JPH06113466A - 電圧不平衡補償装置の制御装置 - Google Patents

電圧不平衡補償装置の制御装置

Info

Publication number
JPH06113466A
JPH06113466A JP4286836A JP28683692A JPH06113466A JP H06113466 A JPH06113466 A JP H06113466A JP 4286836 A JP4286836 A JP 4286836A JP 28683692 A JP28683692 A JP 28683692A JP H06113466 A JPH06113466 A JP H06113466A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
voltage
phase
current
compensation
value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP4286836A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3173892B2 (ja
Inventor
Hidenori Fujita
秀紀 藤田
Toshihiro Nakamura
俊弘 中村
Shigeo Konishi
茂雄 小西
Kenji Baba
謙二 馬場
Takehiko Kojima
武彦 小島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Chubu Electric Power Co Inc
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Chubu Electric Power Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd, Chubu Electric Power Co Inc filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP28683692A priority Critical patent/JP3173892B2/ja
Publication of JPH06113466A publication Critical patent/JPH06113466A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3173892B2 publication Critical patent/JP3173892B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】 不平衡負荷や系統インピーダンス不平衡に起
因する電圧不平衡を、系統運用状態に関わらず効果的に
補償する。 【構成】 系統電圧の三相相電圧からその逆相電圧の直
交2軸成分EA2d,EA2qを検出し、これらの値から逆相
電圧絶対値EA2、sinψ2,cosψ2を演算する逆相
電圧検出回路12と、逆相電圧絶対値EA2と逆相電圧不
感帯値との偏差を入力として補償電圧指令値EC2 *を出
力する電圧調節器14と、前記sinψ2,cosψ2
C2 *と抵抗分R及びリアクタンス分Xからなる三相平
均値の系統インピーダンス値とから、電流調節器8a,
8bに対する補償電流指令値IC2d *,IC2q *を所定の演
算により求める電流指令値演算回路17とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電力系統に接続された
不平衡負荷や送電線のインピーダンス不平衡に起因して
発生する電圧不平衡を改善するための、電力変換器を用
いた電圧不平衡補償装置の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図5は、従来のこの種の制御装置を示す
もので、図において、31は電力系統、32は変圧器、
1は制御対象となる自励式電力変換器を用いた電圧不平
衡補償装置、2は負荷、3a,3bは変流器、4は基準
正弦波発生回路、5a,5bは逆相電流検出回路、6
a,6bは反転アンプ、7a,7bは減算器、8a,8
bは電流調節器、9は補償装置1の出力電圧演算回路、
10はPWMパルス発生回路である。この制御装置で
は、負荷2の逆相電流を検出して補償装置1内の電力変
換器により前記逆相電流を補償する電流を系統31に注
入し、これによって電圧不平衡を是正している。
【0003】すなわち、この制御装置の動作を詳述する
と、まず、負荷2の電流(負荷電流)iLa,iLb,iLc
