JPH0625952B2 - 無効電力補償用制御装置 - Google Patents
無効電力補償用制御装置Info
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- JPH0625952B2 JPH0625952B2 JP61039054A JP3905486A JPH0625952B2 JP H0625952 B2 JPH0625952 B2 JP H0625952B2 JP 61039054 A JP61039054 A JP 61039054A JP 3905486 A JP3905486 A JP 3905486A JP H0625952 B2 JPH0625952 B2 JP H0625952B2
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- 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)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、負荷の発生する無効電力を補償し、電力系
統の電圧変動を抑制する無効電力補償装置（以下、単に
ＴＣＲとも略記する。）のための制御装置に関する。
統の電圧変動を抑制する無効電力補償装置（以下、単に
ＴＣＲとも略記する。）のための制御装置に関する。
第５図はこの種の無効電力補償システムの一例を示す構
成図であり、１はサイリスタ位相制御リアクトル式無効
電力補償装置２（ＴＣＲ）の制御装置、２はＴＣＲ、３
はフイルタコンデンサ、４は負荷である。制御装置１は
変流器ＣＴ１で検出される負荷電流ｉLと変圧器ＰＴ１
で検出される系統電圧ｅ0とから負荷の発生する無効電
力ＱLを演算し、ＴＣＲ２を制御することによつて電力
系統の無効電力を補償している。特に、アーク炉や溶接
器などのように変動の激しい負荷の場合には、一般に負
荷無効電力を半サイクル毎に予測演算して求め、オープ
ンループで補償装置の制御を行なう。このため、予測誤
差に起因して補償されない残留無効電力を生じる可能性
があり、これを抑制するために系統電流ｉSを検出して
残留無効電力を演算し、この値により補償量の補正を行
なうようにしている。なお、本例の補償装置はＴＣＲで
あるが、その他にサイリスタでコンデンサの開閉を行な
うタイプの補償装置や、それらを組み合せた補償装置な
どがある。
成図であり、１はサイリスタ位相制御リアクトル式無効
電力補償装置２（ＴＣＲ）の制御装置、２はＴＣＲ、３
はフイルタコンデンサ、４は負荷である。制御装置１は
変流器ＣＴ１で検出される負荷電流ｉLと変圧器ＰＴ１
で検出される系統電圧ｅ0とから負荷の発生する無効電
力ＱLを演算し、ＴＣＲ２を制御することによつて電力
系統の無効電力を補償している。特に、アーク炉や溶接
器などのように変動の激しい負荷の場合には、一般に負
荷無効電力を半サイクル毎に予測演算して求め、オープ
ンループで補償装置の制御を行なう。このため、予測誤
差に起因して補償されない残留無効電力を生じる可能性
があり、これを抑制するために系統電流ｉSを検出して
残留無効電力を演算し、この値により補償量の補正を行
なうようにしている。なお、本例の補償装置はＴＣＲで
あるが、その他にサイリスタでコンデンサの開閉を行な
うタイプの補償装置や、それらを組み合せた補償装置な
どがある。
第６図はこの種の制御装置の従来例を示す構成図、第
７図はその動作を説明するための波形図である。第６図
において、１０は負荷電流ｉLと系統電圧ｅ0とから負荷
無効電力を予測する予測演算回路で、その予測値ＱLの
値に基づいてパルス発生器１７はその無効電力を補償す
る制御位相の点弧信号を発生する。一方、ＰＴ２で位相
変換して得られるｅ0に対して９０°遅れた電圧信号ｅ
90（第７図（イ）参照）と、第７図（ロ）に示される系
統電流ｉSとは掛算器１１で掛算され、第７図（ハ）の
如き信号ｑ1が得られる。このｑ１はリツプルを含んだ
脈動波形で、その半サイクル平均値が系統電力量であ
り、フイルタ１８によつてリツプルを除去し、その平均
値ｑ2を第７図（ニ）の如くとり出している。ｑ2は補正
