JPH04372008A - 無効電力補償装置の制御方式 - Google Patents

無効電力補償装置の制御方式

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JPH04372008A
JPH04372008A JP3148600A JP14860091A JPH04372008A JP H04372008 A JPH04372008 A JP H04372008A JP 3148600 A JP3148600 A JP 3148600A JP 14860091 A JP14860091 A JP 14860091A JP H04372008 A JPH04372008 A JP H04372008A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
reactive power
power
tcr
thyristor
compensating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3148600A
Other languages
English (en)
Inventor
Hideki Yamamura
山村 英機
Takashi Masuda
隆 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Nissin Electric Co Ltd filed Critical Nissin Electric Co Ltd
Priority to JP3148600A priority Critical patent/JPH04372008A/ja
Publication of JPH04372008A publication Critical patent/JPH04372008A/ja
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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/10Flexible AC transmission systems [FACTS]

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Power Conversion In General (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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、抵抗分が大きい系統
につながる変動負荷による母線の電圧変動を抑制するた
め、制御信号として、変動負荷の無効電力QLに加えて
有効電力PLをも使用した無効電力補償装置(以下SV
Cと称す)において、限られたSVC容量を効率よく使
用するための制御方式に関する。
【0002】
【従来の技術】SVCは、図2に示すように、電源1に
接続された母線10に対して、調整可能な遅れ無効電力
QTCRを発生するサイリスタ制御リアクトル(以下T
CRと称す)と一定の進み無効電力QCを発生するフィ
ルタFLを並列に設けたもので、図3に示すようにTC
Rの遅れ無効電力QTCRを、変動負荷14の遅れ無効
電力QLの変動に対応させて変化させ、電源側からみた
遅れ無効電力QL+QTCRを一定化して電圧変動を抑
制するとともに、フィルタFLの進み無効電力QCによ
り力率を改善しながら、母線の電圧降下を抑制している
【0003】 ここで、母線の電圧変動は、ΔV=%R・P+%X・Q
〔ただし、線路を含む電源側のインピ−ダンスを%Z=
%R+%X、負荷側の有効電力をP、無効電力をQとす
る。〕で表わされ、有効電力Pも電圧変動の原因となる
が、一般に負荷の力率は悪く(P<Q)、11kv以上
の系統ではR<<Xとなることが多いことから、電圧変
動対策として、従来は母線の電圧変動をΔV≒%X・Q
として扱い、上述したように無効電力Qのみに着目した
制御を行なっていた。
【0004】しかし、電力系統の抵抗分%Rが大きい場
合や、負荷の有効電力PLの変動が大きい場合は、負荷
変動に伴う電圧変動%R・Pが無視できなくなる。
【0005】そこで、本出願人は、負荷の有効電力PL
による電圧降下(%R・P)をも無効電力Qによる電圧
降下(%X・Q)の減少で補償すべく、TCRの位相制
御信号として、負荷の無効電力Qとともに有効電力Pを
使用したSVCを提案している(特開昭62−1184
14)。
【0006】この提案されたSVCを図4に示す。この
図において、1は電源、2は線路を含む電源側の抵抗分
