JPS58201529A - 無効電力補償装置 - Google Patents

無効電力補償装置

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JPS58201529A
JPS58201529A JP57082903A JP8290382A JPS58201529A JP S58201529 A JPS58201529 A JP S58201529A JP 57082903 A JP57082903 A JP 57082903A JP 8290382 A JP8290382 A JP 8290382A JP S58201529 A JPS58201529 A JP S58201529A
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JP
Japan
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voltage
power
bus
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JP57082903A
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JPH024924B2 (ja
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下條 敏一
薫 小柳
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Toshiba Corp
Kyushu Electric Power Co Inc
Original Assignee
Kyushu Electric Power Co Inc
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • 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

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、電圧一定制御【通して電力系統の)υ 安定度向上1@り得るようにした無効電力補償装置に関
する。
〔発明の技術的背景〕
近年、電力系統の拡大、複雑化や発電ユニットの大容量
化とともに電源立地地点の入手難、送電ルー)0確保−
勢の技術的、社会的要因から、大容量かつ長距離送電を
強いられる傾向があり、これに伴って電力系統の安定I
運用問題がクローズアップされてきている0 この電力系統の安定度向上の施策として具体的に種々取
上げられて研究されているが、以下に述べる無効電力補
償装置もその1つである0そして、こO無効電力補償装
置としては、古くから同期調和機が使用されているが、
最近では保守が容品で応答特性の秀れた静止形無動電力
補償装置(以下、SVC。
5tltic  Var  Comp@nHtor  
と称する)が実用化されつつある0 次に、SvCの系統安定度への寄与について第1区およ
び第2図(&) 、 (b) k用いて説明する011
1図は、BVCの適用形態を示すものである0図におい
て、1は同期発電機、2は残りの電力系統t−表わす無
限大母線、3は中間母線、4は同期発電機1と中間母線
3と【接続する送電線、5は中間母線3と無限大母線2
とt!!絖する送電線、Cは中間母線3に接続されてい
る系統負荷、1は本発明の対象としているSvCである
ここで、5vcyは中間母線3の電圧【検出して設定値
と比較し、フィードバック制御によって系統への無効電
力の注入量を調節することで、中間母線3電圧の大きさ
【常に設定値と等しくしようとするものである。
さて、いまSvCが無い場合11−考える。いま、同期
発電機1と無限大母線2の電圧ベクトルtそれぞれvg
 、 Viとすると、その関係はjIz図(&)に示す
ようになる。なお、JIK2図では簡単のため系統負荷
6の影響は無視している0交流理論からよく知られてい
るように、発電電力P・は第2図葎)の場合、 の如く表わされる。ここで% Xs、 、 Xe2はそ
れぞれ送電線4.送電線5を純リアクタンス線路とみな
した時のりアクタンス値t1δは電圧ベクトルVg(D
V’s  に対する位相差である。(1)式から分かる
ように、送電電力Pa  は−〈90゜の峙は1ととも
に増加するが、J−90”にて最大値【とり、#)90
°では逆にδとともに減少してゆく。すなわち、SVC
なしの場合にはJ=90”″で定態安定限度となり、定
常的にこれ以上の送電【行なうことは不可能である〇一
方5vcl適用すると、第2図(b)に示すように中間
母線の電圧ベクトルVc  は低下することなく一定値
に保持されるため、送電電力reの最大値は−〉90°
となり定態安定限界が増加する。これは、(1)式の送
電電力の関係式は今度はtg  と※C、あるいはVC
とれ との間にのいずれかの位相差が90°を越えない
限り、送電電力Pe  がδとともに増加するからであ
る。
このように、5vc2設置すると中間母線3の電圧の大
きさが保持されるので、安定に送電できる電力が増加し
、定態安定度の向上を図り得る。tfc、系統事故の発
生に伴って同期発電機lが加速される場合にも、SVC
の過渡応答速度が早いので、電圧保持効果が期待できて
相差角第1波の加速脱調抑制が可能となり過渡安定度へ
も十分に寄与することができる。
〔背景技術の問題点〕
従来のSVCは、上述したように電圧一定制御【通して
、定態安定度や過渡安定度の向上に寄与するものである
が、最近ではより安定度向上能力の高いSvCが要望さ
れてきている。
〔発明の目的〕
本発明は電力系統の安定度向上の能力【より一層嶌める
ことかできる無効電力補償装置を提供することにあるO 〔発明の概要〕 上記目的を達成する丸めに本発明では、電力系統の電圧
を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段により検
出され九電圧を設定値電圧と比較し、この比較結果を基
に系統への無効電力の補償量を調整することで前記系統
電圧を設定値電圧とする如く制御する定電圧制御回路と
、前記電力系統の周波数を検出し、この検出値が予定値
以内では出力を生じず、予定値【越えると出力を生じ、
この出力により前記定電圧制御回路に供給される設定値
電圧の大きさ【等測的に変更する設定値電圧変更手段と
t具備したこと【特徴とする〇 〔発明O実施例〕 以下、本発明IJIa図および第4図に示す一実施例に
ついて説明する。第3図は、本発明による8VCの構成
例tブロック的に示し友ものである。JIa図において
まず主回路構成要素から説明する。101は調相用コン
デンサ、1o2はこのコンデンサ101と直列接続され
たフィルタ用リアクトル、103は降圧用変圧器、10
4はサイリスタ、105はこれら降下用変圧器103お
よびサイリスタ104と共に直列接続され次調相用リア
クトルである。これらの回路要素101〜105により
gvcの主回路を構成し、系統の中間母線3に図示の如
く接続している。尚、サイリスタは必ずしも双方向のス
イッチ機能【有する必要はなく片方向のスイッチ機能で
も差支えない。
一方、106は計器用変圧器、1o1は電圧検出器、 
Vref  は設定電圧、108は比較器、109は電
圧調整器であり、中間母線3の電圧値である電圧検出器
10Fの出力We  と、設定/It 電圧Vr@f  との差電圧すなわち比較器It)出力
を入力とし、この差電圧【零とする如くサイリスタ10
4の点弧制御を行なうものである。これら106〜10
9’lでの制御要素により、本gvcの定電圧制御系を
構成する。尚、便噴上比較器10&、電圧調整器10m
から成る部分【定電圧制御回路と呼ぶ。
また、110は計器用変圧器106の出力信号から母線
電圧周波数ft得る周波数変換器(V/F)、111は
この周波数fより定常値を除去して周波数変化分のみノ
f’ t−得る不完全微分回路、112は一種の非線形
要素であり次の機能を有する。
aI≦if  のとき、jVf=V。
aL〈ノf<&lIOとき、jVf=0み ノf≦aL oとき、AI=VL なお、VL(0、VM)0  ”C’アル。
すなわち、周波数変化Δfが小さくa=aL     
   H の間にあれば、非線形要素112の出力は零であり、Δ
fが上限設定値h よりも大きい時は出力VM  j−
送出して、SVCは中間母線3の電圧【上げる如く制御
する。しかし、逆にΔfが下限設定値aL  よりも小
さい時は出力VL  f送出して、SVCは中間母線S
の電圧【下げる如く制御するものである。そして、破線
にて囲んだ部分のこれらの要素110〜112から設定
値電圧変更回路を構成する。
すなわち、本SvCは母線周波数の変化に応じて、等動
的にSVCの定電圧制御回路の電圧設定値r変更し、中
間母線30電圧調整を行なわしめるように構成したもの
である。
第4図は、中間母線30周周波数変化分と非線形要素1
12の出力ΔVt  との関係を示したものである〇 次に、上記のように構成し25 V Cの作用について
説明する。
まず、今電力系統に系統故障等の大きな外乱が加えられ
次場合、系統内の発電機の動揺は次の運動方程式にて表
わされる。
ここで、M:発電機の慣性モーメント、J=相差角、P
M:  発電機への機械入力、Pe:発電機からの電気
出力、D;発電機の等価ダンピング定数である。
かかる外乱発生後、相差角第1波の過渡安定度が確保さ
れた後、系統内の各発電機は上記2式O這動方程式で表
わされるように振動を繰返しながら、ダンピングの存在
によりやがては定常状態へ移行してゆく。
一方、このとき系統が外部系統と比較的送電容量OII
い連けい線(長距離線、数少ない回線等)で連けいされ
ている場合には、外乱の発生に伴い系統動揺の長周期成
分が励起され、かつその収束が遅くなる傾向がみられる
0そして、上記によって相差角第1波の過渡安定度が確
保されるもむの、その後の長周期の系統動揺が長時間収
束しないことは系統運用上好ましいことではない。
この点、上記構成のSvCにおいては、設置母線である
中間母線30周波数変化Δf t、周波数変換器110
、不完全微分回路111により検出し、その変化Ifが
設定値h よりも大のときにはSvCの電圧調整器10
9によって中間母線3の電圧を上げ、逆に変化Δfが設
定値ac  ぶりも小のときには同様に電圧倉下げるよ
うに制御される0この場合、母線電圧を上けるとその母
線に接続された系統負荷−の消費電力が増加し、母線電
圧【下げると逆に系統負荷lの消費電力は減少する。を
九、jlIt図の系統例から明らかなように、送電電力
(この場合には発電機の電気出力) Pg  は(1)
式より発電機電圧Vg  o大きさが一定であれば、相
手側母線の電圧の大きさ1Vsl  に比例するため、
こむ電圧が上がるとre  も増加し、下がれば減少す
る。
すなわち、系統負荷Cの消費電力および送電電力Ps 
 は中間母線30電圧の大きさの変化と同一極性にて変
化する。
一方、系統周波数の変化ノfは各発電機の回転数変化Δ
Wの平均値ノWとみなせるため、平嫡値5とΔfとは同
一極性の比例関係にある。
そして、本SVCでは制御系の応答適度が十分速いので
、各発電機の回転数変化の平均値ノWにほぼ比例して中
間母線JCI電圧【上げ下げし、系統負荷6の消費電力
や送電電力【増減させ、s この結果は(2)式で示したダンピング環D−Hの効果
と同一作用となる。すなわち、電力系統の早めることが
できる。
このように、電力系統の電圧【検出する電圧検出手段J
Og、JOFと、上記電力系統の周波数【検出する周波
数検出子R106,110と、上記電圧検出手段10f
i、10’iにより検出された電圧を設定値電圧Vrs
f  と比較し、この比較結果【基に系統への無効電力
の補償量【調整104,105することで上記系統電圧
を設定値電圧Vr@f  とする如く制御する定電圧制
御回路1111.109と、上記周波数検出手段106
.1101CLり検出され皮屑波数の変化ノft−検出
しその大きさに応じて補正電圧信号Δvf  を与えて
上記設定値電圧Vr@f  の大きさt変更する設定値
電圧変更手段111,112とから、svc’4(構成
し次ものである。
従って、つぎのような効果が得られるものである。
−母線電圧【検出し設定値との比較を行なう定電圧制御
機能を有しているので、送電区間の中間点に設置すれば
中間電圧を保持し得る次め、安定に送電電力【増加する
ことが可能である0すなわち、系統の定態安定度O確保
に極めて有効的である0 (b)  母線周波数の変化に応じて母線電圧【制御す
る回路を備え、周波数変化ノfと同一極性にて母線電圧
の大無さ【変化させるようにしているので、等動的に系
統動揺のダンピング効果を早期に収束させることができ
る効果を有する。
尚、本発明は上記実施例に限定されるものではない0本
発明は、上述し次ようにそのポイントは、系統周波数変
化Δfの変化と同一極性【もって、電圧調整器109【
介して母線電圧【調整することにあるが、この場合系統
周波数変化Δfに応じて母線電圧を調整する方法として
は、他にもいくつか考えられる。
第5図(a) # (b)は、他の方法を示すもので、
つまり非線形111Al12’を他の要素に代替するも
のである。第5図(1)は不感帯要素であり、h≦ノf
のとき、ノVf=Δf aL〈ノf<*M oとき、ノVf=0ノf≦aLのと
き、ノVf=Δf となるOlた、同図(b)は第3図
の実施例の非線形要素の拡張で、出力ΔVfli2段階
に分は友ものであり、かかるI!素【適用しても、同様
に実施することができるものである0 〔発明の効果〕 以上説明したように本発明によれば、系統周波数の変化
に応じて勢価的に定電圧制御回路の設定値電圧の大きさ
t変更するようにしたので、電力系統の安定度向上能力
【一般と高めることができる極めて信頼性の高い無効電
力補償装置が提供できる0
【図面の簡単な説明】
第1図はBvcの適用形gt示す概要図、第2囮(転)
、(b)はSVC適用の有無による効果の相違を示す説
明図、1Ic3図は本発明の一実施例を示す構成図、9
4図は本発明の作用【示す説明図、第5図(a) 、 
(b)は本発明O他の実施例の一要素を示すブロック図
である。 1・・・同期発電機、2・・・無限大母線、S・・・中
間母線、4.j・・・送電線、6・・・系統負荷、7・
・・BVC,101・・調相用コンデンサ、102・・
・フィルタ用リアクトル、J#J・・・降圧用変圧器、
104・・・夛イリスタスイツテ、1#5・・・調和用
リアクトル、106・・・計器用変圧器、101・°・
電圧検出器、IQ8・・・設定電圧、109・・・電圧
調整器、110・・・周波数変換器、111・・・不完
全微分回路、112・・・非線形要素。 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦拳 1 凶 第3− s4図 第5図 (a)(b)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 電力系統の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検
    出手段により検出された電圧を設定値電圧と比較し、こ
    O比較結果を基に系統への無効電力の補償量【調整する
    ことで前記系統電圧【設定値電圧とする如く制御する定
    電圧制御回路と、前記電力系統の周波数【検出し、この
    検出値が予定値以内では出力【生じず、予定値を越える
    と出力を生じ、この出力により前記定電圧制御回路に供
    給される設定値電圧の大きさt等価的に変更する設定値
    電圧変更手段と【具備し九ことt特徴とする無効電力補
    償装置0
JP57082903A 1982-05-17 1982-05-17 無効電力補償装置 Granted JPS58201529A (ja)

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JP57082903A JPS58201529A (ja) 1982-05-17 1982-05-17 無効電力補償装置

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US5151643A (en) * 1991-03-04 1992-09-29 Motorola, Inc. Integral hang-up and battery charging apparatus
KR102007108B1 (ko) * 2015-03-27 2019-08-02 제이에프이 스틸 가부시키가이샤 절연 피막이 형성된 방향성 전기 강판 및 그 제조 방법

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