を変流器3bにより検出し、これらの電流と基準正弦波
発生回路4により作られる系統電圧に同期した基準正弦
波sinθ,cosθ(θ=ωt)とから、逆相電流検
出回路5bにより負荷の逆相電流の回転座標系直交2軸
成分(逆相負荷電流)IL2d,IL2qを演算する。次い
で、これらの極性を反転アンプ6a,6bにより反転す
ることで、補償電流指令値IC2d *,IC2q *が作られる。
【0004】一方、他方の変流器3aにより検出された
補償装置1の電流(補償電流)iCa,iCb,iCcも同様
に逆相電流検出回路5aにより補償電流の直交2軸成分
(補償電流実際値)IC2d,IC2qが演算され、これらと
補償電流指令値IC2d *,IC2q *との偏差が減算器7a,
7bにより演算される。電流調節器8a,8bは上記偏
差が零になるように調節動作し、補償電流の制御を行
う。出力電圧演算回路9は、電流調節器8a,8bの出
力に基づき補償装置1の三相出力電圧を演算するもので
あり、PWMパルス発生回路10はその出力電圧を得る
ために補償装置1のスイッチング素子に与えるゲートパ
ルスを生成する。
【0005】ここで、逆相電流検出回路5a,5bは以
下の演算により、逆相電流の回転座標系直交2軸成分を
各々求める。まず、三相電流を正相成分及び逆相成分に
分けて次の数式1のように表す。なお、数式1におい
て、I1は正相電流の振幅、φ1は正相電流の位相角、I
2は逆相電流の振幅、φ2は逆相電流の位相角、θ=ωt
である。
【0006】
【数1】
【0007】これをαβ変換して数式2を得、この数式
2を通常のdq変換ではなく逆回転のdq変換を行うこ
とにより、数式3を得る。
【0008】
【数2】
【0009】
【数3】
【0010】これらからローパスフィルタを介して直流
分を取り出すことにより、数式4、数式5によって表さ
れる逆相電流d軸成分I2d及び逆相電流q軸成分I2q
得られる。
【0011】
【数4】I2d=I2sinφ2
【0012】
【数5】I2q=I2cosφ2
【0013】以上の演算により、逆相電流検出回路5a
は補償電流iCa,iCb,iCcから逆相補償電流IC2d
C2qを求め、また、逆相電流検出回路5bは負荷電流
La,iLb,iLcから逆相負荷電流IL2d,IL2qを求め
る。なお、実際の制御装置では自励式電力変換器の直流
電圧を制御するための有効電力制御系が必要であり、ま
た、電力系統31の調相を行う場合には無効電力制御系
が必要になるが、図5ではこれらの図示を省略してあ
り、もっぱら逆相電力の制御系のみを示してある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】上記従来の制御装置で
は、電圧不平衡補償装置1の設置点より下位にある不平
衡負荷に起因して発生する電圧不平衡は補償可能である
が、補償装置1の設置点より上位にある不平衡負荷や系
統インピーダンスの不平衡に起因して発生する電圧不平
衡は補償できないという問題がある。また、補償装置1
の設置点の上位及び下位に不平衡負荷が存在する場合に
下位にある負荷の逆相電流を補償すると、逆に電圧不平
衡が助長されてしまう場合がある。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、補償装置の設置位置に関わらずどのような系統運
用状態でも効果的に電圧不平衡を補償できるようにした
電圧不平衡補償装置の制御装置を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明は、電力系統の電圧不平衡を検出し、回
転座標系直交2軸成分の補償電流指令値と補償電流実際
値との偏差を零にするように電流調節器を動作させてこ
の電流調節器の出力に基づき電圧不平衡補償装置の出力
電圧を演算し、前記補償装置内の電力変換器により電力
系統に逆相補償電流を注入させて前記電圧不平衡を是正
するための制御装置において、系統電圧の三相相電圧か
らその逆相電圧の直交2軸成分EA2d,EA2qを検出し、
これらの値から、 EA2=√(EA2d 2+EA2q 2), sinψ2=EA2d/EA2, cosψ2=EA2q/EA2 (EA2:逆相電圧絶対値、ψ2:逆相電圧位相角)を演
算する逆相電圧検出回路と、逆相電圧絶対値EA2と逆相
電圧不感帯値との偏差を入力として補償電圧指令値EC2
*を出力する電圧調節器と、前記sinψ2,cosψ2
と前記補償電圧指令値EC2 *と抵抗分R及びリアクタン
ス分Xからなる三相平均値の系統インピーダンス値とか
ら、前記電流調節器に対する補償電流指令値IC2d *,I
