JPH05181552A - 無効電力補償装置の制御装置 - Google Patents

無効電力補償装置の制御装置

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JPH05181552A
JPH05181552A JP3216790A JP21679091A JPH05181552A JP H05181552 A JPH05181552 A JP H05181552A JP 3216790 A JP3216790 A JP 3216790A JP 21679091 A JP21679091 A JP 21679091A JP H05181552 A JPH05181552 A JP H05181552A
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JP
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signal
converter
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power
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Application number
JP3216790A
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English (en)
Inventor
Hideki Yamamura
英機 山村
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • Y02E40/30Reactive power compensation

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 母線電圧と負荷電流から負荷の無効電力を算
出して、自設備のサイリスタ制御リアクトルを調整し、
系統電圧のフリッカ及びΔV変動を補償する無効電力補
償装置において、系統の電源側リアクタンス%Xが大き
いとき、母線電圧および負荷電流に重畳する高調波が大
きくなり、これが基本波と共に検出されて負荷の無効電
力算出値に誤差が加わり、電圧変動抑制の性能が低下す
る問題を解決する。 【構成】 無効電力の算出に用いる電圧信号として、P
LL回路が母線電圧から作成する電源同期信号を利用し
て、正弦波形の数値データを持つコンバータで作成し
た、系統電圧と所定角度の位相遅れを持つ基準電圧信号
を用い、無効電力の算出に用いる負荷電流信号として、
変流器により検出した負荷電流をバンドパスフィルタに
通し、商用周波成分を取り出したものを用いる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、サイリスタ制御リア
クトル(以下TCRと呼称する)を用い、交流電力系統
の電圧変動(フリッカおよびΔV変動)を抑制する無効
電力補償装置(以下SVCと呼称する)の性能向上に関
する。
【0002】
【従来の技術】TCR方式のSVCは、図2に示すよう
に変電所電源1から系統母線2を通して負荷3に給電す
る電力系統に、TCRとフィルタ(以下FLと呼称す
る)を母線2に並列接続したもので、電源側インピ−ダ
ンス%Xと変動負荷3の遅れ無効電力QLによる母線2
の電圧降下ΔV≒%X・QLを、TCRの遅れ無効電力
TC RとFLの進み無効電力QFCで補償して電圧調整を
行なう。すなわちSVCを設置したときの電圧降下式が
ΔV≒%X・(QL+QTCR−QFC)となることを利用
し、FLの進み無効電力QFCで一定幅の電圧降下抑制を
しながら力率を改善するとともに、QL+QTCRが一定に
なるようにTCRを位相制御して系統電圧変動(フリッ
カ、ΔV変動)を抑制する。
【0003】このSVCをさらに詳しく説明する。図2
において、TCRはリアクトル4と逆並列接続サイリス
タ5を直列接続したもので、基本波(商用周波数)の各
半波ごとにサイリスタ5を位相制御し、この点弧位相角
に応じたリアクトル電流の大きさで決まる遅れ無効電力
TCRを、母線2に与える。FLは、進相用コンデンサ
6と直列リアクトル7とから構成され、母線2の高調波
を吸収するとともに、進相用コンデンサ6により一定の
進み無効電力QFCを母線2に与える。CBはTCR,F
C,負荷3を母線2に夫々接続するサ−キットブレ−
カ、8は負荷3の無効電力QLを検出し、これに応じて
サイリスタ5を位相制御する位相制御装置である。
【0004】この位相制御装置8について、さらに説明
する。この装置8は、母線2に接続された降圧変圧器P
Tで得た母線電圧(Vl=VL・cosωt)を交流ツー
ロン回路10で90°遅相した電圧(Vl=VL・sin
ωt)と、負荷回路に設置した変流器CTで得た負荷電
流(Il=IL・sin(ωt+θ))をQ検出器11で
乗算する。次に、この信号の2ωt成分(ΔQ=−VL
・IL・cos(2ωt+θ))をカットする乗算器1
1内の所定のアクティブフィルタを通して、負荷の無効
電力(QL=VL・IL・cosθ)を直流信号として得
