JPH05111164A - 電力変換装置 - Google Patents

電力変換装置

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JPH05111164A
JPH05111164A JP3289137A JP28913791A JPH05111164A JP H05111164 A JPH05111164 A JP H05111164A JP 3289137 A JP3289137 A JP 3289137A JP 28913791 A JP28913791 A JP 28913791A JP H05111164 A JPH05111164 A JP H05111164A
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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】有効電力及び無効電力共に独立に変動する二組
の単相負荷を有する系統の安定化を図る電力変換装置を
提供する。 【構成】三相電力を変圧器1で二組の単相電力に変換し
負荷に供給するシステムの二組の単相負荷21及び22
それぞれに自励式静止形電力変換装置31及び32を並
列に接続し、二組の電力変換装置間で電力の融通を行
い、負荷変動に対する補償を行うように構成した。 【効果】二組の電力変換装置間で電力の融通を行い、二
組の負荷の電力を平衡させると共に無効電力を補償でき
るので、二組の系統を安定にできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は電車用架線への電力供給
システムなど二組の変動負荷に電力を供給するに適した
電力変換装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の変動負荷に対する系統の安定化技
術としては種々のものが知られているが、近年自己消弧
形半導体素子を応用した自励式変換装置により負荷の無
効電力を補償し系統を安定化する手段が注目を集めてお
り、一例として平成元年電気学会全国大会No.111
0系統安定化用100MVA級GTO−SVGの検討な
どに報告されている。
【0003】従来のこれらの装置は系統の電圧変動が主
に負荷の無効電力により発生することから、この無効電
力を補償することにより系統の電圧安定化を図ろうとす
るものであった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は三相平
衡負荷を主な対象としており、この技術を三相電力を変
圧器で二組の単相電力に変換し二組の単相負荷に供給す
るシステムに適用すると、各単相負荷の有効電力が異な
っていると三相電力側で相間不平衡を生じるため、無効
電力補償のみでは電圧変動を充分に抑制できないという
問題があった。
【0005】本発明の目的は有効電力及び無効電力共に
独立に変動する二組の系統の安定化を図る電力変換装置
を提供することにある。
【0006】本発明の他の目的は単相負荷運転による三
相電力の不平衡を補償し、さらに高調波発生量も抑えた
電力変換装置を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は自励式電力変換装置は有効電力と無効電力
を独立に制御できることに着目し、二組の電力変換装置
間で電力の融通を行い、二組の負荷の電力の平衡を図る
ようにしたものである。
【0008】さらに無効電力の補償もそれぞれの電力変
換装置で行い、高力率の運転をできるようにしたもので
ある。
【0009】また、上記目的は三相側の相間に接続され
た自励式電力変換装置により、それぞれの電力変換装置
間で電力の融通を行い、二組の負荷の電力の平衡を図る
ことによっても達成できる。
【0010】また、上記他の目的は、上記手段に加え、
各自励式電力変換装置に負荷が発生する高調波成分を相
殺する高調波発生手段を併せ持たせることにより達成で
きる。
【0011】
【作用】三相電力は変圧器により二組の単相電力に変換
され二組の負荷にそれぞれ供給される。それぞれの負荷
の有効電力及び無効電力は負荷の電圧及び電流の計測結
果から求められる。それぞれの負荷に並列接続された自
励式電力変換装置はPWMインバータなどが用いられる
が、自励式であることから有効電力と無効電力を独立に
制御できる。この自励式電力変換装置の直流側を共通に
接続すれば自励式電力変換装置間で有効電力を融通する
ことができ、同時に無効電力の補償もできるので、電源
側からみた無効電力を0にし、さらに二組の系統の有効
電力を等しく制御することができるので、系統の安定化
を図ることができる。
【0012】上記単相側での作用を三相側に変換すれ
ば、三相側の少なくても二つの相に接続された自励式電
力変換装置により、それぞれの電力変換装置間で電力の
融通を行い、同様に二組の負荷の電力の平衡を図ること
ができるので、これによっても系統の安定化を図ること
ができる。
【0013】また、負荷が発生する高調波を検出し、こ
れを相殺する高調波を各自励式電力変換装置から発生す
るように各自励式電力変換装置を制御すれば、三相電力
の不平衡を補償し、さらに高調波発生量も抑えた良質の
負荷システムを提供することができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明電力変換装置を実施例として示
した図面を用いて詳細に説明する。
【0015】図1は本発明電力変換装置の一実施例をし
めす。図において、1は一次側が三相交流電源ACに接
続され二次側が単相二系統の負荷21及び22に接続さ
れた変圧器で、スコット結線により三相電力を単相二系
統の電力に変換するように構成されている。変圧器1の
二次側には各系統毎に自励式電力変換装置31及び32
の交流側が接続され、それらの直流側は直流電源として
のコンデンサ4に共通接続されている。51及び52は
単相二系統それぞれの電圧を検出する電圧検出器、61
及び62は単相二系統それぞれの電流を検出する電流検
出器、7は電圧検出器51,52及び電流検出器61,
62により検出した電圧,電流及びそれらの位相関係か
ら自励式電力変換装置31及び32に制御指令を与える
制御装置である。単相二系統の負荷21及び22として
は例えば電車がある。負荷が電車の場合、負荷電力は有
効電力及び無効電力共に大きく変動し、かつ二系統の負
荷は独立に変化するため、系統のインピーダンス降下に
よりそれぞれの系統電圧は独立に大きく変動する。自励
式電力変換装置31及び32はこの電圧変動を安定化す
るように制御される。即ち、電圧検出器51,52及び
電流検出器61,62により検出された負荷21及び2
2の電圧,電流及びそれらの位相関係から制御装置7に
て負荷21及び22の有効電力P21,P22及び無効
電力Q21,Q22を演算し、更にこれらから自励式電
力変換装置31及び32の出力無効電力Q11,Q12
及び有効電力P11,P12を演算し、自励式電力変換
装置31及び32に指令値を与える。制御装置7におけ
る演算は次式で行われる。
【0016】 Q11=−Q21 …(1) Q12=−Q22 …(2) P11=(P22−P21)/2 …(3) P12=(P21−P22)/2=−P11 …(4) ここで、自励式電力変換装置31及び32は自己消弧型
半導体素子により構成され、パルス幅変調(PWM)制
御などにより出力電力は有効分と無効分とがそれぞれ独
立に制御できるようになっている。
【0017】制御装置7の詳細を図2に示す。図におい
て、71及び72は負荷の電圧V1,V2及び電流I
1,I2から負荷の有効電力P21,P22及び無効電
力Q21,Q22を演算する第1演算部、73は負荷の有
効電力P21,P22及び無効電力Q21,Q22から
自励式電力変換装置の出力無効電力Q11,Q12及び
有効電力P11,P12を演算する第2演算部、74及
び75は自励式電力変換装置の出力無効電力Q11,Q
12及び有効電力P11,P12から有効電力指令及び
無効電力指令を自励式電力変換装置への指令値に変換す
る変調部である。第2演算部73は、減算器、2分の1
係数器及び−1係数器により式(1),(2),(3)
及び(4)の演算を実行するように回路構成されてい
る。これによれば自励式電力変換装置31,32の出力
と負荷21,22の有効電力及び無効電力の電源側から
みた合成はそれぞれ次式となる。
【0018】 Q21+Q11=0 …(5) Q22+Q12=0 …(6) P12+P11=P22+P12=(P21+P22)/2 …(7) 即ち、電源側から見た単相二系統の力率はそれぞれ1で
あり、有効電力は等しくなる。したがって、本実施例に
よれば有効電力及び無効電力が共に独立に変動する二組
の系統の安定化を図る電力変換装置が実現でき、三相電
力にも相間不平衡を生じないという効果がある。
【0019】図1の実施例では電圧,電流の検出点を自
励式電力変換装置の接続点よりも負荷側としているが、
これを電源側に移し、電源側の無効電力が0になり、か
つ二系統の有効電力が等しくなるように自励式電力変換
装置31及び32を帰還制御しても同様の効果が得られ
る。
【0020】図3は電圧,電流の検出点を自励式電力変
換装置の接続点よりも負荷側とした場合における本発明
の他の実施例である。単相側の有効電力及び無効電力は
ベクトル演算により三相側の各相の有効電力及び無効電
力に変換できるので、三相電源の各相に接続した自励式
電力変換装置31,32,33により前記実施例と同様
に二組の系統の安定化を図る電力変換装置が実現でき、
三相電力にも相間不平衡を生じないという効果がある。
【0021】図4は図3の制御装置7の詳細を示す制御
ブロック図である。ここで、図2と同一部分には同一符
号を用いている。この図では高調波抑制制御部を付加し
ている。即ち、負荷電流I1,I2に含まれる高調波電
流は高調波検出回路76及び77で検出され変調部74
及び75に入力されるように構成されている。変調部7
4及び75ではそれぞれの高調波電流の逆位相電流を自
励式電力変換装置に重畳して流すように制御される。7
8はベクトル演算回路である。このように制御装置7を
構成することにより、単相負荷運転による三相電力の不
平衡を補償し、さらに高調波の発生量も抑えることがで
きるという効果がある。
【0022】図5は電圧,電流の検出点を自励式電力変
換装置の接続点よりも負荷側とした場合における本発明
の更に他の実施例である。図4では自励式電力変換装置
3台を使用することで説明しているが、三相交流におい
ては零相分は打ち消されるので、任意の2台により同一
の効果を得ることが可能である。従って、この実施例で
は3台の自励式電力変換装置のうちの1台は省略してあ
る。
【0023】また、上述の実施例で電圧及び電流の検出
は単相負荷側とした場合を示しているが、検出点は三相
側としても単相側の有効電力及び無効電力の演算は可能
であり同様の効果が得られる。電圧及び電流の検出点を
自励式電力変換装置の接続点よりも電源側とし、電源側
の無効電力が0になり、かつ二系統の有効電力が等しく
なるように自励式電力変換装置を帰還制御しても同様の
効果が得られる。
【0024】なお、図1,図3及び図5の実施例で自励
式電力変換装置は電圧型を想定して、直流側はコンデン
サを接続しているが、自励式電力変換装置を電流型とし
直流側はリアクトルとしても同様の効果が得られる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、二組の電力変換装置間
で電力の融通を行い、二組の負荷の電力の平衡が図れる
ので、二組の系統を安定にできる効果がある。さらに無
効電力の補償もそれぞれの電力変換装置で行われるので
高力率の運転ができる効果もある。さらに自励式電力変
換装置で負荷の高調波を相殺できるので、良質の負荷シ
ステムを実現できる効果もある。上記効果は三相側に自
励式電力変換装置を設けた構成でも同様である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明電力変換装置の実施例を示す単線接続図
である。
【図2】図1の制御装置の詳細を示すブロック図であ
る。
【図3】本発明電力変換装置の他の実施例を示す単線接
続図である。
【図4】図3の制御装置の詳細を示すブロック図であ
る。
【図5】本発明電力変換装置の更に他の実施例を示す単
線接続図である。
【図6】図5の制御装置の詳細を示すブロック図であ
る。
【符号の説明】
1…変圧器、21,22…負荷、31,32,33…自
励式電力変換装置、4…コンデンサ、51,52…電圧
検出器、61,62…電流検出器、7…制御装置、7
1,72…第1演算部、73…第2演算部、74,75
…変調部、76,77…高調波検出回路。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】三相電力を変圧器を介して二組の単相電力
    に変換し二組の単相負荷に供給する装置であって、交流
    側が変圧器の出力側に接続され、直流側が共通電源に接
    続された二組の自励式静止形電力変換装置と、各単相電
    力の電圧及び電流を検出する手段と、検出した電圧及び
    電流から二組の単相負荷間の不平衡を補正するように自
    励式静止形電力変換装置を制御する制御装置とを具備す
    ることを特徴とする電力変換装置。
  2. 【請求項2】二組の自励式静止形電力変換装置の内の一
    方は一方の単相負荷の無効電力を相殺する無効電力と二
    組の単相負荷の平均有効電力と一方の単相負荷の有効電
    力との差分の有効電力を発生させ、他方の自励式静止形
    電力変換装置は他方の単相負荷の無効電力を相殺する無
    効電力と二組の単相負荷の平均有効電力と他方の単相負
    荷の有効電力との差分の有効電力を発生させることを特
    徴とする請求項1記載の電力変換装置。
  3. 【請求項3】自励式静止形電力変換装置はそれが並列接
    続される負荷が発生する高調波を相殺する高調波を発生
    することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の電力
    変換装置。
  4. 【請求項4】三相電力を変圧器を介して二組の単相電力
    に変換し二組の単相負荷に供給する装置であって、交流
    側が変圧器の入力側に接続され、直流側が共通電源に接
    続された二組の自励式静止形電力変換装置と、各単相電
    力の電圧及び電流を検出する手段と、検出した電圧及び
    電流から二組の単相負荷間の不平衡を補正するように自
    励式静止形電力変換装置を制御する制御装置とを具備す
    ることを特徴とする電力変換装置。
  5. 【請求項5】自励式静止形電力変換装置はそれが並列接
    続される負荷が発生する高調波を相殺する高調波を発生
    することを特徴とする請求項4記載の電力変換装置。
  6. 【請求項6】三相電力を変圧器を介して二組の単相電力
    に変換し二組の単相負荷に供給する装置であって、交流
    側が変圧器の入力側に接続され、直流側が共通電源に接
    続された三組の自励式静止形電力変換装置と、各単相電
    力の電圧及び電流を検出する手段と、検出した電圧及び
    電流から二組の単相負荷間の不平衡を補正するように自
    励式静止形電力変換装置を制御する制御装置とを具備す
    ることを特徴とする電力変換装置。
  7. 【請求項7】自励式静止形電力変換装置はそれが並列接
    続される負荷が発生する高調波を相殺する高調波を発生
    することを特徴とする請求項6記載の電力変換装置。
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028887A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2008219989A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力融通装置
JP2009124823A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電鉄用電圧変動補償装置の制御装置
JP2013198359A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toshiba Corp インバータ制御装置
CN110635482A (zh) * 2019-11-08 2019-12-31 西南交通大学 一种单相组合式变压器供电构造
CN110797867A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 西南交通大学 一种单相或两相转换三相电供电构造

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001028887A (ja) * 1999-07-14 2001-01-30 Mitsubishi Electric Corp 電力変換装置
JP2008219989A (ja) * 2007-03-01 2008-09-18 Fuji Electric Systems Co Ltd 電力融通装置
JP2009124823A (ja) * 2007-11-13 2009-06-04 Toshiba Mitsubishi-Electric Industrial System Corp 電鉄用電圧変動補償装置の制御装置
JP2013198359A (ja) * 2012-03-22 2013-09-30 Toshiba Corp インバータ制御装置
CN110635482A (zh) * 2019-11-08 2019-12-31 西南交通大学 一种单相组合式变压器供电构造
CN110797867A (zh) * 2019-11-08 2020-02-14 西南交通大学 一种单相或两相转换三相电供电构造
CN110635482B (zh) * 2019-11-08 2023-02-03 西南交通大学 一种单相组合式变压器供电构造
CN110797867B (zh) * 2019-11-08 2023-02-07 西南交通大学 一种单相或两相转换三相电供电构造

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