JPH0498160A - アナログシミュレータ用整流器負荷モデル - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明はアナログシミュレータ用整流器負荷モデルに関
し、詳しくは、各種系統現象の解析用アナログシミュレ
ータにおいて、系統負荷特性関連の現象解析や系統高調
波問題の分析を行なうために用いられる整流器負荷モデ
ルに関する。

（従来の技術） この種のアナログシミュレータは、低電圧（５〜５０Ｖ
）、低電流（５〜１０１００Ｏ）（７）三相送電線モデ
ルやＰａｒｋの基本式を対象とした発電機モデル、負荷
モデル等を中心とする系統現象解析用のシミュレータと
して構成されており、ディジタルシミュレータに比べて
任意の時点ないし地点での解析条件の変更やリアルタイ
ムでのデータ分析、長時間解析等の面で優れていること
がら、最近脚光を浴びてきている。

このアナログシミュレータを用いて系統負荷特性関連の
現象解析や系統高調波問題の分析等を行う場合、三相全
波サイリスタ整流器等の実際の整流器負荷を模擬したモ
デルが必要になる。

このようなアナログシミュレータ用整流器負荷モデルに
おいて、サイリスタを模擬するものとしては、従来から
第２図（ａ）に示すようなモデルが用いられており、そ
の等価回路は、同図（ｂ）に示す如く、アノード（Ａ）
、カソード（Ｋ）及びゲート（Ｇ）を有する１個の理想
サイリスタモデルとなる。

すなわち第２図（ａ）において、５５は小容量のサイリ
スタであり、その順方向電圧降下（ＩＶ前後）及び最小
保持電流（定格許容電流のｌ　／１０００程度）をオペ
アンプ５６、抵抗５７〜５９、ダイオード６０、ツェナ
ーダイオード６１等によって補償することにより、低電
圧、低電流定格のシミュレータに適合させている。なお
、第２図（ａ）において抵抗６２．６３及びコンデンサ
６４は即応性を高めるための回路、６５はサイリスタ５
５に直列接続されたダイオード、６６はサイリスタ５５
のゲートに接続されたホトトランジスタ、６７は発光ダ
イオード、６８．６９は抵抗であり、これらのホトトラ
ンジスタ６６、発光ダイオード６７、抵抗６８．６９に
よりサイリスタ５５のゲート駆動回路が構成されている
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第２図（ａ）に示す各種補償回路付きの
理想サイリスタモデルを用いて整流器負荷モデルを構成
した場合、このモデルのとる負荷電流は前記オペアンプ
５６の定格値（一般に数ｍＡ、ｌ’０数Ｖ）によって規
制されることになり、模擬するべき実際の様々な定格容
量をベースとする系統に対応させるシミュレータに接続
した際に、整流器負荷モデルとして所望の負荷電流を得
ることが困難であるという問題を生じていた。

本発明は上記問題点を解決するためになされたもので、
その目的とするところは、シミュレータの容量に合わせ
て所望の負荷電流が得られるようにして、実際の電力系
統における整流器負荷の動作を忠実に模擬できるように
したアナログシミュレータ用整流器負荷モデルを提供す
ることにある。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するため、本発明は、被解析対象の電力
系統を模擬するアナログシミュレータの低電圧かつ低電
流定格の送電線モデルに接続され、順方向電圧降下補償
及び保持電流補償回路を有する理想サイリスクモデルと
負荷リアクタンスモデルと負荷抵抗モデルと電源側リア
クタンスモデルとから構成された負荷モデル基本回路を
有するアナログシミュレータ用整流器負荷モデルにおい
て、前記負荷モデル基本回路のとる電流を検出する手段
と、この手段により検出された電流を制御指令としてそ
の出力電流を整流器負荷電流とする電流増幅装置と、こ
の電流増幅装置の出力電流のレベルを可変とする手段と
を備えたものである。

（作用） 本発明によれば、順方向電圧降下補償及び保持電流補償
回路を有する理想サイリスタモデルと負荷リアクタンス
モデルと負荷抵抗モデルと電源側リアクタンスモデルと
から構成された負荷モデル基本回路がとる電流を電流増
幅装置の制御指令とすると共に、この電流増幅装置の出
ツノ電流を整流器負荷電流として可変にしたため、゛模
擬するべき実際の系統の定格容量に応じてシミュレータ
の容量を変化させる場合に、整流器負荷モデルの負荷電
流を最適なレベルに調整可能として実系統の整流器負荷
特性を忠実に再現することができる。

（実施例） 以下、図に沿って本発明の詳細な説明する。

第１図はこの実施例にかかるアナログシミュレータ用整
流器負荷モデルの構成を単線図にて示したものである。

同図において、１は被解析対象系統に相当する送電線モ
デルであり、この送電線モデルｌには遮断器２を介して
商人ツノインピーダンスの絶縁電圧変換器４が接続され
ている。この絶縁電圧変換器４のとる電流は、被解析対
象系統の定格電流値に対して高々０．１％以下になるよ
うに考慮されており、被解析対象系統の初期状態への影
響がないように選定される。

絶縁電圧変換器４の出力側には、変流器５Ａと、被計測
側に負担を与えないための電流補償機能を持つ電流セン
サ５Ｂとからなる電流検出装置５及び負荷モデル基本回
路７が接続されている。

ここで、負荷モデル基本回路７はこの整流器負荷モデル
の基本回路となるもので、実系統における三相余波サイ
リスク整流器を模擬しており、入力電圧が５Ｖ程度と低
電圧であり、流入電流が数ｍＡと微小でも数百〜数千■
及び数百〜数千へ定格の実際のサイリスク変換装置と等
価なΔＣ−ＤＣ変換特性が得られるように配慮されてい
る。すなわちこの基本回路７は、電源側リアクタンスモ
デル７Ａと、上下アームをなす直列接続されたサイリス
タモデル７Ｂと、負荷リアクタンスモデル７Ｃと、抵抗
モデル７Ｄとから構成されており、各サイリスタモデル
７Ｂは、第２図（ａ）に示したような順方向電圧降下及
び保持電流の補償回路を備えた理想サイリスクモデルと
して構成されている。

なお、第１図では便宜」二、サイリスタモデル７Ｂを一
相分のみ示しであるが、実際には三相分設けられる。ま
た、単相余波サイリスタ整流器を模擬する場合には三相
分設ければよい。

さて、前記電流検出装置５の出力信号は、電流検出値の
レベル調整アンプ６を介して図示の符号で加算器１３に
加えられており、この加算器１３には後述するＡ　Ｐ　
Ｒ（自動電力調節器）１０の出力信号が電流指令値とし
て入力されている。また、負荷モデル基本回路７の交情
側には電圧検出装置１１が接続され、その出力信号は電
力演算回路１２及び後述する点弧パルス発生器８に加え
られている。また、電力演算回路１２には前記電圧検出
装置１１の出力信号と共にレベル調整アンプ６の出力信
号も加えられており、これらの各出力信号に基づき演算
した電力検出値は、電力設定値が別個人ノＪされる加算
器１４に図示の符号で人力されている。

この加算器１４の出力側には、電力偏差がゼロになるよ
うに調節動作するＡＰＲＩＯが接続されている。また、
Ａ　Ｐ　Ｒ１０からの電流指令値が入力されるｎ；ｊ記
加算器１３の出ノＪ側には、この加算器１３による電流
偏差がゼロになるように調節動作するＡＣＲ（自動電流
調節器）９が接続されている。そして、Ａ　Ｃ，Ｒ９の
出力と、電圧検出装置１１から出力される点弧位相制御
用瞬時電圧波形は点弧パルス発生器８に加えられており
、この点弧パルス発生器８により生成された点弧パルス
が負荷モデル基本回路７内のサイリスタモデル７Ｂに加
えられて位相制御が行われる。

一方、前記送電線モデル１には遮断器２を介して電流増
幅装置３が接続されており、その入力電流レベルは入ノ
ルベル調節器１５により調節可能である。そして、この
入力レベル調節器１５は、レベル調節アンプ６の出力側
に接続されている。なお、１６は被解析対象である系統
の容量に応じて電流増幅装置３の出力電流レベルを調節
する出力レベル調節器である。

次に、この動作を説明する。まず、被解析対象系統に対
応する送電線モデル１の電流及び電圧は、高インピーダ
ンスの絶縁電圧変換器４を介して、送電線子デル１に電
気的な影響を与えることなく電流検出装置５及び電圧検
出装置１１によりそれぞれ検出される。そして、電力演
算回路１２、加算器１４、ＡＰＲＩＯ１加算器１３、Ａ
ＣＲ９を介して生成された制御信号が点弧パルス発生器
８に加えられ、負荷モデル基本回路７内のサイリスタモ
デル７Ｂが位相制御される。この際、サイリスタモデル
７Ｂは低電圧、低電流定格のシミュレータ内においても
順方向電圧降下及び保持電流が補償されるため、実系統
の整流器負荷を構成するサイリスクと同様の点弧制御特
性を得ることができる。

負荷モデル基本回路７の交流側電流は電流検出装置５に
より検出され、レベル調整アンプ６を介してパノルベル
調節器１５に入ツノされる。電流増幅装置３では、入力
レベル調節器１５を介して入ノＪされた電流を三相電流
の制御指令として増幅し、この出ノＪ電流を整流器負荷
電流とする。この負荷電流のレベルは出ノＪレベル！ｌ
’１節器１６により調節可能であるため、被解析対象系
統の定格容量が変わっても整流器負荷モデルのとる電流
を実際の整流器負荷電流と同等の値に設定することがで
き、実系統の整流器負荷を忠実に模擬することができる
。

（発明の効果） 以上のように本発明によれば、順方向電圧降下及び保持
電流補償を行なった理想サイリスタモデルや、負荷リア
クタンスモデル、負荷抵抗モデル、電源側リアクタンス
モデルから構成される装置４゜ デル基本回路のとる電流を制御指令として電流増幅装置
に加え、この電流増幅装置の出力電流レベルを可変とし
て整流器負荷電流を得るものであるため、この整流器負
荷モデルをアナログシミュレータに接続して実際の系統
を模擬する場合に、被解析対象系統の定格容量が種々異
なる場合でも適切な整流器負荷電流の設定が可能になり
、実系統における電力変換素子の点弧整流現象を正確に
表現して整流器負荷の挙動や特性を忠実に再現すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示すブロック図、第２図（
ａ）は理想サイリスタモデルの回路構成図、同図（ｂ）
は同図（ａ）の等価回路図である。 ７Ａ・・・電源側リアクタンスモデル ７Ｂ・・・サイリスタモデル ７Ｃ・・・負荷リアクタンスモデル ７Ｄ・・・負荷抵抗モデル　８・・・点弧パルス発生器
９・・・ΔＯＲ１０・・・ＡＰＲ ｌｌ・・・電圧検出装置　　　１２・・・電力演算回路
１３、１４・・・加算器　　　　１５・・・入力レベル
調節器１６・・・出力レベル調節器

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 被解析対象の電力系統を模擬するアナログシミュレータ
   の低電圧かつ低電流定格の送電線モデルに接続され、順
   方向電圧降下補償及び保持電流補償回路を有する理想サ
   イリスタモデルと負荷リアクタンスモデルと負荷抵抗モ
   デルと電源側リアクタンスモデルとから構成された負荷
   モデル基本回路を有するアナログシミュレータ用整流器
   負荷モデルにおいて、 前記負荷モデル基本回路のとる電流を検出する手段と、
   この手段により検出された電流を制御指令としてその出
   力電流を整流器負荷電流とする電流増幅装置と、この電
   流増幅装置の出力電流のレベルを可変とする手段とを備
   えたことを特徴とするアナログシミュレータ用整流器負
   荷モデル。