JPH08241137A - 自励式無効電力補償装置の制御方式 - Google Patents
自励式無効電力補償装置の制御方式Info
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- JPH08241137A JPH08241137A JP7045841A JP4584195A JPH08241137A JP H08241137 A JPH08241137 A JP H08241137A JP 7045841 A JP7045841 A JP 7045841A JP 4584195 A JP4584195 A JP 4584195A JP H08241137 A JPH08241137 A JP H08241137A
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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)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 制御回路構成が簡単で低コスト化が可能な高
信頼度のインバータ仕様の自励式無効電力補償装置の実
現化。 【構成】 三相の系統母線２の系統相電圧ＶR 、ＶS 、
ＶT と負荷電流ｉR 、ｉ S 、ｉT を乗算し加算して三相
の有効電力Ｐを求め、この有効電力Ｐから三相平衡分で
ある基本波平衡有効電力に相当する直流信号Ｐ’をロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）で求める。他方、三相の系統相
電圧ＶR 、ＶS 、ＶT から、これと同期した単位振幅の
平衡した正弦波信号ＳR 、ＳS 、ＳT を位相同期回路
（ＰＬＬ）と正弦波発生回路１１で求め、この平衡正弦
波信号ＳR 、ＳS 、ＳT に直流信号Ｐ’から求まるゲイ
ンＫを各相毎に乗算して、三相が同期した平衡有効電流
成分ｉ RP、ｉSP、ｉTPを求め、これを各相の負荷電流ｉ
R 、ｉS 、ｉT から差し引いて補償電流指令値ｉRC、ｉ
SC、ｉTCを検出する。
信頼度のインバータ仕様の自励式無効電力補償装置の実
現化。 【構成】 三相の系統母線２の系統相電圧ＶR 、ＶS 、
ＶT と負荷電流ｉR 、ｉ S 、ｉT を乗算し加算して三相
の有効電力Ｐを求め、この有効電力Ｐから三相平衡分で
ある基本波平衡有効電力に相当する直流信号Ｐ’をロー
パスフィルタ（ＬＰＦ）で求める。他方、三相の系統相
電圧ＶR 、ＶS 、ＶT から、これと同期した単位振幅の
平衡した正弦波信号ＳR 、ＳS 、ＳT を位相同期回路
（ＰＬＬ）と正弦波発生回路１１で求め、この平衡正弦
波信号ＳR 、ＳS 、ＳT に直流信号Ｐ’から求まるゲイ
ンＫを各相毎に乗算して、三相が同期した平衡有効電流
成分ｉ RP、ｉSP、ｉTPを求め、これを各相の負荷電流ｉ
R 、ｉS 、ｉT から差し引いて補償電流指令値ｉRC、ｉ
SC、ｉTCを検出する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、三相式電力系統の電圧
変動抑制やフリッカ対策等に使用されるインバータ仕様
の自励式無効電力補償装置の制御方式に関する。
変動抑制やフリッカ対策等に使用されるインバータ仕様
の自励式無効電力補償装置の制御方式に関する。
【０００２】
【従来の技術】三相の電力系統に設置されるインバータ
仕様の自励式無効電力補償装置の制御方式は、電力系統
の系統電圧位相を調整して無効電力を直接に検出して補
償電流指令値を求めるＡ方式と、電力系統の負荷電流に
含まれる有効電力成分を負荷電流から差し引いて補償電
流指令値を求めるＢ方式に大別される。
仕様の自励式無効電力補償装置の制御方式は、電力系統
の系統電圧位相を調整して無効電力を直接に検出して補
償電流指令値を求めるＡ方式と、電力系統の負荷電流に
含まれる有効電力成分を負荷電流から差し引いて補償電
流指令値を求めるＢ方式に大別される。
【０００３】前者Ａ方式の場合、制御回路が比較的簡単
で低コストなものが使用できるが、無効電力の不平衡補
償等を行うローパスフィルタの応答性の遅れから補償電
流指令値の遅れが発生して、補償誤差が生じる不具合が
ある。この不具合は上記Ｂ方式の場合には、低減され
る。即ち、Ｂ方式は、三相の電力系統の負荷電流と系統
電圧を行列演算や三相／二相変換等して無効電力と三相
不平衡有効電力成分を求め、この無効電力と三相不平衡
有効電力成分を行列演算や二相／三相変換等して、三相
の補償電流指令値を得る方式が知られている。
で低コストなものが使用できるが、無効電力の不平衡補
償等を行うローパスフィルタの応答性の遅れから補償電
流指令値の遅れが発生して、補償誤差が生じる不具合が
ある。この不具合は上記Ｂ方式の場合には、低減され
る。即ち、Ｂ方式は、三相の電力系統の負荷電流と系統
電圧を行列演算や三相／二相変換等して無効電力と三相
不平衡有効電力成分を求め、この無効電力と三相不平衡
有効電力成分を行列演算や二相／三相変換等して、三相
の補償電流指令値を得る方式が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記Ｂ方式
は、行列演算の回路数が多くなって無効電力補償装置全
体が複雑化し、ハードウェアとしてのコスト的な問題が
あった。また、上記従来のインバータ仕様の自励式無効
電力補償装置の制御方式においては、無効電力補償装置
と電力系統の間に有効電力フローがあると、インバータ
の直流電圧が有効電力フローで変動してインバータが故
障停止する可能性があり、信頼性に問題が残されてい
た。
は、行列演算の回路数が多くなって無効電力補償装置全
体が複雑化し、ハードウェアとしてのコスト的な問題が
あった。また、上記従来のインバータ仕様の自励式無効
電力補償装置の制御方式においては、無効電力補償装置
と電力系統の間に有効電力フローがあると、インバータ
の直流電圧が有効電力フローで変動してインバータが故
障停止する可能性があり、信頼性に問題が残されてい
た。
【０００５】本発明の目的とするところは、制御回路構
成が簡単で低コスト化が可能な高信頼度のインバータ仕
様の自励式無効電力補償装置が実現できる制御方式を提
供することにある。
成が簡単で低コスト化が可能な高信頼度のインバータ仕
様の自励式無効電力補償装置が実現できる制御方式を提
供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、三相式電力系
統の負荷電流から有効電力成分を差し引いて無効電力の
補償電流指令値を得るインバータ仕様の自励式無効電力
補償装置における補償電流指令値検出方式であって、電
力系統の三相各相の系統相電圧と負荷電流から求めた有
効電力を平均化して有効電力の三相平衡分に相当する直
流信号を求め、三相各相の系統相電圧から同期した平衡
正弦波信号を求め、この平衡正弦波信号を前記直流信号
から得たゲインで振幅変調して作成された平衡有効電流
成分を負荷電流から差し引いて三相各相の補償電流指令
値を求めるようにしたことにより、上記目的を達成する
ものである。
統の負荷電流から有効電力成分を差し引いて無効電力の
補償電流指令値を得るインバータ仕様の自励式無効電力
補償装置における補償電流指令値検出方式であって、電
力系統の三相各相の系統相電圧と負荷電流から求めた有
効電力を平均化して有効電力の三相平衡分に相当する直
流信号を求め、三相各相の系統相電圧から同期した平衡
正弦波信号を求め、この平衡正弦波信号を前記直流信号
から得たゲインで振幅変調して作成された平衡有効電流
成分を負荷電流から差し引いて三相各相の補償電流指令
値を求めるようにしたことにより、上記目的を達成する
ものである。
【０００７】
【作用】系統電圧と負荷電流から求めた有効電力は、ロ
ーパスフィルタ等で平均化されて直流分が求まり、この
直流分と系統相電圧同期正弦波信号から求めた基本波平
衡有効電流成分を負荷電流から差し引くと、不平衡有効
電力も含めた無効電力補償が可能な補償電流指令値が求
まる。このような制御方式のインバータ仕様自励式無効
電力補償装置においては、ローパスフィルタや位相同期
回路等の簡単な回路、少ない回路数で構成できるように
なり、その分、高速補償や高信頼度補償が可能となる。
ーパスフィルタ等で平均化されて直流分が求まり、この
直流分と系統相電圧同期正弦波信号から求めた基本波平
衡有効電流成分を負荷電流から差し引くと、不平衡有効
電力も含めた無効電力補償が可能な補償電流指令値が求
まる。このような制御方式のインバータ仕様自励式無効
電力補償装置においては、ローパスフィルタや位相同期
回路等の簡単な回路、少ない回路数で構成できるように
なり、その分、高速補償や高信頼度補償が可能となる。
【０００８】
【実施例】本発明制御方式のアルゴリズムを図１の主回
路と、図２の補償電流指令値検出回路を参照して説明す
る。
路と、図２の補償電流指令値検出回路を参照して説明す
る。
【０００９】図１の主回路に示すように、三相交流の系
統電源１を有する三相三線の系統母線２に負荷３が接続
され、この負荷３と系統電源１の間の系統母線２にイン
バータ５を使用した自励式無効電力補償装置４が設置さ
れる。
統電源１を有する三相三線の系統母線２に負荷３が接続
され、この負荷３と系統電源１の間の系統母線２にイン
バータ５を使用した自励式無効電力補償装置４が設置さ
れる。
【００１０】無効電力補償装置４による本発明制御方式
の概要は、三相各相の系統電圧Ｖと負荷電流ｉから有効
電力を求め、その有効電力から負荷電流ｉ中の平衡有効
電流成分を検出し、この平衡有効電流成分を負荷電流ｉ
から差し引いた電流成分を補償することによって、有効
電力の不平衡補償も含めて無効電力を補償することであ
る。このような無効電力補償は、図２の検出回路から出
力される三相の補償電流指令値ｉRC、ｉSC、ｉTCに基づ
いて行われる。