C2q *を、 IC2d *=EC2 *×(Rsinψ2−Xcosψ2)/(R2+X2), IC2q *=EC2 *×(Xsinψ2+Rcosψ2)/(R2+X2) なる演算により求める電流指令値演算回路とを備えたも
のである。
【0016】第2の発明は、上記第1の発明において、
逆相電圧検出回路が、系統電圧の三相線間電圧から逆相
電圧を検出するようにしたものである。更に、第3の発
明は、上記第1または第2の発明において、逆相負荷電
流を検出して補償電流を演算する回路を備え、逆相負荷
電流に対する補償電流指令値と電流指令値演算回路から
出力される逆相電圧に対する補償電流指令値とを各々加
算した結果を電流調節器に対する新たな補償電流指令値
とするものである。
【0017】
【作用】第1または第2の発明においては、負荷の逆相
電流を検出してそれを補償するのではなく、系統の三相
相電圧または三相線間電圧から逆相電圧を検出して補償
電流指令値を演算し、電流調節器の出力に基づくPWM
制御により系統に補償電流を注入して電圧不平衡を補償
する。また、第3の発明においては、上記逆相電圧補償
と負荷の逆相電流補償とを併用して電圧不平衡を補償す
る。これにより、補償装置設置点の上位及び下位の不平
衡負荷や系統インピーダンス不平衡に起因する電圧不平
衡現象のすべてを系統運用状態に関係なく効果的に補償
することができる。
【0018】
【実施例】以下、図に沿って各発明の実施例を説明す
る。図1は第1の発明の実施例を示しており、図5と同
一の構成要素には同一の番号を付して詳述を省略し、以
下では異なる部分を中心に説明する。すなわち本実施例
では、系統の三相相電圧eAa,eAb,eAcを計器用変圧
器11により検出し、これらと基準正弦波sinθ,c
osθとに基づき、逆相電圧絶対値EA2及び逆相電圧の
位相角を示す信号sinψ2,cosψ2を演算する逆相
電圧検出回路12を備えている。
【0019】そして、設定器13aにより設定される逆
相電圧不感帯値を減算器7cにより逆相電圧絶対値EA2
から差し引いて得られる偏差が電圧調節器14に入力さ
れ、その出力の補償電圧指令値EC2 *と上記sinψ2
cosψ2及び設定器13b,13cにより設定される
三相平均値の系統インピーダンス値の抵抗分R、リアク
タンス分Xとから、電流指令値演算回路17が補償電流
指令値IC2d *,IC2q *を演算するように構成されてい
る。
【0020】また、逆相電圧絶対値EA2はコンパレータ
15に入力されており、このコンパレータ15は、逆相
電圧絶対値EA2が逆相電圧不感帯値よりも小さい所定値
より小さくなった際に信号を出力し、不感帯値に等しい
かそれよりも小さい所定値より大きくなった際に上記信
号の出力が停止されるように動作する。このコンパレー
タ15の出力信号はタイマ16に入力される。タイマ1
6は上述した状態が所定時間以上継続すると出力信号が
変化し、この信号により電圧調節器14の出力の零ホー
ルド及びホールド解除を行うように構成されている。
【0021】ここで、逆相電圧検出回路12は、図5に
おいて説明した逆相電流検出演算と同様な下記の演算に
より、逆相電圧絶対値EA2及び逆相電圧の位相角信号s
inψ2,cosψ2を求める。まず、三相電圧を正相成
分と逆相成分とに分け、数式6のように表す。なお、数
式6においてEA1は正相電圧振幅、ψ1は正相電圧位相
角、EA2は逆相電圧振幅(逆相電圧絶対値)、ψ2は逆
相電圧位相角である。次に、αβ変換及び逆回転のdq
変換を行って数式7を得る。
【0022】
【数6】
【0023】
【数7】
【0024】これらから前記同様にローパスフィルタを
介して直流分を取り出すことにより、数式8、数式9に
よって表される逆相電圧d軸成分EA2d及び逆相電圧q
軸成分EA2qが得られる。
【0025】
【数8】EA2d=EA2sinψ2
【0026】
【数9】EA2q=EA2cosψ2
【0027】以上から、EA2,sinψ2,cosψ
2は、逆相電圧検出回路12による次の数式10ないし
数式12の演算によって求めることができる。
【0028】
【数10】EA2=√(EA2d 2+EA2q 2
【0029】
【数11】sinψ2=EA2d/EA2
【0030】
【数12】cosψ2=EA2q/EA2
【0031】一方、電流指令値演算回路17は電圧調節
器14からの補償電圧指令値EC2 *、上記sinψ2,c
osψ2及び系統インピーダンス値の抵抗分R、リアク
タンス分Xに基づき、次の数式13、数式14により補
償電流指令値IC2d *,IC2q *を演算する回路である。
【0032】
【数13】 IC2d *=EC2 *×(Rsinψ2−Xcosψ2)/(R2+X2