感度調整器１６でゲインが調整され、その出力ＱS（補
正量）が加算器１２ｂで負荷無効電力予測値ＱLと加算
される。
７図はその動作を説明するための波形図である。第６図
において、１０は負荷電流ｉLと系統電圧ｅ0とから負荷
無効電力を予測する予測演算回路で、その予測値ＱLの
値に基づいてパルス発生器１７はその無効電力を補償す
る制御位相の点弧信号を発生する。一方、ＰＴ２で位相
変換して得られるｅ0に対して９０°遅れた電圧信号ｅ
90（第７図（イ）参照）と、第７図（ロ）に示される系
統電流ｉSとは掛算器１１で掛算され、第７図（ハ）の
如き信号ｑ1が得られる。このｑ１はリツプルを含んだ
脈動波形で、その半サイクル平均値が系統電力量であ
り、フイルタ１８によつてリツプルを除去し、その平均
値ｑ2を第７図（ニ）の如くとり出している。ｑ2は補正
感度調整器１６でゲインが調整され、その出力ＱS（補
正量）が加算器１２ｂで負荷無効電力予測値ＱLと加算
される。
第６図の回路ではｑ1のリツプルをフイルタ回路１８で
除去しているため、フイルタ時定数を大きくするとリツ
プルは小さくなるが補正遅れが大きくなり、逆にフイル
タ時定数を小さくすると補正応答は速くなるがリツプル
が増加し、誤差が大きくなる可能性がある。また、フイ
ルタ回路であるため、補正が行なわれて補正が不要にな
つた場合でも補正量が復帰するのはフイルタ時定数に関
係した有限の時間で復帰することになるため、不必要な
補正をしてしまう可能性がある。このため、このフイル
タ時定数や補正感度の最適調整状態を得るのは極めて困
難であるという問題点があつた。
除去しているため、フイルタ時定数を大きくするとリツ
プルは小さくなるが補正遅れが大きくなり、逆にフイル
タ時定数を小さくすると補正応答は速くなるがリツプル
が増加し、誤差が大きくなる可能性がある。また、フイ
ルタ回路であるため、補正が行なわれて補正が不要にな
つた場合でも補正量が復帰するのはフイルタ時定数に関
係した有限の時間で復帰することになるため、不必要な
補正をしてしまう可能性がある。このため、このフイル
タ時定数や補正感度の最適調整状態を得るのは極めて困
難であるという問題点があつた。
したがつて、この発明は残留系統無効電力の検出値にリ
ツプルがなく、十分に検出速度を速くすることができ、
しかも最適調整が容易な無効電力補償用制御装置を提供
することを目的とする。
ツプルがなく、十分に検出速度を速くすることができ、
しかも最適調整が容易な無効電力補償用制御装置を提供
することを目的とする。
系統電圧より９０度遅れの電圧と系統電流とを乗算する
掛け算器と、該乗算値を半サイクル毎に積分する積分器
と、該積分値の最終値をサンプルホールドするサンプル
ホールド回路とを設け、前記サンプルホールド回路出力
を補正量として前記負荷無効電力演算値に加算すると共
に、前記サンプルホールド回路出力を補正量として前記
乗算値に加算し、該加算後の値を前記積分器の被積分量
とする。
掛け算器と、該乗算値を半サイクル毎に積分する積分器
と、該積分値の最終値をサンプルホールドするサンプル
ホールド回路とを設け、前記サンプルホールド回路出力
を補正量として前記負荷無効電力演算値に加算すると共
に、前記サンプルホールド回路出力を補正量として前記
乗算値に加算し、該加算後の値を前記積分器の被積分量
とする。
この発明は、従来の如くフイルタ回路によつてリツプル
を除去して補正量を得るのをやめ、系統電圧と系統電流
の掛算値を積分器で半サイクル毎に積分し、その最終値
をサンプルホールドして補正量とすることにより、リツ
プルがなく半サイクル遅れで系統無効電力を高速検出で
きるようにしたものである。
を除去して補正量を得るのをやめ、系統電圧と系統電流
の掛算値を積分器で半サイクル毎に積分し、その最終値
をサンプルホールドして補正量とすることにより、リツ
プルがなく半サイクル遅れで系統無効電力を高速検出で
きるようにしたものである。
また、サンプルホールドして得られた補正量を系統電
圧，電流の掛算値に加算したものを、上記積分器の入力
信号とすることにより、前の半サイクルの補正量を自己
保持できるようにして、不安定なハンチング現象が起こ
るのを防止したものである。
