JPH04317523A - 電圧変動補償装置 - Google Patents
電圧変動補償装置Info
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- JPH04317523A JPH04317523A JP3080344A JP8034491A JPH04317523A JP H04317523 A JPH04317523 A JP H04317523A JP 3080344 A JP3080344 A JP 3080344A JP 8034491 A JP8034491 A JP 8034491A JP H04317523 A JPH04317523 A JP H04317523A
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 4
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- 102100030589 Neurogenic differentiation factor 6 Human genes 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000002123 temporal effect Effects 0.000 description 1
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電源から負荷に電力
を供給する配電系統における給電側の母線の電圧変動補
償装置に関し、特に無効電力補償装置の容量を軽減させ
ると共に、負荷側の変動みならず電源側の負荷変動にも
対応できる電圧変動補償装置に関するものである。
を供給する配電系統における給電側の母線の電圧変動補
償装置に関し、特に無効電力補償装置の容量を軽減させ
ると共に、負荷側の変動みならず電源側の負荷変動にも
対応できる電圧変動補償装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図６は、例えば、三菱電機技法（１９８
８年、第６２巻、第６号）の第１５頁〜第２０頁の論文
「アクティブフィルタとその応用」に記載された、従来
の電圧変動補償装置を示す回路構成図である。
８年、第６２巻、第６号）の第１５頁〜第２０頁の論文
「アクティブフィルタとその応用」に記載された、従来
の電圧変動補償装置を示す回路構成図である。
【０００３】図において、１は交流電源（以下、単に電
源という）、２及び３は電源系統に挿入された抵抗器及
びリアクトルであり、抵抗器２の抵抗値はＲ、リアクト
ル３のリアクタンスはＸである。４は抵抗器２及びリア
クトル３を介して電源１に接続された負荷側の母線であ
り、補償されるべき負荷電圧ＶＡを供給するようになっ
ている。５は電力供給系統の母線４に接続されて負荷電
圧ＶＡが供給される可変の負荷である。
源という）、２及び３は電源系統に挿入された抵抗器及
びリアクトルであり、抵抗器２の抵抗値はＲ、リアクト
ル３のリアクタンスはＸである。４は抵抗器２及びリア
クトル３を介して電源１に接続された負荷側の母線であ
り、補償されるべき負荷電圧ＶＡを供給するようになっ
ている。５は電力供給系統の母線４に接続されて負荷電
圧ＶＡが供給される可変の負荷である。
【０００４】６は母線４に対して負荷５と並列に接続さ
れたアクティブフィルタ即ち無効電力補償装置であり、
母線に接続されて電力供給系統の無効電力を補償するた
めの出力電流Ｉｃを母線４に供給するようになっている
。７は無効電力補償装置６から出力される無効電力（−
ｊＱｃ）を制御する制御装置であり、負荷検出手段とな
る変流器８及び変成器９から検出される母線電流ＩＡ及
び母線電圧ＶＡと無効電力補償装置６内のインバータの
出力電流ＩＦとに基づいて、無効電力補償装置６内のイ
ンバータを制御するようになっている。尚、無効電力補
償装置６から出力される無効電力（−ｊＱｃ）の絶対値
はＱｃであるため、以下、補償用の無効電力を単にＱｃ
で表わし、無効電力Ｑｃに対応する出力電流をＩｃで表
わす。
れたアクティブフィルタ即ち無効電力補償装置であり、
母線に接続されて電力供給系統の無効電力を補償するた
めの出力電流Ｉｃを母線４に供給するようになっている
。７は無効電力補償装置６から出力される無効電力（−
ｊＱｃ）を制御する制御装置であり、負荷検出手段とな
る変流器８及び変成器９から検出される母線電流ＩＡ及
び母線電圧ＶＡと無効電力補償装置６内のインバータの
出力電流ＩＦとに基づいて、無効電力補償装置６内のイ
ンバータを制御するようになっている。尚、無効電力補
償装置６から出力される無効電力（−ｊＱｃ）の絶対値
はＱｃであるため、以下、補償用の無効電力を単にＱｃ
で表わし、無効電力Ｑｃに対応する出力電流をＩｃで表
わす。
【０００５】図７は図６内の無効電力補償装置６及び制
御装置７を具体的に示す回路構成図である。図示したよ
うに、無効電力補償装置６は、トランジスタスイッチか
らなる自励式のインバータを用いたアクティブフィルタ
で構成されている。
御装置７を具体的に示す回路構成図である。図示したよ
うに、無効電力補償装置６は、トランジスタスイッチか
らなる自励式のインバータを用いたアクティブフィルタ
で構成されている。
【０００６】図において、１０ａ〜１０ｃは主回路とな
る母線４に接続されたリアクトルである。１１ａ〜１１
ｆはリアクトル１０ａ〜１０ｃに接続されてインバータ
を構成するトランジスタスイッチであり、それぞれ、ト
ランジスタ及びダイオードの並列回路から構成されてい
