JPH11318032A - 電力供給システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 交流送電では、送電線のリアクタンスの影響
を受け、送電可能な有効電力が制限される。 【解決手段】 交流送電線に直列に補償電圧発生手段を
接続し、交流送電線に流れている電流に対し、位相が電
気角でほぼ９０°ずれた電圧を発生させることで、等価
的にリアクタンスによる電圧降下分を発生する。補償電
圧発生手段から、送電線のインダクタンス分による電圧
降下を打ち消すように補償電圧を発生させれば、送電線
の等価リアクタンスがほぼゼロになる。これにより、ゼ
ロリアクタンス送電が可能になり、長距離の交流送電が
達成できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流送電線あるい
は交流配電線のインダクタンス分を打ち消すことによ
り、送電線あるいは配電線の送電能力を向上させた電力
供給システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】我が国の送電線あるいは配電線のほとん
どは周波数５０Ｈｚまたは６０Ｈｚの交流送電方式であ
り、一部の長距離の送電で、直流送電が使われている。
図３２に示すような直流送電は、送電線のリアクタンス
に影響されず、かつ、一旦直流に変換するため電力系統
間の連系が容易である等の特徴を持つ。そのため、長距
離の送電や、系統連系のために利用されるようになって
きた。しかし、交流を直流に変換する電力変換器と、直
流を交流に変換する電力変換器が必要となり、システム
コストは交流送電に対して高くなる。

【０００３】これに対し、交流送電（または配電）は、
変圧器で自由に電圧を変えることができ、交流のまま送
電線あるいは配電線で電力を供給できる利点がある。交
流送電系統の概略図を図３３に示す。また、図３４に送
電電力Ｐと位相θとの相関を示す。

【０００４】図３４に示すように、送電できる有効電力
Ｐは、送電線あるいは配電線のリアクタンスＸの影響を
受ける欠点がある。すなわち、送電端の電圧Ｅｓ、受電
端の電圧Ｅｒ、その位相差をθとした場合、送電できる
有効電力Ｐは、次式のように表わされる。

【０００５】

【数１】 従って、送電線が長距離になると、リアクタンスＸが大
きくなり、送電可能な有効電力が制限されてしまう。

【０００６】また、通常の送電では位相差θは３０°以
下で運転されているが、系統に電力変動が発生して位相
差θが９０°を超えると、いわゆる発電機の脱調現象が
生じ送電できなくなってしまう。更に送電線のリアクタ
ンスＸが大きい系統では、送電電力の最大値が小さく、
少しの電力変動でも位相差θが大きく変動し、系統が不
安定になり易い欠点がある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】交流送電では、送電線
のリアクタンスの影響を受け、送電可能な有効電力が制
限される。一方、直流送電では、送電容量分の大容量の
電力変換器が必要となり、システムコストが高くなる。

【０００８】よって、本発明は、既設の交流送電線（配
電線）を有効に利用し、リアクタンスによる影響を無く
し、送電線あるいは配電線の送電能力を高め、かつ、長
距離の送電を可能にした電力供給システムを提供するこ
とを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の請求項１に係る電力供給システムでは、補
償電圧発生手段は、交流送電線に流れている電流に対
し、位相が電気角でほぼ９０°ずれた電圧を発生させる
もので、等価的にリアクタンスによる電圧降下分を発生
する。補償電圧発生手段から、送電線のインダクタンス
分による電圧降下を打ち消すように補償電圧を発生させ
れば、送電線の等価リアクタンスがほぼゼロになる。こ
れにより、ゼロリアクタンス送電が可能になり、長距離
の交流送電が達成できる。

【００１０】また、完全にリアクタンスを打ち消さなく
とも、インダクタンス分を低減させることにより、送電
線の送電能力を格段に向上させることができる。特に、
弱小送電線の送電能力を高めるのに大きな効果が期待で
きる。

【００１１】補償電圧発生手段の容量は、直流送電の電
力変換装置の１０〜２０％程度で済み、また、既設の送
電線を利用することができるので、システムコストが非
常に割安となる。

【００１２】本発明の請求項２に係る電力供給システム
では、補償電圧発生手段は、交流送電線に流れている電
流に対し、位相が電気角でほぼ９０°ずれた電圧を発生
させるもので、等価的にリアクタンスによる電圧降下分
を発生する。補償電圧発生手段から、送電線のインダク
タンス分による電圧降下を打ち消すように補償電圧を発
生させれば、送電線の等価リアクタンスがほぼゼロにな
る。これにより、ゼロリアクタンス送電が可能になり、
長距離の交流送電が達成できる。

【００１３】また、完全にリアクタンスを打ち消さなく
とも、インダクタンス分を低減させることにより、送電
線の送電能力を格段に向上させることができる。特に、
弱小送電線の送電能力を高めるのに大きな効果が期待で
きる。

【００１４】また、何らかの原因で、送電線に電気的な
振動現象が発生した場合でも補償電圧発生手段から補償
電圧を出力することにより、振動現象を抑えることがで
きる。

【００１５】補償電圧発生手段の容量は、直流送電の電
力変換装置の１０〜２０％程度で済み、また、既設の送
電線を利用することができるので、システムコストが非
常に割安となる。

【００１６】本発明の請求項３に係る電力供給システム
では、コンデンサを接続することで、送電線のインダク
タンス分の大部分を打ち消すことができる。この場合、
送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振現象が発
生することがある。補償電圧発生手段はこの共振現象を
抑制するように補償電圧を発生する。たとえば発電所
（送電端〉あるいは変電所や負荷側（受電端）におい
て、電力変動が発生した場合、補償電圧発生手段は電力
動揺を抑制するための補償電圧を発生させることができ
る。

【００１７】コンデンサにより送電線のインダクタンス
の大部分が打ち消され、さらに補償電圧発生手段により
全体の等価的なリアクタンスをゼロにして運転すること
もできる。この結果、長距離の交流送電が可能となり、
弱小送電線の送電能力を格段に向上させることが可能に
なる。また、補償電圧発生手段の容量が小さく経済的な
電力供給システムを提供できる。

【００１８】本発明の請求項４に係る電力供給システム
では、コンデンサを接続することで、送電線のインダク
タンス分の大部分を打ち消すことができる。この場合、
送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振現象が発
生することがある。補償電圧発生手段はこの共振現象を
抑制するように補償電圧を発生する。たとえば発電所
（送電端）あるいは変電所や負荷側（受電端）におい
て、電力変動が発生した場合、補償電圧発生手段は電力
動揺を抑制するための補償電圧を発生させることができ
る。また、当該コンデンサの容量を段階的に変化させる
ことができるため、ゆっくりとした電力動揺は、前記コ
ンデンサの容量を段階的に変化させることでも抑制する
ことができる。

【００１９】直列コンデンサにより送電線あるいは配電
線のインダクタンスの大部分が打ち消され、さらに補償
電圧発生手段により全体の等価的なリアクタンスをゼロ
にして運転することもできる。この結果、長距離の交流
送電が可能となり、弱小送電線の送電能力を格段に向上
させることが可能になる。また、補償電圧発生手段の容
量が小さく経済的な電力供給システムを提供できる。

【００２０】本発明の請求項５に係る電力供給システム
では、コンデンサを接続することで、送電線のインダク
タンス分の大部分を打ち消すことができる。この場合、
送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振現象が発
生することがある。補償電圧発生手段はこの共振現象を
抑制するように補償電圧を発生する。たとえば発電所
（送電端）あるいは変電所や負荷側（受電端）におい
て、電力変動が発生した場合、補償電圧発生手段は電力
動揺を抑制するための補償電圧を発生させることができ
る。

【００２１】当該送電線に複数箇所に分割して配置され
たコンデンサは、コンデンサからコンデンサまでの送電
線のリアクタンス分を補償するため、コンデンサの容量
は小さい、また、当該分割されたコンデンサを複数箇所
に設置することでこまめに電圧降下を補償することがで
きるため、送電線の電圧分布を均一にできる。

【００２２】コンデンサにより送電線のインダクタンス
の大部分が打ち消され、さらに補償電圧発生手段により
全体の等価的なリアクタンスをゼロにして運転すること
もできる。この結果、長距離の交流送電が可能となり、
弱小送電線の送電能力を格段に向上させることが可能に
なる。また、補償電圧発生手段の容量が小さく経済的な
電力供給システムを提供できる。

【００２３】本発明の請求項６に係る電力供給システム
では、コンデンサを接続することで、送電線のインダク
タンス分の大部分を打ち消すことができる。この場合、
送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振現象が発
生することがある。補償電圧発生手段はこの共振現象を
抑制するように補償電圧を発生する。たとえば発電所
（送電端）あるいは変電所や負荷側（受電端）におい
て、電力変動が発生した場合、補償電圧発生手段は電力
動揺を抑制するための補償電圧を発生させることができ
る。

【００２４】送電線の系統に過電流が発生した場合、当
該送電線のインダクタンス分は電流の変化を緩慢にする
効果があるが、系統に直列にコンデンサが接続されてい
る場合、その効果が低減され電流の変化は急激なものと
なる。当該コンデンサの両端に短絡バイパス回路を設け
ることで、送電線の等価的なインダクタンスを大きく
し、急激な電流の変化が発生しないようにするものであ
る。また過電圧などから当該コンデンサを保護する働き
を持つ。

【００２５】コンデンサにより送電線のインダクタンス
の大部分が打ち消され、さらに補償電圧発生手段により
全体の等価的なリアクタンスをゼロにして運転すること
もできる。この結果、長距離の交流送電が可能となり、
弱小送電線の送電能力を格段に向上させることが可能に
なる。また、補償電圧発生手段の容量が小さく経済的な
電力供給システムを提供できる。

【００２６】本発明の請求項７に係る電力供給システム
では、コンデンサを接続することで、送電線のインダク
タンス分の大部分を打ち消すことができる。この場合、
送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振現象が発
生することがある。補償電圧発生手段はこの共振現象を
抑制するように補償電圧を発生する。たとえば発電所
（送電端）あるいは変電所や負荷側（受電端）におい
て、電力変動が発生した場合、補償電圧発生手段は電力
動揺を抑制するための補償電圧を発生させることができ
る。

【００２７】送電線の系統に過電流が発生した場合、当
該補償電圧発生手段を短絡するバイパス回路によって系
統と切り離し、当該補償電圧発生手段を保護する働きを
もつ。

【００２８】コンデンサにより送電線のインダクタンス
の大部分が打ち消され、さらに補償電圧発生手段により
全体の等価的なリアクタンスをゼロにして運転すること
もできる。この結果、長距離の交流送電が可能となり、
弱小送電線の送電能力を格段に向上させることが可能に
なる。また、補償電圧発生手段の容量が小さく経済的な
電力供給システムを提供できる。

【００２９】本発明の請求項８に係る電力供給システム
では、補償電流発生手段の出力電流を制御して、並列に
接続されたコンデンサに送電線のインダクタンス分によ
る電圧降下を打ち消すような電圧を発生させれば、送電
線の等価リアクタンスがほぼゼロになる。これにより、
ゼロリアクタンス送電が可能になり、長距離の交流送電
が達成できる。

【００３０】また、完全にリアクタンスを打ち消さなく
とも、インダクタンス分を低減させることにより、送電
線の送電能力を格段に向上させることができる。特に、
弱小送電線の送電能力を高めるのに大きな効果が期待で
きる。

【００３１】本発明の請求項９に係る電力供給システム
では、補償電流発生手段の出力電流を制御して、並列に
接続されたコンデンサに送電線のインダクタンス分によ
る電圧降下を打ち消すような電圧を発生させれば、送電
線の等価リアクタンスがほぼゼロになる。これにより、
ゼロリアクタンス送電が可能になり、長距離の交流送電
が達成できる。

【００３２】また、完全にリアクタンスを打ち消さなく
とも、インダクタンス分を低減させることにより、送電
線の送電能力を格段に向上させることができる。特に、
弱小送電線の送電能力を高めるのに大きな効果が期待で
きる。

【００３３】また、何らかの原因で、送電線に電気的な
振動現象が発生した場合でも補償電流発生手段から補償
電流を出力することにより、振動現象を抑えることがで
きる。

【００３４】本発明の請求項１０に係る電力供給システ
ムでは、第１のコンデンサを接続することで、送電線の
インダクタンス分の大部分を打ち消すことができる。こ
の場合、送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振
現象が発生することがある。また、発電所（送電端）あ
るいは変電所や負荷側（受電端）において、電力変動が
発生する場合もある。補償電流発生手段の出力電流を制
御することで、前記第２のコンデンサの印加電圧を調整
し、系統の電力動揺を抑制したり、系統の等価的なリア
クタンスをゼロにして運転する事も可能である。

【００３５】この結果、長距離の交流送電が可能とな
り、弱小送電線の送電能力を向上させることができる。
また、補償電流発生手段の容量が小さく経済的な電力供
給システムを提供できる。

【００３６】本発明の請求項１１に係る電力供給システ
ムでは、第１のコンデンサを接続することで、送電線の
インダクタンス分の大部分を打ち消すことができる。こ
の場合、送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振
現象が発生することがある。また、発電所（送電端）あ
るいは変電所や負荷側（受電端）において、電力変動が
発生する場合もある。補償電流発生手段の出力電流を制
御することで前記第２のコンデンサの印加電圧を調整
し、系統の電力動揺を抑制したり、系統の等価的なリア
クタンスをゼロにして運転する事も可能である。

【００３７】また、当該第１のコンデンサの容量を段階
的に変化させることができるため、ゆっくりとした電力
動揺は、前記第１のコンデンサの容量を段階的に変化さ
せることでも抑制することができる。

【００３８】この結果、長距離の交流送電が可能とな
り、弱小送電線の送電能力を向上させることができる。
また、補償電流発生手段の容量が小さく経済的な電力供
給システムを提供できる。

【００３９】本発明の請求項１２に係る電力供給システ
ムでは、第１のコンデンサを接続することで、送電線の
インダクタンス分の大部分を打ち消すことができる。こ
の場合、送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振
現象が発生することがある。また、発電所（送電端）あ
るいは変電所や負荷側（受電端）において、電力変動が
発生する場合もある。補償電流発生手段の出力電流を制
御することで前記第２のコンデンサの印加電圧を調整
し、系統の電力動揺を抑制したり、系統の等価的なリア
クタンスをゼロにして運転する事も可能である。

【００４０】当該送電線に複数箇所に分割して配置され
た第１のコンデンサは、コンデンサからコンデンサまで
の送電線のリアクタンス分を補償するため、コンデンサ
の容量は小さい。また、当該分割されたコンデンサを複
数箇所に設置することでこまめに電圧降下を補償するこ
とができるため、送電線の電圧分布を均一化させること
ができる。

【００４１】この結果、長距離の交流送電が可能とな
り、弱小送電線の送電能力を向上させることができる。
また、補償電流発生手段の容量が小さく経済的な電力供
給システムを提供できる。

【００４２】本発明の請求項１３に係る電力供給システ
ムでは、第１のコンデンサを接続することで、送電線の
インダクタンス分の大部分を打ち消すことができる。こ
の場合、送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振
現象が発生することがある。また、発電所（送電端）あ
るいは変電所や負荷側（受電端）において、電力変動が
発生する場合もある。補償電流発生手段の出力電流を制
御することで前記第２のコンデンサの印加電圧を調整
し、系統の電力動揺を抑制したり、系統の等価的なリア
クタンスをゼロにして運転する事も可能である。

【００４３】送電線の系統に過電流が発生した場合、当
該送電線のインダクタンス分は電流の変化を緩慢にする
効果があるが、系統に直列にコンデンサが接続されてい
る場合、その効果が低減され電流の変化は急激なものと
なる。当該コンデンサの両端に短絡するバイパス回路を
設けることで、送電線の等価的なインダクタンス分を大
きくし、急激な電流の変化が発生しないようにするもの
である。また過電圧などから当該コンデンサを保護する
働きを持つ。

【００４４】この結果、長距離の交流送電が可能とな
り、弱小送電線の送電能力を向上させることができる。
また、補償電流発生手段の容量が小さく経済的な電力供
給システムを提供できる。

【００４５】本発明の請求項１４に係る電力供給システ
ムでは、第１のコンデンサを接続することで、送電線の
インダクタンス分の大部分を打ち消すことができる。こ
の場合、送電線のインダクタンスとコンデンサで、共振
現象が発生することがある。また、発電所（送電端）あ
るいは変電所や負荷側（受電端）において、電力変動が
発生する場合もある。補償電流発生手段の出力電流を制
御することで前記第２のコンデンサの印加電圧を調整
し、系統の電力動揺を抑制したり、系統の等価的なリア
クタンスをゼロにして運転する事も可能である。

【００４６】送電線の系統に過電流が発生した場合、当
該補償電流発生手段を短絡するバイパス回路によって系
統と切り離し、当該補償電流発生手段を保護する働きを
もつ。

【００４７】この結果、長距離の交流送電が可能とな
り、弱小送電線の送電能力を向上させることができる。
また、補償電流発生手段の容量が小さく経済的な電力供
給システムを提供できる。

【００４８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１の実
施の形態の電力供給システムの構成図である。図中、１
は発電所（送電端）、２は変電所（受電端）、３は系統
送電線のリアクタンス分Ｘ、１０は補償電圧発生装置、
１１は補償電圧発生装置の補償制御回路である。Ｉは、
系統送電線に流れる３相電流である。実際には系統に、
リアクタンス分の他に抵抗分なども存在するが、説明の
簡便化のために、省略する。

【００４９】図２は補償電圧発生装置がない場合の等価
回路である。また図３は図２の等価回路における電圧電
流のベクトル図を示している。補償電圧発生装置がない
場合、図３に示すように、送電端の電圧Ｅｓと受電端の
電圧Ｅｒに位相差θが発生する。この送電端の電圧Ｅｓ
と受電端の電圧Ｅｒの電圧差が発生するため系統のリア
クタンス分Ｘにより送電線に電流Ｉが流れる。

【００５０】このとき送電線の電流Ｉに対して、電圧差
とｊωＸＩの関係はＥＳ−Ｅｒ＝ｊωＬＩとなり、電流
に対して９０°進んだ位相となっている。図４は図１の
補償電圧発生装置がある場合の等価回路を示す。図５
は、図４の系統の等価回路における電圧電流のベクトル
図である。

【００５１】送電線に流れる電流Ｉに対して直交する成
分である補償電圧Ｖｏを補償電圧発生装置により出力す
ることで、送電線のリアクタンス分Ｘの電圧降下ｊωＸ
Ｉをうち消すため、送電端の電圧Ｅｓに対して、受電端
の電圧ＥｒはＥｒｎとなり位相差θが小さくなる。つま
り等価的なリアクタンスが小さくなり、送電できる有効
電力を増やすことができる。このときＶｏ＝−ｊωＬＩ
とすれば、等価的なリアクタンスＸを０とすることが可
能となり、ＥｓとＥｒを一致させることができる。

【００５２】セロリアクタンス送電では、電流Ｉが増加
してもＥｓとＥｒの位相差θは動かず、電力動揺にも強
い系統になる。図５は定常的な補償電圧について述べて
いるが、送電端、受電端での電力変動によって系統に電
力動揺が発生した場合でも補償電圧発生装置１０により
補償電圧Ｖｏを制御することで受電端には送電端からの
電圧Ｅｓにほぼ等しい電圧を供給でき、電力動揺を抑制
することができる。そのときの動作を図６にベクトル図
として示す。

【００５３】図６では送電端の電圧Ｅｓの位相が変動し
たときの状態を示している。電圧Ｅｓが変動すると、図
６（１）のように送電線に流れる電流ＩはＩ’のように
変動しようとする。つまり、Ｅｒと同相の有効電流成分
△Ｉｐが発生するので、△Ｉｐを抑制するために電流Ｉ
と直交する補償電圧△Ｖｏｑをもとの補償電圧Ｖｏと逆
方向に発生させる。また無効電流成分△Ｉｑの増加分の
抑制は、電流Ｉと逆相の補償電圧△Ｖｏｐを発生させ
る。この△Ｖｏｑおよび△Ｖｏｐの和が変動時の補償電
圧Ｖｏ’となる。

【００５４】そして、Ｅｓ−Ｅｒ＝ｊωＬＩ＋Ｖｏを満
たすようにＶｏをＶｏ’のように変化させることで、図
６（２）のように系統の電流Ｉおよび受電端の電圧Ｅｒ
を一定に保つ。図１の実施の形態のように、系統のリア
クタンス分の電圧降下を補償することで、リアクタンス
Ｘは、ほぼＸ＝０となり、送電できる有効電力Ｐは

【００５５】

【数２】 となり無限大となる。すなわちリアクタンスＸの制約を
受けない送電が可能となり、既設の交流送電（配電）系
統での送電（配電）能力を向上させることができる。

【００５６】図７は、本発明の第１の実施の形態の具体
的な構成図である。１は発電所、２は変電所、３は系統
送電線のリアクタンス分Ｘ、１０は補償電圧発生装置、
１１は補償電圧発生装置の補償制御回路、２１は系統電
流検出器、２２は系統電圧検出器である。

【００５７】補償電圧発生装置１０は、ＧＴＯ等の自己
消弧素子と、各素子に逆並列接続されたダイオードで構
成され、３相ブリッジ結線されている。また、補償電圧
発生装置１０は、リアクトルを介して直列トランスに接
続され、直列トランスの一次は各相毎に系統に接続され
ている。

【００５８】図８は、補償電圧発生装置の補償制御回路
の構成図である。補償電圧発生装置の補償制御回路１１
は、定常状態では、系統に接続された一次側に送電線に
流れている電流Ｉと直交する補償電圧Ｖｏを出力するた
めに、電圧指令Ｖｐを与え、ＰＷＭ制御を行う。

【００５９】つまり、図９に示すように、系統の電流Ｉ
に対して９０°ずれた電圧成分を補償電圧指令Ｖｐとし
て補償電圧発生装置１０を駆動させる。補償電圧指令Ｖ
ｐに対して三角波比較ＰＷＭ制御を行うとすれば、図１
０に示すようなキャリア搬送波信号と補償電圧指令Ｖｐ
に対する出力電圧Ｖｏを補償電圧発生装置１０から出力
する。これにより、リアクタンスによる電圧降下分の電
圧を補償電圧発生装置１０により出力する。系統のリア
クタンス分の電圧降下を補償することで、リアクタンス
Ｘは、ほぼＸ＝０となり、送電できる有効電力Ｐは

【００６０】

【数３】 となり無限大となる。すなわちリアクタンスＸの制約を
受けない送電が可能となり、既設の交流送電（配電）系
統での送電（配電）能力を向上させることができる。

【００６１】一方、送電線に電力動揺が発生した場合に
は、次のように抑制制御を行う。系統電流検出器２１の
出力と系統電圧検出器２２の出力とを用いて、有効電力
Ｐｐおよび無効電力Ｐｑを求める。電力動揺があると、
有効電力Ｐｐおよび無効電力Ｐｑが変化するため、これ
らの変化分ΔＰおよびΔＱを取り出す。

【００６２】そして、有効電力の変化分ΔＰに応じて、
送電線に流れている電流Ｉと直交するの補償電圧Ｖｏｑ
を調整し、また無効電力の変化分ΔＱに応じて電流Ｉと
同相または逆相成分の補償電圧Ｖｏｐを調整する。

【００６３】この補償電圧Ｖｏｑ、Ｖｏｐをそれぞれ補
償電圧指令Ｖｐ、Ｖｑに対して加算することで電力動揺
を抑制する。次に本発明の第２の実施の形態について説
明する。

【００６４】図１１は、本発明の第２の実施の形態の電
力供給システムの構成図である。図中、１は発電所（送
電端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリア
クタンス分Ｘ、１０は補償電圧発生装置、１１は補償電
圧発生装置の補償制御回路、１２は系統に直列に接続さ
れたコンデンサである。Ｉは、系統送電線に流れる３相
電流である。実際は系統にリアクタンス分の他に抵抗分
などが存在するが説明の簡便化のために省略する。

【００６５】図１２は定常的に系統のリアクタンス分を
補償している場合のベクトル図である。送電端の電圧Ｅ
ｓと受電端の電圧Ｅｒに位相差θが発生する。この送電
端の電圧Ｅｓと受電端の電圧Ｅｒの電圧差が発生するた
め系統のリアクタンス分Ｘにより送電線に電流Ｉが流れ
る。このとき送電線の電流Ｉに対して、電圧差とｊωＸ
Ｉの関係はＥｓ−Ｅｒ＝ｊωＬＩとなり、電流に対して
９０°進んだ位相となっている。これに対して、直列に
接続したコンデンサ１２により、系統のリアクタンス分
３と逆相の電圧が下式の通り発生する。

【００６６】

【数４】 この電圧のため、系統のリアクタンス分３の電圧降下ｊ
ωＸＩを抑制することができる。

【００６７】更に、送電線に流れる電流Ｉに対して直交
する成分である補償電圧Ｖｏを補償電圧発生装置により
出力することで、送電線のリアクタンス分Ｘの電圧降下
ｊωＸＩをうち消すため、送電端の電圧Ｅｓに対して、
受電端の電圧ＥｒはＥｒｎとなり位相差θが小さく、電
圧の大きさが大きくなる。つまり等価的なリアクタンス
が小さくなり、送電できる有効電力を増やすことができ
る。このとき補償電圧Ｖｏを

【００６８】

【数５】 とすれば、等価的なリアクタンスＸを０とすることが可
能となり、ＥｓとＥｒを一致させることができる。

【００６９】送電端１での送電電力変動または受電端２
における負荷電力変動が発生した場合には、補償電圧発
生装置１０から出力する補償電圧の制御を行うことで、
系統の電力動揺を抑制することができる。送電端の電圧
が変動した場合のベクトル図を図１３に示す。

【００７０】図１３に示すように送電端の電圧Ｅｓが変
動により受電端の電圧Ｅｒとの位相角が大きくなったと
き、Ｅｓ−Ｅｒの値に応じて、補償電圧発生装置１０か
らの出力電圧Ｖｏを制御することで、系統の電流Ｉおよ
び受電端の電圧Ｅｒを一定に保つことができる。つま
り、送電端の電圧が変動しても、系統の電力変動を抑制
することができる。

【００７１】また、定常的には直列コンデンサ１２と補
償電圧発生装置１０とで系統のリアクタンス分の電圧降
下を補償するため、補償電圧発生装置１０のみで系統の
リアクタンス分の電圧降下を補償する第１の実施の形態
の補償電圧発生装置１０よりも補償電圧発生装置１０の
容量を小さくすることができる。

【００７２】図１４は、本発明の第２の実施の形態の電
力供給システムの具体的な構成図である。１は発電所、
２は変電所、３は系統送電線のリアクタンス分Ｘ、１０
は補償電圧発生装置、１１は補償電圧発生装置の補償制
御回路、１２はコンデンサ、２１は系統電流検出器、２
２は系統電圧検出器である。

【００７３】補償電圧発生装置１０は、ＧＴＯ等の自己
消弧素子と、各素子に逆並列接続されたダイオードで構
成され、３相ブリッジ結線されている。また、補償電圧
発生装置１０は、リアクトルを介して直列トランスに接
続され、直列トランスの一次は各相毎に系統に接続され
ている。

【００７４】補償電圧発生装置の補償制御回路の構成
は、第１の実施の形態で示した図８と同様の構成となる
が、コンデンサ１２が系統に直列に接続されているた
め、多少異なり、定常的にはコンデンサ１２が補償しき
れない分を補償するように動作する。

【００７５】補償電圧発生装置の補償制御回路１１は、
定常状態では、系統に接続された一次側に送電線に流れ
ている電流Ｉと直交する補償電圧Ｖｏを出力するため
に、電圧指令Ｖｐを与え、ＰＷＭ制御を行う。このと
き、コンデンサ１２により系統のリアクタンス分と逆相
の電圧が発生するため、補償電圧Ｖｏは、

【００７６】

【数６】 とする。つまり、系統の電流Ｉに対して９０°ずれた電
圧成分を補償電圧指令Ｖｐとして補償電圧発生装置１０
を駆動させる。補償電圧指令Ｖｐに対して三角波比較Ｐ
ＷＭ制御を行うとすれば、図１５に示すようなキャリア
搬送波信号と補償電圧指令Ｖｐに対する出力電圧Ｖｏを
補償電圧発生装置１０から出力する。これにより、リア
クタンスによる電圧降下分の電圧を、コンデンサ１２が
発生する電圧と補償電圧発生装置１０が発生する電圧の
和により補償する。系統のリアクタンス分の電圧降下を
補償することで、リアクタンスＸは、ほぼＸ＝０とな
り、送電できる有効電力Ｐは

【００７７】

【数７】 となり無限大となる。すなわちリアクタンスＸの制約を
受けない送電が可能となり、既設の交流送電（配電）系
統での送電（配電）能力を向上させることができる。

【００７８】一方、送電線に電力動揺が発生した場合に
は、次のように抑制制御を行う。系統電流検出器２１の
出力と系統電圧検出器２２の出力とを用いて、有効電力
Ｐｐおよび無効電力Ｐｑを求める。電力動揺があると、
有効電力Ｐｐおよび無効電力Ｐｑが変化するため、これ
らの変化分ΔＰおよびΔＱを取り出す。

【００７９】そして、有効電力の変化分ΔＰに応じて、
送電線に流れている電流Ｉと直交するの補償電圧Ｖｏｑ
を調整し、また無効電力の変化分ΔＱに応じて電流Ｉと
同相または逆相成分の補償電圧Ｖｏｐを調整する。

【００８０】この補償電圧Ｖｏｑ、Ｖｏｐをそれぞれ補
償電圧指令Ｖｐ、Ｖｑに対して加算することで電力動揺
を抑制する。図１６は、本発明の第２の実施の形態の電
力供給システムの別の構成図である。ここでは、図１４
に示した電力供給システムと異なる点のみを説明し、同
一要素については説明を省略する。

【００８１】図１４に示した電力供給システムと異なる
点は、コンデンサ１２を系統に直接接続する替わりに、
トランスを介してコンデンサ１２を接続した点である。
このように、トランスを介してコンデンサ１２を接続し
ても、図１４に示した電力供給システムのように、定常
的には系統のリアクタンス分による電圧降下分の電圧
を、コンデンサ１２が発生する電圧と補償電圧発生装置
１０が発生する電圧の和により補償することができ、リ
アクタンスＸの制約を受けない送電が可能となり、既設
の交流送電（配電）系統での送電（配電）能力を向上さ
せることができる。

【００８２】また、送電線に電力動揺が発生した場合に
は、有効電力の変化分ΔＰに応じて、送電線に流れてい
る電流Ｉと直交するの補償電圧Ｖｏｑを調整し、また無
効電力の変化分ΔＱに応じて電流Ｉと同相または逆相成
分の補償電圧Ｖｏｐを調整することで電力動揺を抑制す
ることができる。

【００８３】このように、第２の実施の形態では、系統
に直列にコンデンサ１２を接続することで、系統のリア
クタンス分Ｘの電圧降下を補償できる。また補償電圧発
生装置１０により、送電端、受電端からの電力変動によ
る系統の電力動揺を抑制できる。更に直列コンデンサ１
２と併せて系統の電圧降下を補償することで、容量の小
さい補償電圧発生装置で、既設の交流送電（配電）系統
での送電（配電）能力を向上させることができる。

【００８４】次に本発明の第３の実施の形態について説
明する。図１７は、本発明の第３の実施の形態の電力供
給システムの構成図である。図中、１は発電所（送電
端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリアク
タンス分Ｘ、１０は補償電圧発生装置、１１は補償電圧
発生装置の補償制御回路、１３は系統に直列に接続され
た複数のコンデンサでそれぞれのコンデンサの両端を短
絡できるようにスイッチを設けている。Ｉは、系統送電
線に流れる３相電流である。実際は系統にリアクタンス
分の他に抵抗分などが存在するが説明の簡便化のために
省略する。

【００８５】送電端の電圧Ｅｓと受電端の電圧Ｅｒに位
相差θが発生する。この送電端の電圧Ｅｓと受電端の電
圧Ｅｒの電圧差が発生するため系統のリアクタンス分Ｘ
により送電線に電流Ｉが流れる。このとき送電線の電流
Ｉに対して、電圧差とｊωＸＩの関係はＥｓ−Ｅｒ＝ｊ
ωＬＩとなり、電流に対して９０°進んだ位相となって
いる。

【００８６】これに対して、系統に直列に接続された複
数のコンデンサ１３により、系統のリアクタンス分３と
逆相の電圧が下式の通り発生する。ここでは、複数のコ
ンデンサ１３のトータルの容量をＣとする。

【００８７】

【数８】 この電圧のため、系統のリアクタンス分３の電圧降下ｊ
ωＸＩを抑制することができる。

【００８８】更に、送電線に流れる電流Ｉに対して直交
する成分である補償電圧Ｖｏを補償電圧発生装置により
出力することで、送電線のリアクタンス分Ｘの電圧降下
ｊωＸＩをうち消すため、送電端の電圧Ｅｓに対して、
受電端の電圧ＥｒはＥｒｎとなり位相差θが小さく、電
圧の大きさが大きくなる。つまり等価的なリアクタンス
が小さくなり、送電できる有効電力を増やすことができ
る。このとき補償電圧Ｖｏを

【００８９】

【数９】 とすれば、等価的なリアクタンスＸを０とすることが可
能となり、ＥｓとＥｒを一致させることができる。

【００９０】送電端１での送電電力変動または受電端２
における負荷電力変動が発生した場合には、補償電圧発
生装置１０から出力する補償電圧の制御を行うことで、
系統の電力動揺を抑制することができる。

【００９１】例えば、送電端の電圧Ｅｓが変動により受
電端の電圧Ｅｒとの位相角が大きくなったとき、Ｅｓ−
Ｅｒの値に応じて、補償電圧発生装置１０からの出力電
圧Ｖｏを制御することで、系統の電流Ｉおよび受電端の
電圧Ｅｒを一定に保つことができる。つまり、送電端の
電圧が変動しても、系統の電力変動を抑制することがで
きる。

【００９２】また、送電端１での送電電力変動または受
電端２における負荷電力変動が発生した場合には、複数
のコンデンサ１３のうち、いずれかの両端を短絡させコ
ンデンサの容量を変化させることでも、電力動揺の変動
を抑制することもできる。

【００９３】このように、系統に段階的に容量を変更で
きるコンデンサ１３を直列に接続することで、系統のリ
アクタンス分３の電圧降下を段階的に補償できる。また
定常的には補償電圧発生装置１０とコンデンサ１３とを
併せて系統の電圧降下を補償することで、補償電圧発生
装置１０の容量を小さくすることができ、補償電圧発生
装置１０は、送電端、受電端の電圧変動を抑制すること
ができることから、既設の交流送電（配電）系統での送
電（配電）能力を向上させることができる。

【００９４】図１８は、本発明の第３の実施の形態の電
力供給システムの別の構成図である。ここでは、図１７
に示した電力供給システムと異なる点のみを説明し、同
一要素については説明を省略する。

【００９５】図１８に示す電力供給システムは、図１７
に示した電力供給システムのコンデンサ１３の両端を短
絡するスイッチを、具体的に互いに逆並列に接続された
サイリスタスイッチとした例である。

【００９６】このように構成しても、図１７に示した電
力供給システムと同様に、系統に段階的に容量を変更で
きるコンデンサ１３を直列に接続することで、系統のリ
アクタンス分３の電圧降下を段階的に補償できる。また
定常的には補償電圧発生装置１０とコンデンサ１３とを
併せて系統の電圧降下を補償することで、補償電圧発生
装置１０の容量を小さくすることができ、補償電圧発生
装置１０は、送電端、受電端の電圧変動を抑制すること
ができることから、既設の交流送電（配電）系統での送
電（配電）能力を向上させることができる。

【００９７】次に本発明の第４の実施の形態について説
明する。図１９は、本発明の第４の実施の形態の電力供
給システムの構成図である。図中、１は発電所（送電
端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリアク
タンス分Ｘ〜Ｘｎ、１０は補償電圧発生装置、１１は補
償電圧発生装置の補償制御回路、１４は系統に直列に接
続された複数のコンデンサで系統の複数箇所に分割して
配置されている。Ｉは系統送電線に流れる３相電流であ
る。

【００９８】図１９の第４の実施の形態の電力供給シス
テムにおいて、図１１に示した第２の実施の形態の電力
供給システムと異なる点は、コンデンサ１４が複数箇所
に分割して配置されている点である。それ以外は第２の
実施の形態の電力供給システムと同様であるので、説明
は省略する。

【００９９】このように、コンデンサ１４を系統の複数
箇所に分割して配置することで、系統のリアクタンス分
の電圧降下をこまめに補償することができ、系統の電圧
分布を均一にすることができ、更に交流送電（配電）系
統での送電（配電）能力を向上させることができる。

【０１００】次に本発明の第５の実施の形態について説
明する。図２０は、本発明の第５の実施の形態の電力供
給システムの構成図である。図中、１は発電所（送電
端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリアク
タンス分Ｘ、１０は補償電圧発生装置、１１は補償電圧
発生装置の補償制御回路、１２は系統に直列に接続され
たコンデンサ、１５は前記系統に直列に接続されたコン
デンサをバイパスするためのスイッチである。

【０１０１】系統の地絡事故等により過電流が発生した
場合、コンデンサ１２をバイパスするためのスイッチ１
５を閉じて、過電流がスイッチ１５に流れるようにす
る。これにより、系統のリアクタンス分は元の値Ｘにも
どり、過電流が増大するのを防止できる。また、直列コ
ンデンサへの過電流を防止でき、システムの信頼性を高
めることができる。

【０１０２】それ以外の動作については、第２の実施の
形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。図２
１は本発明の第５の実施の形態の電力供給システムの他
の構成図である。ここでは、図２０に示した電力供給シ
ステムと異なる点のみを説明し、同一要素については説
明を省略する。

【０１０３】図２１に示す電力供給システムは、図２０
に示した電力供給システムのコンデンサ１２の両端を短
絡するスイッチを、具体的に互いに逆並列に接続された
サイリスタスイッチ１５ｂとした例である。

【０１０４】このように構成しても、図２０に示した電
力供給システムと同様に、系統の地絡事故等により過電
流が発生した場合、コンデンサ１２をバイパスするため
のスイッチ１５を閉じて、過電流がスイッチ１５に流れ
るようにする。これにより、系統のリアクタンス分は元
の値Ｘにもどり、過電流が増大するのを防止できる。ま
た、直列コンデンサへの過電流を防止でき、システムの
信頼性を高めることができる。

【０１０５】次に本発明の第６の実施の形態について説
明する。図２２は、本発明の第６の実施の形態の電力供
給システムの構成図である。図中、１は発電所（送電
端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリアク
タンス分Ｘ、１０は補償電圧発生装置、１１は補償電圧
発生装置の補償制御回路、１２は系統に直列に接続され
たコンデンサ、１５ｂは前記系統に直列に接続されたコ
ンデンサをバイパスするためのサイリスタスイッチ、１
６は前記補償電圧発生装置をバイパスするための回路で
ある。

【０１０６】系統の地絡事故等により過電流が発生した
場合には、コンデンサ１２をバイパスするためのスイッ
チ１５ｂを閉じ、更に補償電圧発生装置１０の出力端を
バイパス回路１６により短絡させて、過電流がスイッチ
１５ｂとバイパス回路１６に流れるようにする。これに
より、系統のリアクタンス分は元の値Ｘにもどり、過電
流が増大するのを防止できる。また、直列コンデンサ１
２と補償電圧発生装置１０への過電流を防止でき、シス
テムの信頼性を高めることができる。

【０１０７】それ以外の動作については、第２の実施の
形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。次に
本発明の第７の実施の形態について説明する。

【０１０８】図２３は、本発明の第７の実施の形態の電
力供給システムの構成図である。図中、１は発電所（送
電端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリア
クタンス分Ｘ、１７は系統に接続されたコンデンサ、１
８は前記コンデンサ１７に並列に接続された補償電流発
生装置、１９は補償電流発生装置の補償制御回路、Ｉｕ
は、系統送電線に流れるＵ相の電流である。実際には系
統に、リアクタンス分の他に抵抗分なども存在するが、
説明の簡便化のために、省略する。

【０１０９】補償電流発生装置１０は、ＧＴＯ等の自己
消弧素子と、各素子に逆並列接続されたダイオードで構
成され、３相ブリッジ結線されている。また、補償電圧
発生装置１８は、リアクトルを介して直列トランスに接
続され、直列トランスの一次は各相毎にコンデンサ１７
と並列に接続されている。

【０１１０】図２４は、補償電流発生装置の補償制御回
路の構成図であり、その動作について、図２５、図２６
のベクトル図を用いて説明する。図２５は定常的に系統
のリアクタンス分を補償している場合のベクトル図であ
る。送電端の電圧Ｅｓと受電端の電圧Ｅｒに位相差θが
発生する。この送電端の電圧Ｅｓと受電端の電圧Ｅｒの
電圧差が発生するため系統のリアクタンス分Ｘにより送
電線に電流Ｉｕが流れる。このとき送電線の電流Ｉｕに
対して、電圧差とｊωＸＩｕの関係はＥｓ−Ｅｒ＝ｊω
ＬＩｕとなり、電流に対して９０°進んだ位相となって
いる。

【０１１１】これに対して、直列に接続したコンデンサ
１７および前記コンデンサ１７に並列に接続された補償
電流発生装置１８の出力端の電流を、補償電流制御回路
１９により制御することで、定常的にはリアクタンス分
による電圧降下ｊωＬ・Ｉｕを補償する。当該コンデン
サ１７に発生する電圧Ｅｃは、リアクタンスと逆相とな
る。補償電流発生装置１８から出力する電流をｉｕとす
ると、コンデンサ１７に発生する電圧Ｅｃは

【０１１２】

【数１０】 となる。よって、定常的にはコンデンサ１７に発生する
電圧Ｅｃとリアクタンスによる電圧降下ｊωＬ・Ｉｕの
差が、送電端と受電端の電圧の差となり、既設の交流送
電（配電）系統での送電（配電）能力を向上させること
ができる。

【０１１３】また、送電端、受電端に電力変動が生じた
場合も補償電流発生装置１８の出力電流を制御すること
で、変動を抑制することができる。送電端の電圧Ｅｓが
変動した場合のベクトル図を図２６に示す。送電端の電
圧がＥｓからＥｓ’に変動した場合、Ｅｓ’−Ｅｒの値
に応じて、補償電流発生装置１８からの出力電流ｉｕの
大きさや位相を制御することで、系統の電流Ｉｕおよび
受電端の電圧Ｅｒを一定に保つことができる。つまり、
送電端の電圧が変動しても、系統の電力変動を抑制する
ことができる。

【０１１４】このように、系統に直列に接続したコンデ
ンサ１７および前記コンデンサ１７に並列に接続した補
償電流発生装置１８により系統の電圧降下を補償し、ま
た送電端、受電端の電圧変動を抑制することができるこ
とから、既設の交流送電（配電）系統での送電（配電）
能力を向上させることができる。

【０１１５】次に本発明の第８の実施の形態について説
明する。図２７は、本発明の第８の実施の形態の電力供
給システムの構成図である。図中、１は発電所（送電
端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリアク
タンス分Ｘ、１２は系統に直列に接続された第１のコン
デンサ、１７は系統に接続された第２のコンデンサ、１
８は前記第２のコンデンサ１７に並列に接続された補償
電流発生装置、１９は補償電流発生装置の補償制御回
路、Ｉｕは、系統送電線に流れるＵ相の電流である。実
際には系統に、リアクタンス分の他に抵抗分なども存在
するが、説明の簡便化のために、省略する。

【０１１６】送電端の電圧Ｅｓと受電端の電圧Ｅｒに位
相差θが発生する。この送電端の電圧Ｅｓと受電端の電
圧Ｅｒの電圧差が発生するため系統のリアクタンス分Ｘ
により送電線に電流Ｉが流れる。このとき送電線の電流
Ｉに対して、電圧差とｊωＸＩｕの関係はＥｓ−Ｅｒ＝
ｊωＬＩｕとなり、電流に対して９０°進んだ位相とな
っている。

【０１１７】これに対して、直列に接続した第１のコン
デンサ１２および前記第２のコンデンサ１７に並列に接
続された補償電流発生装置１８の出力端の電流を補償電
流制御回路１９により制御することで、定常的にはリア
クタンスＸ分による電圧降下ｊωＬ・Ｉｕを補償する。

【０１１８】直列に接続した第１のコンデンサ１２によ
り発生する電圧は、コンデンサ１２の容量をＣ１とする
と、系統のリアクタンス分３と逆相の電圧が下式の通り
発生する。

【０１１９】

【数１１】 この電圧により、系統のリアクタンス分３の電圧降下ｊ
ωＸＩｕを抑制することができる。また、補償電流発生
装置１８から出力する電流をｉｕとし、第２のコンデン
サ１７の容量をＣ２とすると、第２のコンデンサ１７に
発生する電圧Ｅｃは

【０１２０】

【数１２】 となる。よって、定常的には第１および第２のコンデン
サに発生する電圧と、リアクタンスによる電圧降下ｊω
Ｌ・Ｉｕの差が、送電端と受電端の電圧の差となり、既
設の交流送電（配電）系統での送電（配電）能力を向上
させることができる。

【０１２１】また、送電端、受電端に電力変動が生じた
場合も補償電流発生装置１８の出力電流を制御すること
で、変動を抑制することができる。送電端の電圧がＥｓ
からＥｓ’に変動した場合、Ｅｓ’−Ｅｒの値に応じ
て、補償電流発生装置１８からの出力電流ｉｕの大きさ
や位相を制御することで、系統の電流Ｉｕおよび受電端
の電圧Ｅｒを一定に保つことができる。つまり、送電端
の電圧が変動しても、系統の電力変動を抑制することが
できる。

【０１２２】また、定常的には直列コンデンサ１２と補
償電流発生装置１８とで系統のリアクタンス分の電圧降
下を補償するため、補償電流発生装置１８の容量を小さ
くすることができる。

【０１２３】このように、系統に直列に接続した第１の
コンデンサ１２、第２のコンデンサ１７および、前記第
２のコンデンサ１７に並列に接続した補償電流発生装置
１８により系統の電圧降下を補償する。このとき第１の
コンデンサ１２、および第２コンデンサ１７、補償電流
発生装置１８とで併せて補償するため、補償電流発生装
置１８の容量が小さくてすむ。また送電端、受電端の電
圧変動を抑制することができることから、既設の交流送
電（配電）系統での送電（配電）能力を向上させること
ができる。

【０１２４】次に本発明の第９の実施の形態について説
明する。図２８は、本発明の第９の実施の形態の電力供
給システムの構成図である。図中、１は発電所（送電
端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリアク
タンス分Ｘ、１３は系統に直列に接続された第１のコン
デンサで並列に接続されたスイッチ１５によりコンデン
サの容量を段階的に変えることができる。１７は系統に
接続された第２のコンデンサ、１８は前記第２のコンデ
ンサ１７に並列に接続された補償電流発生装置、１９は
補償電流発生装置の補償制御回路である。実際には系統
に、リアクタンス分の他に抵抗分なども存在するが、説
明の簡便化のために、省略する。

【０１２５】ここでは、第８の実施の形態と異なる点に
ついてのみ説明し、同様の部分については説明を省略す
る。第８の実施の形態と異なる点は、系統に直列に接続
される第１のコンデンサが複数のコンデンサより構成さ
れ、各コンデンサの両端にスイッチ１５が接続されてお
り、スイッチ１５を操作することにより第１のコンデン
サの容量を段階的に変化させることができる点である。

【０１２６】これにより、第１のコンデンサのいずれか
の両端を短絡しコンデンサの容量を段階的に変化させる
ことで、系統のリアクタンス分の電圧降下及び電力動揺
の変動を抑制することができる。

【０１２７】次に本発明の第１０の実施の形態について
説明する。図２９は、本発明の第１０の実施の形態の電
力供給システムの構成図である。図中、１は発電所（送
電端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリア
クタンス分Ｘ、１４は系統に直列に接続された複数の第
１のコンデンサで系統の複数箇所に分割して配置されて
いる。１７は系統に接続された第２のコンデンサ、１８
は前記第２のコンデンサ１７に並列に接続された補償電
流発生装置、１９は補償電流発生装置の補償制御回路で
ある。実際には系統に、リアクタンス分の他に抵抗分な
ども存在するが、説明の簡便化のために、省略する。

【０１２８】図２９の第１０の実施の形態の電力供給シ
ステムにおいて、図２７に示した第８の実施の形態の電
力供給システムと異なる点は、コンデンサ１４が複数箇
所に分割して配置されている点である。それ以外は第８
の実施の形態の電力供給システムと同様であるので、説
明は省略する。

【０１２９】このように、コンデンサ１４を系統の複数
箇所に分割して配置することで、系統のリアクタンス分
の電圧降下をこまめに補償することができ、系統の電圧
分布を均一にすることができ、更に交流送電（配電）系
統での送電（配電）能力を向上させることができる。

【０１３０】次に本発明の第１１の実施の形態について
説明する。図３０は、本発明の第１１の実施の形態の電
力供給システムの構成図である。図中、１は発電所（送
電端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線のリア
クタンス分Ｘ、１２は系統に直列に接続された第１のコ
ンデンサ、１５は前記系統に直列に接続されたコンデン
サをバイパスするためのスイッチである。１７は系統に
接続された第２のコンデンサ、１８は前記第２のコンデ
ンサ１７に並列に接続された補償電流発生装置、１９は
補償電流発生装置の補償制御回路である。実際には系統
に、リアクタンス分の他に抵抗分なども存在するが、説
明の簡便化のために、省略する。

【０１３１】系統の地絡事故等により過電流が発生した
場合、コンデンサ１２をバイパスするためのスイッチ１
５を閉じて、過電流がスイッチ１５に流れるようにす
る。これにより、系統のリアクタンス分は元の値Ｘにも
どり、過電流が増大するのを防止できる。また、直列コ
ンデンサへの過電流を防止でき、システムの信頼性を高
めることができる。

【０１３２】それ以外の動作については、第８の実施の
形態と同様であるので、ここでは説明を省略する。次に
本発明の第１２の実施の形態について説明する。

【０１３３】図３１は、本発明の第１２の実施の形態の
電力供給システムの構成図である。図中、１は発電所
（送電端）、２は変電所（受電端）、３は系統送電線の
リアクタンス分Ｘ、１２は系統に直列に接続された第１
のコンデンサ、１５は前記系統に直列に接続されたコン
デンサをバイパスするためのサイリスタスイッチ、１６
ｂは前記補償電流発生装置をバイパスするためのバイパ
ス回路、１７は系統に接続された第２のコンデンサ、１
８は前記第２のコンデンサ１７に並列に接続された補償
電流発生装置、１９は補償電流発生装置の補償制御回路
である。実際には系統に、リアクタンス分の他に抵抗分
なども存在するが、説明の簡便化のために、省略する。

【０１３４】系統の地絡事故等により過電流が発生した
場合には、コンデンサ１２をバイパスするためのスイッ
チ１５ｂを閉じ、更に補償電流発生装置１８の出力端を
バイパス回路１６により短絡させて、過電流がスイッチ
１５ｂとバイパス回路１６に流れるようにする。これに
より、系統のリアクタンス分は元の値Ｘにもどり、過電
流が増大するのを防止できる。また、直列コンデンサ１
２と補償電流発生装置１８への過電流を防止でき、シス
テムの信頼性を高めることができる。それ以外の動作に
ついては、第８の実施の形態と同様であるので、ここで
は説明を省略する。

【０１３５】

【発明の効果】以上の説明のように、本発明によれば、
長距離交流送電線あるいは交流配電線における系統のイ
ンダクタンス分の補償のために、系統に補償電圧回路、
あるいは補償電流回路、コンデンサを接続することによ
り、送電線あるいは配電線の送電能力を向上させた電力
供給システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の電力供給システム
の構成図。

【図２】補償電圧発生装置がない場合の等価回路図。

【図３】図２の等価回路の電力ベクトル図。

【図４】補償電圧発生装置がある場合の等価回路図。

【図５】図４の等価回路の定常状態での電力ベクトル
図。

【図６】図４の等価回路の電力動揺が発生した電力ベク
トル図。

【図７】本発明の第１の実施の形態の電力供給システム
の具体的な構成図。

【図８】本発明の第１の実施の形態の補償制御回路の構
成図。

【図９】電力供給システムの系統電流Ｉと補償電圧Ｖｐ
との相関図。

【図１０】電力供給システムのＰＷＭ制御の波形図。

【図１１】本発明の第２の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図１２】本発明の第２の実施の形態の定常状態での電
力ベクトル図。

【図１３】本発明の第２の実施の形態の電力動揺が発生
した電力ベクトル図。

【図１４】本発明の第２の実施の形態の電力供給システ
ムの具体的な構成図。

【図１５】本発明の第２の実施の形態の電力供給システ
ムのＰＷＭ制御の波形図。

【図１６】本発明の第２の実施の形態の電力供給システ
ムの他の構成図。

【図１７】本発明の第３の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図１８】本発明の第３の実施の形態の電力供給システ
ムの別の構成図。

【図１９】本発明の第４の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図２０】本発明の第５の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図２１】本発明の第５の実施の形態の電力供給システ
ムの他の構成図。

【図２２】本発明の第６の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図２３】本発明の第７の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図２４】本発明の第７の実施の形態の補償制御回路の
構成図。

【図２５】本発明の第７の実施の形態の定常状態での電
力ベクトル図。

【図２６】本発明の第７の実施の形態の電力動揺が発生
した電力ベクトル図。

【図２７】本発明の第８の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図２８】本発明の第９の実施の形態の電力供給システ
ムの構成図。

【図２９】本発明の第１０の実施の形態の電力供給シス
テムの構成図。

【図３０】本発明の第１１の実施の形態の電力供給シス
テムの構成図。

【図３１】本発明の第１２の実施の形態の電力供給シス
テムの構成図。

【図３２】従来の直流送電システムの概略図。

【図３３】交流送電システムの概略図。

【図３４】交流送電電力と位相とリアクタンスの相関
図。

【符号の説明】

１…発電所（送電端） ２…変電所（受電
端） ３…系統リアクタンス分 １０…補償電圧発生
装置 １１…補償制御回路 １２…直列コンデン
サ １３、１３ｂ…コンデンサ １４…コンデンサ １５、１５ｂ…スイッチ １６、１６ｂ…バイ
パス回路 １７…第２のコンデンサ １８…補償電流発生
装置 １９…補償制御回路 ２１…系統電流検出
器 ２２…系統電圧検出器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 茂 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 山本 肇 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 繁田 正昭 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内 (72)発明者 門田 行生 東京都府中市東芝町１番地 株式会社東芝 府中工場内

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 交流送電線と、前記交流送電線に直列に
   接続され前記交流送電線の等価インダクタンスがほぼゼ
   ロになるように補償電圧を発生する補償電圧発生手段と
   を具備したことを特徴とする電力供給システム。
2. 【請求項２】 交流送電線と、前記交流送電線に直列に
   接続され前記交流送電線の等価インダクタンスがほぼゼ
   ロになるように補償電圧を発生すると共に前記交流送電
   線に電気的な振動が発生したときには振動現象を抑制す
   るように補償電圧を発生する補償電圧発生手段とを具備
   したことを特徴とする電力供給システム。
3. 【請求項３】 交流送電線と、前記交流送電線に直列に
   接続されたコンデンサと、前記交流送電線に直列に接続
   され前記交流送電線の等価インダクタンスがほぼゼロに
   なるように補償電圧を発生すると共に前記交流送電線に
   電気的な振動が発生したときには振動現象を抑制するよ
   うに補償電圧を発生する補償電圧発生手段とを具備した
   ことを特徴とする電力供給システム。
4. 【請求項４】 前記コンデンサは、その容量を段階的に
   変化できるようにしたことを特徴とする請求項３記載の
   電力供給システム。
5. 【請求項５】 前記コンデンサは、前記交流送電線の複
   数箇所に分割して配置したことを特徴とする請求項３ま
   たは請求項４記載の電力供給システム。
6. 【請求項６】 前記交流送電線に過電圧または過電流が
   発生したときに前記コンデンサを短絡するバイパス回路
   を設けたことを特徴とする請求項３乃至請求項５のいず
   れかに記載の電力供給システム。
7. 【請求項７】 前記交流送電線に過電流が流れたときに
   前記補償電圧発生手段を短絡するバイパス回路を設けた
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記
   載の電力供給システム。
8. 【請求項８】 交流送電線と、前記交流送電線に直列に
   接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続
   され前記交流送電線の等価インダクタンスがほぼゼロに
   なるように補償電流を発生する補償電流発生手段とを具
   備したことを特徴とする電力供給システム。
9. 【請求項９】 交流送電線と、前記交流送電線に直列に
   接続されたコンデンサと、前記コンデンサに並列に接続
   され前記交流送電線の等価インダクタンスがほぼゼロに
   なるように補償電流を発生すると共に前記交流送電線に
   電気的な振動が発生したときには振動現象を抑制するよ
   うに補償電流を発生する補償電流発生手段とを具備した
   ことを特徴とする電力供給システム。
10. 【請求項１０】 交流送電線と、前記交流送電線に直列
    に接続された第１のコンデンサと、前記第１のコンデン
    サに直列に接続された第２のコンデンサと、前記第２の
    コンデンサに並列に接続され前記交流送電線の等価イン
    ダクタンスがほぼゼロになるように補償電流を発生する
    と共に前記交流送電線に電気的な振動が発生したときに
    は振動現象を抑制するように補償電流を発生する補償電
    流発生手段とを具備したことを特徴とする電力供給シス
    テム。
11. 【請求項１１】 前記第１のコンデンサは、その容量を
    段階的に変化できるようにしたことを特徴とする請求項
    １０記載の電力供給システム。
12. 【請求項１２】 前記第１のコンデンサは、前記送電線
    の複数箇所に分割して配置したことを特徴とする請求項
    １０または請求項１１記載の電力供給システム。
13. 【請求項１３】 前記送電線に過電圧または過電流が発
    生したときに前記第１のコンデンサを短絡するバイパス
    回路を設けたことを特徴とする請求項１０乃至請求項１
    ２のいずれかに記載の電力供給システム。
14. 【請求項１４】 前記送電線に過電流が流れたときに前
    記第２のコンデンサを短絡するバイパス回路を設けたこ
    とを特徴とする請求項８乃至請求項１３のいずれかに記
    載の電力供給システム。