圧，電流の掛算値に加算したものを、上記積分器の入力
信号とすることにより、前の半サイクルの補正量を自己
保持できるようにして、不安定なハンチング現象が起こ
るのを防止したものである。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はその
動作を説明するための各部波形図である。
動作を説明するための各部波形図である。
第２図（イ）に示される９０度遅れの系統電圧ｅ90と、
第２図（ロ）に示される系統電流ｉSとは掛算器１１で
掛算され、その出力ｑ1（第２図（ハ）参照）は補正量
ＱSを帰還ゲインを決めるための分圧器１３で分圧され
た値と加算器１２ａで加算され、積分器１４に入力され
ている。積分器１４は第２図（ニ）の如く示される入力
信号ｑ3を、ｅ90の零点から零点までの半サイクル毎に
積分を行ない、第２図（ホ）の如き出力ｑ4を得る。そ
の最終値（平均値）はサンプルホールド回路１５で第２
図（ヘ）の如くサンプルされ、補正感度調整器１６でゲ
インを調整して出力される補正量ＱSは、加算器１２ｂ
で負荷無効電力予測値ＱLと加算されるように構成され
ている。このようにｑ3の半サイクル積分値をサンプル
ホールドしているため、補正量にはリツプルが全くな
く、応答遅れは半サイクル（一定）で高速な応答が可能
となる。
第２図（ロ）に示される系統電流ｉSとは掛算器１１で
掛算され、その出力ｑ1（第２図（ハ）参照）は補正量
ＱSを帰還ゲインを決めるための分圧器１３で分圧され
た値と加算器１２ａで加算され、積分器１４に入力され
ている。積分器１４は第２図（ニ）の如く示される入力
信号ｑ3を、ｅ90の零点から零点までの半サイクル毎に
積分を行ない、第２図（ホ）の如き出力ｑ4を得る。そ
の最終値（平均値）はサンプルホールド回路１５で第２
図（ヘ）の如くサンプルされ、補正感度調整器１６でゲ
インを調整して出力される補正量ＱSは、加算器１２ｂ
で負荷無効電力予測値ＱLと加算されるように構成され
ている。このようにｑ3の半サイクル積分値をサンプル
ホールドしているため、補正量にはリツプルが全くな
く、応答遅れは半サイクル（一定）で高速な応答が可能
となる。
第３Ａ図および第３Ｂ図はこの回路の代表的な動作例を
模式的に説明するための説明図で、補正感度が１の場合
を示している。
模式的に説明するための説明図で、補正感度が１の場合
を示している。
第３Ａ図は予測演算回路１０の予測値ＱLに対し、同図
（ロ）の如く継続した一定の予測誤差ＱEが発生した場
合を示しおり、半サイクル後に補正量ＱSが出力される
ことにより系統の残留無効電力が補償され、系統無効電
力実際値ＱSRは半サイクルで零に抑制されている。この
場合、第１図の回路で補正量ＱSは加算器１２ａに帰還
されているため、補正結果は自己保持され補正量ＱSは
継続して出力されている。ここで、この帰還回路がない
場合にはＱEが発生した後の半サイクルで補正量ＱSが出
力され、補正された結果残留無効電力実際値ＱSRがなく
なるため、さらに半サイクル後には同図（ハ），（ニ）
に点線で示す如く、補正量ＱSがなくなつてＱSRが発生
することになり、これが繰り返されて不安定なハンチン
グが発生する可能性がある。帰還回路はこれを防止する
ためのものである。
（ロ）の如く継続した一定の予測誤差ＱEが発生した場
合を示しおり、半サイクル後に補正量ＱSが出力される
ことにより系統の残留無効電力が補償され、系統無効電
力実際値ＱSRは半サイクルで零に抑制されている。この
場合、第１図の回路で補正量ＱSは加算器１２ａに帰還
されているため、補正結果は自己保持され補正量ＱSは
継続して出力されている。ここで、この帰還回路がない
場合にはＱEが発生した後の半サイクルで補正量ＱSが出
力され、補正された結果残留無効電力実際値ＱSRがなく
なるため、さらに半サイクル後には同図（ハ），（ニ）
に点線で示す如く、補正量ＱSがなくなつてＱSRが発生
することになり、これが繰り返されて不安定なハンチン
グが発生する可能性がある。帰還回路はこれを防止する
ためのものである。
第３Ｂ図は同図（ロ）の如く単発的に予測誤差ＱEが発
生した場合を示しており、半サイクル後に補正量Ｑが出
