JPH0215893B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は電力系統の電圧変動を抑制する無効電
力制御装置に関する。

（従来の技術） 電力系統の電圧変動を抑制するには、電圧変動
の最も大きな原因となる無効電力を制御すること
が望ましい。このため一般に無効電力制御装置に
より、負荷の遅相の無効電力にほぼ等しい進相の
無効電力を供給し、電圧変動の抑制がなされたい
る。そして従来の無効電力制御装置の一例を示し
たのが第３図であり、この図では３相回路のうち
の１相分のみを示している。この第３図において
交流電源１は電源側のインピーダンス２を介して
無効電力をとる負荷３に接続される。無効電力制
御装置の本体４は補償コンデンサ４１、サイリス
タ４２，４３補償リアクトル４４からなり負荷３
に並列に接続される。負荷３の両端電圧の変動は
電圧検出回路５により検出される。この検出回路
は電圧の実効値や平均値を検出する回路から構成
され、負荷電圧に比例した直流電圧を生ずる。電
圧検出回路５の出力は差動増幅器６の一方の入力
端子に与えられ、他方の入力端子に調整すべき負
荷の電圧設定値Ｅが電圧設定端子７から与えられ
る。差動増幅器６は２つの入力信号の差に応じた
出力をサイリスタの点弧角制御回路８に与える
る。サイリスタの点弧角制御回路８はサイリスタ
４２，４３の点弧パルスを所定の位相で発生し、
このパルスがパルス増幅器９を介してサイリスタ
４２，４３の各ゲートに印加される。

第３図において負荷３の変動により負荷電圧が
低下すると電圧検出回５は主回路電圧の低下に相
当する電圧を出力する。この出力電圧と電圧設定
値Ｅとの差分は差動増幅器６で増幅され、サイリ
スタの点弧角制御回路８に入り差分に対応した位
相だけ遅れた点弧パルスを出し、パルス増幅器９
で電力増幅されサイリスタ４２，４３を点弧す
る。この結果、補償リアクトル４４に流れる電流
が減少する。従つて補償コンデンサ４１にほぼ一
定の進相電流が流れているので、無効電力制御装
置４は進相の無効電力を負荷に供給して負荷電圧
を上昇させることになり負荷電圧の低下を抑制す
ることになる。また逆に負荷電圧が上昇する場合
には補償リアクトル４４に流れる電流を増加させ
る方向に制御がなされ負荷電圧の上昇を抑制する
ことになる。

一般に差動増幅器６の利得は大きいので定常特
性的には電圧検出回路５の出力は電圧設定値Ｅと
ほとんど等しくなる。

（発明が解決しようとする課題） しかしながらこの種の無効電力制御装置は次の
ような欠点をもつている。即ちこの制御系が安定
でかつ過渡応答を速くするために、差動増幅器６
の利得は電源インピーダンス２のインピーダンス
値に見合う値に決定される。しかし電源側インピ
ーダンス２の値は常時一定ではなく電力会社の系
統の運用によつて大きく変化する。例えば昼間と
夜間、春夏秋冬、系統につながる発電所の増設等
で電源側インピーダンス値が変わる。

一方、第３図の制御系においては、電源側イン
ピーダンス２の値が大きくなれば、制御ループゲ
インが大きくなり、ハンチングを起し易くなり、
逆に電源側インピーダンス２の値が小さくなれ
ば、制御ループゲインが小さくなり、制御応答が
悪く（遅く）なることが知られている。

従つて、一度差動増幅器６の利得を決定してし
まうと、電源側インピーダンスが小さくなると制
御応答が遅くなり、また逆に電源側インピーダン
スが大きくなるとハンチングを起し易くなる欠点
があつた。

そこで本発明の目的は電源側インピーダンス２
が変わつても最適な制御特性が得られるような無
効電力制御装置を提供することにある。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は前述の目的を達成するために、補償リ
アクトルと補償コンデンサを並列に設け、補償リ
アクトルの発生する無効電力の調整はこれと直列
に接続された逆並列接続のサイリスタの点弧位相
制御を、系統の電圧変動を検出する電圧検出回路
の出力信号を用いた負帰還制御によつて行なう無
効電力制御装置において、電源側電流を検出する
電流検出器の出力信号と前記電圧検出回路の出力
信号を入力とし、前記系統の電源側のインピーダ
ンスを演算する電源側インピーダンス演算回路を
設け、前記負帰還制御回路の制御利得を電源側イ
ンピーダンスの変化に応じて変えるようにしたこ
とを特徴とするものである。