る。さらにQ検出回路11の次段に、挿入した位相を進
ませる特性を持つハイパスフィルタ12により、無効電
力QLの算出による位相遅れを補正する。さらに、この
直流信号を、TCRの点弧位相角と発生無効電力QTCR
との関係を記憶したファンクション回路13で、サイリ
スタを制御するQL信号に線形変換する。
【0005】一方、PLL回路14により、降圧変圧器
PTで得た母線電圧(Vl=VL・cosωt)から電源
同期信号を作成し、この信号に基づいてタイミング回路
15で半周期毎に1/4周期の間立ち上がる鋸歯状波を
発生する。この鋸歯状波とファンクション回路13の出
力するQL信号の交差時点を比較器16で検知し、この
検知タイミングで、サイリスタ5のトリガパルスP1
2をパルス発生回路17で発生させ、これによってT
CRを位相制御する。
【0006】以上のようにして、QL信号に対してTC
Rの発生する無効電力QTCRが逆比例する(QL+QTCR
を一定化する)ようにTCRを位相制御することによ
り、系統電圧変動(フリッカ、ΔV変動)を抑制する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】一般に、電源側インピ
−ダンス(%X)が大きい電力系統ほどに高調波が発生
し易い。このような系統でTCR制御のために母線電圧
lと負荷電流Ilを検出すると、無効電力の算出に必要
な基本波(商用周波数)に不要な高調波成分が重畳す
る。図2に示した従来の位相制御装置8は、これらをそ
のまま演算処理に用いているので、この高調波成分がT
CRの制御誤差として直接悪影響を与え高精度化は期待
できない。
【0008】この高調波を除去するため、本発明者は電
流検出回路(CTの次段)にローパスフィルタを設ける
対策を試みた。しかし、Q制御はオ−プンループ制御で
高速応答を必要とするため、位相遅れが大きい高選択度
のローパスフィルタは使用できない。位相遅れが小さく
て使用可能なローパスフィルタは、選択度が小さく基本
波に近い第3、第5、第7調波を、そのまま通過させる
ため高調波除去の効果は得られなかった。
【0009】そこで、本発明は系統に高調波が現われて
いても、この悪影響を極力受けないで負荷の無効電力Q
L信号を検出し、TCR制御を高精度化することを目的
とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、電源から給電
を受ける系統母線に接続されるサイリスタ制御リアクト
ルを有し、負荷の無効電力変動に応じてサイリスタ制御
リアクトルの発生する遅れ無効電力を変化させて、系統
の電圧変動を抑制する無効電力補償装置において、母線
電圧を受けて電源同期信号を発生するPLL回路と、正
弦波形の数値データを持ち、上記電源同期信号を受けて
母線電圧と所定角度の位相遅れを持つ基準電圧信号を発
生するコンバータと、変流器により検出した負荷電流か
ら基本波(商用周波数)成分を取り出すバンドパスフィ
ルタと、上記コンバータとバンドパスフィルタの出力か
ら負荷の無効電力信号を算出して出力するQ検出器とを
具備し、この無効電力信号によってサイリスタの位相制
御を行なう無効電力補償装置の制御装置を提案する。
【0011】
【作用】上記構成において、コンバータは、ROM等に
記憶した正弦波形の数値データに基づき、PLL回路の
出力する電源同期信号から、母線電圧と所定の位相差
(90°Lag)を持つ基本波を作成する。そして、こ
の基本波を、負荷の無効電力を算出する基準電圧信号と
する。またバンドパスフィルタ(BPF)は、検出した
負荷電流から位相遅れなしに基本周波数成分のみを取出
し、負荷電流信号とする。この両信号は高調波を含まな
い。本発明は、これらの両信号から無効電力信号QL
演算するので、高性能化が可能になる。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図1に示し、以下に説明
する。図1は、変電所電源1に電源側インピ−ダンス%
Xを介して接続された系統母線2に、TCRとFCとか
らなるSVCと、負荷3とを、サ−キットブレ−カCB
を介して接続した電力系統に、本発明の位相制御装置1
8を設けた構成を示す。なお、図1において図2と同一
符号を付した部分は同一物を示し、説明を省略する。
【0013】本発明により改良が加えられた位相制御装
置18について説明する。この位相制御装置18は、母
線電圧を90°遅相した電圧(Vl=VL・sinωt)
と負荷電流(Il=IL・sin(ωt+θ))から負荷
の無効電力QLを算出するQ検出器11、Q検出器の演
算による位相遅れを補正するハイパスフィルタ12、Q
L信号をTCRの対応する点弧位相角を表す電気信号に
線形変換するファンクション回路13、母線電圧Vl
ら電源同期信号を作り出すPLL回路14、電源同期信
号から鋸歯状波を発生するタイミング回路15、ファン
クション回路13の出力電圧とタイミング回路14の出
力する鋸歯状波の一致時にタイミング信号を発生する比
較器16、タイミング信号の発生時点でサイリスタ5を
点弧するゲートパルスP1,P2を発生するパルス発生器
17の構成において、図2と共通する。
