JPH09233843A - 自励式無効電力補償装置の制御方法 - Google Patents
自励式無効電力補償装置の制御方法Info
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- JPH09233843A JPH09233843A JP8035203A JP3520396A JPH09233843A JP H09233843 A JPH09233843 A JP H09233843A JP 8035203 A JP8035203 A JP 8035203A JP 3520396 A JP3520396 A JP 3520396A JP H09233843 A JPH09233843 A JP H09233843A
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- 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)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 過度的に変動する有効電力と無効電力を補償
する自励式無効電力補償装置において、過負荷防止のた
めの補償電流抑制ゲインによって無効電力補償効果が損
なわれ、結果的に全体の電力補償効果が低下することが
ある。 【解決手段】 負荷電流ＩL から得られた補償対象の変
動有効電力信号Ｐ2 と変動無効電力信号Ｑ2 を求め、変
動無効電力信号Ｑ2 を第１ゲイン演算回路２４で定格Ｑ
C を超えた場合だけゲイン調整して補償無効電力信号Ｑ
3 を求め、変動有効電力信号Ｐ2 と補償無効電力信号Ｑ
3 の合成皮相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC を超
えた場合のみ第２ゲイン演算回路２６で変動有効電力信
号Ｐ2 だけをゲイン調整して補償有効電力信号Ｐ3 を算
出する。各電力信号Ｐ3 、Ｑ3 から補償有効電流信号Ｉ
Q2と補償無効電流信号ＩP2を求め、これを加算して自励
式ＳＶＣのインバータを制御する補償電流指令信号ＩC
refを得る。
する自励式無効電力補償装置において、過負荷防止のた
めの補償電流抑制ゲインによって無効電力補償効果が損
なわれ、結果的に全体の電力補償効果が低下することが
ある。 【解決手段】 負荷電流ＩL から得られた補償対象の変
動有効電力信号Ｐ2 と変動無効電力信号Ｑ2 を求め、変
動無効電力信号Ｑ2 を第１ゲイン演算回路２４で定格Ｑ
C を超えた場合だけゲイン調整して補償無効電力信号Ｑ
3 を求め、変動有効電力信号Ｐ2 と補償無効電力信号Ｑ
3 の合成皮相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC を超
えた場合のみ第２ゲイン演算回路２６で変動有効電力信
号Ｐ2 だけをゲイン調整して補償有効電力信号Ｐ3 を算
出する。各電力信号Ｐ3 、Ｑ3 から補償有効電流信号Ｉ
Q2と補償無効電流信号ＩP2を求め、これを加算して自励
式ＳＶＣのインバータを制御する補償電流指令信号ＩC
refを得る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アーク炉のフリッ
カ対策等に使用される自励式無効電力補償装置（以下、
自励式ＳＶＣと称する）の制御方法で、詳しくは、電力
系統の過度的な負荷変動に伴う変動無効電力と変動有効
電力による電圧変動を抑制する自励式ＳＶＣの制御方法
に関する。
カ対策等に使用される自励式無効電力補償装置（以下、
自励式ＳＶＣと称する）の制御方法で、詳しくは、電力
系統の過度的な負荷変動に伴う変動無効電力と変動有効
電力による電圧変動を抑制する自励式ＳＶＣの制御方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】電力系統に設置されるインバータ仕様の
自励式ＳＶＣの制御方法として、電力系統の定常的な電
力変動は補償対象とせず、過度的な負荷変動に伴う変動
無効電力と変動有効電力による電圧変動だけを抑制する
方法がある。この制御方法は、電力系統の負荷電流から
補償対象としない定常有効電流信号と定常無効電流信号
を差し引いて、過度的な負荷変動に伴う変動有効電流信
号と変動無効電流信号を求め、この求めた両電流信号を
合成して自励式ＳＶＣのＰＷＭ（パルス幅変調）方式イ
ンバータのスイッチングを制御する補償電流指令信号を
得ている。このような制御方法は、アーク炉のフリッカ
対策等に優れた補償効果があることで知られており、そ
の従来の制御アルゴリズムを図２の制御ブロックを参照
して説明する。
自励式ＳＶＣの制御方法として、電力系統の定常的な電
力変動は補償対象とせず、過度的な負荷変動に伴う変動
無効電力と変動有効電力による電圧変動だけを抑制する
方法がある。この制御方法は、電力系統の負荷電流から
補償対象としない定常有効電流信号と定常無効電流信号
を差し引いて、過度的な負荷変動に伴う変動有効電流信
号と変動無効電流信号を求め、この求めた両電流信号を
合成して自励式ＳＶＣのＰＷＭ（パルス幅変調）方式イ
ンバータのスイッチングを制御する補償電流指令信号を
得ている。このような制御方法は、アーク炉のフリッカ
対策等に優れた補償効果があることで知られており、そ
の従来の制御アルゴリズムを図２の制御ブロックを参照
して説明する。
【０００３】電力系統（図示せず）からの負荷電流ＩL
が有効電力補償電流指令信号演算回路１と無効電力補償
電流演算回路２に入力される。有効電力補償電流指令信
号演算回路１は、負荷電流ＩL から補償対象としない定
常有効電流ＩP1を演算して出力する。無効電力補償電流
指令信号演算回路２は、負荷電流ＩL から補償対象とし
ない定常無効電流ＩQ1を演算して出力する。
が有効電力補償電流指令信号演算回路１と無効電力補償
電流演算回路２に入力される。有効電力補償電流指令信
号演算回路１は、負荷電流ＩL から補償対象としない定
常有効電流ＩP1を演算して出力する。無効電力補償電流
指令信号演算回路２は、負荷電流ＩL から補償対象とし
ない定常無効電流ＩQ1を演算して出力する。
【０００４】即ち、有効電力補償電流指令信号演算回路
１に入力された負荷電流ＩL に電力系統の系統電圧と同
相の同期正弦波信号Ｓ0 を乗算器３で乗算して求めた瞬
時の有効電力信号をＬＰＦ（ローパスフィルタ）４で平
滑して補償対象としない定常有効電力信号Ｐ1 を求め、
これに同期正弦波信号Ｓ0 を乗算器５で乗算して振幅調
整された定常有効電流ＩP1を算出する。また、無効電力
補償電流指令信号演算回路２に入力された負荷電流ＩL
に同期正弦波信号Ｓ0 と９０゜位相差の９０゜位相同期
正弦波信号Ｓ90を乗算器７で乗算して求めた瞬時の無効
電力信号をＬＰＦ８で平滑して、補償対象としない定常
無効電力信号Ｑ1 を求め、これに９０゜位相同期正弦波
信号Ｓ90を乗算器９で乗算して振幅調整された定常無効
電流ＩQ1を算出する。
１に入力された負荷電流ＩL に電力系統の系統電圧と同
相の同期正弦波信号Ｓ0 を乗算器３で乗算して求めた瞬
時の有効電力信号をＬＰＦ（ローパスフィルタ）４で平
滑して補償対象としない定常有効電力信号Ｐ1 を求め、
これに同期正弦波信号Ｓ0 を乗算器５で乗算して振幅調
整された定常有効電流ＩP1を算出する。また、無効電力
補償電流指令信号演算回路２に入力された負荷電流ＩL
に同期正弦波信号Ｓ0 と９０゜位相差の９０゜位相同期
正弦波信号Ｓ90を乗算器７で乗算して求めた瞬時の無効
電力信号をＬＰＦ８で平滑して、補償対象としない定常
無効電力信号Ｑ1 を求め、これに９０゜位相同期正弦波
信号Ｓ90を乗算器９で乗算して振幅調整された定常無効
電流ＩQ1を算出する。
【０００５】以上のように算出された定常有効電流ＩP1
と定常無効電流ＩQ1を加算器１１で加算して合成された
定常電流信号を負荷電流ＩL から減算器６で差し引い
て、前段の補償電流指令信号ＩC1が算出され、これがゲ
イン演算回路１２で必要に応じて振幅調整されて、最終
的な補償電流指令信号ＩC refとなる。最終の補償電流指
令信号ＩC refが自励式ＳＶＣのＰＷＭ方式インバータ制
御部に出力されて、インバータのスイッチング素子がス
イッチング制御され、インバータから電力系統にＳＶＣ
出力電流が供給されて、電力系統の過度的な負荷変動に
伴う電圧変動が抑制される。
と定常無効電流ＩQ1を加算器１１で加算して合成された
定常電流信号を負荷電流ＩL から減算器６で差し引い
て、前段の補償電流指令信号ＩC1が算出され、これがゲ
イン演算回路１２で必要に応じて振幅調整されて、最終
的な補償電流指令信号ＩC refとなる。最終の補償電流指
令信号ＩC refが自励式ＳＶＣのＰＷＭ方式インバータ制
御部に出力されて、インバータのスイッチング素子がス
イッチング制御され、インバータから電力系統にＳＶＣ
出力電流が供給されて、電力系統の過度的な負荷変動に
伴う電圧変動が抑制される。
【０００６】ゲイン演算回路１２は、前段の補償電流指
令信号ＩC1のピーク値ＩC1 peakが自励式ＳＶＣのインバ
ータ容量で決まる定格（ピーク値）ＩCR peakを超えて過
負荷となるのを防止するもので、次式の抑制ゲインＫが
設定される。
令信号ＩC1のピーク値ＩC1 peakが自励式ＳＶＣのインバ
ータ容量で決まる定格（ピーク値）ＩCR peakを超えて過
負荷となるのを防止するもので、次式の抑制ゲインＫが
設定される。
【０００７】 ・ＩC1 peak＞ＩCR peakの場合 Ｋ＝ＩCR peak／ＩC1 peak ・ＩC1 peak≦ＩCR peakの場合 Ｋ＝１ 従って、前段の補償電流指令信号ＩC1のピーク値ＩC1
peakが定格ＩCR peakを超えないとき（ＩC1 peak≦ＩCR
peakの場合）は、過負荷状態とならないのでＫ＝１とな
って、前段の補償電流指令信号ＩC1がそのまま最終的な
補償電流指令信号Ｉ C refとして自励式ＳＶＣに出力され
る。また、前段の補償電流指令信号ＩC1のピーク値ＩC1
peakが定格ＩCR peakを超えるとき（ＩC1 peak＞ＩCR peak
の場合）、補償電流指令信号ＩC1をそのまま自励式ＳＶ
Ｃに出力すると過負荷状態を引き起こすことがあるの
で、この過負荷状態発生を防止するために、抑制ゲイン
Ｋ＝ＩCR peak／ＩC1 peakの式から０＜Ｋ＜１の抑制ゲイ
ンＫを演算して、この抑制ゲインＫを補償電流指令信号
ＩC1に乗算器１３で乗算してその振幅を抑制し、最終的
な補償電流指令信号ＩC refの振幅が定格ＩCRの１００％
に制限されるようゲイン調整している。
peakが定格ＩCR peakを超えないとき（ＩC1 peak≦ＩCR
peakの場合）は、過負荷状態とならないのでＫ＝１とな
って、前段の補償電流指令信号ＩC1がそのまま最終的な
補償電流指令信号Ｉ C refとして自励式ＳＶＣに出力され
る。また、前段の補償電流指令信号ＩC1のピーク値ＩC1
peakが定格ＩCR peakを超えるとき（ＩC1 peak＞ＩCR peak
の場合）、補償電流指令信号ＩC1をそのまま自励式ＳＶ
Ｃに出力すると過負荷状態を引き起こすことがあるの
で、この過負荷状態発生を防止するために、抑制ゲイン
Ｋ＝ＩCR peak／ＩC1 peakの式から０＜Ｋ＜１の抑制ゲイ
ンＫを演算して、この抑制ゲインＫを補償電流指令信号
ＩC1に乗算器１３で乗算してその振幅を抑制し、最終的
な補償電流指令信号ＩC refの振幅が定格ＩCRの１００％
に制限されるようゲイン調整している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】図２の制御方法におい
ては、系統電圧の過度的に変動する変動電力全体の補償
効果が悪くなる場合がある。即ち、図３に自励式ＳＶＣ
１４と負荷１５を有する電力系統の主回路の等価回路を
示すと、負荷電圧ＶL の変動△ＶL は、系統インピーダ
ンスを［Ｒ＋ｊＸ］、負荷電流を［ＩL ＝ＩLP＋ｊ
ＩLQ：ＩLPは有効電流、ＩLQは無効電流］、ＳＶＣ出力
電流を［ＩC ＝ＩCP＋ｊＩCQ：ＩCPは有効電流、ＩCQは
無効電流］とすると、 △ＶL ＝Ｒ（ＩLP＋ＩCP）−Ｘ（ＩLQ＋ＩCQ） の式で表される。
ては、系統電圧の過度的に変動する変動電力全体の補償
効果が悪くなる場合がある。即ち、図３に自励式ＳＶＣ
１４と負荷１５を有する電力系統の主回路の等価回路を
示すと、負荷電圧ＶL の変動△ＶL は、系統インピーダ
ンスを［Ｒ＋ｊＸ］、負荷電流を［ＩL ＝ＩLP＋ｊ
ＩLQ：ＩLPは有効電流、ＩLQは無効電流］、ＳＶＣ出力
電流を［ＩC ＝ＩCP＋ｊＩCQ：ＩCPは有効電流、ＩCQは
無効電流］とすると、 △ＶL ＝Ｒ（ＩLP＋ＩCP）−Ｘ（ＩLQ＋ＩCQ） の式で表される。
【０００９】ここで、通常の電力系統においては、系統
インピーダンスの抵抗分Ｒとリアクタンス分Ｘは、Ｒ＜
Ｘの関係にある。この関係にある場合の変動電圧△ＶL
の補償効果は、有効電流ＩCPによる補償の効果よりも無
効電流ＩCQによる補償効果の割合が１０倍程度大きいの
が通常である。極言すると有効電力補償が零に近くて
も、無効電力補償があれば、ＳＶＣ機能として十分であ
る場合が多々ある。
インピーダンスの抵抗分Ｒとリアクタンス分Ｘは、Ｒ＜
Ｘの関係にある。この関係にある場合の変動電圧△ＶL
の補償効果は、有効電流ＩCPによる補償の効果よりも無
効電流ＩCQによる補償効果の割合が１０倍程度大きいの
が通常である。極言すると有効電力補償が零に近くて
も、無効電力補償があれば、ＳＶＣ機能として十分であ
る場合が多々ある。
【００１０】ところが、図２の制御方法においては、自
励式ＳＶＣ１４の補償効果を上げるために、変動無効電
力△Ｑだけでなく変動有効電力△Ｐの補償も対象とし
て、前段の補償電流指令信号ＩC1の全体をゲイン調整し
ている。その結果、抑制ゲインＫがＳＶＣ出力電流ＩC
の有効電力成分と無効電力成分の両方に同じように働い
て、より大きな量の補償が期待される無効電力による補
償効果が悪くなって、全体の補償効果が悪くなる不具合
が発生することがあった。
励式ＳＶＣ１４の補償効果を上げるために、変動無効電
力△Ｑだけでなく変動有効電力△Ｐの補償も対象とし
て、前段の補償電流指令信号ＩC1の全体をゲイン調整し
ている。その結果、抑制ゲインＫがＳＶＣ出力電流ＩC
の有効電力成分と無効電力成分の両方に同じように働い
て、より大きな量の補償が期待される無効電力による補
償効果が悪くなって、全体の補償効果が悪くなる不具合
が発生することがあった。
【００１１】例えば、補償電流指令信号ＩC1の有効電力
成分Ｐが０．７ｐｕ、無効電力成分Ｑが１．０ｐｕの場
合（Ｐが７０％、Ｑが１００％の場合）、補償電流指令
信号ＩC refのＰ成分が０．５７ｐｕ、Ｑ成分が０．８２
ｐｕとなる。この場合、Ｒ＝０．００２ｐｕ、Ｘ＝０．
０２ｐｕとすると、負荷電圧ＶL の変動△ＶL は０．０
１８ｐｕの改善となる。しかし、仮に補償電流指令信号
ＩC refのＰ成分が０ｐｕで、Ｑ成分が１．０ｐｕとする
と、△ＶL ＝０．０２ｐｕの改善となり、全体としての
補償効果が低下していた。
成分Ｐが０．７ｐｕ、無効電力成分Ｑが１．０ｐｕの場
合（Ｐが７０％、Ｑが１００％の場合）、補償電流指令
信号ＩC refのＰ成分が０．５７ｐｕ、Ｑ成分が０．８２
ｐｕとなる。この場合、Ｒ＝０．００２ｐｕ、Ｘ＝０．
０２ｐｕとすると、負荷電圧ＶL の変動△ＶL は０．０
１８ｐｕの改善となる。しかし、仮に補償電流指令信号
ＩC refのＰ成分が０ｐｕで、Ｑ成分が１．０ｐｕとする
と、△ＶL ＝０．０２ｐｕの改善となり、全体としての
補償効果が低下していた。
【００１２】本発明の目的は、電力系統の過度的に変動
する有効電力と無効電力を補償する自励式ＳＶＣの全体
的な補償効果を上げることにある。
する有効電力と無効電力を補償する自励式ＳＶＣの全体
的な補償効果を上げることにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明は、電力系統の負
荷電流中から過度的に変動する補償対象の変動有効電力
信号と変動無効電力信号を求め、この両電力信号をゲイ
ン調整して自励式無効電力補償装置のインバータを制御
する補償電流指令信号を求めることにより、上記目的を
達成するものであって、変動無効電力信号の振幅を自励
式無効電力補償装置のインバータ容量で決められた定格
を超えたときだけ定格に制限するようゲイン調整して補
償無効電力信号を出力する第１ゲイン演算回路と、この
第１ゲイン演算回路の補償無効電力信号と変動有効電力
信号の合成皮相信号が定格を超えた場合のみ変動有効電
力信号だけをゲイン調整して合成皮相信号を定格に制限
して補償有効電力信号を出力する第２ゲイン演算回路か
らの補償無効電力信号と補償有効電力信号の各々から補
償無効電流信号と補償有効電流を求め、この補償無効電
流信号と補償有効電流信号を合成した電流信号を最終的
な自励式無効電力補償装置の補償電流指令信号とするこ
とを特徴とする。
荷電流中から過度的に変動する補償対象の変動有効電力
信号と変動無効電力信号を求め、この両電力信号をゲイ
ン調整して自励式無効電力補償装置のインバータを制御
する補償電流指令信号を求めることにより、上記目的を
達成するものであって、変動無効電力信号の振幅を自励
式無効電力補償装置のインバータ容量で決められた定格
を超えたときだけ定格に制限するようゲイン調整して補
償無効電力信号を出力する第１ゲイン演算回路と、この
第１ゲイン演算回路の補償無効電力信号と変動有効電力
信号の合成皮相信号が定格を超えた場合のみ変動有効電
力信号だけをゲイン調整して合成皮相信号を定格に制限
して補償有効電力信号を出力する第２ゲイン演算回路か
らの補償無効電力信号と補償有効電力信号の各々から補
償無効電流信号と補償有効電流を求め、この補償無効電
流信号と補償有効電流信号を合成した電流信号を最終的
な自励式無効電力補償装置の補償電流指令信号とするこ
とを特徴とする。
【００１４】即ち、本発明は、負荷電流から求められた
変動無効電力信号と変動有効電力信号を別々に管理し、
変動無効電力成分の単独が定格を超えた場合は、その電
力成分を定格に制限し、変動無効電力をゲイン調整した
補償無効電力信号と変動有効電力の合成皮相電力成分が
定格を超えた場合は、無効電力成分を温存させて変動有
効電力成分のみをゲイン調整して合成皮相電力成分を定
格に制限する。このように変動無効電力成分の単独が定
格を超えない場合は、そのまま変動無効電力成分を温存
させて、自励式ＳＶＣによる電力系統の実質的な電圧変
動の補償効果を上げるものである。
変動無効電力信号と変動有効電力信号を別々に管理し、
変動無効電力成分の単独が定格を超えた場合は、その電
力成分を定格に制限し、変動無効電力をゲイン調整した
補償無効電力信号と変動有効電力の合成皮相電力成分が
定格を超えた場合は、無効電力成分を温存させて変動有
効電力成分のみをゲイン調整して合成皮相電力成分を定
格に制限する。このように変動無効電力成分の単独が定
格を超えない場合は、そのまま変動無効電力成分を温存
させて、自励式ＳＶＣによる電力系統の実質的な電圧変
動の補償効果を上げるものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明制御方法を図１の実
施制御回路図を参照して説明する。
施制御回路図を参照して説明する。
【００１６】本発明の場合、電力系統の負荷電流ＩL か
ら過度的に変動する補償対象の変動有効電力信号Ｐ2 と
変動無効電力信号Ｑ2 を求め、この両電力信号Ｐ2 、Ｑ
2 を夫々に第１・第２ゲイン演算回路２４、２６で必要
に応じてゲイン調整して自励式ＳＶＣのインバータを制
御する補償電流指令信号ＩC refを求める。
ら過度的に変動する補償対象の変動有効電力信号Ｐ2 と
変動無効電力信号Ｑ2 を求め、この両電力信号Ｐ2 、Ｑ
2 を夫々に第１・第２ゲイン演算回路２４、２６で必要
に応じてゲイン調整して自励式ＳＶＣのインバータを制
御する補償電流指令信号ＩC refを求める。
【００１７】即ち、負荷電流ＩL に電力系統の系統電圧
と同相の同期正弦波信号Ｓ0 を乗算器２０で乗算して求
めた瞬時の有効電力信号を例えばＨＰＦ（ハイパスフィ
ルタ）２１で平滑して、補償対象とする変動有効電力信
号Ｐ2 を算出する。また、負荷電流ＩL に同期正弦波信
号Ｓ0 と９０゜位相差の９０゜位相同期正弦波信号Ｓ 90
を乗算器２２で乗算して求めた瞬時の無効電力信号をＨ
ＰＦ２３で平滑して、補償対象とする変動無効電力信号
Ｑ2 を算出する。尚、ＨＰＦ２１、２３の代わりにＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）を使用して、負荷電流ＩL か
ら変動有効電力信号Ｐ2 と変動無効電力信号Ｑ2 を算出
するようにしてもよい。
と同相の同期正弦波信号Ｓ0 を乗算器２０で乗算して求
めた瞬時の有効電力信号を例えばＨＰＦ（ハイパスフィ
ルタ）２１で平滑して、補償対象とする変動有効電力信
号Ｐ2 を算出する。また、負荷電流ＩL に同期正弦波信
号Ｓ0 と９０゜位相差の９０゜位相同期正弦波信号Ｓ 90
を乗算器２２で乗算して求めた瞬時の無効電力信号をＨ
ＰＦ２３で平滑して、補償対象とする変動無効電力信号
Ｑ2 を算出する。尚、ＨＰＦ２１、２３の代わりにＢＰ
Ｆ（バンドパスフィルタ）を使用して、負荷電流ＩL か
ら変動有効電力信号Ｐ2 と変動無効電力信号Ｑ2 を算出
するようにしてもよい。
【００１８】変動有効電力信号Ｐ2 と変動無効電力信号
Ｑ2 を算出すると、まず、変動無効電力信号Ｑ2 を第１
ゲイン演算回路２４で必要に応じてゲイン調整して補償
無効電力信号Ｑ3 を求める。第１ゲイン演算回路２４
は、変動無効電力信号Ｑ2 が自励式ＳＶＣのインバータ
の定格容量ＱC を超えると、 ＫQ ＝ＱC ／Ｑ2 （Ｑ2 ≦ＱC のときＫQ ＝１） である抑制ゲインＫQ を乗算器２５で変動無効電力信号
Ｑ2 に乗算する。従って、変動無効電力信号Ｑ2 が定格
容量ＱC を超えた場合、 Ｑ3 ＝ＫQ・Ｑ2 ＝ＱC の式から、定格ＱC に振幅制限された補償無効電力信号
Ｑ3 が算出される。また、変動無効電力信号Ｑ2 が定格