力され補正が行なわれるが、その時ＱEはなくなつてい
るため、無効電力実際値ＱSRは負の値となり、その１サ
イクル間の無効電力平均値は零となる。従つて、１サイ
クルの間で無効電力の帳尻を合わせるような形で補正動
作が行なわれることになる。この場合も、帰還回路がな
いと同図（ハ），（ニ）に点線で示す如きハンチング現
象が生じる。
生した場合を示しており、半サイクル後に補正量Ｑが出
力され補正が行なわれるが、その時ＱEはなくなつてい
るため、無効電力実際値ＱSRは負の値となり、その１サ
イクル間の無効電力平均値は零となる。従つて、１サイ
クルの間で無効電力の帳尻を合わせるような形で補正動
作が行なわれることになる。この場合も、帰還回路がな
いと同図（ハ），（ニ）に点線で示す如きハンチング現
象が生じる。
なお、以上は補正感度が１の場合であるが、補正感度調
整器１６のゲインを調整することにより、補正特性を最
適に調整することができる。このとき、ゲインを過大に
すると補正動作が安定でなくなるので、一般に0.5〜１
の間で適正な値に選定することが望ましい。
整器１６のゲインを調整することにより、補正特性を最
適に調整することができる。このとき、ゲインを過大に
すると補正動作が安定でなくなるので、一般に0.5〜１
の間で適正な値に選定することが望ましい。
また、以上の例では単相の場合について述べたが、三相
一括して補正量を得る方法も考えられ、第４図はその例
である。掛算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃで各相毎に電
圧，電流の掛算を行ない、それらの出力を加算器２０で
加算し、信号ｑ1を得るようにしている。この信号ｑ1を
第１図と同様な回路で演算することにより、三相一括し
た補正量ＱSを得ることができる。
一括して補正量を得る方法も考えられ、第４図はその例
である。掛算器１１ａ，１１ｂ，１１ｃで各相毎に電
圧，電流の掛算を行ない、それらの出力を加算器２０で
加算し、信号ｑ1を得るようにしている。この信号ｑ1を
第１図と同様な回路で演算することにより、三相一括し
た補正量ＱSを得ることができる。
この発明によれば、系統残留無効電力を検出するに当た
り、系統電圧より９０度遅れの電圧と系統電流との乗算
値を半サイクル毎に積分し、この最終値をサンプルホー
ルドした値を、補正量として負荷無効電力演算値に加算
すると共に、補正量として前記乗算値に加算し、該加算
後の値を前記積分器の被積分量とするようにしたので、
リップルが少なくかつ高速で補正量を得ることができる
とともに、ハンチング現象を生ずることなく容易に最適
調整することができる利点がもたらされる。
り、系統電圧より９０度遅れの電圧と系統電流との乗算
値を半サイクル毎に積分し、この最終値をサンプルホー
ルドした値を、補正量として負荷無効電力演算値に加算
すると共に、補正量として前記乗算値に加算し、該加算
後の値を前記積分器の被積分量とするようにしたので、
リップルが少なくかつ高速で補正量を得ることができる
とともに、ハンチング現象を生ずることなく容易に最適
調整することができる利点がもたらされる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図はその
動作を説明するための各部波形図、第３Ａ図および第３
Ｂ図は第１図の代表的な動作例を模式的に説明するため
の説明図、第４図は三相一括した補正量を得るための具
体的な回路を示す回路図、第５図は無効電力補償システ
ムの一般的な例を示す構成図、第６図は無効電力補償用
制御装置の従来例を示す構成図、第７図はその動作を説
明するための各部波形図である。 符号説明 １……無効電力補償用制御装置、２……無効電力補償装
置（ＴＣＲ）、３……フイルタコンデンサ、４……負
荷、１０……予測演算回路、１１，１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ……掛算器、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……加算器、
１３……分圧器、１４……積分器、１５……サンプルホ
