JPH0690527A - 電圧変動抑制装置 - Google Patents

電圧変動抑制装置

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JPH0690527A
JPH0690527A JP4238307A JP23830792A JPH0690527A JP H0690527 A JPH0690527 A JP H0690527A JP 4238307 A JP4238307 A JP 4238307A JP 23830792 A JP23830792 A JP 23830792A JP H0690527 A JPH0690527 A JP H0690527A
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Shotaro Murakami
昇太郎 村上
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Mitsubishi Electric Corp
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    • 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】 負荷の変動の大きさに対して、装置容量を小
さくし、安価で効率のよい電圧変動抑制装置を得ること
を目的とする。 【構成】 補償用電流成分としている無効電流正相分の
時間平均を低周波フィルタ14で導出し、インバータ7
の無効電流基準から減算器15で減ずることにより、負
荷変動時の無効電流基準は正相分と逆相分との電流基準
となるが、時間の経過とともに正相分が減じられ、逆相
分のみの電流基準となり、次の負荷変動時のインバータ
補償容量を大きく確保することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、不平衡負荷を有する
電力系統に接続されたインバータにより、電力系統の無
効電力を制御して受電点の電圧変動を抑制する電圧変動
抑制装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来この種装置として、例えば、「三菱
電機技報」Vol.65・No.6・1991・P60
〜65に提案された無効電力補償装置がある。図4は、
その無効電力補償装置の制御回路を示す回路図であり、
1は電源、2は系統のインピーダンスR,Xを介して上
記電源1に接続された受電変圧器、3はアーク炉等の負
荷4を受電変圧器2に接続する交流遮断器、5は多重変
圧器6を上記受電変圧器2に接続する交流遮断器、7は
その出力を変化させることにより系統との間で無効電力
の発生、消費を行う、GTOサイリスタ等で構成される
自励式インバータ、8は交流遮断器9を介して系統に接
続された高調波フィルタ、10は負荷電流iLを検出す
る負荷電流検出用変流器、11はインバータ7の出力電
流を検出するインバータ電流検出用変流器、12は負荷
電流検出用、及びインバータ電流検出用変流器10、1
1の検出する負荷電流、及びインバータ出力電流を導入
し、上記自励式インバータの点弧信号を演算し、出力す
る制御装置である。
【0003】即ち、アーク炉等の負荷4の発生する有効
電力と無効電力が電源系統のインピーダンスZS=R+
jXと作用して受電点電圧を変動させるが、一般にX》
Rの関係であるため無効電力変動分ΔQLと電源系統の
リアクタンス成分Xとが作用して受電点電圧変動ΔV=
X・ΔQLを生じる。この受電点電圧の変動を抑制する
ため、負荷の発生した無効電力変動分を打ち消すように
自励式インバータ7の出力が制御される。
【0004】図5は、自励式インバータ7の出力を制御
する制御装置12の詳細ブロック図であり、12−1は
負荷電流検出用変流器10の検出した負荷電流iLを導
入し、3相2相変換して、有効分iPA+iPB、及び無効
分iqA+iqBを出力する3相2相変換回路である。但
し、iPAは有効分電流の正相分、iPBは有効分電流の逆
相分(高調波分を含む。)、iqAは無効分電流の正相
分、iqBは無効分電流の逆相分(高調波分を含む。)で
ある。12−2はフィルタ回路であり、3相2相変換回
路から導入した有効分電流、及び無効分電流から補償用
電流成分とするiPB、及びiqA+iqBを抽出し、出力す
る。12−3はフィルタ回路12−2の導出した補償基
準指令を2相3相変換する2相3相変換回路、12−4
はこの2相3相変換回路の出力する3相の補償基準とイ
ンバータ電流検出用変流器11の検出するインバータ出
力電流との偏差を出力する減算器、12−5はこの減算
器の出力に基づいてインバータ電圧基準を出力する電流
制御回路、12−6はこの電流制御回路の電圧基準に従
った点弧信号を自励式インバータ7へ出力するインバー
タ点弧回路である。
【0005】即ち、自励式インバータ7が発生する無効
電力を制御するため、制御装置12は負荷電流検出用変
流器10から負荷電流iLを入力し、3相2相変換器1
2−1に導入する。3相2相変換器12−1は導入した
3相電流を2相に変換し、2相変換した有効分電流iPA
+iPB、及び無効分電流iqA+iqBをフィルタ回路12
−2に出力する。フィルタ回路12−2では、3相2相
変換器12−1の出力から自励式インバータ7によって
補償すべき負荷の有効分電流の変化分iPB(逆相分+高