の概要は、三相各相の系統電圧Ｖと負荷電流ｉから有効
電力を求め、その有効電力から負荷電流ｉ中の平衡有効
電流成分を検出し、この平衡有効電流成分を負荷電流ｉ
から差し引いた電流成分を補償することによって、有効
電力の不平衡補償も含めて無効電力を補償することであ
る。このような無効電力補償は、図２の検出回路から出
力される三相の補償電流指令値ｉRC、ｉSC、ｉTCに基づ
いて行われる。
【００１１】まず、三相三線の系統母線２の各相の系統
相電圧ＶR 、ＶS 、ＶT と、負荷電流ｉR 、ｉS 、ｉT
の対応するものを各相の乗算器７で乗算し、加算器８で
加算して三相の有効電力Ｐを次式から求める。
相電圧ＶR 、ＶS 、ＶT と、負荷電流ｉR 、ｉS 、ｉT
の対応するものを各相の乗算器７で乗算し、加算器８で
加算して三相の有効電力Ｐを次式から求める。
【００１２】Ｐ＝ＶR・ｉR＋ＶS・ｉS＋ＶT・ｉT
【００１３】次に、有効電力Ｐから交流分を排除して直
流分の直流信号Ｐ’を、例えばローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）９に通して求める。この直流信号Ｐ’は、有効電力
Ｐの三相平衡分である基本波平衡有効電力に相当する。
流分の直流信号Ｐ’を、例えばローパスフィルタ（ＬＰ
Ｆ）９に通して求める。この直流信号Ｐ’は、有効電力
Ｐの三相平衡分である基本波平衡有効電力に相当する。
【００１４】一方、三相の系統相電圧ＶR 、ＶS 、ＶT
から、これと同期した単位振幅の平衡した正弦波信号Ｓ
R 、ＳS 、ＳT を求める。例えば位相同期回路（ＰＬ
Ｌ）１０で各相の系統相電圧ＶR 、ＶS 、ＶT のゼロク
ロスに同期したクロック信号を取り出し、このクロック
信号に応じて正弦波発生回路１１から得た正弦波信号を
単位振幅で振幅変調して系統相電圧同期正弦波の平衡正
弦波信号ＳR 、ＳS 、Ｓ T を得る。
から、これと同期した単位振幅の平衡した正弦波信号Ｓ
R 、ＳS 、ＳT を求める。例えば位相同期回路（ＰＬ
Ｌ）１０で各相の系統相電圧ＶR 、ＶS 、ＶT のゼロク
ロスに同期したクロック信号を取り出し、このクロック
信号に応じて正弦波発生回路１１から得た正弦波信号を
単位振幅で振幅変調して系統相電圧同期正弦波の平衡正
弦波信号ＳR 、ＳS 、Ｓ T を得る。
【００１５】而して、三相各相の平衡正弦波信号ＳR 、
ＳS 、ＳT に、基本波平衡有効電力に相当する直流信号
Ｐ’から求まるゲインＫを各相毎の乗算器１２で乗算し
て、三相が同期した平衡有効電流成分ｉRP、ｉSP、ｉTP
を求める。この場合の三相のゲインＫは、Ｋ＝（２／３
ＶP ）Ｐ’である。尚、ＶP は系統電圧振幅である。
ＳS 、ＳT に、基本波平衡有効電力に相当する直流信号
Ｐ’から求まるゲインＫを各相毎の乗算器１２で乗算し
て、三相が同期した平衡有効電流成分ｉRP、ｉSP、ｉTP
を求める。この場合の三相のゲインＫは、Ｋ＝（２／３
ＶP ）Ｐ’である。尚、ＶP は系統電圧振幅である。
【００１６】従って、三相の平衡有効電流成分ｉRP、ｉ
SP、ｉTP以外を補償対象とする自励式無効電力補償装置
４においては、三相各相の負荷電流ｉR 、ｉS 、ｉT か
ら平衡有効電流成分ｉRP、ｉSP、ｉTPを各相毎の減算器
１３で差し引いた値が補償電流指令値ｉRC、ｉSC、ｉTC
として検出される。
SP、ｉTP以外を補償対象とする自励式無効電力補償装置
４においては、三相各相の負荷電流ｉR 、ｉS 、ｉT か
ら平衡有効電流成分ｉRP、ｉSP、ｉTPを各相毎の減算器
１３で差し引いた値が補償電流指令値ｉRC、ｉSC、ｉTC
として検出される。
【００１７】上記のように補償電流指令値ｉRC、ｉSC、
ｉTCを求めることにより、無効電力補償装置４は、系統
母線２の負荷側の有効電力中の不平衡補償も含めて無効
電力を補償する。また、無効電力補償装置４は、不平衡
有効電力と共に高調波補償もできるが、高調波補償が不
要の場合は、高調波除去フィルタを用いて対処すること
が可能である。
ｉTCを求めることにより、無効電力補償装置４は、系統
母線２の負荷側の有効電力中の不平衡補償も含めて無効
電力を補償する。また、無効電力補償装置４は、不平衡
有効電力と共に高調波補償もできるが、高調波補償が不
要の場合は、高調波除去フィルタを用いて対処すること
が可能である。
【００１８】
【発明の効果】本発明によれば、電力系統の系統電圧と
負荷電流から有効電力を求め、これの直流分と系統相電
圧同期正弦波信号から基本波平衡有効電流成分を求めて
負荷電流から差し引くと、不平衡有効電力も含めた無効
電力補償が可能な補償電流指令値が求まるため、ローパ
スフィルタや位相同期回路等の簡単な回路だけで構成で
きる、設備の低コスト化が容易なインバータ仕様の自励
式無効電力補償装置が提供できるようになる。また、無
効電力補償装置と系統の間で有効電力フローがあって
も、系統の無効電力補償への影響が少なく抑制されて、
無効電力補償装置の高速補償、補償精度の改善が可能と
なる。
負荷電流から有効電力を求め、これの直流分と系統相電
圧同期正弦波信号から基本波平衡有効電流成分を求めて
負荷電流から差し引くと、不平衡有効電力も含めた無効
電力補償が可能な補償電流指令値が求まるため、ローパ
スフィルタや位相同期回路等の簡単な回路だけで構成で
きる、設備の低コスト化が容易なインバータ仕様の自励
式無効電力補償装置が提供できるようになる。また、無
効電力補償装置と系統の間で有効電力フローがあって
も、系統の無効電力補償への影響が少なく抑制されて、
無効電力補償装置の高速補償、補償精度の改善が可能と
なる。
【図１】本発明の制御方式を説明するための電力系統の
主回路図
主回路図
【図２】図１の自励式無効電力補償装置における補償電
流指令値検出の制御アルゴリズムを示す制御回路図
流指令値検出の制御アルゴリズムを示す制御回路図
１ 三相系統電源 ２ 三相系統母線 ３ 負荷 ４ 自励式無効電力補償装置 ５ インバータ Ｖ 系統電圧 ｉ 負荷電流 Ｐ 有効電力 Ｐ’ 直流信号 ＶR 、ＶS 、ＶT 三相の系統相電圧 ｉR 、ｉS 、ｉT 三相の負荷電流 ＳR 、ＳS 、ＳT 平衡正弦波信号 ｉRP、ｉSP、ｉTP 平衡有効電流成分 ｉRC、ｉSC、ｉTC 補償電流指令値
Claims (1)
- 【請求項１】 三相式電力系統の負荷電流から有効電力
成分を差し引いて無効電力の補償電流指令値を得るイン
バータ仕様の自励式無効電力補償装置の制御方式であっ
て、 電力系統の三相各相の系統相電圧と負荷電流から求めた
有効電力を平均化して有効電力の三相平衡分に相当する
直流信号を求め、三相各相の系統相電圧から同期した平
衡正弦波信号を求め、この平衡正弦波信号を前記直流信
号から得たゲインで振幅変調して作成された平衡有効電
流成分を負荷電流から差し引いて三相各相の補償電流指
令値を求めて、電力系統の不平衡有効電力も含めて無効
電力を補償するようにしたことを特徴とする自励式無効
電力補償装置の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04584195A JP3319206B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 自励式無効電力補償装置の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP04584195A JP3319206B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 自励式無効電力補償装置の制御方式 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08241137A true JPH08241137A (ja) | 1996-09-17 |
| JP3319206B2 JP3319206B2 (ja) | 2002-08-26 |
Family
ID=12730453
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP04584195A Expired - Fee Related JP3319206B2 (ja) | 1995-03-06 | 1995-03-06 | 自励式無効電力補償装置の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3319206B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109188278A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-11 | 中车大连机车车辆有限公司 | 三相不平衡检测电路以及系统 |
-
1995
- 1995-03-06 JP JP04584195A patent/JP3319206B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109188278A (zh) * | 2018-09-27 | 2019-01-11 | 中车大连机车车辆有限公司 | 三相不平衡检测电路以及系统 |
| CN109188278B (zh) * | 2018-09-27 | 2021-02-26 | 中车大连机车车辆有限公司 | 三相不平衡检测电路以及系统 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3319206B2 (ja) | 2002-08-26 |
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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: 20020521 |
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