JPH09233701A - アクティブフィルタの制御装置 - Google Patents
アクティブフィルタの制御装置Info
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- JPH09233701A JPH09233701A JP8042433A JP4243396A JPH09233701A JP H09233701 A JPH09233701 A JP H09233701A JP 8042433 A JP8042433 A JP 8042433A JP 4243396 A JP4243396 A JP 4243396A JP H09233701 A JPH09233701 A JP H09233701A
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アクティブフィルタ制御装置に対して、高次の
高調波に対しても制御系の遅れ要素の影響を受けず高い
補償効果を維持できる制御方式の提供。 【解決手段】アクティブフィルタ制御装置６の補償電流
指令演算回路６０で、五次，七次…の各次数の高調波に
同期した回転座標による三相／二相変換回路６０１，直
流成分抽出フィルタ６０３，二相／三相変換回路により
各次数の高調波分に分解する手段と、各次数成分に対し
て三相／二相変換と二相／三相変換の間で位相を進める
位相補償手段６０９と、二相／三相変換６１１後の二相
信号に対してゲインを乗算するゲイン補償手段６０６と
これらのゲイン補償値と位相補償値を設定する手段６０
５と、各次数に対する結果を加算する手段６０７，６０
８とからなる。
高調波に対しても制御系の遅れ要素の影響を受けず高い
補償効果を維持できる制御方式の提供。 【解決手段】アクティブフィルタ制御装置６の補償電流
指令演算回路６０で、五次，七次…の各次数の高調波に
同期した回転座標による三相／二相変換回路６０１，直
流成分抽出フィルタ６０３，二相／三相変換回路により
各次数の高調波分に分解する手段と、各次数成分に対し
て三相／二相変換と二相／三相変換の間で位相を進める
位相補償手段６０９と、二相／三相変換６１１後の二相
信号に対してゲインを乗算するゲイン補償手段６０６と
これらのゲイン補償値と位相補償値を設定する手段６０
５と、各次数に対する結果を加算する手段６０７，６０
８とからなる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアクティブフィルタ
の制御装置に係り、特に、高次の高調波に対しても十分
な補償効果が得られるアクティブフィルタ制御装置に関
する。
の制御装置に係り、特に、高次の高調波に対しても十分
な補償効果が得られるアクティブフィルタ制御装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】アクティブフィルタは、電流系統の高調
波電流あるいは電圧を検出し、これを抑制するようにイ
ンバータを制御して補償電流を電力系統に注入する装置
である。例えば負荷電流検出方式のアクティブフィルタ
は、負荷側に流れる電流の高調波成分を検出し、これと
同位相の高調波電流をアクティブフィルタへ流入するよ
うに制御して、電源側の高調波電流を抑制する。アクテ
ィブフィルタの構成，制御の詳細は、例えば「電気学会
技術報告「（部）第４２５号電力用アクティブフィルタ
技術」（１９９２年６月発行）に示されている。
波電流あるいは電圧を検出し、これを抑制するようにイ
ンバータを制御して補償電流を電力系統に注入する装置
である。例えば負荷電流検出方式のアクティブフィルタ
は、負荷側に流れる電流の高調波成分を検出し、これと
同位相の高調波電流をアクティブフィルタへ流入するよ
うに制御して、電源側の高調波電流を抑制する。アクテ
ィブフィルタの構成，制御の詳細は、例えば「電気学会
技術報告「（部）第４２５号電力用アクティブフィルタ
技術」（１９９２年６月発行）に示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】アクティブフィルタ
は、系統の高調波電流あるいは電圧（以下、高調波）を
検出し、検出した高調波から補償電流指令を演算して、
インバータ出力電流がこの指令に追従するように制御す
る。このアクティブフィルタの制御系では、センサの検
出遅れ，演算回路での演算遅れ，ＰＷＭ制御の遅れ、イ
ンバータと系統とを結合する結合リアクトルによる遅
れ、また制御回路をディジタル化した場合にはサンプラ
の遅れ等の遅れ要素が存在するため、次の現象が現れ
る。すなわち、 （１）補償電流指令が、検出遅れ，演算遅れにより本来
必要な指令よりも遅れる。
は、系統の高調波電流あるいは電圧（以下、高調波）を
検出し、検出した高調波から補償電流指令を演算して、
インバータ出力電流がこの指令に追従するように制御す
る。このアクティブフィルタの制御系では、センサの検
出遅れ，演算回路での演算遅れ，ＰＷＭ制御の遅れ、イ
ンバータと系統とを結合する結合リアクトルによる遅
れ、また制御回路をディジタル化した場合にはサンプラ