（作用） 前述のように、系統の電源側のインピーダンス
を演算する電源側インピーダンス演算回路を設
け、電源側インピーダンスが増大方向に変化した
場合は、負帰還制御回路の制御利得を小さくし、
電源側インピーダンスが減少方向に変化した場合
は負帰還制御回路の制御利得が大きくなるように
修正することによつて、前記不具合は解消され
る。

（実施例） 以下第１図，第２図を参照して本発明を説明す
る。第１図は本発明の一実施例を３相回路の１相
分のみとして示している。この図において第１図
と同一構成のものには同一番号を付している。

電源側インピーダンス２に流れる電流を変流器
１２により検出し電源側インピーダンス演算回路
１０に入力する。また負荷電圧もその電源側イン
ピーダンス演算回路１０に入力し、その出力を利
得修正回路１１に入力する。この利得修正回路１
１は差動増幅器６とサイリスタの点弧角制御回路
８との間に入れる。

次に、本発明の作用について説明する。電源側
インピーダンス２に流れる電流を変流器１２によ
り検出し、負荷電圧とで電源側インピーダンス演
算回路１０で電源側インピーダンス２の値を演算
する。

第２図にこの原理を説明するためにインピーダ
ンスマツプを描いた。Xsは電源側インピーダン
ス２の値、Ｘは負荷３と無効電力制御装置４との
合成インピーダンス値、Ｖは電源電圧、Ｉは電源
側インピーダンス２に流れる電流、ΔVを負荷電
圧の変動分とすると、この負荷電圧の変動分に対
応した電源側インピーダンスXsは Xs＝ΔV／Ｉとして演算される。

この電源側インピーダンスXsの変化により差
動増幅器６からの出力を利得修正回路１１で修正
する。

即ち、電源側インピーダンスXsが小さくなる
と、前述したように制御ループゲインが小さくな
り制御応答が遅くなるので利得修正回路１１で利
得が大きくなるように修正する。逆に電源側イン
ピーダンスXsが大きくなると制御ループゲイン
が大きくなりハンチングを起こし易くなるので利
得修正回路１１で利得が小さくなるように修正し
て制御系を安定化する。

［発明の効果］ 以上説明のように本発明によれば、電源側イン
ピーダンスが変化しても、それに応じて制御系が
安定になるように利得を修正するようにしたの
で、ハンチングの発生を防止し、しかも制御応答
の速い無効電力制御装置を提供出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す回路図、第２
図は本発明を説明するためのインピーダンスマツ
プ図、第３図は従来の無効電力制御装置の回路図
である。 １……交流電源、２……電源側インピーダン
ス、３……負荷、４……無効電力制御装置の本
体、４１……補償コンデンサ、４２，４３……サ
イリスタ、４４……補償リアクトル、５……電圧
検出回路、６……差動増幅器、７……電圧設定端
子、８……サイリスタの点弧角制御回路、９……
パルス増幅器、１０……電源側インピーダンス演
算回路、１１……利得修正回路、１２……変流
器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 補償リアクトルと補償コンデンサを並列に設
   け、補償リアクトルの発生する無効電力の調整は
   これと直列に接続された逆並列接続のサイリスタ
   の点弧位相制御を、系統の電圧変動を検出する電
   圧検出回路の出力信号を用いた負帰還制御によつ
   て行なう無効電力制御装置において、電源側電流
   を検出する電流検出器の出力信号と前記電圧検出
   回路の出力信号を入力とし、前記系統の電源側の
   インピーダンスを演算する電源側インピーダンス
   演算回路を設け、前記負帰還制御回路の制御利得
   を電源側インピーダンスの変化に応じて変えるこ
   とを特徴とする無効電力制御装置。