JPH0555888B2 - - Google Patents

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JPH0555888B2
JPH0555888B2 JP58190664A JP19066483A JPH0555888B2 JP H0555888 B2 JPH0555888 B2 JP H0555888B2 JP 58190664 A JP58190664 A JP 58190664A JP 19066483 A JP19066483 A JP 19066483A JP H0555888 B2 JPH0555888 B2 JP H0555888B2
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Japan
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voltage
reactive power
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suppress
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Takafumi Maeda
Toshihiko Komukai
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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Toshiba Corp
Tokyo Electric Power Co Inc
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    • 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)

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の技術分野] 本発明は無効電力補償装置及びその制御方法に
関する。
[発明の技術的背景とその問題点] 静止形無効電力補償装置(以下、SVCと記す)
の代表例としてサイリスタ位相制御リアクトル方
式の構成を第1図に示す。同図は電力系統内の母
線1にSVC2が設置された場合を示している。
SVC2は進み電流ICを通電するコンデンサ3、
遅れ電流ILを通電するリアクトル4、遅れ電流IL
を制御するサイリスタ装置5から成る主回路部
と、母線1の電圧を検出する電圧変成器(PT)
6、PT6の検出電圧を入力して母線1の電圧に
比例した直流電圧Vを出力する電圧検出回路7、
直流電圧Vにより遅れ電流ILを制御する無効電力
補償制御回路8、制御回路8の制御出力Sにより
サイリスタ装置5の点弧角を制御する位相制御回
路9から成る制御部で構成される。
第2図は上記構成の従来のSVCの電圧−電流
特性図である。同図に於て、INがSVCに流れる無
効電流でありA−B間のV−IN特性が無効電力
制御に用いられる制御範囲で、その特性式は(1)式
で表わされる。
IN=K1(V−V0) ……(1) 但し、V0は無効電力補償制御を行う母線1の
基準電圧 K1は制御回路8の増幅率で定まる比例定数 このV−IN特性の傾きは1/K1で与えられ、
母線1の動作電圧Vと基準電圧V0の偏差電圧に
より無効電流INが定まり無効電力補償制御が行な
われる。
ところで電力系統の電圧は常時でもゆつくりし
た周期で変動しているので、基準電圧V0をある
値に固定するとSVCはその変動に対して応動す
ることになる。SVCの利点は、高速にしかも進
みから遅れの領域まで連続に無効電力を制御でき
る点にあるので、常時は第2図において無効電流
INが零の状態(コンデンサ3に流れる進み電流IC
をリアクトル4に流れる遅れ電流ILで打消した状
態)で待機させておき、電力系統に発生する急激
な電圧変動や比較的周期の短かい電圧変動に対し
て応動させる方が賢明である。長い周期のゆつく
りした電圧変動に対しては、広く電力系統に設置
されている電圧無効電力制御装置(以下、VQC
と記す)を動作させればよい。
上述の様にSVCの利点を活かして使用するた
めに電力系統の電圧の急激な変動や比較的周期の
短かい変動に対してのみ応動させる様に、従来は
第3図に示すような制御回路8が使用されてい
る。同図において、制御伝達関数回路(G(S))
11の入力信号Viは、母線1の電圧Vとこれを
入力とするローパスフイルタ13の出力Veの差
分として得られる。従つて、ローパスフイルタ1
3の時定数Tに比べて十分に長い周期の変動に対
してはViは零となり、SVCは応動しない。Soは
常時SVCの無効電流INを零の状態に待機させてお
くための信号である。
電力系統を運用する上で、通常は第3図に示し
た制御回路をもつSVCで特に問題は生じない。
しかし、電力系統がいくつかに分断してそれぞれ
の個々の系統のVQCだけでは電圧をある一定の
上下限値に抑えることが困難であるためSVCの
動作を期待する場合とか、常時も許容出来る範囲
でSVCに応動させその分VQCの容量を減らした
い場合等には、従来の制御方法では対処できない
という問題点がある。
[発明の目的] 本発明は上記問題点に鑑みてなされたもので、
電力系統に発生する急激な電圧変動や比較的周期
の短かい電圧変動に対して応動すると共に定常の
状態においても系統の電圧が基準電圧からある一
定の許容巾を越えて変化した場合にはSVCが応
動する様にして、広く電力系統に設置されている
電圧無効補償装置(VQC)の容量を低減可能と
し、系統電圧の維持と系統安定度の向上を図るこ
とを目的としている。
[発明の概要] 上記目的を達成するため、本発明は次のような
構成とする。
(1) 系統の電圧に応じて該系統の電圧変動を抑制
するように無効電力を制御する無効電力供給手
段を備えた無効電力補償装置の制御方法におい
て、前記系統の電圧変動が許容電圧変動範囲内
で変化したときは特定の時定数で定まる変化率
の速い電圧変動成分のみを抑制するように無効
電力の制御を行い、前記系統の電圧変動が前記
許容電圧変動範囲を越えて変化したときは定常
状態でも該電圧変動を前記許容電圧変動範囲内
に抑制するように無効電力の制御を行い、電力
系統に発生する急激な電圧変動や比較的周期の
短い小変動に対して高速に応答させると共に、
定常状態においても一定の許容電圧変動範囲内
に制御する方法とする。
(2) 系統の電圧に応じて該系統の電圧変動を抑制
するように無効電力を制御する無効電力補償装
置において、前記系統の電圧の検出信号を所定
の遅れ時間を持つて伝達するローパスフイルタ
と、前記検出信号と前記ローパスフイルタの出
力信号を比較して第1偏差値を得る第1演算手
段と、前記検出信号と基準電圧信号を比較して
第2偏差値を得る第2演算手段と、前記第2偏
差値が所定の範囲を越えたとき前述第2偏差値
に応じた制御信号を出力する不感帯手段とを設
け、前記第1偏差値と前記制御信号の加算値に
より無効電力を制御する装置とする。
(3) 系統の電圧に応じて該系統の電圧変動を抑制
するように無効電力を制御する無効電力補償装
置において、前記系統の電圧の検出信号を所定
の遅れ時間を持つて伝達するローパスフイルタ
と、前記ローパスフイルタの出力信号を所定の
範囲に制限する信号制限手段を設け、この信号
制限手段の出力信号と前記検出信号との偏差値
により無効電力を制御する装置とする。
[発明の実施例] 第4図は本発明による無効電力補償装置の制御
回路の一実施例を示したブロツク構成図である。
同図に於て、第3図と同じ符号は同一要素を示
す。本実施例では、母線1の電圧Vと基準電圧
V0の差分電圧△Vを求める差分演算要素17と、
差分電圧△Vが所定の範囲を越えたとき△Vに応
じた制御信号△Viを出力する不感帯要素18と、
制御信号△Viを制御信号Viに加える加算要素1
9が新に設けられた要素である。
ここで、不感帯要素18の入出力特性は(2)式の
条件を満たす様に設定する。
−△V(−)△V△V(+)のと
き△Vi=0 −△V(−)△V△V(+)のと
き△Vi=0 △V>△V(+)のとき△Vi=K(+)(△V−△V(
+) −△V(−)△V△V(+)のと
き△Vi=0 △V>△V(+)のとき△Vi=K(+)(△V−△V(
+) △V<−△V(−)のとき△Vi=K(−)(△V+△V
(−)……(2) ここに △V(+):基準電圧V0からの許容電圧上昇幅 △V(−):基準電圧V0からの許容電圧下降幅 K(+),K(−):比例定数 即ち、偏差電圧△Vが許容電圧内にあるときは
不感帯要素18の出力を零として制御信号Viに
より従来と同様の無効電力補償制御を行い、許容
電圧幅△V(+)及び−△V(−)を越えたとき、
不感帯要素18は△Vに応じて制御信号△Viを
出力し、加算要素19を介して従来の制御信号
Viに加えられ、不感帯要素18と制御伝達関数
回路(G(S))11で定まるゲイン(利得)で増
幅されて無効電力を補償制御し、系統の電圧変動
を抑制する様に作用する。
第5図は上述の様に制御された本発明の制御装
置によるSVCの電圧−電流特性図である。同図
に示した様に従来の特性に加えて本発明に特有
のV−IN特性を併せ持ち、この場合の制御範囲
はC−△V(−)及び△V(+)−Dの範囲となる。
第6図は系統に発生したじよう乱により母線電
圧Vが低下しそれにSVCの無効電流が応動して
いる波形図で、同図1は従来の制御回路を用いた
場合、同図2は本発明に係わる制御回路を用いた
場合を示す。同図はいずれも母線電圧は基準電圧
V0からの偏差電圧△Vで表わしている。
第6図1に示す様に従来の制御回路による
SVCでは、△Vの低下に対しSVCは速やかに応
動し、△Vを上昇させる働きをするが、じよう乱
後ある時間経過するとSVCの無効電流△INは零に
もどる。このため、VQCの容量が十分でない場
合は、△Vは許容巾△V(−)を越えて低下した
まゝの状態となる。
これに対して、本発明に係わる制御回路を用い
たSVCでは第6図2に示す様にじよう乱直後し
ばらくは同図1の応動とほとんど同じであるが、
電圧が許容巾△V(−)を越えるとこれを検出し
てSVCを動作させるので、じよう乱後ある時間
経過して定常の状態になつてもSVCは動作した
まゝで△Vの変化は小さく抑えられる。じよう乱
が除去され、系統が元の状態に回復するとSVC
の無効電流△INも零の状態に戻る。
[発明の実施例] 第7図は本発明による他の実施例のブロツク構
成図で第3図と同じ符号のものは同一要素を示
す。
この実施例では、ローパスフイルタ13の出力
電圧Vlを最低許容電圧Vminから最大許容電圧
Vmaxの範囲に制限する電圧制限回路20を新に
設け、この電圧制限回路20の出力信号Vl′と母
線電圧Vを比較してその偏差電圧Vi′を制御伝達
関数回路(G(S))11に入力し無効電力補償制
御を行つている。
この場合のVmin,Vmaxを(3)式の様に設定す
れば第4図の制御回路を用いたときと同様の無効
電力補償制御を行うことができる。
Vmax=V0+△V(+) Vmin=V0−△V(−) ……(3) 以上、説明したSVC及びその制御方法は、系
統の複数個所に設けられたSVCに対しても適用
出来る。この場合、個々のSVCに対して、基準
電圧V0、電圧の許容巾△V(+),△V(−)、不
感帯要素18のゲインK(+),K(−)は任意に
選定できる。
[発明の効果] 本発明の無効電力補償装置及びその制御方法に
よれば電力系統に発生する各種のじよう乱に伴う
急激な電圧変動や比較的周期の短かい電圧変動に
対して高速に応動して電圧の変動を抑制するとゝ
もに、じよう乱後一定時間経過した定常状態にお
いて電圧の変動巾が許容巾を逸脱している場合に
もSVCは動作し、変動巾を小さく抑える効果が
ある。また、定常状態においてもSVCを動作さ
せるので、その分電圧無効電力補償装置(VQC)
の容量を減らすことができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はサイリスタ位相制御リアクトル方式の
静止型無効電力補償装置(SVC)の構成図、第
2図は従来のSVCの電圧−電流特性図、第3図
は従来のSVCの制御回路図、第4図は本発明に
係わるSVCの制御回路図、第5図は本発明に係
わるSVCの電圧−電流特性図、第6図は従来の
SVCと本発明に係わるSVCの応動波形図、第7
図は本発明に係わるSVCの他の実施例による制
御回路図である。 1……系統の母線、2……無効電力補償装置
(SVC)、3……コンデンサ、4……リアクトル、
5……サイリスタ装置、6……電圧変成器
(PT)、7……電圧検出回路、8……制御回路、
9……位相制御回路、11……制御伝達関数回
路、13……ローパスフイルタ、17……差分演
算要素、18……不感帯要素、19……加算要
素、20……電圧制限回路。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 系統の電圧に応じて該系統の電圧変動を抑制
    するように無効電力を制御する無効電力供給手段
    を備えた無効電力補償装置の制御方法において、
    前記系統の電圧変動が許容電圧変動範囲内で変化
    したときは特定の時定数で定まる変化率の速い電
    圧変動成分のみを抑制するように無効電力の制御
    を行い、前記系統の電圧変動が前記許容電圧変動
    範囲を越えて変化したときは定常状態でも該電圧
    変動を前記許容電圧変動範囲内に抑制するように
    無効電力の制御を行い、電力系統に発生する急激
    な電圧変動や比較的周期の短い小変動に対して高
    速に応答させると共に、定常状態においても一定
    の許容電圧変動範囲内に制御することを特徴とす
    る無効電力補償装置の制御方法。 2 系統の電圧に応じて該系統の電圧変動を抑制
    するように無効電力を制御する無効電力補償装置
    において、前記系統の電圧の検出信号を所定の遅
    れ時間を持つて伝達するローパスフイルタと、前
    記検出信号と前記ローパスフイルタの出力信号を
    比較して第1偏差値を得る第1演算手段と、前記
    検出信号と基準電圧信号を比較して第2偏差値を
    得る第2演算手段と、前記第2偏差値が所定の範
    囲を越えたとき前記第2偏差値に応じた制御信号
    を出力する不感帯手段とを設け、前記第1偏差値
    と前記制御信号の加算値により無効電力を制御す
    ることを特徴とする無効電力補償装置。 3 系統の電圧に応じて該系統の電圧変動を抑制
    するように無効電力を制御する無効電力補償装置
    において、前記系統の電圧の検出信号を所定の遅
    れ時間を持つて伝達するローパスフイルタと、前
    記ローパスフイルタの出力信号を所定の範囲に制
    限する信号制限手段を設け、この信号制限手段の
    出力信号と前記検出信号との偏差値により無効電
    力を制御することを特徴とする無効電力補償装
    置。
JP58190664A 1983-10-14 1983-10-14 無効電力補償装置及びその制御方法 Granted JPS6084924A (ja)

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