の遅れ等の遅れ要素が存在するため、次の現象が現れ
る。すなわち、 （１）補償電流指令が、検出遅れ，演算遅れにより本来
必要な指令よりも遅れる。
【０００４】（２）補償電流指令に対して電流制御が遅
れ、出力のゲイン低下，位相遅れが生じて定常偏差が残
る。
れ、出力のゲイン低下，位相遅れが生じて定常偏差が残
る。
【０００５】これらは補償対象となる高調波の次数が高
くなるほど大きく現れ、その結果、特に高次の高調波に
対して、例えば負荷電流検出方式ならば負荷側の高調波
電流を補償できず電源側に高調波電流が流出して、補償
効果が悪くなるという問題が生じる。
くなるほど大きく現れ、その結果、特に高次の高調波に
対して、例えば負荷電流検出方式ならば負荷側の高調波
電流を補償できず電源側に高調波電流が流出して、補償
効果が悪くなるという問題が生じる。
【０００６】またこれらの遅れ要素の遅れ量は必ずしも
一定ではなく、センサの種類，結合リアクトルの特性，
ＰＷＭキャリア周波数，サンプリング周波数によって変
わりうる。従来、このような遅れ要素の補償方法として
伝達関数で補償する方法が知られているが、この方法で
は、補償値を変更する場合に所望の特性をもつ伝達関数
を再度設計しなおして補償回路ごと入れ替えなければな
らず、こまめな設定変更は不可能である。
一定ではなく、センサの種類，結合リアクトルの特性，
ＰＷＭキャリア周波数，サンプリング周波数によって変
わりうる。従来、このような遅れ要素の補償方法として
伝達関数で補償する方法が知られているが、この方法で
は、補償値を変更する場合に所望の特性をもつ伝達関数
を再度設計しなおして補償回路ごと入れ替えなければな
らず、こまめな設定変更は不可能である。
【０００７】本発明の目的は、高次の高調波に対して遅
れ要素の影響を受けず高い補償効果を維持でき、かつ遅
れ要素の遅れ量が変化した場合でも容易に対応できるア
クティブフィルタの制御方式を提供することにある。
れ要素の影響を受けず高い補償効果を維持でき、かつ遅
れ要素の遅れ量が変化した場合でも容易に対応できるア
クティブフィルタの制御方式を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の課題を解
決するために、補償電流指令演算回路で、五次…ｎ次の
各次数の高調波に同期した回転座標による三相／二相変
換回路，直流成分抽出フィルタ，二相／三相変換回路に
より各次数の高調波波分に分解する手段をもち、各次数
成分に対して、これと同期した回転座標による三相／二
相変換と二相／三相変換の間で位相を進める位相補償手
段と三相／二相変換後の二相信号に対してゲインを乗算
するゲイン補償手段とこれらのゲイン補償値と位相補償
値を設定する手段とを備え、さらに各次数に対する結果
を加算する手段とを具備したものである。
決するために、補償電流指令演算回路で、五次…ｎ次の
各次数の高調波に同期した回転座標による三相／二相変
換回路，直流成分抽出フィルタ，二相／三相変換回路に
より各次数の高調波波分に分解する手段をもち、各次数
成分に対して、これと同期した回転座標による三相／二
相変換と二相／三相変換の間で位相を進める位相補償手
段と三相／二相変換後の二相信号に対してゲインを乗算
するゲイン補償手段とこれらのゲイン補償値と位相補償
値を設定する手段とを備え、さらに各次数に対する結果
を加算する手段とを具備したものである。
【０００９】指令の遅れ，制御の遅れによるゲインの低
下分と位相の遅れ分は周波数の関数であり、本発明で
は、センサからの入力信号を各周波数成分に分解してそ
れぞれの次数成分に対してゲインと位相を前向き補償し
これらを合成したものを補償電流指令とすることで課題
を解決する。
下分と位相の遅れ分は周波数の関数であり、本発明で
は、センサからの入力信号を各周波数成分に分解してそ
れぞれの次数成分に対してゲインと位相を前向き補償し
これらを合成したものを補償電流指令とすることで課題
を解決する。
【００１０】まず特定次数の高調波と同期した回転座標
による三相／二相変換を行い、その結果からローパスフ
ィルタで直流分を抽出し、これに先の逆変換の二相／三
相変換を行えば対象とする高調波成分を抽出できる。こ
のとき、（１）二相／三相変換の回転位相をずらす、
（２）三相／二相変換の回転位相をずらす、（３）二相
成分に対して回転変換を行うのいずれかによりその高調
波の位相をずらすことができる。このずらす位相を適当
に設定すれば位相補償が行える。また二相成分に対し
て、係数を乗算することによりゲインを変えることがで
きるが、この係数を適当に設定することによりゲイン補
償が行える。それぞれの設定値は、あらかじめ求めたゲ
インの低下量と位相の遅れ量を相殺するように設定すれ
ばよい。この結果、指令の遅れと制御の遅れの影響はゲ
インと位相の補償により相殺され、例えば負荷電流検出
方式ならば、負荷側の高調波電流と同一の電流をアクテ
ィブフィルタ側に流入させることができ、理想的な補償
効果が得られる。さらにセンサの種類，結合リアクト
ル，ＰＷＭキャリア周波数等の変更により遅れ要素の遅
れ量が変化した場合には、それに応じて、ゲイン補償と