【0014】この構成の改良点は、90°の遅れを与え
る交流ツーロン回路10に換えて、PLL回路14の出
力する電源同期信号を元に正確な基本波を生成するコン
バータ19を用いたこと、および、検出した負荷電流I
lから高調波を応答遅れなしに除去するため、中心周波
数を商用周波(50HZまたは60HZ)としたバンドパ
スフィルタ20をQ検出器11の前段に配置したことで
ある。
【0015】すなわちコンバータ19は、正弦波形を数
値データとして記憶したROM回路等の記憶装置と、記
憶装置から順次に出力されるデジタルデータをアナログ
データに変換するD/A変換器とを有し、PLL回路1
4からゼロクロス信号および所定周期のクロックパルス
からなる電源同期信号が出力されると、これに基づき数
値データを順次に読み出し、D/A変換して系統電圧と
同期した基本波の基準電圧信号を出力する。
【0016】また、バンドパスフィルタ20は、基本波
(商用周波)を中心周波数とするもので、不要な高調波
を取り除いて基本波を通過させる。このバンドパスフィ
ルタ20は位相が遅れる特性を持つローパスフィルタ
と、位相が進む特性を持つハイパスフィルタを組み合わ
た構成を持つので、通過する出力信号の位相変化をなく
しすことができる。
【0017】以上説明したコンバータ19とバンドパス
フィルタ20を組み込んだ本発明の位相制御装置18の
動作は、高調波を含まない基準電圧信号と負荷電流信号
をQ検出器11に与える他は、図2で説明した位相制御
装置8と同様である。ただし、Q検出器11の出力が高
調波による誤差を含んでいないので、ハイパスフィルタ
12、ファンクション回路13の出力にもこの誤差が含
まれず、パルス発生器17の出力するトリガパルス
1,P2の発生タイミングは高精度になる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、上述したようにPLL回路の
出力する電源同期信号を利用して、コンバータで基本波
の基準電圧信号を作成し、バンドパスフィルタによって
位相遅れなしに商用周波の負荷電流信号を取り出すこと
により、高調波の影響を受けないで負荷の無効電力QL
を算出して高精度にTCRの制御を行なうことができ、
SVCの性能を向上することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の無効電力補償装置の制御装置の一実
施例を示す。
【図2】従来の無効電力補償装置の制御装置の一実施例
を示す。
【符号の説明】
1 変電所電源 2 母線 3 負荷 11 Q検出器 14 PLL回路 18 位相制御装置 19 コンバータ 20 バンドパスフィルタ SVC 無効電力補償装置 TCR サイリスタ制御リアクトル FC フィルタ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電源から給電を受ける系統母線に接続さ
    れるサイリスタ制御リアクトルを有し、負荷の無効電力
    変動に応じてサイリスタ制御リアクトルの発生する遅れ
    無効電力を変化させて、系統の電圧変動を抑制する無効
    電力補償装置において、 母線電圧を受けて電源同期信号を発生するPLL回路
    と、 正弦波形の数値データを持ち、上記電源同期信号を受け
    て母線電圧と所定角度の位相遅れを持つ基準電圧信号を
    発生するコンバータと、 変流器により検出した負荷電流から基本波成分を取り出
    すバンドパスフィルタと、 上記コンバータとバンドパスフィルタの出力から負荷の
    無効電力信号を算出して出力するQ検出器とを具備し、 この無効電力信号によってサイリスタの位相制御を行な
    うことを特徴とする無効電力補償装置の制御装置。
JP3216790A 1991-08-28 1991-08-28 無効電力補償装置の制御装置 Pending JPH05181552A (ja)

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ID=16693922

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JP (1) JPH05181552A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9496717B2 (en) 2008-10-28 2016-11-15 Technical University Of Denmark System and method for connecting a converter to a utility grid

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US9496717B2 (en) 2008-10-28 2016-11-15 Technical University Of Denmark System and method for connecting a converter to a utility grid

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