ールド回路、１６……補正感度調整器、１７……パルス
発生器、１８……フイルタ回路。
動作を説明するための各部波形図、第３Ａ図および第３
Ｂ図は第１図の代表的な動作例を模式的に説明するため
の説明図、第４図は三相一括した補正量を得るための具
体的な回路を示す回路図、第５図は無効電力補償システ
ムの一般的な例を示す構成図、第６図は無効電力補償用
制御装置の従来例を示す構成図、第７図はその動作を説
明するための各部波形図である。 符号説明 １……無効電力補償用制御装置、２……無効電力補償装
置（ＴＣＲ）、３……フイルタコンデンサ、４……負
荷、１０……予測演算回路、１１，１１ａ，１１ｂ，１
１ｃ……掛算器、１２ａ，１２ｂ，１２ｃ……加算器、
１３……分圧器、１４……積分器、１５……サンプルホ
ールド回路、１６……補正感度調整器、１７……パルス
発生器、１８……フイルタ回路。
Claims (1)
- 【請求項１】負荷の無効電力を演算し該演算結果に基づ
き無効電力補償装置を制御して電力系統の無効電力を補
償する装置であって、 系統電圧より９０度遅れの電圧と系統電流とを乗算する
掛け算器と、 該乗算値を半サイクル毎に積分する積分器と、 該積分値の最終値をサンプルホールドするサンプルホー
ルド回路と、 を備え、 前記サンプルホールド回路出力を補正量として前記負荷
無効電力演算値に加算すると共に、 該サンプルホールド回路出力を補正量として前記乗算値
に加算し、該加算後の値を前記積分器の被積分量とする
ことを特徴とする無効電力補償用制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039054A JPH0625952B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 無効電力補償用制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61039054A JPH0625952B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 無効電力補償用制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62197811A JPS62197811A (ja) | 1987-09-01 |
| JPH0625952B2 true JPH0625952B2 (ja) | 1994-04-06 |
Family
ID=12542413
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61039054A Expired - Fee Related JPH0625952B2 (ja) | 1986-02-26 | 1986-02-26 | 無効電力補償用制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625952B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6119988B2 (ja) * | 2013-08-12 | 2017-04-26 | 富士電機株式会社 | 無効電力補償装置の制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204425A (ja) * | 1983-05-07 | 1984-11-19 | 関西電力株式会社 | 無効電力補償装置 |
-
1986
- 1986-02-26 JP JP61039054A patent/JPH0625952B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59204425A (ja) * | 1983-05-07 | 1984-11-19 | 関西電力株式会社 | 無効電力補償装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62197811A (ja) | 1987-09-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |