JPH05333953A - 静止形無効電力補償装置 - Google Patents
静止形無効電力補償装置Info
- Publication number
- JPH05333953A JPH05333953A JP4163502A JP16350292A JPH05333953A JP H05333953 A JPH05333953 A JP H05333953A JP 4163502 A JP4163502 A JP 4163502A JP 16350292 A JP16350292 A JP 16350292A JP H05333953 A JPH05333953 A JP H05333953A
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- Japan
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- signal
- circuit
- inverter
- pwm
- voltage
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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)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 電気車両等が負荷されるき電系統に設置さ
れ、系統電圧の変動抑制を目的とする静止型無効電力補
償装置において、ＡＴフィーダの投入、電車の切替投入
に伴う突入電流による瞬時電圧低下を、ＣＢ投入情報に
よりＰＷＭ高速応答制御に切替え、インバータ運転時の
総合運転損失の低減をはかる。 【構成】 インバータ９に対するＰＷＭゲート制御回路
15にＰＷＭキャリア周波数切替回路10を付設し、ＰＷＭ
キャリア周波数を切替える。
れ、系統電圧の変動抑制を目的とする静止型無効電力補
償装置において、ＡＴフィーダの投入、電車の切替投入
に伴う突入電流による瞬時電圧低下を、ＣＢ投入情報に
よりＰＷＭ高速応答制御に切替え、インバータ運転時の
総合運転損失の低減をはかる。 【構成】 インバータ９に対するＰＷＭゲート制御回路
15にＰＷＭキャリア周波数切替回路10を付設し、ＰＷＭ
キャリア周波数を切替える。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はインバータ部の制御を定
常時と過渡変動時とで変更できる制御部を備える静止形
無効電力補償装置に関する。
常時と過渡変動時とで変更できる制御部を備える静止形
無効電力補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば電気車両のような変動負荷がかか
る系統においては、図４に示すような静止形無効電力補
償装置が適用される。電源１に系統母線４が接続される
ものとし、これに対して変動負荷３が負荷されるものと
する。これに対して系統母線４に変圧器８を介してGTO
を通電制御素子としてフルブリッジ接続したインバータ
９が接続される。なお10は電圧形インバータの電源とし
てのコンデンサである。このような、インバータ９に対
する制御回路として、系統母線電圧検出用のPT5 と系統
母線電流検出用のCT6 よりの系統母線電圧信号と母線電
流信号を入力とする電力動揺抑制制御回路12にて無効電
力Ｑを演算する。 一方、母線電圧信号を系統電圧基準
値Vrefより加算器18で減算し、系統電圧一定制御回路11
に差電圧信号△Ｖを出力し、△ＶとＱは加算器19で加算
され、無効電流制御回路14に入力する。一方、インバー
タ９の通電電流はCT17で検出され、無効電力検出器21で
通電無効電力値信号Ｑ1 が求められ、無効電流制御回路
14において△Ｖ＋ＱよりＱ1 が差し引かれ、インバータ
９により系統母線４に生じさせる無効電流対応の遅相、
または進相無効電力信号isが求められ、ＰＷＭゲート制
御回路15に入力する。前記isが遅相の無効電力信号であ
る場合は、前記遅相の無効電力信号に相当する進相無効
電流をインバータ９より変圧器８を介して系統母線４に
流入させればよく、isが進相の無効電力信号である場合
は、遅相無効電流を系統母線４に流入させるように構成
すればよい。従って、ＰＷＭゲート制御回路15において
は、isが遅相の無効電力信号である場合には、同期電源
回路13よりの同期信号により、−π／２よりπ／２の間
で、is相当の進相電流を系統母線４に流入させるよう
に、isの大きさに従って、図２に示すようにＰＷＭパル
ス幅θ1 〜θ5 を可変とすることにより、一方isが進相
の無効電力信号である場合には、同期電源回路13よりの
同期信号により、π／２より３π／２の間で、is相当の
