満たさない場合、即ち、第2の不感帯領域の上限値と下限値との範囲内(第2の不感帯領域内)にある場合、引き続いて判定部が、動作判定電圧信号VTpが不感帯領域を逸脱しているか否かに基づいて、スイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する。判定部の処理内容については、実施の形態1と同様である。
Specifically, when the second operation determination voltage signal VTb is larger than the upper limit value of the second dead zone region, the second determination unit needs to switch the switches S1 and S2 in order to lower the voltage of the
なお、実施の形態1と同様に、配電線201の電圧の不感帯領域からの逸脱抑制、スイッチS1,S2の切り換えの抑制等の効果を総合的に勘案して、第2の不感帯領域の広さ、及び、第2の期間Tbaseの長さ(平滑化の度合い)を設定すればよい。
As in the first embodiment, the size of the second dead zone region is widened by comprehensively considering the effects of suppressing the voltage deviation of the
切換指令部は、判定部及び第2の判定部の判定結果に基づき、スイッチS1,S2の切り換えを指示する切換指令を出力部16から出力する。具体的には、切換指令部は、判定部又は第2の判定部の判定結果に基づいて配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2を切り換える場合、配電線201に接続するリアクトルの容量を1段階下げるように切換指令を出力する。また、切換指令部は、判定部又は第2の判定部の判定結果に基づいて配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2を切り換える場合、配電線201に接続するリアクトルの容量を1段階上げるように切換指令を出力する。一方、判定部及び第2の判定部の判定結果に基づいてスイッチS1,S2を切り換えない場合、切換指令部は、切換指令を変化させずに保持する。
The switching command unit outputs a switching command instructing switching of the switches S1 and S2 from the
次に、このように構成された実施の形態3に係る電圧調整装置10の制御部1の動作を、それを示すフローチャートを用いて説明する。図8は、実施の形態3に係る電圧調整システム100で配電線201の電圧調整処理を実行するCPU11の処理手順を示すフローチャートである。図8の処理は、CPU11の初期化後に、前述のサンプリング周期Tsで起動される。
Next, the operation of the
図8に示すステップS21〜23及びステップS29,S27の処理内容は、実施の形態1の図2に示すステップS11〜13及びステップS16,S17と同様であるため、その説明の一部を省略する。以下では、実施の形態1で用いたデジタルフィルタによるフィルタリングを第1フィルタリング処理と言い、第2のデジタルフィルタによるフィルタリングを第2フィルタリング処理と言う。 Since the processing contents of steps S21 to 23 and steps S29 and S27 shown in FIG. 8 are the same as steps S11 to 13 and steps S16 and S17 shown in FIG. 2 of the first embodiment, a part of the description thereof will be omitted. .. Hereinafter, the filtering by the digital filter used in the first embodiment is referred to as a first filtering process, and the filtering by the second digital filter is referred to as a second filtering process.
図8の処理が起動された場合、CPU11は、A/D変換部15に対し、検出部21の検出結果である配電線201の電圧を周期TssでJ回(J=Ts/Tss)だけA/D変換させ(S21)、J回の変換結果の実効値を演算して(S22:実効値演算部に相当)、演算結果の実効値信号VsをRAM13に記憶する。
When the process of FIG. 8 is activated, the
次いで、CPU11は、記憶した実効値信号Vsを用いて上述の(7)式を演算することにより、第1フィルタリング処理を行い(S23:デジタルフィルタに相当)、第1の処理結果として動作判定電圧信号VTpを算出してRAM13に記憶する。更にCPU11は、記憶した実効値信号Vsを用いて上述の(10)式を演算することにより、第2フィルタリング処理を行い(S24:第2のデジタルフィルタに相当)、第2の処理結果として第2の動作判定電圧信号VTbを算出してRAM13に記憶する。
Next, the
次いで、CPU11は、記憶した第2の処理結果である第2の動作判定電圧信号VTbと、第2の不感帯領域の上限値及び下限値とを比較し(S25)、比較結果に応じてスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する(S26:第2の判定部に相当)。具体的には、第2の動作判定電圧信号VTbが第2の不感帯領域の上限値より大きい場合、CPU11は、配電線201の電圧を下げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。また、第2の動作判定電圧信号VTbが第2の不感帯領域の下限値より小さい場合、CPU11は、配電線201の電圧を上げるべくスイッチS1,S2の切り換えが必要であると判定する。
Next, the
上記の何れでもなく、第2の動作判定電圧信号VTbが第2の不感帯領域内にある場合(S26:NO)、CPU11は、記憶した第1の処理結果である動作判定電圧信号VTpと、不感帯領域の上限値及び下限値とを比較し(S28)、比較結果に応じてスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定する(S29:判定部に相当)。動作判定電圧信号VTpが不感帯領域内にある場合、CPU11は、スイッチS1,S2の切り換えが不要であると判定し(S29:NO)、切換指令を新たに出力することなく図8の処理を終了する。