位相補償の補償設定値を変更することにより容易に対応
でき、補償の効果を保持できる。
による三相／二相変換を行い、その結果からローパスフ
ィルタで直流分を抽出し、これに先の逆変換の二相／三
相変換を行えば対象とする高調波成分を抽出できる。こ
のとき、（１）二相／三相変換の回転位相をずらす、
（２）三相／二相変換の回転位相をずらす、（３）二相
成分に対して回転変換を行うのいずれかによりその高調
波の位相をずらすことができる。このずらす位相を適当
に設定すれば位相補償が行える。また二相成分に対し
て、係数を乗算することによりゲインを変えることがで
きるが、この係数を適当に設定することによりゲイン補
償が行える。それぞれの設定値は、あらかじめ求めたゲ
インの低下量と位相の遅れ量を相殺するように設定すれ
ばよい。この結果、指令の遅れと制御の遅れの影響はゲ
インと位相の補償により相殺され、例えば負荷電流検出
方式ならば、負荷側の高調波電流と同一の電流をアクテ
ィブフィルタ側に流入させることができ、理想的な補償
効果が得られる。さらにセンサの種類，結合リアクト
ル，ＰＷＭキャリア周波数等の変更により遅れ要素の遅
れ量が変化した場合には、それに応じて、ゲイン補償と
位相補償の補償設定値を変更することにより容易に対応
でき、補償の効果を保持できる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照して説明する。図１は本発明の一実施例を示すもので
ある。アクティブフィルタは、補償電流を注入するイン
バータ装置１，インバータと系統を結合する結合リアク
トル２，系統電圧を計測する電圧センサ３，アクティブ
フィルタ接続点から負荷側の電流を計測する電流センサ
４，インバータ出力電流を計測する電流センサ５および
制御装置６より構成される。制御装置６は、電流センサ
４で計測した負荷側電流の高調波成分を検出し補償電流
指令値を演算する補償指令値演算回路６０，補償電流指
令と電流センサ４で検出したインバータ出力電流との偏
差を０に近づけるように制御する電流制御回路６２，電
流制御回路の出力にＰＷＭ変調を行い、インバータのゲ
ートパルスを出力するＰＷＭ制御回路６３および電圧セ
ンサ３で計測した系統電圧から系統電圧位相ωｔを演算
する位相検出回路６１からなる。補償電流指令回路６０
は、電流センサ４で計測した三相の負荷側電流値を、位
相検出回路６４で検出した系統電圧位相ωｔの特定の倍
数で回転する回転座標により二相成分に変換する三相／
二相変換回路６０１…６０２、この結果から直流分を抽
出するローパスフィルタ６０３…６０４と、この結果に
特定次数の高調波成分に対するゲイン補償値設定回路６
０５…６０６の出力値を乗算するゲイン乗算回路６０７
…６０８と、さらにこの結果に特定次数の高調波成分に
対する位相補償値設定回路６０９…６１０の出力値分だ
け位相をずらして三相成分に戻す二相／三相変換回路６
１１…612と、それぞれの結果を加算する加算手段６１
３から構成される。ここで、６０１は系統電圧位相ωｔ
に対して＋５ωｔで回転する回転座標を用いる三相／二
相変換回路、６０２は±ｎωｔで回転する回転座標を用
いる三相／二相変換回路（ｎは任意の整数）であり、こ
れに対応して、６０５，６０６はそれぞれ五次，ｎ次の
高調波成分に対するゲイン補償値設定回路でｋ５，ｋｎ
はそれぞれ五次，ｎ次の高調波成分に対するゲイン補償
値、６０７，６０８はそれぞれ五次，ｎ次の高調波成分
に対するゲイン乗算回路、６０９，６１０はそれぞれ五
次，ｎ次の高調波成分に対する位相補償値設定回路でθ
５，θｎはそれぞれ五次，ｎ次の高調波成分に対する位
相補償値、６１１，６１２はそれぞれ±(５ωｔ＋θ
５）， ±(７ωｔ＋θ７)，±(ｎωｔ＋θｎ)で回転
する回転座標を用いる二相／三相変換回路である。
照して説明する。図１は本発明の一実施例を示すもので
ある。アクティブフィルタは、補償電流を注入するイン
バータ装置１，インバータと系統を結合する結合リアク
トル２，系統電圧を計測する電圧センサ３，アクティブ
フィルタ接続点から負荷側の電流を計測する電流センサ
４，インバータ出力電流を計測する電流センサ５および
制御装置６より構成される。制御装置６は、電流センサ
４で計測した負荷側電流の高調波成分を検出し補償電流
指令値を演算する補償指令値演算回路６０，補償電流指
令と電流センサ４で検出したインバータ出力電流との偏
差を０に近づけるように制御する電流制御回路６２，電
流制御回路の出力にＰＷＭ変調を行い、インバータのゲ
ートパルスを出力するＰＷＭ制御回路６３および電圧セ
ンサ３で計測した系統電圧から系統電圧位相ωｔを演算
する位相検出回路６１からなる。補償電流指令回路６０
は、電流センサ４で計測した三相の負荷側電流値を、位
相検出回路６４で検出した系統電圧位相ωｔの特定の倍
数で回転する回転座標により二相成分に変換する三相／
二相変換回路６０１…６０２、この結果から直流分を抽
出するローパスフィルタ６０３…６０４と、この結果に
特定次数の高調波成分に対するゲイン補償値設定回路６
０５…６０６の出力値を乗算するゲイン乗算回路６０７
…６０８と、さらにこの結果に特定次数の高調波成分に
対する位相補償値設定回路６０９…６１０の出力値分だ
け位相をずらして三相成分に戻す二相／三相変換回路６
１１…612と、それぞれの結果を加算する加算手段６１
３から構成される。ここで、６０１は系統電圧位相ωｔ
に対して＋５ωｔで回転する回転座標を用いる三相／二
相変換回路、６０２は±ｎωｔで回転する回転座標を用
いる三相／二相変換回路（ｎは任意の整数）であり、こ
れに対応して、６０５，６０６はそれぞれ五次，ｎ次の
高調波成分に対するゲイン補償値設定回路でｋ５，ｋｎ
はそれぞれ五次，ｎ次の高調波成分に対するゲイン補償
値、６０７，６０８はそれぞれ五次，ｎ次の高調波成分
に対するゲイン乗算回路、６０９，６１０はそれぞれ五
次，ｎ次の高調波成分に対する位相補償値設定回路でθ
５，θｎはそれぞれ五次，ｎ次の高調波成分に対する位
相補償値、６１１，６１２はそれぞれ±(５ωｔ＋θ
５）， ±(７ωｔ＋θ７)，±(ｎωｔ＋θｎ)で回転
する回転座標を用いる二相／三相変換回路である。
【００１２】まず、補償電流指令回路６１で行われる三
相／二相変換と二相／三相変換を用いるゲイン補償と位
相補償の原理について説明する。ここでは、まず五次の
高調波正相分に対するゲイン補償と位相補償について説
明する。数１で表される負荷電流の五次正相分に対し
て、５ωｔで回転する回転座標による三相／二相変換を
行うと数２のようになる。
相／二相変換と二相／三相変換を用いるゲイン補償と位
相補償の原理について説明する。ここでは、まず五次の
高調波正相分に対するゲイン補償と位相補償について説
明する。数１で表される負荷電流の五次正相分に対し
て、５ωｔで回転する回転座標による三相／二相変換を
行うと数２のようになる。
【００１３】
【数１】
【００１４】
【数２】
【００１５】ここでＩ5 は五次高調波電流の振幅、ωは
基本波に対する角周波数、φは初期位相を表す。このよ
うに五次正相分は二相の直流分になり、その他の成分は
交流分になるので、ローパスフィルタによって五次正相
分に関する成分のみを抽出できる。この結果に５ωｔで
回転する回転座標による二相／三相変換を行うと数３の
ように元の五次正相分に戻される。
基本波に対する角周波数、φは初期位相を表す。このよ
うに五次正相分は二相の直流分になり、その他の成分は
交流分になるので、ローパスフィルタによって五次正相
分に関する成分のみを抽出できる。この結果に５ωｔで
回転する回転座標による二相／三相変換を行うと数３の
ように元の五次正相分に戻される。
【００１６】
【数３】
【００１７】これに対して、数４のように二相成分に係
数ｋ５を乗算し、（５ωｔ＋θ５）で回転する回転座標
により二相／三相変換すると、結果は元に対して、振幅
がｋ５倍，位相がθ５進んだ五次正相分が得られる。
数ｋ５を乗算し、（５ωｔ＋θ５）で回転する回転座標
により二相／三相変換すると、結果は元に対して、振幅
がｋ５倍，位相がθ５進んだ五次正相分が得られる。
【００１８】
【数４】
【００１９】したがって、ｋ５とθ５を適当に設定する
ことにより、五次正相分に対するゲインと位相を補償で
きる。次に数５の五次逆相分に対しては、数６のように
−５ωｔで回転する回転座標による三相／二相変換を行
い、結果の二相成分に数７のように、係数ｋ５を乗算
し、−(５ωｔ＋θ５)で回転する回転座標により二相／
三相変換すると、元に対して振幅がｋ５倍，位相がθ５
進んだ五次逆相分が得られる。
ことにより、五次正相分に対するゲインと位相を補償で
きる。次に数５の五次逆相分に対しては、数６のように
−５ωｔで回転する回転座標による三相／二相変換を行
い、結果の二相成分に数７のように、係数ｋ５を乗算
し、−(５ωｔ＋θ５)で回転する回転座標により二相／
三相変換すると、元に対して振幅がｋ５倍，位相がθ５
進んだ五次逆相分が得られる。
【００２０】
【数５】
【００２１】
【数６】
【００２２】
【数７】
【００２３】したがって、五次逆相分に対するゲインと
位相を補償できる。
位相を補償できる。
【００２４】このようにして、±５ωｔで回転する回転
座標を用いる三相／二相変換と回転位相をずらした二相
／三相変換を用いて、五次成分に対するゲインと位相を
補償できる。同様にｎ次成分に対しても±ｎωｔで回転
する回転座標による三相／二相変換を行い、その結果の
直流分に係数ｋｎを乗算して±(ｎωｔ＋θｎ)で回転す
る回転座標により二相／三相変換することにより、ｎ次
成分に対するゲインと位相を補償できる。
座標を用いる三相／二相変換と回転位相をずらした二相
／三相変換を用いて、五次成分に対するゲインと位相を
補償できる。同様にｎ次成分に対しても±ｎωｔで回転
する回転座標による三相／二相変換を行い、その結果の
直流分に係数ｋｎを乗算して±(ｎωｔ＋θｎ)で回転す
る回転座標により二相／三相変換することにより、ｎ次
成分に対するゲインと位相を補償できる。
【００２５】次に補償値の設定について説明する。図１
で示されるアクティブフィルタの制御系で、遅れ要素に
は、各演算回路での演算遅れ，センサの検出遅れ，ＰＷ