【0033】
【数14】 IC2q *=EC2 *×(Xsinψ2+Rcosψ2)/(R2+X2
【0034】次に、これらの計算式の意味について、図
2の系統モデル図を参照しつつ説明する。なお、図2に
おける符号中の添字「 ’」は複素数ベクトル表示であ
ることを示している。電圧不平衡補償装置1の設置点に
おける相電圧及び電流は、数式15、数式16により表
される。
【0035】
【数15】
【0036】
【数16】
【0037】各電圧・電流を対称座標変換して数式17
ないし数式21のように表す。ここで、系統の三相交流
電源を理想電源とすると、e’S0=0,e’S2=0、ま
た、零相電流はないとすると、i’S0=0,i’L0
0,i’C0=0である。
【0038】
【数17】
【0039】
【数18】
【0040】
【数19】
【0041】
【数20】
【0042】
【数21】
【0043】なお、数式17ないし数式21において
は、数式22を条件とする。この数式22において、 a=−1/2+j√3/2,a2=−1/2−j√3/2 である。
【0044】
【数22】
【0045】以上の式から、数式23が成り立つ。
【0046】
【数23】
【0047】補償電流として逆相電流のみを注入して逆
相電圧の補償を行うものとし、i’C1=0とすると、数
式24が得られる。
【0048】
【数24】 e’A2=−(1/3)×{(Za+aZb+a2Zc)i’L1+(Za+Zb +Zc)(i’L2+i’C2)}
【0049】また、補償前の逆相電圧を数式25により
表し、補償装置1による補償電圧を数式26により表す
と、数式24による補償後の電圧e’A2は数式27のよ
うになる。
【0050】
【数25】 e’B2=−(1/3)×{(Za+aZb+a2Zc)i’L1+(Za+Zb +Zc)i’L2
【0051】
【数26】 e’C2=−(1/3)×(Za+Zb+Zc)i’C2
【0052】
【数27】e’A2=e’B2+e’C2
【0053】ここで、補償電圧e’C2を数式28のよう
におき、図3のベクトル図に示すように補償電圧を補償
後の電圧と逆向きになるように制御し、ゲインKCを調
整することにより、逆相電圧を補償することができる。
これにより、補償後の電圧e’A2は数式29のようにな
る。
【0054】
【数28】e’C2=−KC×e’A2 (KC≧0)
【0055】
【数29】e’A2=e’B2/(1+KC
【0056】なお、補償電流i’C2は数式30のように
なり、Za=Ra+jXa,Zb=Rb+jXb,Zc
=Rc+jXc,R=(Ra+Rb+Rc)/3,X=
(Xa+Xb+Xc)/3とすると、数式31が得られ
る。
【0057】
【数30】 i’C2=3KC×e’A2/(Za+Zb+Zc)
【0058】
【数31】i’C2=KC×e’A2/(R+jX)
【0059】一方、i’C2,e’A2は各々数式32、数
式33により表すことができるので、数式34を得る。
【0060】
【数32】i’C2=IC2q+jIC2d
【0061】
【数33】e’A2=EA2q+jEA2d
【0062】
【数34】
【0063】以上から、図1において逆相電圧の絶対値
を調節する電圧調節器14の出力の逆相電圧指令値をE
C2 *=KCA2と置き、数式34に従って電流指令値演算
回路17により逆相電流指令値IC2d *,IC2q *の演算を
行うものとすると、数式35が得られる。
【0064】
【数35】
【0065】上記第1の発明の実施例は系統電圧の三相
相電圧を検出して制御を行うものであるが、相電圧では
なく三相線間電圧を検出して制御することも可能であ
る。第2の発明はこの着想に基づくものであり、その実
施例の制御装置は、図1における系統電圧の三相相電圧
Aa,eAb,eAcを三相線間電圧eAab,eAbc,eAca
に、また、逆相電圧検出回路12の出力の逆相電圧絶対
値EA2をEAD2に置き換えて構成される。この場合、逆
相電圧検出回路12は、前述の演算と実質的に同様な下
記の演算により、線間電圧の逆相電圧絶対値EAD2と位
相角信号sinψ2,cosψ2との演算を行う。
【0066】すなわち、三相電圧を正相成分と逆相成分
とに分け、数式36のように表す。なお、数式36にお
いてEAD1は正相電圧振幅、ψ1は正相電圧位相角、E
AD2は逆相電圧振幅(逆相電圧絶対値)、ψ2は逆相電圧
位相角である。次に、αβ変換及び逆回転のdq変換を
行って数式37を得る。
【0067】
【数36】
【0068】
【数37】
【0069】これらから前記同様にローパスフィルタを
介して直流分を取り出すことにより、数式38、数式3