In any of the above cases, when the second operation determination voltage signal VTb is in the second dead zone region (S26: NO), the
一方、ステップS26にてスイッチS1,S2の切り換えが必要と判定した場合(S26:YES)、又はステップS29にてスイッチS1,S2の切り換えが必要と判定した場合(S29:YES)、CPU11は、配電線201の電圧が基準電圧に近づくようにスイッチS1,S2の切換指令を変化させて出力部16から出力し(S27:切換指令部に相当)、図8の処理を終了する。
On the other hand, when it is determined in step S26 that the switches S1 and S2 need to be switched (S26: YES), or when it is determined in step S29 that the switches S1 and S2 need to be switched (S29: YES), the
電圧調整装置10のCPU11は、上述の電圧調整処理を繰り返し行うことにより、配電線201の電圧から動作判定電圧信号VTp及び第2の動作判定電圧信号VTbを算出し、動作判定電圧信号VTp及び第2の動作判定電圧信号VTbに基づいて、スイッチS1,S2の切り換えを制御する。これにより、配電線201の電圧が、適正範囲となるように自動的に調整される。
The
なお、本実施の形態3にあっては、CPU11によって2種類のデジタルフィルタが実現される場合を例に説明したが、これに限定されず、複数種類のデジタルフィルタが実現されるようにしてもよい。この場合、各デジタルフィルタがフィルタリングする期間をそれぞれ異ならせておくことによって、任意の電圧変動成分が除去されるため、様々な電圧変動成分に対応して、スイッチS1,S2の切り換えを適正に行うことができる。
In the third embodiment, the case where two types of digital filters are realized by the
以上のように本実施の形態3によれば、所定の期間Tperiodより短い第2の期間Tbase中の実効値信号Vsをフィルタリング処理して出力した第2の動作判定電圧信号VTbに基づいてスイッチS1,S2の切り換えが必要と判定した場合に、スイッチS1,S2の切換指令を更に出力する。従って、所定の期間Tperiod中に出力した動作判定電圧信号VTpに基づいてスイッチS1,S2の切り換えが不要と判定された場合であっても、第2の期間Tbase中の急な電圧変動に応じてスイッチS1,S2の切り換えを行うことができる。 As described above, according to the third embodiment, the switch S1 is based on the second operation determination voltage signal VTb output by filtering the effective value signal Vs in the second period Tbase shorter than the predetermined period Tperiod. When it is determined that switching between S2 and S2 is necessary, a switching command for switches S1 and S2 is further output. Therefore, even if it is determined that switching of the switches S1 and S2 is unnecessary based on the operation determination voltage signal VTp output during the predetermined period Tperiod, in response to a sudden voltage fluctuation during the second period Tbase. The switches S1 and S2 can be switched.
また、実施の形態3によれば、第2の動作判定電圧信号が第2の不感帯領域を逸脱した場合に素早く応答して切換指令が出力されるため、配電線201の電圧が適正範囲を逸脱するのを抑制することができる。
Further, according to the third embodiment, when the second operation determination voltage signal deviates from the second dead zone region, a switching command is output in a quick response, so that the voltage of the
更に、実施の形態3によれば、第2の動作判定電圧信号を、(10)式で表されるフィルタリング処理によって算出する、従って、実効値信号Vsから急峻な電圧変動成分を除去した第2の動作判定電圧信号VTbに基づいて切り換えの要否が判定されるため、スイッチS1,S2の不要な切換を好適に抑制することができる。 Further, according to the third embodiment, the second operation determination voltage signal is calculated by the filtering process represented by the equation (10), and therefore, the steep voltage fluctuation component is removed from the effective value signal Vs. Since the necessity of switching is determined based on the operation determination voltage signal VTb of the above, unnecessary switching of the switches S1 and S2 can be suitably suppressed.
更に、実施の形態3によれば、第2の動作判定電圧信号VTbを、(11)式又は(12)式で表されるローパスフィルタ又はバンドパスフィルタを用いたフィルタリング処理によって算出してもよい。この場合、実効値信号Vsのうち、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間以内の急峻な電圧変動成分を除去したり、フィルタ次数及びフィルタ係数に応じた時間の電圧変動成分のみを通過させたりすることができる。 Further, according to the third embodiment, the second operation determination voltage signal VTb may be calculated by a filtering process using a low-pass filter or a band-pass filter represented by the equation (11) or the equation (12). .. In this case, from the effective value signal Vs, a steep voltage fluctuation component within a time corresponding to the filter order and the filter coefficient is removed, or only a voltage fluctuation component with a time corresponding to the filter order and the filter coefficient is passed. be able to.
更に、実施の形態3によれば、複数のデジタルフィルタ夫々が出力した動作判定電圧信号に基づいてスイッチS1,S2の切り換えの要否を判定してもよい。この場合、各デジタルフィルタがフィルタリングする期間を適当に選択することにより、任意の電圧変動成分が除去されるため、スイッチS1,S2の切り換えをより好適に行うことができる。 Further, according to the third embodiment, it may be determined whether or not the switches S1 and S2 need to be switched based on the operation determination voltage signals output by each of the plurality of digital filters. In this case, by appropriately selecting the filtering period of each digital filter, any voltage fluctuation component is removed, so that the switches S1 and S2 can be switched more preferably.
更に、実施の形態1、2、3又は変形例によれば、不要なスイッチの切り換えを抑制しつつ配電線201の電圧を適正に調整することが可能な電圧調整装置10を電圧調整システム100又は100aに適用することができる。
Further, according to the first, second, third, or modified examples, the
以下では、実施の形態1に係る電圧調整システム100によって配電線201の電圧を調整した場合と、従来の時間判定方式によって調整した場合とをシミュレーションで比較検証した結果について説明する。電圧調整システム100は、(7)式に示す演算を行うデジタルフィルタを用い、スイッチS1を切り換えてリアクトルL1を投入/開放するもの、即ちShRとして動作するものである。解析条件は以下のとおりである。
Hereinafter, the result of comparing and verifying the case where the voltage of the
(a)電圧のサンプリング周期Ts:1秒
(b)基準電圧:6600V
(c)基準電圧に対する不感帯領域の幅:1.5%(±99V)
(d)リアクトルL1の投入/開放による制御量:100V
(e)従来の時間判定方式による時限制御の動作時限:15秒
(f)デジタルフィルタリング処理における所定の期間Tperiod:120秒
(A) Voltage sampling cycle Ts: 1 second (b) Reference voltage: 6600V
(C) Width of dead zone region with respect to reference voltage: 1.5% (± 99V)
(D) Control amount by turning on / opening the reactor L1: 100V
(E) Operation time of time control by the conventional time determination method: 15 seconds (f) Predetermined period in digital filtering processing Tperiod: 120 seconds
図9のAは調整前の配電線201の電圧の時間推移を示すグラフ、Bは従来の方法による調整後の配電線201の電圧の時間推移を示すグラフ、Cは従来の方法によるリアクトルL1の開放及び投入の時間推移を示すグラフである。図10のAはデジタルフィルタが出力する動作判定電圧信号VTpの時間推移を示すグラフ、Bは電圧調整システム100による調整後の配電線201の電圧の時間推移を示すグラフ、Cは電圧調整システム100によるリアクトルL1の開放及び投入の時間推移を示すグラフである。
FIG. 9A is a graph showing the time transition of the voltage of the
図9及び図10における各グラフの横軸は時間(s)を表し、縦軸は電圧(kV)又はリアクトルL1の開放/投入の状態を表す。図9のA及びBと、図10のA及びBとに示す破線は、不感帯領域の上限の電圧及び下限の電圧である。図10のAに示す破線はリアクトルL1の開放/投入を行う前における仮の動作判定電圧信号の時間推移であり、実線はリアクトルL1の開放/投入を行った後における実際の動作判定電圧信号VTpの時間推移である。 The horizontal axis of each graph in FIGS. 9 and 10 represents time (s), and the vertical axis represents the voltage (kV) or the open / closed state of the reactor L1. The broken lines shown in A and B in FIG. 9 and A and B in FIG. 10 are the upper limit voltage and the lower limit voltage of the dead zone region. The broken line shown in FIG. 10A is the time transition of the temporary operation determination voltage signal before the reactor L1 is opened / closed, and the solid line is the actual operation determination voltage signal VTp after the reactor L1 is opened / closed. It is the time transition of.
シミュレーションの結果、16000秒間における制御回数(スイッチS1の切り換え回数)は、従来の時間判定方式によれば56回であるのに対し、電圧調整システム100によれば20回に低減されている。従って、電圧調整システム100では、従来との比較でスイッチS1の切り換えが好適に抑制されることが示された。以下、図9及び10を用いて説明する。
As a result of the simulation, the number of control times (the number of times the switch S1 is switched) in 16000 seconds is reduced from 56 times according to the conventional time determination method to 20 times according to the
図9のAに示すように、調整前の配電線201の電圧は、全体的に基準電圧よりも100V前後高く、比較的周期が短い電圧変動によって乱高下している。この電圧を時間判定方式によって調整した結果、図9のBに示すように、調整後の電圧が、平均的には基準電圧にほぼ一致するように調整されているものの、比較的短い(但し動作時限よりも長い)周期で頻繁に不感帯領域を逸脱していることが分かる。このため、図9のCに示すように、リアクトルL1の投入及び開放が比較的短い周期で行われている。
As shown in A of FIG. 9, the voltage of the
一方、図10のAに示すように、配電線201の電圧をA/D変換処理、実効値演算処理及びフィルタリング処理した動作判定電圧信号VTpでは、比較的周期が短い電圧変動が平滑化されていることが分かる。この動作判定電圧信号VTpに基づいて配電線201の電圧を調整した結果、図10のBに示すように、調整後の電圧が、平均的には基準電圧にほぼ一致するように調整されると共に、比較的短い周期で不感帯領域を逸脱することが抑制されていることが分かる。このため、図10のCに示すように、リアクトルL1の投入及び開放が比較的短い周期で行われることがなく、トータルの制御回数が十分に抑制されている。よって、本シミュレーションの結果においても、電圧調整システム100は、不要なスイッチS1の切り換えが抑制されていると言える。
On the other hand, as shown in FIG. 10A, in the operation determination voltage signal VTp in which the voltage of the
今回開示された実施の形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述した意味ではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、各実施の形態で記載されている技術的特徴は、お互いに組み合わせることが可能である。 The embodiments disclosed this time should be considered as exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims, not the above-mentioned meaning, and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. Also, the technical features described in each embodiment can be combined with each other.
1 制御部
10 電圧調整装置
11 CPU
12 ROM
13 RAM
14 タイマ
15 A/D変換部
16 出力部
20 計測用変圧器
21 検出部
31、32、33 リアクトル
S1、S2、S3 スイッチ
L1、L2 リアクトル
C1、C2、C3 コンデンサ
100、100a 電圧調整システム
200 変電所
201 配電線
1
12 ROM
13 RAM
14 Timer 15 A /
Claims (11)
前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、
該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、
該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、
該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、
該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部と
を備え、
前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、且つ、前記実効値信号をVs、サンプリング周期をTs、前記所定の期間をTperiod、前記所定の期間中の実効値信号の数をNperiod、Z変換演算子をZとして、下記(1)式に示す演算を行うことにより、前記動作判定電圧信号VTpを算出して出力する電圧調整装置。
A detector that detects the voltage of the power transmission line and
An A / D converter that digitizes the voltage detected by the detector,
An effective value calculation unit that calculates the effective value of the digitized voltage by the A / D conversion unit and outputs an effective value signal.
A digital filter that removes a steep voltage fluctuation component from the effective value signal output by the effective value calculation unit and outputs an operation judgment voltage signal.
A determination unit that determines whether or not the switch needs to be switched based on the operation determination voltage signal output by the digital filter.
When the determination unit determines that switching is necessary, the switch is provided with a switching command unit that outputs a switching command so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage .
The digital filter performs filtering processing on the effective value signal output by the effective value calculation unit during a predetermined period, and sets the effective value signal as Vs, the sampling period as Ts, and the predetermined period as Tperiod. the number of effective value signal in the predetermined period Nperiod, the Z conversion operator as Z, by performing the calculation shown in equation (1) below, the voltage regulator you calculates and outputs the operation determination voltage signal VTp apparatus.
前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、
該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、
該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、
該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、
該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部と
を備え、
前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、且つ、前記実効値信号をVs、Z変換演算子をZ、所定のフィルタ次数をM,N、所定の係数をai(i=0,1,・・・,M),bj(j=0,1,・・・N)とし、下記(2)式に示す演算を行うことにより、前記動作判定電圧信号VTpを算出して出力し、
前記所定のフィルタ次数M,N及び前記所定の係数ai,bjは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される電圧調整装置。
A detector that detects the voltage of the power transmission line and
An A / D converter that digitizes the voltage detected by the detector,
An effective value calculation unit that calculates the effective value of the digitized voltage by the A / D conversion unit and outputs an effective value signal.
A digital filter that removes a steep voltage fluctuation component from the effective value signal output by the effective value calculation unit and outputs an operation judgment voltage signal.
A determination unit that determines whether or not the switch needs to be switched based on the operation determination voltage signal output by the digital filter.
When the determination unit determines that switching is necessary, the switch is provided with a switching command unit that outputs a switching command so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage .
The digital filter performs filtering processing on the effective value signal output by the effective value calculation unit during a predetermined period, and sets the effective value signal as Vs, the Z conversion operator as Z, and the predetermined filter order. By setting M, N and predetermined coefficients to ai (i = 0,1, ..., M) and bj (j = 0,1, ... N) and performing the calculation shown in the following equation (2). , The operation judgment voltage signal VTp is calculated and output,
Wherein the predetermined filter order M, N and the predetermined coefficients ai, bj is a voltage regulator for the digital filter Ru is set to function as a low pass filter or a band-pass filter.
前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、
該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、
該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、
該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、
該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部と
を備え、
前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、且つ、前記実効値信号をVs、Z変換演算子をZ、所定のフィルタ次数をM、所定の係数をhi(i=0,1,・・・,M)とし、下記(3)式に示す演算を行うことにより、前記動作判定電圧信号VTpを算出して出力し、
前記所定のフィルタ次数M及び前記所定の係数hiは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される電圧調整装置。
A detector that detects the voltage of the power transmission line and
An A / D converter that digitizes the voltage detected by the detector,
An effective value calculation unit that calculates the effective value of the digitized voltage by the A / D conversion unit and outputs an effective value signal.
A digital filter that removes a steep voltage fluctuation component from the effective value signal output by the effective value calculation unit and outputs an operation judgment voltage signal.
A determination unit that determines whether or not the switch needs to be switched based on the operation determination voltage signal output by the digital filter.
When the determination unit determines that switching is necessary, the switch is provided with a switching command unit that outputs a switching command so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage .
The digital filter performs filtering processing on the effective value signal output by the effective value calculation unit during a predetermined period, and sets the effective value signal as Vs, the Z conversion operator as Z, and the predetermined filter order. M, the predetermined coefficient is hi (i = 0,1, ..., M), and the operation determination voltage signal VTp is calculated and output by performing the calculation shown in the following equation (3).
Wherein the predetermined filter order M and the predetermined coefficients hi, the digital filter is set Ru voltage regulator to act as a low pass filter or a band-pass filter.
前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、
該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、
該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力するデジタルフィルタと、
該デジタルフィルタが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する判定部と、
該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部と
を備え、
前記デジタルフィルタは、前記実効値演算部が所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行い、
前記実効値演算部が前記所定の期間より短い第2の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行うことにより、第2の動作判定電圧信号を出力する第2のデジタルフィルタと、
前記第2の動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを判定する第2の判定部とを更に備え、
前記切換指令部は、前記第2の判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を更に出力する電圧調整装置。 A voltage regulator that adjusts the voltage of the power transmission line by controlling the switching of a switch that connects a reactor or a capacitor in parallel to the power transmission line.
A detector that detects the voltage of the power transmission line and
An A / D converter that digitizes the voltage detected by the detector,
An effective value calculation unit that calculates the effective value of the digitized voltage by the A / D conversion unit and outputs an effective value signal.
A digital filter that removes a steep voltage fluctuation component from the effective value signal output by the effective value calculation unit and outputs an operation judgment voltage signal.
A determination unit that determines whether or not the switch needs to be switched based on the operation determination voltage signal output by the digital filter.
When the determination unit determines that switching is necessary, the switch is provided with a switching command unit that outputs a switching command so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage .
The digital filter performs filtering processing on the effective value signal output by the effective value calculation unit during a predetermined period, and then performs filtering processing.
A second digital filter that outputs a second operation determination voltage signal by performing filtering processing on the effective value signal output by the effective value calculation unit during the second period shorter than the predetermined period.
Further provided with a second determination unit for determining whether or not the switch needs to be switched based on the second operation determination voltage signal.
The switching instruction portion, when switched in the second determination unit determines that necessary to approximate the voltage of the power transmission line to a reference voltage, the voltage regulator you further outputs a switching command to the switch.
前記所定のフィルタ次数P,Q及び前記所定の係数ck,dlは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される
請求項4又は5に記載の電圧調整装置。
The voltage regulator according to claim 4 or 5 , wherein the predetermined filter orders P and Q and the predetermined coefficients kk and dl are set so that the digital filter functions as a low-pass filter or a band-pass filter.
前記所定のフィルタ次数P及び前記所定の係数fkは、前記デジタルフィルタがローパスフィルタ又はバンドパスフィルタとして機能するように設定される
請求項4又は5に記載の電圧調整装置。
The voltage regulator according to claim 4 or 5 , wherein the predetermined filter order P and the predetermined coefficient fk are set so that the digital filter functions as a low-pass filter or a band-pass filter.
前記電力伝送線の電圧を検出する検出部と、
該検出部が検出した電圧をデジタル化するA/D変換部と、
該A/D変換部がデジタル化した電圧の実効値を演算して実効値信号を出力する実効値演算部と、
該実効値演算部が出力した実効値信号から急峻な電圧変動成分を除去して動作判定電圧信号を出力する複数のデジタルフィルタと、
該複数のデジタルフィルタそれぞれが出力した動作判定電圧信号に基づいて、前記スイッチの切り換えが必要であるか否かを各別に判定する判定部と、
該判定部で切り換えが必要と判定した場合、前記電力伝送線の電圧を基準電圧に近づけるように、前記スイッチに切換指令を出力する切換指令部と
を備え、
前記複数のデジタルフィルタは、前記実効値演算部が互いに異なる所定の期間中に出力した実効値信号に対してフィルタリング処理を行う電圧調整装置。 A voltage regulator that adjusts the voltage of the power transmission line by controlling the switching of a switch that connects a reactor or a capacitor in parallel to the power transmission line.
A detector that detects the voltage of the power transmission line and
An A / D converter that digitizes the voltage detected by the detector,
An effective value calculation unit that calculates the effective value of the digitized voltage by the A / D conversion unit and outputs an effective value signal.
A plurality of digital filters that remove steep voltage fluctuation components from the effective value signal output by the effective value calculation unit and output an operation judgment voltage signal, and
Each said plurality of digital filters based on the operation judging voltage signal output, whether it is necessary to changeover of the switch and the determination unit to each other,
When the determination unit determines that switching is necessary, the switch is provided with a switching command unit that outputs a switching command so that the voltage of the power transmission line approaches the reference voltage .
The plurality of digital filters are voltage adjusting devices that perform filtering processing on effective value signals output by the effective value calculation unit during a predetermined period different from each other .
前記スイッチと、
該スイッチを介して前記電力伝送線に並列的に接続されるリアクトル又はコンデンサと
を含む電圧調整システム。 A voltage regulator according to any one of claims 1 1 0,
With the switch
A voltage regulation system including a reactor or a capacitor connected in parallel to the power transmission line via the switch.
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