Ｍ制御の遅れ，インバータと系統とを結合する結合リア
クトルによる遅れ、また制御回路をディジタル化した場
合にはサンプラの遅れが存在する。図２(ａ)は負荷電流
検出のアクティブフィルタを示したものであり、負荷側
の高調波電流ｉＬｈ，アクティブフィルタの電流ｉＡＦ
を図の向きに取っているため、ｉＡＦ＝ｉＬｈならば、
電源側電流の高調波成分は０となる。このとき、ｉＡＦ
／ｉＬｈの周波数特性はゲイン０ｄＢ，位相０゜の直線
となり、制御が理想的に働いた場合の特性を示す。しか
し、実際には既に述べたような遅れ要素が存在するた
め、ｉＡＦ／ｉＬｈの周波数特性は図２（ｂ）のように
なり、アクティブフィルタの電流はゲインが低下し、位
相が遅れる。このゲインの低下と位相の遅れで生じる差
は補償誤差となって電源電流に残るため、補償効果が低
減する。そこで理想的な特性との差を補償値として、ゲ
インを上げ、位相を進める補償をする。例えば五次の高
調波に対しては、図２（ｂ）よりｋ５を１０のα／２０
乗，θ５＝βと補償値を決めて、この数値をそれぞれ五
次高調波に対するゲイン補償値設定回路６０５と位相補
償値設定回路６０９に設定する。任意のｎ次高調波に対
しても同様の方法で補償値を設定できる。
で示されるアクティブフィルタの制御系で、遅れ要素に
は、各演算回路での演算遅れ，センサの検出遅れ，ＰＷ
Ｍ制御の遅れ，インバータと系統とを結合する結合リア
クトルによる遅れ、また制御回路をディジタル化した場
合にはサンプラの遅れが存在する。図２(ａ)は負荷電流
検出のアクティブフィルタを示したものであり、負荷側
の高調波電流ｉＬｈ，アクティブフィルタの電流ｉＡＦ
を図の向きに取っているため、ｉＡＦ＝ｉＬｈならば、
電源側電流の高調波成分は０となる。このとき、ｉＡＦ
／ｉＬｈの周波数特性はゲイン０ｄＢ，位相０゜の直線
となり、制御が理想的に働いた場合の特性を示す。しか
し、実際には既に述べたような遅れ要素が存在するた
め、ｉＡＦ／ｉＬｈの周波数特性は図２（ｂ）のように
なり、アクティブフィルタの電流はゲインが低下し、位
相が遅れる。このゲインの低下と位相の遅れで生じる差
は補償誤差となって電源電流に残るため、補償効果が低
減する。そこで理想的な特性との差を補償値として、ゲ
インを上げ、位相を進める補償をする。例えば五次の高
調波に対しては、図２（ｂ）よりｋ５を１０のα／２０
乗，θ５＝βと補償値を決めて、この数値をそれぞれ五
次高調波に対するゲイン補償値設定回路６０５と位相補
償値設定回路６０９に設定する。任意のｎ次高調波に対
しても同様の方法で補償値を設定できる。
【００２６】このように各次数の高調波に対して、あら
かじめゲインと位相をその次数の高調波に応じた最適な
設定値で高精度に補償し、これらを合成したものを補償
電流指令とすることで、遅れ要素によるゲインの低下と
位相遅れを相殺できるため、高調波の補償効果を向上で
きる。また結合リアクトルなどの回路定数の変更，スイ
ッチング周波数の変更等、外部条件の変化により特性が
変わる場合には、その都度ゲインの低下分と位相の遅れ
を求め、補償値設定回路の設定値を直すことで容易に対
処できる。
かじめゲインと位相をその次数の高調波に応じた最適な
設定値で高精度に補償し、これらを合成したものを補償
電流指令とすることで、遅れ要素によるゲインの低下と
位相遅れを相殺できるため、高調波の補償効果を向上で
きる。また結合リアクトルなどの回路定数の変更，スイ
ッチング周波数の変更等、外部条件の変化により特性が
変わる場合には、その都度ゲインの低下分と位相の遅れ
を求め、補償値設定回路の設定値を直すことで容易に対
処できる。
【００２７】図１の実施例では、二相／三相変換回路で
位相補償値設定回路から出力された設定値に基づき位相
を補償していたが、三相／二相変換回路で、位相補償値
設定回路から出力された設定値に基づき位相を補償して
もよい。この方法によるゲイン・位相補償の原理を五次
正相分を対象とする場合を例に説明する。数１で表され
る負荷電流の五次正相分に対して、（５ωｔ−θ５）で
回転する回転座標による三相／二相変換を行うと数８の
ようになる。
位相補償値設定回路から出力された設定値に基づき位相
を補償していたが、三相／二相変換回路で、位相補償値
設定回路から出力された設定値に基づき位相を補償して
もよい。この方法によるゲイン・位相補償の原理を五次
正相分を対象とする場合を例に説明する。数１で表され
る負荷電流の五次正相分に対して、（５ωｔ−θ５）で
回転する回転座標による三相／二相変換を行うと数８の
ようになる。
【００２８】
【数８】
【００２９】ローパスフィルタによってこの成分のみを
抽出したとして、この結果に係数ｋ５を乗算し、５ωｔ
で回転する回転座標による二相／三相変換を行うと数９
のように元に対して、振幅がｋ５倍，位相がθ５進んだ
五次正相分が得られる。
抽出したとして、この結果に係数ｋ５を乗算し、５ωｔ
で回転する回転座標による二相／三相変換を行うと数９
のように元に対して、振幅がｋ５倍，位相がθ５進んだ
五次正相分が得られる。
【００３０】
【数９】