(%R)、3は線路を含む電源側のリアクタンス分(%
X)、10は需要家設置母線、11はPT、12は変動
負荷14の電流を検出するCT、13は負荷の定格電圧
に降圧するための降圧変圧器である。20は制御可能な
遅れ無効電力QTCRを発生するTCR、26は一定の
進み無効電力QCを発生するフィルタFLである。30
はサイリスタ位相制御部で、変動負荷14の無効電力Q
Lと有効電力PLをQ検出器31とP検出器33で検出
し、乗算器34で有効電力PLに一定の定数Kをかけた
値と、無効電力QLとを加算器35で加算し、パルス発
生器32でこの加算値に応じた位相制御信号を発生し、
点弧パルス回路を介してサイリスタ22に出力する。
【0007】TCR20は、サイリスタ22と、この定
格電圧に降圧するためとリアクトルを兼ねた高インピ−
ダンス変圧器21とから構成される。なお、高インピ−
ダンス変圧器に変えて、通常の変圧器と直列リアクトル
の場合もある。
【0008】フィルタ26は、一定の進み無効電力QC
を発生する進相コンデンサ24と、このコンデンサ24
との共振作用により母線10の高調波を吸収する直列リ
アクトル25とから構成される。
【0009】この構成において、電源1から母線10ま
でに生じる電圧変動は、ΔV=%R・PL+%X・(Q
L+QTCR−QC)と表わされる。この内、フィルタ
26に発生する進み無効電力QCは一定であるので、電
圧変動ΔVを、有効電力PLと無効電力QLの変化に対
して一定とする条件を求めるため、この式の右辺を微分
し、これを0と置いて、%R・PL+%X・(QL+Q
TCR)=0より、QTCR=−QL−(%R/%X)
PLが得られる。 つまり、無効電力QTCRを、QLだけ減少させると同
時に、上記乗算器34の定数を(%R/%X)として、
(%R/%X)PLだけ減少させれば、母線10の電圧
変動ΔVを零にすることができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上記電圧変動ΔVを零
にする効果は、変動負荷14の負荷変動に対してTCR
の容量が十分に大きく、TCRの発生する遅れ無効電力
QTCRを、QL+(%R/%X)PLだけ常に減少で
きることを前提としている。
【0011】ところで、一般にこの種SVC設備は、大
型で高額なものであるため、変動負荷14に応じた必要
最小容量のものが設置される場合が多い。
【0012】このため電圧変動を完全に除去するため、
無効電力QLに加えて有効電力PLで補償すると、変動
負荷14の無効電力QLが大きくなった場合に、この補
償値QL+(%R/%X)PLが、TCRの容量を超え
ることがある。このとき、TCRのサイリスタ22はカ
ットオフの状態となって高インピ−ダンス変圧器21(
リアクトル)には電流が流れず、フィルタ26が一定の
進み無効電力QCのみを母線10に与える状態となり、
常に一定幅%X・QCだけ電圧を上昇させるだけで、電
圧変動の除去は全くされない。
【0013】このようにサイリスタ22のカットオフが
起こりそうなときには、有効電力PLを制御信号として
用いず、無効電力QLのみで制御することも考えられる
。しかし、それでは、無効電力QLの発生量が小さくT
CRの補償余力(その時点で発生している無効電力QT
CR)が大きい場合にも、これが利用されないことにな
る。
【0014】そこで、この発明は容量に限りがあるTC
Rの位相制御に、できる限りサイリスタをカットオフ状
態にしない範囲で、無効電力QLに加えて有効電力PL
を使用し、TCRの設備容量を有効に利用して、電圧変
動を低減できる制御方式を提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】この発明が提供する無効
電力補償装置の制御方式は、線路を含む電源側インピ−
ダンス(%Z=%R+%X)を介して電源に接続された
母線に、制御可能な遅れ無効電力QTCRを発生するT
CRと一定の進み無効電力QCを発生するフィルタを並
列に接続し、母線に接続された変動負荷の遅れ無効電力
QLと有効電力PLの大きさに対応する無効電力信号と
有効電力信号を得て、これらの信号の増加に対してTC
Rの発生する遅れ無効電力QTCRが減少するようにT
CRを位相制御して、母線の電圧変動(ΔV=%R・P
L+%X・(QL+QTCR−QC))を抑制する装置
において、TCRの全容量から変動負荷の無効電力QL
を減算した値(補償余力)が設定値より大きいときは前
記両信号の加算値をTCRの位相制御に用い、この補償
余力が設定値より小さいときは、前記有効電力信号に補
償余力比率(補償余力のTCR全容量に占める比率)を
かけた値を前記無効電力信号に加算して、TCRの位相
制御に用いることを特徴とする。
【0016】
【作用】上記構成において、無負荷時に最大電流が流さ
れるTCRの位相制御は、まず電圧変動の主要因である
変動負荷の遅れ無効電力QL分だけ、TCRの遅れ無効
電力QTCRを減少させる。そして、このときの補償余
力(さらに減少可能なTCRの遅れ無効電力QTCR)
の大きさによって、有効電力PLの補償に用いる割合を
変える。すなわち補償余力が十分にあるときは有効電力
PLの全てを補償値に加え、補償余力が設定値より小さ
くなったときは、有効電力PLに補償余力比率(補償余
力のTCRの全容量に占める比率)をかけた値を補償値
に加える。これによって、TCRのサイリスタにカット
オフを極力起こさせずに、TCRの全容量を電圧変動抑
制に有効に利用することができる。
【0017】
【実施例】この発明の一実施例を図1に示し、以下に説
明する。図4と同一部分は同一符号で示す。電源1に需
要家母線10が接続される。2、3は配電線および電源
の抵抗分%Rおよびリアクタンス分%Xである。電源1
には降圧変圧器13を介して変動負荷14が接続される
。一方、母線10に高インピ−ダンス変圧器21と逆並
列接続サイリスタ22が直列に接続される。この場合、
高インピ−ダンス変圧器21に代え、通常の変圧器とリ
アクトルで構成されていてもよい。これによってTCR
20が構成され、制御可能な遅れ無効電力QTCRを母
線10に与えることができる。また、フィルタ26(F
L)がTCRに並列接続される。このフィルタ26は、
一定の進み無効電力QCを母線に与える進相用コンデン
サ24と、このコンデンサ24とで直列共振を起こして
母線10の高調波を吸収する直列リアクトル25とから
構成される。
【0018】サイリスタ位相制御部30は次のように構
成される。31は無効電力Q検出器で、母線10に接続
されたPT11および変動負荷14の回路に結合された
CT12の2次側に接続されている。33は有効電力P
検出器で、PT11およびCT12の2次側に接続され
ている。
【0019】35は加算器で、Q検出器31の出力する
無効電力信号と、所定の定数K1(例えば、従来例と同
様に%R/%X)が設定された乗算器34の出力を加算
する。加算器35の出力はパルス発生器32に入力され
る。パルス発生器32はTCRのサイリスタ点弧パルス
回路を介してサイリスタに22に接続される。
【0020】41はTCRの補償余力検出回路で、Q検
出器31の出力とTCR容量に相当するバイアスQTC
Rとの差を出力する。この出力が零あるいは負(マイナ
ス)となるような場合、TCRの全容量以上に変動負荷
の無効電力QLが発生していて、それ以上無効電力QT
CRを減少させる余力がないことを示す。42はリミッ
タ回路で、TCRの残量を0〜1pu(パワーユニット
=基準容量)の信号に制限する回路である。
【0021】43は乗算器で、P検出器33の出力する
有効電力信号を前記リミッタ回路42の出力で掛け算す
る。この出力はTCRの補償余力(TCRの全容量から
変動負荷の無効電力QLを減算した値)が100%あれ
ば有効電力信号を全て出力し、TCRの補償余力が零の
場合有効電力信号を零にする、すなわちTCRの補償余
力比率(補償余力のTCR全容量に占める比率)に応じ
て有効電力信号の大きさを調整する。
【0022】44は有効電力PLについて全量制御か比
率制御かを切り換える補償余力レベルの設定値Vref
を設定するレベル設定器で、リミッタ回路42の出力か
らこの設定値Vrefを減算器45で減算した値を比較
器46に入力する。比較器46は、この値がゼロ以上で
あれば、TCRの補償余力が設定値以上あると判断して
、リレー47の接点48をB側(全量制御)に切換え、
そうでないときはA側(比例制御)に切換える。
【0023】すなわち、この構成は、主制御信号である
無効電力QL分だけ、TCRの発生する無効電力QTC
Rを減少させたときの補償余力(そのとき発生している
TCRの無効電力QTCR)が、設定値以上あれば、リ
レー47の接点48をB側へ切換えて有効電力信号を全
て(100%)乗算器34に入力し、補償余力が設定値
に満たないときは、リレー47に通電せず接点48をA
側に切換え、有効電力信号に補償余力比率を掛けて、乗
算器34に入力する。この結果、有効電力PLによる電
圧変動抑制を、補償余力の大きさに応じ、TCRのサイ
リスタに極力カットオフを起こさせない最大範囲で行な
うことができ、TCR容量の有効利用が図れる。
【0024】なお、補償余力レベルの設定値Vrefお
よび乗算器34の定数K1の設定は、系統条件(負荷条
件を含む)、SVC設備容量によって決定する。
【0025】例えば、設定値Vrefは、その系統の変
動負荷の有効電力PLが最大値をとるとき、それに定数
K1を掛けた値で、TCRの位相制御に補正を加えても
TCRのサイリスタがカットオフを起こさない無効電力
QLの大きさに設定する。また、乗算器34の定数K1
は、従来例と同様に(%R/%X)としてもよいが、リ
レー47の接点48がB側(全量制御)に切換えられた
とき、この値(%R/%X)を用い、そうでないA側(
比例制御)に切換えられたときは、補償余力を最大限に
利用するため系統条件によって決められる他の値に自動
切換えされるようにしてもよい。
【0026】
【発明の効果】TCRの補償余力を常に検出し、余力が
あるレベル以上あれば無効電力信号に加え有効電力信号
の全てを補正量として使用して、電圧変動の抑制を十分
に行なう。補償余力がこのレベルに満たないときは、有
効電力による補正を、この余力の大きさに応じた比率で
行なう。すなわち、TCRのサイリスタがカットオフに
ならないように、TCR容量の補償余力に対応する大き
さで、負荷の有効電力QLによる補償量を自動的に増減
するので、従来に比べてSVC設備容量を有効に利用し
て、電圧変動の抑制効果を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例のSVC(無効電力補償装
置)の制御方式を示す。
【図2】SVCの原理説明図を示す。
【図3】図2に示すSVCにおける無効電力波形を示す
【図4】従来のSVCの一例を示す。
【符号の説明】
1電源 10  需要家母線 14  変動負荷 20  TCR 26  フィルタ 24  進相用コンデンサ 25  直列リアクトル 30  サイリスタ位相制御部 31  無効電力Q検出器 33  有効電力P検出器 35  加算器 34  乗算器 32  パルス発生器 41  TCRの補償余力検出回路 42  リミッタ回路 43  乗算器 44  レベル設定器 45  減算器 46  比較器 47  リレー

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  電源に接続された母線に、制御可能な
    遅れ無効電力QTCRを発生するサイリスタ制御リアク
    トルと一定の進み無効電力QCを発生するフィルタを並
    列に接続し、母線に接続された変動負荷の遅れ無効電力
    QLと有効電力PLの大きさに対応する無効電力信号と
    有効電力信号を得て、これらの信号の増加に対してサイ
    リスタ制御リアクトルの発生する遅れ無効電力QTCR
    が減少するようにサイリスタ制御リアクトルを位相制御
    して、母線の電圧変動を抑制する装置において、サイリ
    スタ制御リアクトルの全容量から無効電力QLを減算し
    た値(補償余力)が設定値より大きいときは前記両信号
    の加算値をサイリスタ制御リアクトルの位相制御に用い
    、この補償余力が設定値より小さいときは、前記有効電
    力信号に補償余力比率(補償余力のサイリスタ制御リア
    クトル全容量に占める比率)をかけた値を前記無効電力
    信号に加算して、サイリスタ制御リアクトルの位相制御
    に用いることを特徴とする無効電力補償装置の制御方式
JP3148600A 1991-06-20 1991-06-20 無効電力補償装置の制御方式 Pending JPH04372008A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013099203A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Chugoku Electric Power Co Inc:The 変圧器タップ値の予測システムおよび方法
CN105826930A (zh) * 2016-05-19 2016-08-03 黑龙江特通电气股份有限公司 采用中压tsc阀组智能控制系统实现的晶闸管阀组投切方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2013099203A (ja) * 2011-11-04 2013-05-20 Chugoku Electric Power Co Inc:The 変圧器タップ値の予測システムおよび方法
CN105826930A (zh) * 2016-05-19 2016-08-03 黑龙江特通电气股份有限公司 采用中压tsc阀组智能控制系统实现的晶闸管阀组投切方法

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