調波分)、無効分電流の平均値iqA(正相分)と変化分
qB(逆相分+高調波分)を検出する。フィルタ回路1
2−2の出力は2相3相変換器12−3により3相補償
電流基準に変換される。この3相補償電流基準は、減算
器12−4により、インバータ電流検出用変流器11の
検出値との偏差がとられ、電流制御回路12−5に入力
される。電流制御回路12−5は入力する偏差信号に基
づいて偏差を零とする自励式インバータ7の電圧基準を
演算する。この電圧基準はインバータ点弧回路12−6
に入力され、電圧基準に基づいたインバータ素子の点弧
信号が導出され、自励式インバータ7を駆動制御する。
【0006】このように、負荷4の発生する有効電流の
逆相分、及び無効電流の正相分と逆相分を自励式インバ
ータ7の出力で補償することにより受電点の電圧変動を
抑制するとともに3相平衡化を行うことができる。ま
た、高調波フィルタ8は、自励式インバータ7の発生す
る高調波分を吸収するとともに、力率改善のために併設
されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】従来の電圧変動抑制装
置は、以上のように構成されているので、負荷の無効電
力変動幅が予め判っていれば、その変動幅に応じてイン
バータ容量を決定できたが、無効電力変動幅の大きさが
その都度変化するようなものには、最大考えられる容量
を選定せざるを得ず、インバータ容量が大きくなり、高
価となる。また、図6に示すように、無効電力変動幅が
インバータ容量を超えてしまうと、受電点電圧の変動を
抑制することができず、電圧変動を生じてしまう問題点
があった。なお、図6において、aは受電点電圧の変動
ΔV、bは負荷変動、cは負荷変動を補償すべくインバ
ータから出力する無効電力を示す。図から明らかなよう
に、負荷変動がインバータ容量を超えない限りは受電点
電圧は一定値に抑制されるが、負荷変動がインバータの
最大容量を超えると、受電点電圧がΔV1変動してしま
う。
【0008】この発明は、このような問題点に鑑みてな
されたものであり、負荷の無効電力変動分がインバータ
容量を超える変動を生じても受電点電圧の変動を抑制で
きる電圧変動抑制装置を得ることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る電圧変動抑制装置は、電源側の無効電流正相分を導出
する回路と、電源側の無効電流正相分を導入し、その時
間平均値を導出するフィルタ手段とを有し、上記回路の
導出した電源側の無効電流正相分から上記フィルタ手段
の出力を減算した出力と、負荷電流から求めた有効電流
逆相分、及び無効電流逆相分とにより、電源に接続され
た無効電力補償用インバータの無効電流正相分基準を導
出するようにしたものである。
【0010】また、この発明の請求項2に係る電圧変動
抑制装置は、上記請求項1に係る電圧変動抑制装置の構
成に加え、無効電力補償用インバータの無効電流正相分
基準から所定の力率を得るための無効電流正相分を減ず
るようにしたものである。
【0011】
【作用】この発明の請求項1における電圧変動抑制装置
は補償用電流成分としている無効電流正相分の時間平均
をインバータの無効電流基準から減ずることにより、負
荷変動時の無効電流基準は正相分と逆相分との電流基準
となるが、時間の経過とともに正相分が減じられ、逆相
分のみの電流基準となり、次の負荷変動時のインバータ
補償容量を大きく確保することができる。
【0012】この発明の請求項2における電圧変動抑制
装置はインバータの無効電流正相分基準から所定の力率
を得るための無効電流正相分を減ずることにより、イン
バータ補償容量を大きく確保することができるととも
に、所定の力率に制御することができる。
【0013】
【実施例】実施例1.以下、この発明の実施例1を図に
基づいて説明する。図1はこの発明の実施例1を示す電
圧変動抑制装置の制御回路ブロック図であり、図4と同
一部分には同一符号を付してある。図1において、13
はフィルタ回路12−2の抽出した負荷の無効電流正相
分iqAから高調波フィルタ8の無効電流正相分iqLを減
じる減算器、14はこの減算器13の出力の時間平均を
演算する低周波フィルタで、この低周波フィルタ14は
時定数が長いので、リングカウンタ、又はPCで実現す
ることができる。15は減算器13の出力から低周波フ
ィルタ14の出力を減じる減算器、12−7はフィルタ
回路12−2の抽出した無効電流逆相分iqBと減算器1
5の出力を加算する加算器である。
【0014】即ち、減算器13により、フィルタ回路1
2−2の抽出した無効電流正相分iqAから高調波フィル
タ8の無効電流正相分iqLを減じ電源側の無効電流正相
分を導出する。この無効電流正相分は低周波フィルタ1
4に入力され、その時間平均がとられる。そして、減算
器15により低周波フィルタ14の出力を減算器13の
出力から減算することにより、減算器15は負荷変動時
には無効電流正相分がそのまま出力されるが、時間の経
過とともに変動分が減少して行く出力を発生する。
【0015】減算器15の出力は加算器12−7により
フィルタ回路12−2の抽出した無効電流逆相分iqB
加算されて、2相3相変換器12−3に出力される。2
相3相変換器12−3はフィルタ回路12−2から有効
電流正相分iPAも入力しており、従来と同様に2相3相
変換した電流基準を出力する。
【0016】図2は実施例1における各部の動作を示す
波形図であり、aは受電点での電圧変動、bは負荷変
動、cはインバータの出力を示す。即ち、負荷変動に対
して、自励式インバータ7は負荷変動に対応した出力を
発生するが、低周波フィルタ14で決まる時定数でその
出力は徐々に減少することになる。この時、電圧変動Δ
Vはゆっくりとした変動を生じることになる。そして、
大きな負荷変動が生じたとしても、自励式インバータ7
は最大容量に達することがなく出力している。これは、
常に負荷の無効電流の正相分を監視することにより、自
励式インバータ7の出力を調整し、負荷の変動に対して
最大の対応ができるようにしているためである。電圧変
動もゆっくりと変動しており単位時間で規定された変動
としては小さくなる。
【0017】実施例2.なお、実施例1では力率をすこ
し犠牲にして電圧変動耐量の増加を図った制御回路構成
としているが、図3に示すように、力率設定器16を設
け、負荷の有効分電流正相分と力率設定器16の出力と
を掛算器17で乗算して無効電流の正相分指令値iq1
演算する。そして、減算器18により電源の無効電流正
相分を減じることにより力率制御用インバータ無効電流
指令を演算し、さらに減算器19によって減算器15の
出力を減じることによりインバータ無効電流正相分指令
を得るようにしてもよい。上記のような回路を追加する
ことにより、電源側の平均的な力率を設定制御すること
ができる。
【0018】
【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
電源側の無効電流正相分から時間平均した無効電流正相
分を減算した出力と、負荷電流から求めた有効電流逆相
分、及び無効電流逆相分とにより、電源に接続された無
効電力補償用インバータの無効電流正相分基準を導出す
るようにしたので、負荷の無効電力変動分がインバータ
容量を超える変動を生じても受電点電圧の変動を抑制す
ることができる。また、無効電力補償用インバータの無
効電流正相分基準から所定の力率を得るための無効電流
正相分を減ずるようにしたので、平均的な力率一定制御
も行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施例1を示す電圧変動抑制装置の
制御回路ブロック図である。
【図2】この発明の実施例1の各部の動作を示す波形図
である。
【図3】この発明の実施例2を示す電圧変動抑制装置の
制御回路ブロック図である。
【図4】無効電力補償装置の制御回路を示す回路図であ
る。
【図5】従来の電圧変動抑制装置を示す制御回路ブロッ
ク図である。
【図6】従来の電圧変動抑制装置の各部の動作を示す波
形図である。
【符号の説明】
1 電源 4 負荷 6 多重変圧器 7 自励式インバータ 12 制御装置 12−1 3相2相変換器 12−2 フィルタ回路 12−3 2相3相変換器 12−5 電流制御回路 12−6 インバータ点弧回路 14 低周波フィルタ 16 力率設定器

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負荷電流を導入し、補償用電流成分とす
    る有効電流の逆相分と無効電流の正相分、逆相分を選択
    して抽出し、出力する第1のフィルタ手段、この第1の
    フィルタ手段の抽出した無効電流正相成分から電源側の
    無効電流正相分を導出する第1の回路、この第1の回路
    の導出した電源側の無効電流正相分を導入し、その時間
    平均値を導出する第2のフィルタ手段、上記第1の回路
    の導出した電源側の無効電流正相分から上記第2のフィ
    ルタ手段の出力を減算する第2の回路、この第2の回路
    の出力と、上記第1のフィルタ手段の抽出した有効電流
    逆相分、及び無効電流逆相分とにより、電源に接続され
    た無効電力補償用インバータの無効電流正相分基準を導
    出する第3の回路を備えたことを特徴とする電圧変動抑
    制装置。
  2. 【請求項2】 負荷電流を導入し、補償用電流成分とす
    る有効電流の逆相分を無効電流の正相分、逆相分を選択
    して抽出し、出力する第1のフィルタ手段、この第1の
    フィルタ手段の抽出した無効電流正相成分から電源側の
    無効電流正相分を導出する第1の回路、この第1の回路
    の導出した電源側の無効電流正相分を導入し、その時間
    平均値を導出する第2のフィルタ手段、上記第1の回路
    の導出した電源側の無効電流正相分から上記第2のフィ
    ルタ手段の出力を減算する第2の回路、所定の力率を得
    る無効電流正相分指令値を上記第2の回路の出力から減
    算する第3の回路、この第3の回路の出力と、上記第1
    のフィルタ手段の抽出した有効電流逆相分、及び無効電
    流逆相分とにより、電源に接続された無効電力補償用イ
    ンバータの無効電流正相分基準を導出する第3の回路を
    備えたことを特徴とする電圧変動抑制装置。
JP4238307A 1992-09-07 1992-09-07 電圧変動抑制装置 Expired - Lifetime JP2725538B2 (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014230318A (ja) * 2013-05-20 2014-12-08 田淵電機株式会社 パワーコンディショナ

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