【００３１】したがって、ｋ５とθ５を適当に設定する
ことにより、五次正相分に対するゲインと位相を補償で
きる。この方法は五次逆相分、さらに任意のｎ次の正相
および逆相分に対しても同様に適用できる。
ことにより、五次正相分に対するゲインと位相を補償で
きる。この方法は五次逆相分、さらに任意のｎ次の正相
および逆相分に対しても同様に適用できる。
【００３２】また、三相／二相変換後の二相成分に対し
て、二相成分を二次元のベクトルと考え位相補償値設定
回路から出力された設定値だけ回転変換を行い、位相を
補償してもよい。この方法によるゲイン・位相補償の原
理を五次正相分を対象とする場合を例に説明する。数１
で表される負荷電流の五次正相分に対して、５ωｔで回
転する回転座標による三相／二相変換を行うと数２のよ
うになる。ローパスフィルタによってこの成分のみを抽
出したとして、この結果に、数１０のように回転行列に
より位相をθ５回転させて係数ｋ５を乗算する。
て、二相成分を二次元のベクトルと考え位相補償値設定
回路から出力された設定値だけ回転変換を行い、位相を
補償してもよい。この方法によるゲイン・位相補償の原
理を五次正相分を対象とする場合を例に説明する。数１
で表される負荷電流の五次正相分に対して、５ωｔで回
転する回転座標による三相／二相変換を行うと数２のよ
うになる。ローパスフィルタによってこの成分のみを抽
出したとして、この結果に、数１０のように回転行列に
より位相をθ５回転させて係数ｋ５を乗算する。
【００３３】
【数１０】
【００３４】さらにこの結果に５ωｔで回転する回転座
標による二相／三相変換を行うと数１１のように元に対
して、振幅がｋ５倍，位相がθ５進んだ五次正相分が得
られる。
標による二相／三相変換を行うと数１１のように元に対
して、振幅がｋ５倍，位相がθ５進んだ五次正相分が得
られる。
【００３５】
【数１１】
【００３６】したがって、ｋ５とθ５を適当に設定する
ことにより、五次正相分に対するゲインと位相を補償で
きる。この方法は五次逆相分、さらに任意のｎ次の正相
および逆相分に対しても同様に適用できる。
ことにより、五次正相分に対するゲインと位相を補償で
きる。この方法は五次逆相分、さらに任意のｎ次の正相
および逆相分に対しても同様に適用できる。
【００３７】本発明では負荷電流検出方式を例に説明し
たが、電源電流検出方式，電圧検出方式のアクティブフ
ィルタに対しても同様に適用できる。
たが、電源電流検出方式，電圧検出方式のアクティブフ
ィルタに対しても同様に適用できる。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、制御系の遅れ要素によ
るゲインの低下と位相の遅れを各次数の高調波毎に最適
かつ高精度に補償できるため、高次の高調波に対しても
高い補償効果を維持できる。また回路定数の変更等で補
償すべき値が変化した場合でも、設定値を変更するだけ
で容易に対応できる。
るゲインの低下と位相の遅れを各次数の高調波毎に最適
かつ高精度に補償できるため、高次の高調波に対しても
高い補償効果を維持できる。また回路定数の変更等で補
償すべき値が変化した場合でも、設定値を変更するだけ
で容易に対応できる。
【図１】本発明のアクティブフィルタ制御装置の第一の
実施例を示すブロック図。
実施例を示すブロック図。
【図２】負荷電流検出方式アクティブフィルタの説明
図。
図。
１…インバータ回路、６…アクティブフィルタ制御回
路、６０…補償電流指令演算回路、６２…電流制御回
路、６０１…三相／二相変換回路、６０３…ローパスフ
ィルタ、６０５…ゲイン補償値設定回路、６０７…ゲイ
ン乗算回路、６０９…位相補償値設定回路、６１１…二
相／三相変換回路。
路、６０…補償電流指令演算回路、６２…電流制御回
路、６０１…三相／二相変換回路、６０３…ローパスフ
ィルタ、６０５…ゲイン補償値設定回路、６０７…ゲイ
ン乗算回路、６０９…位相補償値設定回路、６１１…二
相／三相変換回路。
Claims (1)
- 【請求項１】電力系統に対し結合リアクトルを介してイ
ンバータが接続され、前記インバータが出力する補償電
流を制御するアクティブフィルタの制御装置で、系統電
圧または電流を検出するセンサを備え、前記センサの信
号から前記系統電圧または電流に含まれる高調波成分を
抽出し、これを抑制するような補償電流指令を演算する
補償電流指令演算回路において、各次数の高調波に同期
した回転座標による三相／二相変換，直流成分抽出フィ
ルタ，前記三相／二相変換の逆変換の二相／三相変換に
より各次数の高調波成分に分解する手段をもち、各次数
の高調波に対して前記三相／二相変換と前記二相／三相
変換の間で位相を進める位相補償手段と、前記二相信号
に対してゲインを乗算するゲイン補償手段とこれらのゲ
イン補償値と位相補償値を設定する手段とを備え、各次
数に対する結果を加算する手段をもち、加算した結果を
前記補償電流指令としたことを特徴とするアクティブフ
ィルタ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8042433A JPH09233701A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | アクティブフィルタの制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8042433A JPH09233701A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | アクティブフィルタの制御装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233701A true JPH09233701A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12635944
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8042433A Pending JPH09233701A (ja) | 1996-02-29 | 1996-02-29 | アクティブフィルタの制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09233701A (ja) |
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19819869A1 (de) * | 1998-04-27 | 1999-10-28 | Ruediger Bredtmann | Verfahren zur Kompensation von Stromoberschwingungen in elektrischen Energienetzen mit Verträglichkeitspegelregelung |
| WO2002078158A3 (en) * | 2001-03-21 | 2003-08-07 | Honeywell Internation Inc | Active filter for power distribution system with selectable harmonic elimination |
| JP2009232682A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Abb Schweiz Ag | 変換器回路の動作方法およびこの方法を実行するための装置 |
| JP2009247136A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hitachi Ltd | 電力変換装置およびその高調波電流抑制方法 |
| JP2012151963A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| JP2013085338A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Daihen Corp | 位相調整装置、系統対抗分生成装置、系統連系インバータシステム、および、位相調整方法 |
| JP2013090396A (ja) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Meidensha Corp | 電力変換装置 |
| CN103595066A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-02-19 | 国电南京自动化股份有限公司 | 电网故障下三相并网变流器电压控制及相移补偿方法 |
| WO2014091915A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | ダイキン工業株式会社 | アクティブフィルタ制御装置 |
| JP2014217140A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 東洋電機製造株式会社 | インバータ制御装置 |
| LU92371B1 (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-07 | Univ Luxembourg | Method and means for harmonics compensation in electrical power generation |
| CN106532678A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制方法及装置 |
| JP2018046654A (ja) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 富士電機株式会社 | 電力変換器の制御装置 |
-
1996
- 1996-02-29 JP JP8042433A patent/JPH09233701A/ja active Pending
Cited By (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19819869A1 (de) * | 1998-04-27 | 1999-10-28 | Ruediger Bredtmann | Verfahren zur Kompensation von Stromoberschwingungen in elektrischen Energienetzen mit Verträglichkeitspegelregelung |
| DE19819869C2 (de) * | 1998-04-27 | 2001-06-21 | Ruediger Bredtmann | Verfahren zur Kompensation von Stromoberschwingungen in elektrischen Energienetzen mit Verträglichkeitspegelregelung |
| WO2002078158A3 (en) * | 2001-03-21 | 2003-08-07 | Honeywell Internation Inc | Active filter for power distribution system with selectable harmonic elimination |
| US6882549B2 (en) | 2001-03-21 | 2005-04-19 | Honeywell International Inc. | Active filter for power distribution system with selectable harmonic elimination |
| JP2009232682A (ja) * | 2008-03-19 | 2009-10-08 | Abb Schweiz Ag | 変換器回路の動作方法およびこの方法を実行するための装置 |
| JP2009247136A (ja) * | 2008-03-31 | 2009-10-22 | Hitachi Ltd | 電力変換装置およびその高調波電流抑制方法 |
| JP2012151963A (ja) * | 2011-01-18 | 2012-08-09 | Daikin Ind Ltd | 電力変換装置 |
| JP2013085338A (ja) * | 2011-10-07 | 2013-05-09 | Daihen Corp | 位相調整装置、系統対抗分生成装置、系統連系インバータシステム、および、位相調整方法 |
| JP2013090396A (ja) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Meidensha Corp | 電力変換装置 |
| WO2014091915A1 (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-19 | ダイキン工業株式会社 | アクティブフィルタ制御装置 |
| JP2014121145A (ja) * | 2012-12-14 | 2014-06-30 | Daikin Ind Ltd | アクティブフィルタ制御装置 |
| EP2933893A4 (en) * | 2012-12-14 | 2016-07-27 | Daikin Ind Ltd | Active filter control device |
| US9835364B2 (en) | 2012-12-14 | 2017-12-05 | Daikin Industries, Ltd. | Active filter control device |
| JP2014217140A (ja) * | 2013-04-24 | 2014-11-17 | 東洋電機製造株式会社 | インバータ制御装置 |
| CN103595066A (zh) * | 2013-11-01 | 2014-02-19 | 国电南京自动化股份有限公司 | 电网故障下三相并网变流器电压控制及相移补偿方法 |
| LU92371B1 (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-07 | Univ Luxembourg | Method and means for harmonics compensation in electrical power generation |
| JP2018046654A (ja) * | 2016-09-14 | 2018-03-22 | 富士電機株式会社 | 電力変換器の制御装置 |
| CN106532678A (zh) * | 2016-12-30 | 2017-03-22 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制方法及装置 |
| CN106532678B (zh) * | 2016-12-30 | 2023-11-07 | 南方电网科学研究院有限责任公司 | 一种针对直流输电系统的二次谐波电流抑制方法及装置 |
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