9によって表される逆相電圧d軸成分EAD2d及び逆相電
圧q軸成分EAD2qが得られる。
【0070】
【数38】EAD2d=EAD2sinψ2
【0071】
【数39】EAD2q=EAD2cosψ2
【0072】以上から、EAD2,sinψ2,cosψ2
は、逆相電圧検出回路12による次の数式40ないし数
式42の演算によって求めることができる。
【0073】
【数40】EAD2=√(EAD2d 2+EAD2q 2
【0074】
【数41】sinψ2=EAD2d/EAD2
【0075】
【数42】cosψ2=EAD2q/EAD2
【0076】また、この実施例のように線間電圧を検出
して制御する場合には、電流指令値演算回路17は次の
数式43、数式44により補償電流指令値IC2d *,I
C2q *を演算する。なお、これらの数式において、A,B
は各々数式45、数式46により表される。
【0077】
【数43】 IC2d *=EC2 *×(Asinψ2−Bcosψ2)/(A2+B2
【0078】
【数44】 IC2q *=EC2 *×(Bsinψ2+Acosψ2)/(A2+B2
【0079】
【数45】A=√3R/2+X/2
【0080】
【数46】B=√3X/2−R/2
【0081】以下に、これらの数式の誘導過程を示す。
まず、図2において、補償装置1の設置点における線間
電圧及び相電流は数式47、数式48によって表され
る。
【0082】
【数47】
【0083】
【数48】
【0084】各電圧・電流を対称座標変換して数式49
ないし数式53のように表す。ここで、系統の三相交流
電源を理想電源とすると、e’SD0=0,e’SD2=0、
また、零相電流はないとすると、i’S0=0,i’L0
0,i’C0=0である。
【0085】
【数49】
【0086】
【数50】
【0087】
【数51】
【0088】
【数52】
【0089】
【数53】
【0090】なお、数式49ないし数式53において
は、数式54を条件とする。この数式54において、 a=−1/2+j√3/2,a2=−1/2−j√3/2 である。
【0091】
【数54】
【0092】以上の式から、数式55が成り立つ。
【0093】
【数55】
【0094】補償電流として逆相電流のみを注入して逆
相電圧の補償を行うものとし、i’C1=0とすると、数
式56が得られる。
【0095】
【数56】 e’AD2=−{(1−a)/3}×{(Za+aZb+a2Zc)i’L1+(Z a+Zb+Zc)(i’L2+i’C2)}
【0096】また、補償前の逆相電圧を数式57により
表し、補償装置1による補償電圧を数式58により表す
と、数式56による補償後の電圧e’AD2は数式59の
ようになる。
【0097】
【数57】 e’BD2=−{(1−a)/3}×{(Za+aZb+a2Zc)i’L1+(Z a+Zb+Zc)i’L2
【0098】
【数58】 e’CD2=−{(1−a)/3})×(Za+Zb+Zc)i’C2
【0099】
【数59】e’AD2=e’BD2+e’CD2
【0100】ここで、補償電圧e’CD2を数式60のよ
うにおき、図3のベクトル図に示すように補償電圧を補
償後の電圧と逆向きになるように制御し、ゲインKC
調整することにより、逆相電圧を補償することができ
る。これにより、補償後の電圧e’AD2は数式61のよ
うになる。
【0101】
【数60】e’CD2=−KC×e’AD2 (KC≧0)
【0102】
【数61】e’AD2=e’BD2/(1+KC
【0103】なお、補償電流i’C2は数式62のように
なり、Za=Ra+jXa,Zb=Rb+jXb,Zc
=Rc+jXc,R=(Ra+Rb+Rc)/3,X=
(Xa+Xb+Xc)/3とすると、数式63が得られ
る。
【0104】
【数62】 i’C2=3KC×e’AD2/{(1−a)×(Za+Zb+Zc)}
【0105】
【数63】 i’C2=KC×e’AD2/{(1−a)×(R+jX)}
【0106】一方、i’C2,e’AD2,1−aは各々数
式64ないし数式66により表すことができるので、A
=√3R/2+X/2,B=√3X/2−R/2とする
と、数式67を得る。
【0107】
【数64】i’C2=IC2q+jIC2d
【0108】
【数65】e’AD2=EAD2q+jEAD2d
【0109】
【数66】 1−a=1−(−1/2+j√3/2)=√3(√3/2−j/2)
【0110】
【数67】
【0111】以上から、図1において逆相電圧の絶対値
を調節する電圧調節器14の出力の逆相電圧指令値をE
C2 *=KCAD2/√3と置き、数式67に従って電流指
令値演算回路17により補償電流指令値IC2d *,IC2q *
の演算を行うものとすると、数式68が得られる。
【0112】
【数68】
【0113】次いで、図4は第3の発明の実施例を示し
ている。この実施例では、図1と同様な系統電圧の逆相
電圧を検出して補償電流指令値を演算するための逆相電
圧検出回路12、電圧調節器14、電流指令値演算回路
17等を備えると共に、従来の技術(図5参照)のよう
に逆相負荷電流を検出して補償電流を演算する逆相電流
検出回路5b、反転アンプ6a,6b等も備えている。
そして、これら両方の回路により演算される補償電流指
令値を加算器18a,18bにより加算して得られる値
を電流調節器8a,8bに対する新たな補償電流指令値
とするように構成されている。
【0114】また、逆相負荷電流補償と逆相電圧補償と
の容量配分を決めるために、反転アンプ6a,6bの出
力側にリミッタ19が設けられており、逆相負荷電流補
償量に制限をかけるようになっている。なお、逆相負荷
電流補償と逆相電圧補償との容量配分を決めるためのリ
ミッタ19は、図示のように逆相負荷電流補償回路では
なく逆相電圧補償回路の電流指令値側に設けたり、ある
いは逆相負荷電流補償回路及び逆相電圧補償回路の双方
の電流指令値側に設けることも可能である。
【0115】
【発明の効果】以上のように、第1または第2の発明に
おいては、系統の三相相電圧または三相線間電圧から逆
相電圧を検出して補償電流指令値を演算し、また、第3
の発明においては、逆相電圧補償と負荷の逆相電流補償
とを併用して補償電流指令値を演算し、電流調節器の出
力に基づき補償装置により系統に補償電流を注入して電
圧不平衡を補償するものである。これにより、補償装置
設置点の上位及び下位の不平衡負荷や系統インピーダン
ス不平衡に起因する電圧不平衡現象のすべてを、系統運
用状態に関係なく効果的に補償することができる。
【0116】更に、逆相電圧補償と負荷の逆相電流補償
との併用時には、必要に応じリミッタによって両者の補
償容量配分を行うことにより、上位系の不平衡負荷や系
統インピーダンスのアンバランスに起因する電圧不平
衡、及び、下位系の不平衡負荷に起因する電圧不平衡を
系統運用状態に応じて効果的に補償することが可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図2】各実施例が適用される系統モデル図である。
【図3】各実施例における不平衡電圧の補償原理を説明
するためのベクトル図である。
【図4】第3の発明の実施例の構成を示すブロック図で
ある。
【図5】従来の技術を示すブロック図である。
【符号の説明】 1 電圧不平衡補償装置 2 負荷 3a,3b 変流器 4 基準正弦波発生回路 5a,5b 逆相電流検出回路 6a,6b 反転アンプ 7a,7b,7c 減算器 8a,8b 電流調節器 9 出力電圧演算回路 10 PWMパルス発生回路 11 計器用変圧器 12 逆相電圧検出回路 13a,13b,13c 設定器 14 電圧調節器 15 コンパレータ 16 タイマ 17 電流指令値演算回路 18a,18b 加算器 19 リミッタ 31 電力系統 32 変圧器
フロントページの続き (72)発明者 中村 俊弘 愛知県名古屋市緑区大高町字北関山20番地 の1 中部電力株式会社技術開発本部電力 技術研究所内 (72)発明者 小西 茂雄 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 馬場 謙二 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 (72)発明者 小島 武彦 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 電力系統の電圧不平衡を検出し、回転座
    標系直交2軸成分の補償電流指令値と補償電流実際値と
    の偏差を零にするように電流調節器を動作させてこの電
    流調節器の出力に基づき電圧不平衡補償装置の出力電圧
    を演算し、前記補償装置内の電力変換器により電力系統
    に逆相補償電流を注入させて前記電圧不平衡を是正する
    ための制御装置において、 系統電圧の三相相電圧からその逆相電圧の直交2軸成分
    A2d,EA2qを検出し、これらの値から、 EA2=√(EA2d 2+EA2q 2), sinψ2=EA2d/EA2, cosψ2=EA2q/EA2 (EA2:逆相電圧絶対値、ψ2:逆相電圧位相角)を演
    算する逆相電圧検出回路と、 逆相電圧絶対値EA2と逆相電圧不感帯値との偏差を入力
    として補償電圧指令値EC2 *を出力する電圧調節器と、 前記sinψ2,cosψ2と、前記補償電圧指令値EC2
    *と、抵抗分R及びリアクタンス分Xからなる三相平均
    値の系統インピーダンス値とから、前記電流調節器に対
    する補償電流指令値IC2d *,IC2q *を、 IC2d *=EC2 *×(Rsinψ2−Xcosψ2)/(R2+X2), IC2q *=EC2 *×(Xsinψ2+Rcosψ2)/(R2+X2) なる演算により求める電流指令値演算回路と、 を備えたことを特徴とする電圧不平衡補償装置の制御装
    置。
  2. 【請求項2】 電力系統の電圧不平衡を検出し、回転座
    標系直交2軸成分の補償電流指令値と補償電流実際値と
    の偏差を零にするように電流調節器を動作させてこの電
    流調節器の出力に基づき電圧不平衡補償装置の出力電圧
    を演算し、前記補償装置内の電力変換器により電力系統
    に逆相補償電流を注入させて前記電圧不平衡を是正する
    ための制御装置において、 系統電圧の三相線間電圧からその逆相電圧の直交2軸成
    分EAD2d,EAD2qを検出し、これらの値から、 EAD2=√(EAD2d 2+EAD2q 2), sinψ2=EAD2d/EAD2, cosψ2=EAD2q/EAD2 (EAD2:逆相電圧絶対値、ψ2:逆相電圧位相角)を演
    算する前記逆相電圧検出回路と、 逆相電圧絶対値EAD2と逆相電圧不感帯値との偏差を入
    力として補償電圧指令値EC2 *を出力する電圧調節器
    と、 前記sinψ2,cosψ2と、前記補償電圧指令値EC2
    *と、抵抗分R及びリアクタンス分Xからなる三相平均
    値の系統インピーダンス値とから、前記電流調節器に対
    する補償電流指令値IC2d *,IC2q *を、 IC2d *=EC2 *×(Asinψ2−Bcosψ2)/(A2+B2), IC2q *=EC2 *×(Bsinψ2+Acosψ2)/(A2+B2) (ここで、A=√3R/2+X/2,B=√3X/2−
    R/2)なる演算により求める電流指令値演算回路と、 を備えたことを特徴とする電圧不平衡補償装置の制御装
    置。
  3. 【請求項3】 逆相電圧絶対値EA2またはEAD2が逆相
    電圧不感帯値より小さい所定値よりも小さくなったこと
    を検出して信号を出力し、逆相電圧不感帯値より小さい
    かまたは等しい所定値より大きくなった時に前記信号の
    出力を停止するコンパレータを設け、このコンパレータ
    の出力信号に基づいて電圧調節器の出力の零ホールド及
    びホールド解除を行う請求項1または2記載の電圧不平
    衡補償装置の制御装置。
  4. 【請求項4】 請求項1,2または3記載の電圧不平衡
    補償装置の制御装置において、 電力系統に接続された負荷の三相電流からその逆相電流
    の直交2軸成分IL2d,IL2qを検出する逆相電流検出回
    路と、 これらの直交2軸成分IL2d,IL2qの値を反転して得た
    逆相負荷電流に対する補償電流指令値と電流指令値演算
    回路から出力される逆相電圧に対する補償電流指令値と
    を各々加算する手段とを備え、 その加算結果を電流調節器に対する新たな補償電流指令
    値とすることを特徴とする電圧不平衡補償装置の制御装
    置。
  5. 【請求項5】 逆相負荷電流に対する補償電流指令値と
    逆相電圧に対する補償電流指令値との少なくとも一方を
    リミッタにより制限し、逆相負荷電流補償及び逆相電圧
    補償の容量配分を行う請求項4記載の電圧不平衡補償装
    置の制御装置。
JP28683692A 1992-09-30 1992-09-30 電圧不平衡補償装置の制御装置 Expired - Lifetime JP3173892B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28683692A JP3173892B2 (ja) 1992-09-30 1992-09-30 電圧不平衡補償装置の制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP28683692A JP3173892B2 (ja) 1992-09-30 1992-09-30 電圧不平衡補償装置の制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH06113466A true JPH06113466A (ja) 1994-04-22
JP3173892B2 JP3173892B2 (ja) 2001-06-04

Family

ID=17709667

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP28683692A Expired - Lifetime JP3173892B2 (ja) 1992-09-30 1992-09-30 電圧不平衡補償装置の制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3173892B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141887A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 瞬時電圧低下補償回路、電力変換装置、瞬時電圧低下補償方法及び瞬時電圧低下補償プログラム
JP2009217566A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Mitsubishi Electric Corp 逆相制御による過電圧抑制制御方式
CN102088249A (zh) * 2009-12-07 2011-06-08 株式会社京三制作所 不平衡电压补偿方法及装置、三相变换器控制方法及装置
CN102270849A (zh) * 2011-07-28 2011-12-07 重庆大学 变压器中线电流抑制方法
JP2019024281A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 富士電機株式会社 無効電力補償装置及びその制御方法
JP7249471B1 (ja) * 2022-08-23 2023-03-30 三菱電機株式会社 電力変換装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008141887A (ja) * 2006-12-04 2008-06-19 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 瞬時電圧低下補償回路、電力変換装置、瞬時電圧低下補償方法及び瞬時電圧低下補償プログラム
JP2009217566A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Mitsubishi Electric Corp 逆相制御による過電圧抑制制御方式
CN102088249A (zh) * 2009-12-07 2011-06-08 株式会社京三制作所 不平衡电压补偿方法及装置、三相变换器控制方法及装置
JP2011120427A (ja) * 2009-12-07 2011-06-16 Kyosan Electric Mfg Co Ltd 不平衡電圧補償方法、不平衡電圧補償装置、三相コンバータの制御方法、および、三相コンバータの制御装置
CN102270849A (zh) * 2011-07-28 2011-12-07 重庆大学 变压器中线电流抑制方法
JP2019024281A (ja) * 2017-07-24 2019-02-14 富士電機株式会社 無効電力補償装置及びその制御方法
JP7249471B1 (ja) * 2022-08-23 2023-03-30 三菱電機株式会社 電力変換装置
WO2024042612A1 (ja) * 2022-08-23 2024-02-29 三菱電機株式会社 電力変換装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP3173892B2 (ja) 2001-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2679411B2 (ja) 交流出力変換器の並列運転制御装置
US5349522A (en) Method and apparatus for controlling the output voltage of an AC electrical system
JP6414795B2 (ja) 電力供給システム及び制御方法
JPH10225131A (ja) 電力変換器の制御装置
JP3798894B2 (ja) 高調波補償方式
Karaca et al. Modelling and simulation of matrix converter under distorted input voltage conditions
JPH1141812A (ja) 電力系統用自励式変換器の制御装置
JPH06113466A (ja) 電圧不平衡補償装置の制御装置
JP2002238163A (ja) 電力変換装置
KR100290816B1 (ko) 전력변환기의 고조파성분 위상오차 보상방법
Li et al. Adaptive finite control set model predictive control for three-phase inverters connected to distorted grid with fewer voltage sensors
JPH07123726A (ja) 電力変換装置
JP3509935B2 (ja) 電圧形pwmコンバータの制御装置
JP3581528B2 (ja) 無効電力発生装置及び無効電力発生方法
JP3135600B2 (ja) 不平衡補償装置
JPH07107744A (ja) 電力変換装置
JPWO2020245916A1 (ja) 電力変換装置及び電力変換制御装置
JP2926931B2 (ja) 高調波抑制装置
JP3312178B2 (ja) 自励式インバータの制御装置
JP7383208B1 (ja) 電力変換装置
JPH08111937A (ja) 汎用補償装置
WO2023032322A1 (ja) 電力変換装置
Dai et al. A novel three-phase active power filter based on instantaneous reactive power theory
JP2021175301A (ja) 多相電動機駆動装置
Tanaka et al. A new approach to an individual‐phase reactive power compensator for nonsinusoidal and unbalanced three‐phase systems

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20010319

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080330

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090330

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090330

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100330

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110330

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120330

Year of fee payment: 11

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 12

EXPY Cancellation because of completion of term
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130330

Year of fee payment: 12