る。１２はインバータに並列接続された静電容量Ｃのコ
ンデンサである。１３ａ及び１３ｂはリアクトル１０ａ
及び１０ｃとインバータとの間に設けられた変流器であ
り、インバータの出力電流ＩＦを検出するようになって
いる。
る母線４に接続されたリアクトルである。１１ａ〜１１
ｆはリアクトル１０ａ〜１０ｃに接続されてインバータ
を構成するトランジスタスイッチであり、それぞれ、ト
ランジスタ及びダイオードの並列回路から構成されてい
る。１２はインバータに並列接続された静電容量Ｃのコ
ンデンサである。１３ａ及び１３ｂはリアクトル１０ａ
及び１０ｃとインバータとの間に設けられた変流器であ
り、インバータの出力電流ＩＦを検出するようになって
いる。
【０００７】又、図７において、制御装置７は、以下の
１４〜１６の回路によって構成されている。１４は変流
器８で検出された母線電流ＩＡと変成器９で検出された
母線電圧ＶＡとに基づいて負荷５の有効電力Ｐ及び無効
電力Ｑを検出する検出回路である。１５は検出回路１４
の出力信号（負荷５側の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑ）と
変流器１３ａ及び１３ｂで検出された出力電流ＩＦとが
入力される電流制御部であり、有効電力Ｐ及び無効電力
Ｑを基準値として出力電流ＩＦをフィードバック制御す
るようになっている。１６は電流制御部１５の出力信号
を変調するＰＷＭ制御部であり、ＰＷＭ制御部１６から
出力されるＰＷＭ信号は、インバータ即ちトランジスタ
スイッチ１１ａ〜１１ｆのオンオフ信号として無効電力
補償装置６に印加されている。
１４〜１６の回路によって構成されている。１４は変流
器８で検出された母線電流ＩＡと変成器９で検出された
母線電圧ＶＡとに基づいて負荷５の有効電力Ｐ及び無効
電力Ｑを検出する検出回路である。１５は検出回路１４
の出力信号（負荷５側の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑ）と
変流器１３ａ及び１３ｂで検出された出力電流ＩＦとが
入力される電流制御部であり、有効電力Ｐ及び無効電力
Ｑを基準値として出力電流ＩＦをフィードバック制御す
るようになっている。１６は電流制御部１５の出力信号
を変調するＰＷＭ制御部であり、ＰＷＭ制御部１６から
出力されるＰＷＭ信号は、インバータ即ちトランジスタ
スイッチ１１ａ〜１１ｆのオンオフ信号として無効電力
補償装置６に印加されている。
【０００８】次に、図８及び図９を参照しながら、図６
及び図７に示した従来の電圧変動補償装置の動作につい
て説明する。通常、コンデンサ１２に充電されている直
流電圧Ｅｄは、制御装置７からのＰＷＭ信号によってオ
ンオフされるトランジスタスイッチ１１ａ〜１１ｆによ
りＰＷＭ変調され、インバータ出力としての交流電圧Ｖ
Ｉに変換された後、リアクトル１０ａ〜１０ｃを介して
負荷５側の母線４に供給される。
及び図７に示した従来の電圧変動補償装置の動作につい
て説明する。通常、コンデンサ１２に充電されている直
流電圧Ｅｄは、制御装置７からのＰＷＭ信号によってオ
ンオフされるトランジスタスイッチ１１ａ〜１１ｆによ
りＰＷＭ変調され、インバータ出力としての交流電圧Ｖ
Ｉに変換された後、リアクトル１０ａ〜１０ｃを介して
負荷５側の母線４に供給される。
【０００９】以上の無効電力補償装置６の動作から、無
効電力補償装置６及び電源１は等価的に図８のように表
わされる。即ち、無効電力補償装置６は、電圧ＶＩの交
流電源として作用し、リアクトル３を介して電圧ＶＡの
交流電源１に接続されており、リアクトル３には、補償
用の無効電力Ｑｃに対応した出力電流Ｉｃが無効電力補
償装置６に向かって流れる。実際には、無効電力Ｑｃの
符号が負であるため、無効電力補償装置６に対して負の
出力電流Ｉｃが流れ込むことになる。
効電力補償装置６及び電源１は等価的に図８のように表
わされる。即ち、無効電力補償装置６は、電圧ＶＩの交
流電源として作用し、リアクトル３を介して電圧ＶＡの
交流電源１に接続されており、リアクトル３には、補償
用の無効電力Ｑｃに対応した出力電流Ｉｃが無効電力補
償装置６に向かって流れる。実際には、無効電力Ｑｃの
符号が負であるため、無効電力補償装置６に対して負の
出力電流Ｉｃが流れ込むことになる。
【００１０】図９はアクティブフィルタとしての無効電
力補償装置６に流れる出力電流Ｉｃを示す波形図である
。図９において、（ａ）は交流電圧ＶＩが母線電圧ＶＡ
より大きい場合を示し、出力電流Ｉｃは進相電流となる
。又、（ｂ）は交流電圧ＶＩが母線電圧ＶＡより小さい
場合を示し、出力電流Ｉｃは遅相電流となる。これによ
り、電源１の供給電力は、図６に参照されるように、Ｐ
＋ｊ（Ｑ−Ｑｃ）で表わされ、負荷５に実際に供給され
る電力は、無効電力（−ｊＱｃ）が除かれてＰ＋ｊＱと
なる。
力補償装置６に流れる出力電流Ｉｃを示す波形図である
。図９において、（ａ）は交流電圧ＶＩが母線電圧ＶＡ
より大きい場合を示し、出力電流Ｉｃは進相電流となる
。又、（ｂ）は交流電圧ＶＩが母線電圧ＶＡより小さい
場合を示し、出力電流Ｉｃは遅相電流となる。これによ
り、電源１の供給電力は、図６に参照されるように、Ｐ
＋ｊ（Ｑ−Ｑｃ）で表わされ、負荷５に実際に供給され
る電力は、無効電力（−ｊＱｃ）が除かれてＰ＋ｊＱと
なる。
【００１１】次に、図１０を参照しながら、無効電力補
償装置６による電圧変動補償動作について説明する。図
１０は、負荷５側の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑ、負荷電
圧即ち母線電圧ＶＡ、並びに、無効電力補償装置６から
出力される無効電力Ｑｃの時間変化を示すタイミングチ
ャートである。
償装置６による電圧変動補償動作について説明する。図
１０は、負荷５側の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑ、負荷電
圧即ち母線電圧ＶＡ、並びに、無効電力補償装置６から
出力される無効電力Ｑｃの時間変化を示すタイミングチ
ャートである。
【００１２】いま、電源系統の抵抗器２の抵抗値をＲ［
％］［１０ＭＶＡ（メガボルトアンペア）ベース］、リ
アクトル３のリアクタンスをＸ［％］（１０ＭＶＡベー
ス）とし、時刻Ｔ０〜Ｔ１において無負荷であり、時刻
Ｔ１において負荷５が起動したとする。この場合、時刻
Ｔ１から有効電力Ｐ［Ｗ］及び無効電力Ｑ［ＶＡＲ（バ
ール）］が共に増大して時刻Ｔ２で一定値に達し、時刻
Ｔ３から減少することになる。
％］［１０ＭＶＡ（メガボルトアンペア）ベース］、リ
アクトル３のリアクタンスをＸ［％］（１０ＭＶＡベー
ス）とし、時刻Ｔ０〜Ｔ１において無負荷であり、時刻
Ｔ１において負荷５が起動したとする。この場合、時刻
Ｔ１から有効電力Ｐ［Ｗ］及び無効電力Ｑ［ＶＡＲ（バ
ール）］が共に増大して時刻Ｔ２で一定値に達し、時刻
Ｔ３から減少することになる。
【００１３】このとき、母線電圧ＶＡは基準電圧（目標
値）ＶｒからΔＶＡだけ降下し、電圧降下ΔＶＡは、
値）ＶｒからΔＶＡだけ降下し、電圧降下ΔＶＡは、
【
００１４】
００１４】
【数１】
【００１５】で表わされる。
【００１６】一方、制御装置７においては、検出回路１
４が負荷５の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを検出し、有効
電力Ｐ及び無効電力Ｑ並びにインバータの出力電流ＩＦ
基づいて電流制御部１５及びＰＷＭ制御部１６を調整す
る。即ち、時刻Ｔ１以降において、■式で表わされる電
圧降下ΔＶＡを零にするため、時刻Ｔ１以降に進相の無
効電力Ｑｃを無効電力補償装置６に流す。このときの進
相無効電力Ｑｃは以下のように求められる。即ち、■式
より、
４が負荷５の有効電力Ｐ及び無効電力Ｑを検出し、有効
電力Ｐ及び無効電力Ｑ並びにインバータの出力電流ＩＦ
基づいて電流制御部１５及びＰＷＭ制御部１６を調整す
る。即ち、時刻Ｔ１以降において、■式で表わされる電
圧降下ΔＶＡを零にするため、時刻Ｔ１以降に進相の無
効電力Ｑｃを無効電力補償装置６に流す。このときの進
相無効電力Ｑｃは以下のように求められる。即ち、■式
より、
【００１７】
【数２】
【００１８】とし、これより、
【００１９】
【数３】
【００２０】が得られる。
【００２１】しかしながら、無効電力補償装置６は、■
式で表わされる補償用の無効電力Ｑｃを出力し続けなけ
れば母線電圧ＶＡを一定に保つことができない。従って
、無効電力補償装置６の容量及び出力（無効電力Ｑｃ）
としては、負荷５の全変動に相当した大きなものが必要
になる。又、無効電力補償装置６から出力される無効電
力Ｑｃは、負荷５の変動に起因する電圧変動のみにしか
対応していないので、無効電力補償装置６より電源１側
での負荷変動等に起因する電圧変動に対しては補償する
ことができない。
式で表わされる補償用の無効電力Ｑｃを出力し続けなけ
れば母線電圧ＶＡを一定に保つことができない。従って
、無効電力補償装置６の容量及び出力（無効電力Ｑｃ）
としては、負荷５の全変動に相当した大きなものが必要
になる。又、無効電力補償装置６から出力される無効電
力Ｑｃは、負荷５の変動に起因する電圧変動のみにしか
対応していないので、無効電力補償装置６より電源１側
での負荷変動等に起因する電圧変動に対しては補償する
ことができない。
【００２２】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧変動補償装
置は以上のように、母線４に接続された無効電力補償装
置６のみを用いて母線電圧ＶＡの変動を防止しようとし
ているので、常に無効電力Ｑｃを出力し続けなければな
らず、無効電力補償装置６の容量及び出力が大きくなっ
て不経済であるうえ、無効電力補償装置６より電源１側
の負荷変動には対応することができないという問題点が
あった。
置は以上のように、母線４に接続された無効電力補償装
置６のみを用いて母線電圧ＶＡの変動を防止しようとし
ているので、常に無効電力Ｑｃを出力し続けなければな
らず、無効電力補償装置６の容量及び出力が大きくなっ
て不経済であるうえ、無効電力補償装置６より電源１側
の負荷変動には対応することができないという問題点が
あった。
【００２３】この発明は上記のような問題点を解決する
ためになされたもので、無効電力補償装置と電圧調整器
とを組合わせることにより、母線電圧の変動補償機能を
損なうことなく無効電力補償装置の容量及び出力を小さ
くすると共に、電源側の負荷変動にも対応可能な電圧変
動補償装置を得ることを目的とする。
ためになされたもので、無効電力補償装置と電圧調整器
とを組合わせることにより、母線電圧の変動補償機能を
損なうことなく無効電力補償装置の容量及び出力を小さ
くすると共に、電源側の負荷変動にも対応可能な電圧変
動補償装置を得ることを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電圧変動
補償装置は、母線に接続されて系統の無効電力を補償す
るための出力電流を母線に供給する無効電力補償装置と
、母線と無効電力補償装置との接続点より電源側の母線
に設けられて母線の電圧変動を補償する電圧調整器と、
負荷が変化したときの母線の電圧変動を検出して母線の
電圧が変動しないように無効電力補償装置の出力電流を
制御する第１の制御回路と、出力電流に応じて電圧調整
器を制御して母線の電圧変動を補償する第２の制御回路
とを備えたものである。
補償装置は、母線に接続されて系統の無効電力を補償す
るための出力電流を母線に供給する無効電力補償装置と
、母線と無効電力補償装置との接続点より電源側の母線
に設けられて母線の電圧変動を補償する電圧調整器と、
負荷が変化したときの母線の電圧変動を検出して母線の
電圧が変動しないように無効電力補償装置の出力電流を
制御する第１の制御回路と、出力電流に応じて電圧調整
器を制御して母線の電圧変動を補償する第２の制御回路
とを備えたものである。
【００２５】
【作用】この発明においては、第１の制御回路による補
償用の無効電力（出力電流）の制御を、負荷の有効電力
及び無効電力に基づく演算により行うのではなく、母線
電圧に基づいて行い、母線電圧が目標値となるように制
御する。又、第２の制御回路により、無効電力補償装置
の出力電流を検出して、出力電流が大出力とならないよ
うに電圧調整器を制御する。これにより、電圧変動の初
期においては無効電力補償装置から出力される無効電力
により母線電圧を補償し、無効電力補償装置の出力電流
が大きく且つ長時間継続する（大出力となる）ときには
、電圧調整器が切換駆動されることにより母線電圧の補
償を分担し、無効電力補償装置の出力電流を軽減させる
。
償用の無効電力（出力電流）の制御を、負荷の有効電力
及び無効電力に基づく演算により行うのではなく、母線
電圧に基づいて行い、母線電圧が目標値となるように制
御する。又、第２の制御回路により、無効電力補償装置
の出力電流を検出して、出力電流が大出力とならないよ
うに電圧調整器を制御する。これにより、電圧変動の初
期においては無効電力補償装置から出力される無効電力
により母線電圧を補償し、無効電力補償装置の出力電流
が大きく且つ長時間継続する（大出力となる）ときには
、電圧調整器が切換駆動されることにより母線電圧の補
償を分担し、無効電力補償装置の出力電流を軽減させる
。
【００２６】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図１はこの発明の一実施例を示す回路構成図であ
り、１〜６、１５及び１６は前述と同様のものである。 １８は母線４と無効電力補償装置６との接続点より電源
１側の母線４に設けられて母線４の電圧変動を補償する
電圧調整器であり、例えば外部からの切換指令により切
換えられるタップ切換器からなり、母線電圧ＶＡを段階
的に昇降するようになっている。
する。図１はこの発明の一実施例を示す回路構成図であ
り、１〜６、１５及び１６は前述と同様のものである。 １８は母線４と無効電力補償装置６との接続点より電源
１側の母線４に設けられて母線４の電圧変動を補償する
電圧調整器であり、例えば外部からの切換指令により切
換えられるタップ切換器からなり、母線電圧ＶＡを段階
的に昇降するようになっている。
【００２７】１９は無効電力補償装置６の出力電流Ｉｃ
を検出する変流器、２０は母線電圧ＶＡを検出する電圧
検出器、２１は母線電圧ＶＡと基準電圧Ｖｒとの偏差Δ
ＶＡを求める減算器である。２２は電圧偏差ΔＶＡに基
づいて無効電力補償容量を演算する演算部であり、演算
された無効電力補償容量は電流制御部１５に入力される
ようになっている。
を検出する変流器、２０は母線電圧ＶＡを検出する電圧
検出器、２１は母線電圧ＶＡと基準電圧Ｖｒとの偏差Δ
ＶＡを求める減算器である。２２は電圧偏差ΔＶＡに基
づいて無効電力補償容量を演算する演算部であり、演算
された無効電力補償容量は電流制御部１５に入力される
ようになっている。
【００２８】尚、減算器２１、演算部２２、電流制御部
１５及びＰＷＭ制御部１６は、負荷５が変化したときの
母線４の電圧変動を検出して母線電圧ＶＡが変動しない
ように無効電力補償装置６の出力電流Ｉｃを制御する第
１の制御回路を構成している。
１５及びＰＷＭ制御部１６は、負荷５が変化したときの
母線４の電圧変動を検出して母線電圧ＶＡが変動しない
ように無効電力補償装置６の出力電流Ｉｃを制御する第
１の制御回路を構成している。
【００２９】２３は出力電流Ｉｃ及び母線電圧ＶＡに基
づいて無効電力Ｑｃを検出する無効電力検出器、２４は
無効電力検出器２３により検出された無効電力Ｑｃを積
分する積分器である。２５は積分器２４からの積分信号
を正負の所定値と比較する比較器であり、積分信号が正
負の所定値を越えるとそれぞれオン信号を出力するよう
になっている。２６は比較器２５からの各オン信号に基
づいて電圧調整器１８を制御するタップ制御器であり、
積分信号が正の所定値を越えたときのオン信号に応答し
てタップ上げ指令ＴＵを出力し、積分信号が負の所定値
を越えたときのオン信号に応答してタップ下げ指令ＴＤ
を電圧調整器１８に出力すると共に、切換指令ＴＵ及び
ＴＤを出力する毎に、積分器２４にリセット信号ＲＳを
出力するようになっている。
づいて無効電力Ｑｃを検出する無効電力検出器、２４は
無効電力検出器２３により検出された無効電力Ｑｃを積
分する積分器である。２５は積分器２４からの積分信号
を正負の所定値と比較する比較器であり、積分信号が正
負の所定値を越えるとそれぞれオン信号を出力するよう
になっている。２６は比較器２５からの各オン信号に基
づいて電圧調整器１８を制御するタップ制御器であり、
積分信号が正の所定値を越えたときのオン信号に応答し
てタップ上げ指令ＴＵを出力し、積分信号が負の所定値
を越えたときのオン信号に応答してタップ下げ指令ＴＤ
を電圧調整器１８に出力すると共に、切換指令ＴＵ及び
ＴＤを出力する毎に、積分器２４にリセット信号ＲＳを
出力するようになっている。
【００３０】尚、無効電力検出器２３、積分器２４、比
較器２５及びタップ制御器２６は、出力電流Ｉｃに応じ
て電圧調整器１８を制御して母線４の電圧変動を補償す
る第２の制御回路を構成している。
較器２５及びタップ制御器２６は、出力電流Ｉｃに応じ
て電圧調整器１８を制御して母線４の電圧変動を補償す
る第２の制御回路を構成している。
【００３１】次に、図２を参照しながら、図１に示した
この発明の一実施例の動作について説明する。図２は補
償用の無効電力Ｑｃ、積分信号、タップ上げ指令ＴＵ、
タップ下げ指令ＴＤ及び母線電圧ＶＡの時間変化を示す
タイミングチャートである。
この発明の一実施例の動作について説明する。図２は補
償用の無効電力Ｑｃ、積分信号、タップ上げ指令ＴＵ、
タップ下げ指令ＴＤ及び母線電圧ＶＡの時間変化を示す
タイミングチャートである。
【００３２】前述のように、時刻Ｔ１で無負荷状態から
負荷５が投入され、負荷５が次第に増大していく場合を
例にとると、まず、時刻Ｔ１〜Ｔ１′においては、無効
電力補償装置６を制御するための第１の制御回路が働き
、第１の制御回路に属する減算器２１は負荷５の増加に
よる電圧降下ΔＶＡを検出し、演算部２２は電圧降下Δ
ＶＡを抑制するための進み補償容量を増加させる。これ
により、無効電力補償装置６は、進みの無効電力Ｑｃを
母線４に供給し、母線電圧ＶＡは、図２の斜線部で示す
減少分が補償され、基準電圧Ｖｒに保持される。
負荷５が投入され、負荷５が次第に増大していく場合を
例にとると、まず、時刻Ｔ１〜Ｔ１′においては、無効
電力補償装置６を制御するための第１の制御回路が働き
、第１の制御回路に属する減算器２１は負荷５の増加に
よる電圧降下ΔＶＡを検出し、演算部２２は電圧降下Δ
ＶＡを抑制するための進み補償容量を増加させる。これ
により、無効電力補償装置６は、進みの無効電力Ｑｃを
母線４に供給し、母線電圧ＶＡは、図２の斜線部で示す
減少分が補償され、基準電圧Ｖｒに保持される。
【００３３】一方、無効電力補償装置６の動作に伴い、
電圧調整器１８を制御するための第２の制御回路が働き
、第２の制御回路に属する無効電力検出器２３は、出力
電流Ｉｃ及び母線電圧ＶＡに基づいて補償用の無効電力
Ｑｃを検出し、積分器２４は増加する無効電力Ｑｃに対
応した積分信号を求める。通常、瞬間的な無効電力の増
加は無効電力補償装置６内で吸収されるため、無効電力
補償装置６の出力容量は積分信号に対応する。従って、
無効電力補償装置６の容量を抑制するためには、積分信
号の絶対値を抑制すればよい。
電圧調整器１８を制御するための第２の制御回路が働き
、第２の制御回路に属する無効電力検出器２３は、出力
電流Ｉｃ及び母線電圧ＶＡに基づいて補償用の無効電力
Ｑｃを検出し、積分器２４は増加する無効電力Ｑｃに対
応した積分信号を求める。通常、瞬間的な無効電力の増
加は無効電力補償装置６内で吸収されるため、無効電力
補償装置６の出力容量は積分信号に対応する。従って、
無効電力補償装置６の容量を抑制するためには、積分信
号の絶対値を抑制すればよい。
【００３４】この場合、比較器２５は、増加する積分信
号を正の所定値＋Ｖｕｐと比較し、所定値＋Ｖｕｐに達
した時刻Ｔ１′でオン信号を出力し、タップ制御器２６
からタップ上げ指令ＴＵを出力させる。これと同時に、
タップ制御器２６からリセット信号ＲＳが出力され、積
分器２４はリセットされる。
号を正の所定値＋Ｖｕｐと比較し、所定値＋Ｖｕｐに達
した時刻Ｔ１′でオン信号を出力し、タップ制御器２６
からタップ上げ指令ＴＵを出力させる。これと同時に、
タップ制御器２６からリセット信号ＲＳが出力され、積
分器２４はリセットされる。
【００３５】このタップ上げ指令ＴＵにより、電圧調整
器１８は、母線電圧ＶＡを上昇させる方向にタップを切
換える。この結果、進み無効電力Ｑｃの出力は抑制され
ると共に、負荷５に供給される電圧ＶＡは基準電圧Ｖｒ
に保持される。図２において、母線電圧ＶＡの点を付し
た部分は電圧調整器１８によって補償されており、斜線
部の無効電力補償装置６による補償部分は抑制されてい
ることが分かる。時刻Ｔ１′〜Ｔ３での負荷５の変動は
小さいため、無効電力Ｑｃの上昇は小さく、タップ切換
動作は不要となる。
器１８は、母線電圧ＶＡを上昇させる方向にタップを切
換える。この結果、進み無効電力Ｑｃの出力は抑制され
ると共に、負荷５に供給される電圧ＶＡは基準電圧Ｖｒ
に保持される。図２において、母線電圧ＶＡの点を付し
た部分は電圧調整器１８によって補償されており、斜線
部の無効電力補償装置６による補償部分は抑制されてい
ることが分かる。時刻Ｔ１′〜Ｔ３での負荷５の変動は
小さいため、無効電力Ｑｃの上昇は小さく、タップ切換
動作は不要となる。
【００３６】一方、時刻Ｔ３〜Ｔ４においては、負荷５
が減少に転じているため、無効電力補償装置６は、遅れ
無効電力Ｑｃを出力し、上昇しようとする母線電圧ＶＡ
を抑制しようとする。この場合、積分器２４は負極性の
積分信号を増加させることになり、比較器２５は、時刻
Ｔ４において積分信号が負の所定値−Ｖｄｎに達すると
、タップ制御器２６にタップ下げ指令ＴＤを出力させる
。これにより、電圧調整器１８は、母線電圧ＶＡを下げ
る方向にタップを切換え、遅れ無効電力Ｑｃの出力を軽
減させる。又、積分器２４はリセットされる。
が減少に転じているため、無効電力補償装置６は、遅れ
無効電力Ｑｃを出力し、上昇しようとする母線電圧ＶＡ
を抑制しようとする。この場合、積分器２４は負極性の
積分信号を増加させることになり、比較器２５は、時刻
Ｔ４において積分信号が負の所定値−Ｖｄｎに達すると
、タップ制御器２６にタップ下げ指令ＴＤを出力させる
。これにより、電圧調整器１８は、母線電圧ＶＡを下げ
る方向にタップを切換え、遅れ無効電力Ｑｃの出力を軽
減させる。又、積分器２４はリセットされる。
【００３７】このように、電圧調整器１８を併用するこ
とにより、無効電力補償装置６の出力容量が軽減され、
又、無効電力補償装置６の出力容量が小さくても母線電
圧ＶＡを一定に保つことができる。以上の制御動作の応
答が速ければ、母線電圧ＶＡは全く変動することはない
。
とにより、無効電力補償装置６の出力容量が軽減され、
又、無効電力補償装置６の出力容量が小さくても母線電
圧ＶＡを一定に保つことができる。以上の制御動作の応
答が速ければ、母線電圧ＶＡは全く変動することはない
。
【００３８】尚、上記実施例では、無効電力補償装置６
として、トランジスタスイッチで構成されたインバータ
を含むアクティブフィルタを用いたが、サイリスタスイ
ッチで構成されたインバータを含む無効電力補償装置を
用いてもよい。又、電圧調整器１８としてタップ切換器
を用いたが、直列接続された変圧器の二次側電圧を変化
させる電圧調整器を用いてもよい。
として、トランジスタスイッチで構成されたインバータ
を含むアクティブフィルタを用いたが、サイリスタスイ
ッチで構成されたインバータを含む無効電力補償装置を
用いてもよい。又、電圧調整器１８としてタップ切換器
を用いたが、直列接続された変圧器の二次側電圧を変化
させる電圧調整器を用いてもよい。
【００３９】又、上記実施例では、検出された無効電力
Ｑｃを積分器２４に直接入力したが、図３のように、無
効電力検出器２３と積分器２４との間に不感帯要素２７
を挿入し、所定値以下の無効電力Ｑｃは積分しないよう
にしてもよい。この場合、無効電力補償装置６の出力容
量に実質的に影響のない範囲を不感帯として設定してお
けば、不感帯の範囲内の無効電力Ｑｃに対しては積分器
２４が動作しないので、タップ切換指令は出力されず、
電圧調整器１８の動作回数を減らすことができる。
Ｑｃを積分器２４に直接入力したが、図３のように、無
効電力検出器２３と積分器２４との間に不感帯要素２７
を挿入し、所定値以下の無効電力Ｑｃは積分しないよう
にしてもよい。この場合、無効電力補償装置６の出力容
量に実質的に影響のない範囲を不感帯として設定してお
けば、不感帯の範囲内の無効電力Ｑｃに対しては積分器
２４が動作しないので、タップ切換指令は出力されず、
電圧調整器１８の動作回数を減らすことができる。
【００４０】又、上記実施例では、第２の制御回路内に
積分器２４を設け、無効電力Ｑｃの出力容量に対応する
信号として積分信号を用いたが、図４のように、正負の
検出レベルを有する比較器２５Ａと比較器２５Ａの各オ
ン信号に個別に応答するタイマ２８とを組合わせて、無
効電力Ｑｃの出力容量に対応した信号を生成してもよい
。
積分器２４を設け、無効電力Ｑｃの出力容量に対応する
信号として積分信号を用いたが、図４のように、正負の
検出レベルを有する比較器２５Ａと比較器２５Ａの各オ
ン信号に個別に応答するタイマ２８とを組合わせて、無
効電力Ｑｃの出力容量に対応した信号を生成してもよい
。
【００４１】この場合、比較器２５Ａは、無効電力Ｑｃ
が正の所定値＋Ｖｕｐ′に達したときにオン信号を出力
すると共に、負の所定値−Ｖｄｎ′の達したときにオン
信号を出力する。又、タイマ２８は、正の所定値＋Ｖｕ
ｐ′に応答したオン信号から一定時間ＴＡだけ経過した
後に一方の出力信号を立ち上げると共に、負の所定値−
Ｖｄｎ′に応答したオン信号から一定時間ＴＢだけ経過
した後に他方の出力信号を立ち上げる。従って、タップ
制御器２６からのタップ上げ指令ＴＵ及びタップ下げ指
令ＴＤが図５のように時刻Ｔ１′及びＴ４にそれぞれ生
成され、電圧調整器１８は、前述の実施例と同様に作用
し、無効電力補償装置６の出力容量を常に低減させると
共に、広範囲の電圧変動を連続的にほぼ０にすることが
できる。
が正の所定値＋Ｖｕｐ′に達したときにオン信号を出力
すると共に、負の所定値−Ｖｄｎ′の達したときにオン
信号を出力する。又、タイマ２８は、正の所定値＋Ｖｕ
ｐ′に応答したオン信号から一定時間ＴＡだけ経過した
後に一方の出力信号を立ち上げると共に、負の所定値−
Ｖｄｎ′に応答したオン信号から一定時間ＴＢだけ経過
した後に他方の出力信号を立ち上げる。従って、タップ
制御器２６からのタップ上げ指令ＴＵ及びタップ下げ指
令ＴＤが図５のように時刻Ｔ１′及びＴ４にそれぞれ生
成され、電圧調整器１８は、前述の実施例と同様に作用
し、無効電力補償装置６の出力容量を常に低減させると
共に、広範囲の電圧変動を連続的にほぼ０にすることが
できる。
【００４２】
【発明の効果】以上のようにこの発明によれば、母線に
接続されて系統の無効電力を補償するための出力電流を
母線に供給する無効電力補償装置と、母線と無効電力補
償装置との接続点より電源側の母線に設けられて母線の
電圧変動を補償する電圧調整器と、負荷が変化したとき
の母線の電圧変動を検出して母線の電圧が変動しないよ
うに無効電力補償装置の出力電流を制御する第１の制御
回路と、出力電流に応じて電圧調整器を制御して母線の
電圧変動を補償する第２の制御回路とを設け、第１の制
御回路による補償用の無効電力の制御を母線電圧に基づ
いて行い、母線電圧が目標値となるように制御すると共
に、第２の制御回路により無効電力補償装置の出力電流
を検出して出力電流が大出力とならないように電圧調整
器を制御するようにしたので、電圧変動の初期において
は無効電力補償装置から出力される無効電力により母線
電圧を補償し、無効電力補償装置の出力電流が大きく且
つ長時間継続するときには、電圧調整器の切換駆動によ
り母線電圧の補償を分担して無効電力補償装置の出力電
流を軽減させることができ、母線電圧の変動補償機能を
損なうことなく無効電力補償装置の容量及び出力を小さ
くすると共に、電源側の負荷変動にも対応可能な電圧変
動補償装置が得られる効果がある。
接続されて系統の無効電力を補償するための出力電流を
母線に供給する無効電力補償装置と、母線と無効電力補
償装置との接続点より電源側の母線に設けられて母線の
電圧変動を補償する電圧調整器と、負荷が変化したとき
の母線の電圧変動を検出して母線の電圧が変動しないよ
うに無効電力補償装置の出力電流を制御する第１の制御
回路と、出力電流に応じて電圧調整器を制御して母線の
電圧変動を補償する第２の制御回路とを設け、第１の制
御回路による補償用の無効電力の制御を母線電圧に基づ
いて行い、母線電圧が目標値となるように制御すると共
に、第２の制御回路により無効電力補償装置の出力電流
を検出して出力電流が大出力とならないように電圧調整
器を制御するようにしたので、電圧変動の初期において
は無効電力補償装置から出力される無効電力により母線
電圧を補償し、無効電力補償装置の出力電流が大きく且
つ長時間継続するときには、電圧調整器の切換駆動によ
り母線電圧の補償を分担して無効電力補償装置の出力電
流を軽減させることができ、母線電圧の変動補償機能を
損なうことなく無効電力補償装置の容量及び出力を小さ
くすると共に、電源側の負荷変動にも対応可能な電圧変
動補償装置が得られる効果がある。
【図１】この発明の一実施例を示す回路構成図である。
【図２】図１の回路動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図３】この発明の第２の実施例を示す回路構成図であ
る。
る。
【図４】この発明の第３の実施例を示す回路構成図であ
る。
る。
【図５】図４の回路動作を説明するためのタイミングチ
ャートである。
ャートである。
【図６】従来の電圧変動補償装置を示す回路構成図であ
る。
る。
【図７】図６内の無効電力補償装置及び制御装置を具体
的に示す回路構成図である。
的に示す回路構成図である。
【図８】図６内の電源及び無効電力補償装置の関係を示
す等化回路図である。
す等化回路図である。
【図９】図６内の無効電力補償装置に流れる出力電流を
示す波形図である。
示す波形図である。
【図１０】負荷側の無効電力と母線電圧と補償用の無効
電力との関係を示すタイミングチャートである。
電力との関係を示すタイミングチャートである。
１ 電源
４ 母線
５ 負荷
６ 無効電力補償装置
１５ 電流制御部
１６ ＰＷＭ制御部
１８ 電圧調整器
２１ 減算器
２２ 演算部
１５、１６、２１、２２ 第１の制御回路２３
無効電力検出器 ２４ 積分器 ２５、２５Ａ 比較器 ２６ タップ制御器 ２７ 不感帯要素 ２８ タイマ ２３、２４、２５、２５Ａ、２６、２７、２８ 第２
の制御回路ＶＡ 母線電圧 Ｑｃ 無効電力
無効電力検出器 ２４ 積分器 ２５、２５Ａ 比較器 ２６ タップ制御器 ２７ 不感帯要素 ２８ タイマ ２３、２４、２５、２５Ａ、２６、２７、２８ 第２
の制御回路ＶＡ 母線電圧 Ｑｃ 無効電力
Claims (1)
- 【請求項１】 電源から負荷に電力を供給する系統に
含まれる母線の電圧変動を補償する装置において、前記
母線に接続されて前記系統の無効電力を補償するための
出力電流を前記母線に供給する無効電力補償装置と、前
記母線と前記無効電力補償装置との接続点より前記電源
側の前記母線に設けられて前記母線の電圧変動を補償す
る電圧調整器と、前記負荷が変化したときの前記母線の
電圧変動を検出して前記母線の電圧が変動しないように
前記無効電力補償装置の出力電流を制御する第１の制御
回路と、前記出力電流に応じて前記電圧調整器を制御し
て前記母線の電圧変動を補償する第２の制御回路と、を
備えたことを特徴とする電圧変動補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080344A JP2686184B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 電圧変動補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3080344A JP2686184B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 電圧変動補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04317523A true JPH04317523A (ja) | 1992-11-09 |
| JP2686184B2 JP2686184B2 (ja) | 1997-12-08 |
Family
ID=13715642
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3080344A Expired - Lifetime JP2686184B2 (ja) | 1991-04-15 | 1991-04-15 | 電圧変動補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2686184B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008140062A (ja) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Toshiba Corp | コントローラ、情報処理装置、および供給電圧制御方法 |
| JP2011217581A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 線路用自動電圧調整装置 |
| WO2015022724A1 (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | 三菱電機株式会社 | 変圧器型の電圧制御装置、無効電力調整型の電圧制御装置、および配電系統電圧制御システム |
| CN106684876A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-05-17 | 河北郎尊电力科技有限公司 | 农村电网末端低电压补偿装置 |
| JP2018019517A (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 富士電機株式会社 | 直列型電圧調整装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6485533A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Toshiba Corp | Voltage/reactive power controller |
| JPH0224711A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 系統電圧・無効電力制御装置 |
-
1991
- 1991-04-15 JP JP3080344A patent/JP2686184B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6485533A (en) * | 1987-09-28 | 1989-03-30 | Toshiba Corp | Voltage/reactive power controller |
| JPH0224711A (ja) * | 1988-07-14 | 1990-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 系統電圧・無効電力制御装置 |
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7984310B2 (en) | 2006-11-30 | 2011-07-19 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Controller, information processing apparatus and supply voltage control method |
| JP2011217581A (ja) * | 2010-04-02 | 2011-10-27 | Mitsubishi Electric Corp | 線路用自動電圧調整装置 |
| WO2015022724A1 (ja) * | 2013-08-12 | 2015-02-19 | 三菱電機株式会社 | 変圧器型の電圧制御装置、無効電力調整型の電圧制御装置、および配電系統電圧制御システム |
| CN105453364A (zh) * | 2013-08-12 | 2016-03-30 | 三菱电机株式会社 | 变压器型电压控制装置、无功功率调整型电压控制装置、以及配电系统电压控制系统 |
| US20160172857A1 (en) * | 2013-08-12 | 2016-06-16 | Mitsubishi Electric Corporation | Transformer-type voltage controller, reactive-power-adjusting-type voltage controller, and power-distribution-system voltage control system |
| CN105453364B (zh) * | 2013-08-12 | 2018-01-23 | 三菱电机株式会社 | 变压器型电压控制装置、无功功率调整型电压控制装置、以及配电系统电压控制系统 |
| US10074982B2 (en) | 2013-08-12 | 2018-09-11 | Mitsubishi Electric Corporation | Transformer-type voltage controller, reactive-power-adjusting-type voltage controller, and power-distribution-system voltage control system |
| JP2018019517A (ja) * | 2016-07-28 | 2018-02-01 | 富士電機株式会社 | 直列型電圧調整装置 |
| CN106684876A (zh) * | 2017-01-21 | 2017-05-17 | 河北郎尊电力科技有限公司 | 农村电网末端低电压补偿装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2686184B2 (ja) | 1997-12-08 |
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