容量ＱC 以下の場合（Ｑ2 ≦ＱC の場合）、ＫQ ＝１と
なって、変動無効電力信号Ｑ2 がそのまま補償無効電力
信号Ｑ3 として出力される。
Ｑ2 を算出すると、まず、変動無効電力信号Ｑ2 を第１
ゲイン演算回路２４で必要に応じてゲイン調整して補償
無効電力信号Ｑ3 を求める。第１ゲイン演算回路２４
は、変動無効電力信号Ｑ2 が自励式ＳＶＣのインバータ
の定格容量ＱC を超えると、 ＫQ ＝ＱC ／Ｑ2 （Ｑ2 ≦ＱC のときＫQ ＝１） である抑制ゲインＫQ を乗算器２５で変動無効電力信号
Ｑ2 に乗算する。従って、変動無効電力信号Ｑ2 が定格
容量ＱC を超えた場合、 Ｑ3 ＝ＫQ・Ｑ2 ＝ＱC の式から、定格ＱC に振幅制限された補償無効電力信号
Ｑ3 が算出される。また、変動無効電力信号Ｑ2 が定格
容量ＱC 以下の場合（Ｑ2 ≦ＱC の場合）、ＫQ ＝１と
なって、変動無効電力信号Ｑ2 がそのまま補償無効電力
信号Ｑ3 として出力される。
【００１９】一方、第２ゲイン演算回路２６は、第１ゲ
イン演算回路２４からの補償無効電力信号Ｑ3 と変動有
効電力信号Ｐ2 の合成皮相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格
容量ＱC を超えた場合のみ変動有効電力信号Ｐ2 に抑制
ゲインＫP を乗算器２７で乗算して、合成皮相信号｜Ｐ
2 ＋ｊＱ3 ｜を定格ＱC に制限する補償有効電力信号Ｐ
3 を算出する。この場合の抑制ゲインＫP は、 ＫP ＝（ＱC 2−Ｑ3 2 ）1/2／Ｐ2 （｜Ｐ2＋ｊＱ3｜≦
ＱC のときＫP ＝１） で表され、補償有効電力信号Ｐ3 は、Ｐ3 ＝ＫP ・Ｐ2
で求められる。
イン演算回路２４からの補償無効電力信号Ｑ3 と変動有
効電力信号Ｐ2 の合成皮相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格
容量ＱC を超えた場合のみ変動有効電力信号Ｐ2 に抑制
ゲインＫP を乗算器２７で乗算して、合成皮相信号｜Ｐ
2 ＋ｊＱ3 ｜を定格ＱC に制限する補償有効電力信号Ｐ
3 を算出する。この場合の抑制ゲインＫP は、 ＫP ＝（ＱC 2−Ｑ3 2 ）1/2／Ｐ2 （｜Ｐ2＋ｊＱ3｜≦
ＱC のときＫP ＝１） で表され、補償有効電力信号Ｐ3 は、Ｐ3 ＝ＫP ・Ｐ2
で求められる。
【００２０】従って、第２ゲイン演算回路２６の合成皮
相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC を超える場合、
補償無効電力信号Ｑ3 が温存されて、変動有効電力信号
Ｐ2 だけに０＜ＫP ＜１の抑制ゲインＫP が乗算され
る。また、合成皮相信号｜Ｐ2＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC
未満の場合は、ＫP ＝１でＰ3 ＝Ｐ2 となり、変動有
効電力信号Ｐ2 がそのまま補償有効電力信号Ｐ3 として
出力される。更に、変動無効電力信号Ｑ2 が定格容量Ｑ
C を超えて、定格容量ＱC で制限された補償無効電力信
号Ｑ3 が第２ゲイン演算回路２６に入力されると、 ＱC 2−Ｑ3 2＝０ の式からＫP ＝０となり、補償有効電力信号Ｐ3 がカッ
トされ、この場合の有効電力補償は行われない。
相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC を超える場合、
補償無効電力信号Ｑ3 が温存されて、変動有効電力信号
Ｐ2 だけに０＜ＫP ＜１の抑制ゲインＫP が乗算され
る。また、合成皮相信号｜Ｐ2＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC
未満の場合は、ＫP ＝１でＰ3 ＝Ｐ2 となり、変動有
効電力信号Ｐ2 がそのまま補償有効電力信号Ｐ3 として
出力される。更に、変動無効電力信号Ｑ2 が定格容量Ｑ
C を超えて、定格容量ＱC で制限された補償無効電力信
号Ｑ3 が第２ゲイン演算回路２６に入力されると、 ＱC 2−Ｑ3 2＝０ の式からＫP ＝０となり、補償有効電力信号Ｐ3 がカッ
トされ、この場合の有効電力補償は行われない。
【００２１】上記のように算出された補償無効電力信号
Ｑ3 が、乗算器２８で９０゜位相同期正弦波信号Ｓ90と
乗算されて補償無効電流信号ＩQ2が算出される。また、
補償有効電力信号Ｐ3 が、乗算器２９で同期正弦波信号
Ｓ0 と乗算されて補償有効電流信号ＩP2が算出される。
この２つの電流信号ＩQ2とＩP2を加算器３０で加算し
て、自励式ＳＶＣのインバータを制御する最終の補償電
流指令信号ＩC refが得られる。
Ｑ3 が、乗算器２８で９０゜位相同期正弦波信号Ｓ90と
乗算されて補償無効電流信号ＩQ2が算出される。また、
補償有効電力信号Ｐ3 が、乗算器２９で同期正弦波信号
Ｓ0 と乗算されて補償有効電流信号ＩP2が算出される。
この２つの電流信号ＩQ2とＩP2を加算器３０で加算し
て、自励式ＳＶＣのインバータを制御する最終の補償電
流指令信号ＩC refが得られる。
【００２２】従って、補償電流指令信号ＩC refは、変動
無効電力信号Ｑ2 が定格容量ＱC を超えた場合と、補償
無効電力信号Ｑ3 と変動有効電力信号Ｐ2 の合成皮相信
号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC を超えた場合に定格
制限を受けて、自励式ＳＶＣの過負荷状態発生を抑制す
る。また、合成皮相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量Ｑ
C を超えた場合に、変動有効電力信号Ｐ2 だけをゲイン
調整して補償無効電力信号Ｑ3 を１００％活用する結
果、無効電力補償効果が１００％発揮されて、全体の補
償効果が向上する。更に、変動無効電力信号Ｑ2 が定格
容量ＱC を超えた場合には、補償有効電力信号Ｐ3 がカ
ットされて有効電力補償が行われないが、このことは電
圧変動△Ｖに対して有効電力による補償効果の約１０倍
も大きな無効電力による補償効果が期待される電力系統
において効果的である。即ち、例えばアーク炉のフリッ
カ対策等に使用される自励式ＳＶＣにおいては、変動有
効電力補償を犠牲にしても変動無効電力補償を１００％
の高効率で発揮することが有効であり、このような制御
に上記有効電力信号のカット処理は有効である。
無効電力信号Ｑ2 が定格容量ＱC を超えた場合と、補償
無効電力信号Ｑ3 と変動有効電力信号Ｐ2 の合成皮相信
号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量ＱC を超えた場合に定格
制限を受けて、自励式ＳＶＣの過負荷状態発生を抑制す
る。また、合成皮相信号｜Ｐ2 ＋ｊＱ3 ｜が定格容量Ｑ
C を超えた場合に、変動有効電力信号Ｐ2 だけをゲイン
調整して補償無効電力信号Ｑ3 を１００％活用する結
果、無効電力補償効果が１００％発揮されて、全体の補
償効果が向上する。更に、変動無効電力信号Ｑ2 が定格
容量ＱC を超えた場合には、補償有効電力信号Ｐ3 がカ
ットされて有効電力補償が行われないが、このことは電
圧変動△Ｖに対して有効電力による補償効果の約１０倍
も大きな無効電力による補償効果が期待される電力系統
において効果的である。即ち、例えばアーク炉のフリッ
カ対策等に使用される自励式ＳＶＣにおいては、変動有
効電力補償を犠牲にしても変動無効電力補償を１００％
の高効率で発揮することが有効であり、このような制御
に上記有効電力信号のカット処理は有効である。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、負荷電流から求めた変
動無効電力信号が定格を超える場合だけ定格にゲイン調
整し、一方、負荷電流から求めた変動有効電力信号とゲ
イン調整された補償無効電力信号の合成皮相信号が定格
を超える場合だけ補償無効電力信号を温存して変動有効
電力信号だけをゲイン調整して定格に制限したので、補
償対象の無効電力補償が常に１００％の割合で実行され
て、有効電力補償と無効電力補償が定常的に行われる自
励式ＳＶＣの全体的な△Ｖ補償効果を一段と向上させる
ことが可能となる。
動無効電力信号が定格を超える場合だけ定格にゲイン調
整し、一方、負荷電流から求めた変動有効電力信号とゲ
イン調整された補償無効電力信号の合成皮相信号が定格
を超える場合だけ補償無効電力信号を温存して変動有効
電力信号だけをゲイン調整して定格に制限したので、補
償対象の無効電力補償が常に１００％の割合で実行され
て、有効電力補償と無効電力補償が定常的に行われる自
励式ＳＶＣの全体的な△Ｖ補償効果を一段と向上させる
ことが可能となる。
【図１】本発明の制御方法の具体的実施回路例である制
御回路ブロック図
御回路ブロック図
【図２】従来の自励式無効電力補償装置の制御方法を説
明するための制御回路ブロック図
明するための制御回路ブロック図
【図３】自励式無効電力補償装置（自励式ＳＶＣ）と負
荷を設置した電力系統の主回路の等価回路図
荷を設置した電力系統の主回路の等価回路図
ＩL 負荷電流 Ｐ2 変動有効電力信号 Ｑ2 変動無効電力信号 Ｐ3 補償有効電力信号 Ｑ3 補償無効電力信号 ＩP2 補償有効電流信号 ＩQ2 補償無効電流信号 ＩC ref 補償電流指令信号 ２４ 第１ゲイン演算回路 ２６ 第２ゲイン演算回路
Claims (1)
- 【請求項１】 電力系統の負荷電流から過度的に変動す
る補償対象の変動有効電力信号と変動無効電力信号を求
め、この両電力信号をゲイン調整して自励式無効電力補
償装置のインバータを制御する補償電流指令信号を求め
る制御方法であって、 前記変動無効電力信号の振幅を自励式無効電力補償装置
のインバータ容量で決められた定格を超えたときだけ定
格に制限するようゲイン調整して補償無効電力信号を出
力する第１ゲイン演算回路と、この第１ゲイン演算回路
の補償無効電力信号と前記変動有効電力信号との合成皮
相信号が前記定格を超えた場合のみ変動有効電力信号だ
けをゲイン調整して合成皮相信号を定格に制限して補償
有効電力信号を出力する第２ゲイン演算回路からの補償
無効電力信号と補償有効電力信号の各々から補償無効電
流信号と補償有効電流を求め、この補償無効電流信号と
補償有効電流信号を合成した電流信号を最終的な自励式
無効電力補償装置の補償電流指令信号としたことを特徴
とする自励式無効電力補償装置の制御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8035203A JPH09233843A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 自励式無効電力補償装置の制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8035203A JPH09233843A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 自励式無効電力補償装置の制御方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09233843A true JPH09233843A (ja) | 1997-09-05 |
Family
ID=12435309
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8035203A Withdrawn JPH09233843A (ja) | 1996-02-22 | 1996-02-22 | 自励式無効電力補償装置の制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09233843A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105896554A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-24 | 国网江西省电力科学研究院 | 一种三相四线制svg装置输出限幅方法 |
| CN109214618A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 平高集团有限公司 | 一种农村电网局部无功补偿调配控制方法及装置 |
-
1996
- 1996-02-22 JP JP8035203A patent/JPH09233843A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105896554A (zh) * | 2016-03-17 | 2016-08-24 | 国网江西省电力科学研究院 | 一种三相四线制svg装置输出限幅方法 |
| CN109214618A (zh) * | 2017-06-29 | 2019-01-15 | 平高集团有限公司 | 一种农村电网局部无功补偿调配控制方法及装置 |
| CN109214618B (zh) * | 2017-06-29 | 2023-08-22 | 平高集团有限公司 | 一种农村电网局部无功补偿调配控制方法及装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20030506 |