遅相電流を系統母線４に流入させるように、isの大きさ
に従ってＰＷＭパルス幅θ6 〜θ10を可変とすることに
より、インバータ電流を任意に制御する。これらのＰＷ
Ｍパルスθ1 〜θ5 、またはθ6 〜θ10はゲートドライ
ブ回路16に入力して、進相無効電流、または遅相電流を
系統母線４に送り込み、系統母線電圧は一定に連続制御
される。この場合、インバータのスイッチングロスは、
前記ＰＷＭパルスを作り出すキャリア周波数に比例して
多くなるため、常時ＰＷＭによる高速制御を行うと損失
は増大する。
る系統においては、図４に示すような静止形無効電力補
償装置が適用される。電源１に系統母線４が接続される
ものとし、これに対して変動負荷３が負荷されるものと
する。これに対して系統母線４に変圧器８を介してGTO
を通電制御素子としてフルブリッジ接続したインバータ
９が接続される。なお10は電圧形インバータの電源とし
てのコンデンサである。このような、インバータ９に対
する制御回路として、系統母線電圧検出用のPT5 と系統
母線電流検出用のCT6 よりの系統母線電圧信号と母線電
流信号を入力とする電力動揺抑制制御回路12にて無効電
力Ｑを演算する。 一方、母線電圧信号を系統電圧基準
値Vrefより加算器18で減算し、系統電圧一定制御回路11
に差電圧信号△Ｖを出力し、△ＶとＱは加算器19で加算
され、無効電流制御回路14に入力する。一方、インバー
タ９の通電電流はCT17で検出され、無効電力検出器21で
通電無効電力値信号Ｑ1 が求められ、無効電流制御回路
14において△Ｖ＋ＱよりＱ1 が差し引かれ、インバータ
９により系統母線４に生じさせる無効電流対応の遅相、
または進相無効電力信号isが求められ、ＰＷＭゲート制
御回路15に入力する。前記isが遅相の無効電力信号であ
る場合は、前記遅相の無効電力信号に相当する進相無効
電流をインバータ９より変圧器８を介して系統母線４に
流入させればよく、isが進相の無効電力信号である場合
は、遅相無効電流を系統母線４に流入させるように構成
すればよい。従って、ＰＷＭゲート制御回路15において
は、isが遅相の無効電力信号である場合には、同期電源
回路13よりの同期信号により、−π／２よりπ／２の間
で、is相当の進相電流を系統母線４に流入させるよう
に、isの大きさに従って、図２に示すようにＰＷＭパル
ス幅θ1 〜θ5 を可変とすることにより、一方isが進相
の無効電力信号である場合には、同期電源回路13よりの
同期信号により、π／２より３π／２の間で、is相当の
遅相電流を系統母線４に流入させるように、isの大きさ
に従ってＰＷＭパルス幅θ6 〜θ10を可変とすることに
より、インバータ電流を任意に制御する。これらのＰＷ
Ｍパルスθ1 〜θ5 、またはθ6 〜θ10はゲートドライ
ブ回路16に入力して、進相無効電流、または遅相電流を
系統母線４に送り込み、系統母線電圧は一定に連続制御
される。この場合、インバータのスイッチングロスは、
前記ＰＷＭパルスを作り出すキャリア周波数に比例して
多くなるため、常時ＰＷＭによる高速制御を行うと損失
は増大する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、電鉄負荷に
おいては、ＡＴフィーダ（単巻変圧器により構成される
き電線路）の投入、電車の切替投入に伴う突入電流によ
り瞬時電圧低下を起す。しかし、前記のような過渡的状
態となる場合を除き、き電線における電圧変動に急速応
答してき電線電圧を調整する必要はない。本発明は、瞬
時電圧低下をきたしたような場合にかぎり、キャリア周
波数の切替えによりＰＷＭによるインバータの高速制御
を行うことで、インバータの出力電流を制御して系統電
圧変動を抑制し、常時は、ＰＷＭ高速制御によるインバ
ータ部のスイッチングロスの減少をはかるものである。
おいては、ＡＴフィーダ（単巻変圧器により構成される
き電線路）の投入、電車の切替投入に伴う突入電流によ
り瞬時電圧低下を起す。しかし、前記のような過渡的状
態となる場合を除き、き電線における電圧変動に急速応
答してき電線電圧を調整する必要はない。本発明は、瞬
時電圧低下をきたしたような場合にかぎり、キャリア周
波数の切替えによりＰＷＭによるインバータの高速制御
を行うことで、インバータの出力電流を制御して系統電
圧変動を抑制し、常時は、ＰＷＭ高速制御によるインバ
ータ部のスイッチングロスの減少をはかるものである。
【０００４】
【実施例】以下図１にブロック図で示す実施例により、
本発明を説明する。図４と同一符号は同一部分を示す。
図１に示す回路の構成と図４に示すそれとは、図１にお
いてＰＷＭキャリア周波数切替回路20を備え、前記切替
回路20はＣＢ投入信号によってキャリア周波数を大きく
し、定常時は、電源周波数と同周波数のキャリアとし、
キャリア周波数はＰＷＭゲート制御回路15に入力する。
系統母線４が定常にある場合、ＰＷＭゲート制御回路15
に入力する遅相、または進相無効電力信号isは、前記電
源周波数と同周波数のキャリアによって変調され、図３
に示すようにisの大きさに従うパルス幅をもつ半周期で
それぞれ１パルスのＰＷＭ信号を発し、ゲートドライブ
回路16に入力し、インバータ９を制御する。ＰＷＭゲー
ト制御回路15に入力するisが遅相の場合は、図３に示す
ようにインバータ電流は進みの電流を生じるように、矩
形波を発生し、無効電力を供給し、isが進相の場合は、
同じく図３に示すようにインバータ電流は遅れの電流を
生じるように矩形波を発生し、無効電力を消費するよう
にインバータ９が制御される。電車の切替投入等の突入
電流に伴う電圧変動は、例えばＣＢ投入信号により、キ
ャリア周波数をＰＷＭキャリア周波数切替回路20にて電
源周波数の整数倍に切替え、このキャリアで前記isを変
調する。以下ゲートドライブ回路16にＰＷＭゲート信号
を入力して、インバータ９を制御することについてはす
でに説明したとおりである。ＣＢの開放信号があったと
きは、キャリア周波数は電源周波数と同一周期となり、
isによるＰＷＭ信号は幅変調された一つの矩形波パルス
となり、インバータ９を制御する。
本発明を説明する。図４と同一符号は同一部分を示す。
図１に示す回路の構成と図４に示すそれとは、図１にお
いてＰＷＭキャリア周波数切替回路20を備え、前記切替
回路20はＣＢ投入信号によってキャリア周波数を大きく
し、定常時は、電源周波数と同周波数のキャリアとし、
キャリア周波数はＰＷＭゲート制御回路15に入力する。
系統母線４が定常にある場合、ＰＷＭゲート制御回路15
に入力する遅相、または進相無効電力信号isは、前記電
源周波数と同周波数のキャリアによって変調され、図３
に示すようにisの大きさに従うパルス幅をもつ半周期で
それぞれ１パルスのＰＷＭ信号を発し、ゲートドライブ
回路16に入力し、インバータ９を制御する。ＰＷＭゲー
ト制御回路15に入力するisが遅相の場合は、図３に示す
ようにインバータ電流は進みの電流を生じるように、矩
形波を発生し、無効電力を供給し、isが進相の場合は、
同じく図３に示すようにインバータ電流は遅れの電流を
生じるように矩形波を発生し、無効電力を消費するよう
にインバータ９が制御される。電車の切替投入等の突入
電流に伴う電圧変動は、例えばＣＢ投入信号により、キ
ャリア周波数をＰＷＭキャリア周波数切替回路20にて電
源周波数の整数倍に切替え、このキャリアで前記isを変
調する。以下ゲートドライブ回路16にＰＷＭゲート信号
を入力して、インバータ９を制御することについてはす
でに説明したとおりである。ＣＢの開放信号があったと
きは、キャリア周波数は電源周波数と同一周期となり、
isによるＰＷＭ信号は幅変調された一つの矩形波パルス
となり、インバータ９を制御する。
【０００５】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は定常時は
矩形波出力としてスイッチングロスを低減し、過渡変動
時（電車の切替投入等）の突入電流に伴う電圧変動のみ
を、ＰＷＭ高速制御することにより瞬時電圧低下を抑制
する。さらに定常状態になれば、矩形波出力にもどすこ
とにより、スイッチングロスを低減する。よって過渡的
な電圧変動を抑制し、なおかつ総合運転損失を低減する
ことで、インバータの運転の高効率化ができる。
矩形波出力としてスイッチングロスを低減し、過渡変動
時（電車の切替投入等）の突入電流に伴う電圧変動のみ
を、ＰＷＭ高速制御することにより瞬時電圧低下を抑制
する。さらに定常状態になれば、矩形波出力にもどすこ
とにより、スイッチングロスを低減する。よって過渡的
な電圧変動を抑制し、なおかつ総合運転損失を低減する
ことで、インバータの運転の高効率化ができる。
【図１】本発明の実施例をブロック図で示す。
【図２】本発明の過渡時におけるＰＷＭ出力波形を示
す。
す。
【図３】本発明の定常時におけるＰＷＭ出力波形を示
す。
す。
【図４】従来の静止形無効電力補償装置をブロック図で
示す。
示す。
１ 電源 ２ 系統インピーダンス（XL) ３ 負荷 ４ 系統母線 ５ 負荷電圧検出ＰＴ ６ 負荷電流検出ＣＴ ７ ＰＴ ８ 変圧器 ９ インバータ 10 コンデンサ 11 系統電圧一定制御回路 12 電力揺動制御回路 13 ＰＬＬ（同期回路） 14 無効電流制御回路 15 ＰＷＭゲート制御回路 16 ゲートドライブ回路 17 インバータ電流検出ＣＴ 18，19 加算器 20 ＰＷＭキャリア周波数切替回路 21 インバータ発生無効電力検出回路
Claims (1)
- 【請求項１】 系統母線の電圧変動を抑制するため、系
統母線にインバータを接続し、該インバータより前記母
線に進相、または遅相電流を流入させて前記母線の電圧
変動を抑制する静止形無効電力補償装置において、系統
母線電圧と負荷電流より負荷無効電力信号を求める回路
と、系統電圧を系統電圧基準値と比較してその差信号を
求める回路と、前記両回路よりの出力信号を加算する回
路と、前記加算された信号より前記インバータの出力無
効信号を差し引く回路と、前記差し引かれた信号とキャ
リア信号によりＰＷＭ制御を行うＰＷＭゲート制御回路
と該ゲート制御回路におけるキャリア周波数を電源周波
数に対する半サイクル１コの矩形波より外部信号により
高速キャリア周波数に切替えるＰＷＭキャリア周波数切
替回路を備え、前記ＰＷＭ制御回路からの出力信号をゲ
ートドライブ回路に導入してインバータを運転すること
を特徴とする静止形無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4163502A JP2830619B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 静止形無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4163502A JP2830619B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 静止形無効電力補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05333953A true JPH05333953A (ja) | 1993-12-17 |
| JP2830619B2 JP2830619B2 (ja) | 1998-12-02 |
Family
ID=15775085
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4163502A Expired - Fee Related JP2830619B2 (ja) | 1992-05-29 | 1992-05-29 | 静止形無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2830619B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7187872B2 (en) | 2004-01-09 | 2007-03-06 | Fujitsu Limited | Broadband pulse width modulation circuit and optical amplifier using the same |
| JP2010193651A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置及び無効電力補償装置の制御方法 |
| JP2010193652A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置及び無効電力補償装置の制御方法 |
| JP2012010532A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
-
1992
- 1992-05-29 JP JP4163502A patent/JP2830619B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7187872B2 (en) | 2004-01-09 | 2007-03-06 | Fujitsu Limited | Broadband pulse width modulation circuit and optical amplifier using the same |
| JP2010193651A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置及び無効電力補償装置の制御方法 |
| JP2010193652A (ja) * | 2009-02-19 | 2010-09-02 | Fuji Electric Systems Co Ltd | 無効電力補償装置及び無効電力補償装置の制御方法 |
| JP2012010532A (ja) * | 2010-06-28 | 2012-01-12 | Mitsubishi Electric Corp | 電力変換装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2830619B2 (ja) | 1998-12-02 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |