JPS60139131A - 高周波補償装置 - Google Patents
高周波補償装置Info
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- JPS60139131A JPS60139131A JP58244785A JP24478583A JPS60139131A JP S60139131 A JPS60139131 A JP S60139131A JP 58244785 A JP58244785 A JP 58244785A JP 24478583 A JP24478583 A JP 24478583A JP S60139131 A JPS60139131 A JP S60139131A
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- Japan
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- voltage
- inverter
- power system
- power
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
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- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の属する技術分野〕
不発明は、電力系統における無効電力および高調波電流
を補償する高調波補償装置としてのインバー！（具体的
には例えばＰＷＭインバータ）における直流側電圧の制
御に関するものである。
を補償する高調波補償装置としてのインバー！（具体的
には例えばＰＷＭインバータ）における直流側電圧の制
御に関するものである。
一般に電力系統には高調波成分を発生する負荷（例えば
サイリスタなどにより構成される電力変換装置とか整流
器負荷外と）や無効電力をとる負荷が接続されているの
で、電力系統においてこのようにして発生する無効電力
や高調波電流を補償してやらないと、系統に接続される
他の負荷に対して悪影響を及ぼす。
サイリスタなどにより構成される電力変換装置とか整流
器負荷外と）や無効電力をとる負荷が接続されているの
で、電力系統においてこのようにして発生する無効電力
や高調波電流を補償してやらないと、系統に接続される
他の負荷に対して悪影響を及ぼす。
このような理由により、電力系統には高調波補償装置が
接続され、系統内の無効電力や高調波成分の補償（具体
的には除去）が行なわれている。
接続され、系統内の無効電力や高調波成分の補償（具体
的には除去）が行なわれている。
第１図は、かかる従来の高調波補償装置を示すブロック
図である。同図において、１は電力系統、２は交流リア
クトル、３はＰＷＭインバータ、４はコンバータ、５は
入力変圧器、６は直流リアクトル、７は直流電圧源とな
るコンデンサ、である。
図である。同図において、１は電力系統、２は交流リア
クトル、３はＰＷＭインバータ、４はコンバータ、５は
入力変圧器、６は直流リアクトル、７は直流電圧源とな
るコンデンサ、である。
インバータ３は、図示せざる制御手段により所要の制御
を受けることにより、系統１における無効電力や高調波
電流を補償するに足る交流をリアクトル２を介して該系
統１へ供給している。
を受けることにより、系統１における無効電力や高調波
電流を補償するに足る交流をリアクトル２を介して該系
統１へ供給している。
所で、インバータは直流から交流へ電力変換する装置で
あるから、当然直流源がなければ外らない。第１図に示
した例では、インバータ３の直流源を、次のようにして
得ている。す外わち、インバータ３の交流側から取り出
した交流電圧を入力変圧器５を介してコンバータ４に導
き、直流に変換した後、直流リアクトル６を介してコン
デンサ７を充電し、そのコンデンサ電圧をインバータ３
の直流源としている。
あるから、当然直流源がなければ外らない。第１図に示
した例では、インバータ３の直流源を、次のようにして
得ている。す外わち、インバータ３の交流側から取り出
した交流電圧を入力変圧器５を介してコンバータ４に導
き、直流に変換した後、直流リアクトル６を介してコン
デンサ７を充電し、そのコンデンサ電圧をインバータ３
の直流源としている。
インバータ３において消費される損失電力がコンデンサ
７からの放電電流によってまかなわれるものとすると、
コンデンサ電圧は白熊低下するので、これを成る所定の
設定電圧に維持制御するためにコンバータ４が所要の制
御を行なっている。
７からの放電電流によってまかなわれるものとすると、
コンデンサ電圧は白熊低下するので、これを成る所定の
設定電圧に維持制御するためにコンバータ４が所要の制
御を行なっている。
第１図に示した如き従来の高調波補償装置においては、
コンデンサ７の電圧を設定電圧に維持するためにコンバ
ータ４が所要の制御動作を行なうわけであるが、この制
御動作に際しては、コンデンサ７への突入電流を避ける
ために直流リアクトル６を介して充電電流を供給するな
ど、制御動作に遅れ時間が伴う。このため、インバータ
３を含む補償装置全体として見るとき、電力系統１の側
の変化（無効電力や高調波電流の変動）に対する制御の
過渡応答特性が悪くなり、或いはコンバータ４や入力変
圧器５の設置には多くのスペースを要する所から、小形
化の要求に応じ難いなどの欠点があった。
コンデンサ７の電圧を設定電圧に維持するためにコンバ
ータ４が所要の制御動作を行なうわけであるが、この制
御動作に際しては、コンデンサ７への突入電流を避ける
ために直流リアクトル６を介して充電電流を供給するな
ど、制御動作に遅れ時間が伴う。このため、インバータ
３を含む補償装置全体として見るとき、電力系統１の側
の変化（無効電力や高調波電流の変動）に対する制御の
過渡応答特性が悪くなり、或いはコンバータ４や入力変
圧器５の設置には多くのスペースを要する所から、小形
化の要求に応じ難いなどの欠点があった。
そこで、インバータ３において要する電力損失分は電力
系統１の側から直接供給するようにして、コンデンサ７
の電圧の低下を防止し、コンバータ４や入力変圧器５を
不要にした高調波補償装置も従来提案（特開昭５４−５
４２６７号）されている。
系統１の側から直接供給するようにして、コンデンサ７
の電圧の低下を防止し、コンバータ４や入力変圧器５を
不要にした高調波補償装置も従来提案（特開昭５４−５
４２６７号）されている。
第２図は、かかる既提案にかかる高調波補償装置の原理
的な構成を示すブロック図である。
的な構成を示すブロック図である。
第２図において、第１図におけるのと同じ符号は同じも
の或いは対応するものを示している。すなわち第２図に
おいては、補償装置部８は、インバータ３とその直流電
圧源となるコンデンサ７から構成され、コンバータ、入
力変圧器、直流リアクトル等は不要と表っている。
の或いは対応するものを示している。すなわち第２図に
おいては、補償装置部８は、インバータ３とその直流電
圧源となるコンデンサ７から構成され、コンバータ、入
力変圧器、直流リアクトル等は不要と表っている。
これは、インバータ３において発生する電力損失は電力
系統１の側からりアクドル２を介して供給される電力に
よってまかなわれ、コンデンサ７は上記電力損失を補う
必要がないから、コンデンサ電圧ＶＤは他から電力の供
給がなくても一定に維持されることが可能だからである
。但し、第２図における補償装置部８は、主回路のみを
示し、制御系統の回路構成は図示していない。
系統１の側からりアクドル２を介して供給される電力に
よってまかなわれ、コンデンサ７は上記電力損失を補う
必要がないから、コンデンサ電圧ＶＤは他から電力の供
給がなくても一定に維持されることが可能だからである
。但し、第２図における補償装置部８は、主回路のみを
示し、制御系統の回路構成は図示していない。
さて、第２図を参照してその原理を説明した如き、前述
の既提案にかかる高調波補償装置はその具体的構成が複
雑であるというきらいがあった。
の既提案にかかる高調波補償装置はその具体的構成が複
雑であるというきらいがあった。
本発明は、上述のような従来の技術的事情にかんがみな
されたものであり、従って本発明の目的は、インバータ
において要する電力損失分が、直流電圧源としてのコン
デンサから供給されるのでなく、電力系統の側から供給
され、従ってコンバータや入力変圧器等を不要にしたタ
イプの高調波補償装置であって、構成が比較的簡単でコ
スト低摩な高調波補償装置を提供することにある。
されたものであり、従って本発明の目的は、インバータ
において要する電力損失分が、直流電圧源としてのコン
デンサから供給されるのでなく、電力系統の側から供給
され、従ってコンバータや入力変圧器等を不要にしたタ
イプの高調波補償装置であって、構成が比較的簡単でコ
スト低摩な高調波補償装置を提供することにある。
本発明の要点は、直流を交流に変換して出力するインバ
ータ装置を交流リアクトルを介して電力系統に接続し、
該インバータ装置からの交流出力によって電力系統にお
ける無効電力および高調波電流を補償する高調波補償装
置において、前記交流出力における基本波成分の振幅値
■１″と該基本波成分の前記電力系統における交流基本
波成分に対する位相差ψを前記インバータの出力電圧お
よび電力系統における電圧から算出する演算手段と、算
出された前記振幅値■１°と電力系統における電圧の振
幅値■ｌを比較しその偏差が零になるように調節出力■
０を発生する第１の調節器と、前記インバータ装置の直
流側電圧をその設定値と比較しその偏差が零になるよう
に調節出力を発生する第２の調節器と、該第２の調節器
出力と前記位相差ψとの和であるψ０を位相角とし前記
第１の調節器出力■８を振幅値として多相交流を発生す
る手段と、骸多相交流を設定値として前記インバータ装
置から出力される多相交流を制御する手段とを具備し、
前記インバータ装置の直流側電圧をその設定値に維持す
るに必要表電力を電力系統側から前記交流リアクトルを
介してインバータ装置へ供給するようにした点にある。
ータ装置を交流リアクトルを介して電力系統に接続し、
該インバータ装置からの交流出力によって電力系統にお
ける無効電力および高調波電流を補償する高調波補償装
置において、前記交流出力における基本波成分の振幅値
■１″と該基本波成分の前記電力系統における交流基本
波成分に対する位相差ψを前記インバータの出力電圧お
よび電力系統における電圧から算出する演算手段と、算
出された前記振幅値■１°と電力系統における電圧の振
幅値■ｌを比較しその偏差が零になるように調節出力■
０を発生する第１の調節器と、前記インバータ装置の直
流側電圧をその設定値と比較しその偏差が零になるよう
に調節出力を発生する第２の調節器と、該第２の調節器
出力と前記位相差ψとの和であるψ０を位相角とし前記
第１の調節器出力■８を振幅値として多相交流を発生す
る手段と、骸多相交流を設定値として前記インバータ装
置から出力される多相交流を制御する手段とを具備し、
前記インバータ装置の直流側電圧をその設定値に維持す
るに必要表電力を電力系統側から前記交流リアクトルを
介してインバータ装置へ供給するようにした点にある。
次に図を参照して不発明の一実施例を説明する。
第６図線本発明の一実施例を示すブロック図である。同
図において、第２図におけるのと同じ符号は同じ要素を
示している。
図において、第２図におけるのと同じ符号は同じ要素を
示している。
すなわち、１は電力系統、２は交流リアクトル、８は補
償装置部（第２図における８と同じく、インバータとコ
ンデンサから成る）、９は系統電圧検出器、１０は補償
用交流出力の基本波成分演算器、１１は調節器、１２は
三相正弦波発生回路、１３、１４はそれぞれＰＴ（電圧
変成器）、１５は調節器、１６はコンデンサ電圧設定器
、である。
償装置部（第２図における８と同じく、インバータとコ
ンデンサから成る）、９は系統電圧検出器、１０は補償
用交流出力の基本波成分演算器、１１は調節器、１２は
三相正弦波発生回路、１３、１４はそれぞれＰＴ（電圧
変成器）、１５は調節器、１６はコンデンサ電圧設定器
、である。
要するに第３図に示した回路は、三相正弦波発生回路１
２から出力される三相正弦波電圧ｖＲ１”。
２から出力される三相正弦波電圧ｖＲ１”。
ＶＳｌ”ｊ ＶＴＩ” を設定値として、図示せざる制
御装置によって補償装置部８内のインバータ５の三相正
弦波出力電圧を前記設定値に一致するよう制御した場合
、系統１と補償装置部８０間に交流リアクトル２を介し
て横流が流れることなく、つまり高調波補償状態が実現
し、しかもインバータ３における電力損失分は系統１か
らリアクトル２を介して供給される状態になるという、
そのような上記電圧設定値ＶＲ１”ｙ ｖｓｉｏ、 Ｖ
’ｒ１”の設定回路（インバータ出力の基本波電圧設定
回Ｍ）を示すものということができる。
御装置によって補償装置部８内のインバータ５の三相正
弦波出力電圧を前記設定値に一致するよう制御した場合
、系統１と補償装置部８０間に交流リアクトル２を介し
て横流が流れることなく、つまり高調波補償状態が実現
し、しかもインバータ３における電力損失分は系統１か
らリアクトル２を介して供給される状態になるという、
そのような上記電圧設定値ＶＲ１”ｙ ｖｓｉｏ、 Ｖ
’ｒ１”の設定回路（インバータ出力の基本波電圧設定
回Ｍ）を示すものということができる。
基本波成分演算器１０は、補償装置部８からのインバー
タ出力電圧を取り込み、その中の基本波電圧の振幅値（
波高値）と、検出器９を介して取り込んだ電力系統１の
電圧位相を基準とする前記率 基準波電圧の位相角を刻々演算して、振幅値は■１°と
して位相角はψとして出力する回路である。
タ出力電圧を取り込み、その中の基本波電圧の振幅値（
波高値）と、検出器９を介して取り込んだ電力系統１の
電圧位相を基準とする前記率 基準波電圧の位相角を刻々演算して、振幅値は■１°と
して位相角はψとして出力する回路である。
この演算器１０としては、例えば、特願昭５８−２１０
９７５号として本発明者が先に提案した「波高値および
位相角の検出装置」を用いることができる。
９７５号として本発明者が先に提案した「波高値および
位相角の検出装置」を用いることができる。
基本波成分演算器１０から出力される前記振幅値７１１
社、検出器９により検出された系統電圧ｖ１と比較され
、その偏差が零になるように調節器１１は調節出力Ｖ＊
を発する。一方、演算器１０から出力される位相角に関
しては、演算結果として得られる値をそのまま使用する
のでなく、その過程において生じるψ−０の出力を９０
として用いる。
社、検出器９により検出された系統電圧ｖ１と比較され
、その偏差が零になるように調節器１１は調節出力Ｖ＊
を発する。一方、演算器１０から出力される位相角に関
しては、演算結果として得られる値をそのまま使用する
のでなく、その過程において生じるψ−０の出力を９０
として用いる。
ψ−０ということは、演算器１０から出力される振幅値
Ｖ１°が系統電圧と同位相の基本波成分の振幅値を示す
ことを意味している。
Ｖ１°が系統電圧と同位相の基本波成分の振幅値を示す
ことを意味している。
次いで三相正弦波発生回路１２は、前記振幅値Ｖ＊およ
び位相角ψ０を入力され、振幅値がＶ＊で位相角力ｃｐ
”ｏ三相正弦波電圧ＶＲ１”＊ ｖｓｔ”、 Ｖ’ｌ’
ｌ”を設定値として出力する。図示せざる制御装置が、
これら設定値と一致するように、補償装置部８内のＰＷ
Ｍインバータから出力される基本波出力電圧を制御する
。この結果、インバータ基本波出力電圧の振幅及び位相
は、系統の基本波成分の振幅および位相と一致したもの
になる（これにより所定の補償状態となる）。
び位相角ψ０を入力され、振幅値がＶ＊で位相角力ｃｐ
”ｏ三相正弦波電圧ＶＲ１”＊ ｖｓｔ”、 Ｖ’ｌ’
ｌ”を設定値として出力する。図示せざる制御装置が、
これら設定値と一致するように、補償装置部８内のＰＷ
Ｍインバータから出力される基本波出力電圧を制御する
。この結果、インバータ基本波出力電圧の振幅及び位相
は、系統の基本波成分の振幅および位相と一致したもの
になる（これにより所定の補償状態となる）。
以上の回路に対し、調節器１５の出力を上述のψ−００
出力に加算してψ０とする回路を付加したのが本実施例
である。
出力に加算してψ０とする回路を付加したのが本実施例
である。
すカわち、インバータ３の直流側コンデンサ電圧Ｖｎを
取り出し、これと、コンデンサ電圧設定器１６による設
定値ＶＤ”を比較し、その偏差が零となるような調節器
１５の調節出力を所望の位相角として上述のψ＝０に加
算し、加算結果を改めてψ９として三相正弦波発生回路
１２に加えるのである。このようにして、コンデンサ電
圧ｖＤをその設定値ＭＤ０に維持制御するための調節器
１５の出力を、インバータ３における電力損失分に相当
する有効電力を系統１から取る場合に必要となるインバ
ータ基本出力電圧の系統電圧位相に対する位相角偏差と
して用いているわけであり、この点に本実施例の特徴が
あると云える。
取り出し、これと、コンデンサ電圧設定器１６による設
定値ＶＤ”を比較し、その偏差が零となるような調節器
１５の調節出力を所望の位相角として上述のψ＝０に加
算し、加算結果を改めてψ９として三相正弦波発生回路
１２に加えるのである。このようにして、コンデンサ電
圧ｖＤをその設定値ＭＤ０に維持制御するための調節器
１５の出力を、インバータ３における電力損失分に相当
する有効電力を系統１から取る場合に必要となるインバ
ータ基本出力電圧の系統電圧位相に対する位相角偏差と
して用いているわけであり、この点に本実施例の特徴が
あると云える。
又、本実施例では基本波成分演算器１０における基準位
相として、検出器９を用いて取り出した電力系統の位相
を用いているが、原理的にはそれは必要でなく、電力系
統周波数に対応する角速度ωが得られればそれを用いて
良く、この場合はω発生器を別個に設けることになる。
相として、検出器９を用いて取り出した電力系統の位相
を用いているが、原理的にはそれは必要でなく、電力系
統周波数に対応する角速度ωが得られればそれを用いて
良く、この場合はω発生器を別個に設けることになる。
次に第３図においてコンデンサ電圧ＶＤ ｉ）Ｅ設定値
■Ｄ０より大きくなった場合及び逆に小さくなった場合
の回路動作の説明を行なう。
■Ｄ０より大きくなった場合及び逆に小さくなった場合
の回路動作の説明を行なう。
ＶＤ＞ＶＤの場合は調節器１５の出力が正とカリ、この
結果ψ０は正とガってインバータ出力基本波電圧位相の
設定値は電力系統に対しψ０だけ進み、有効電力はイン
バータから系統へと流れｖＤは減少する。逆にＶＤく■
Ｄ″となった場合は、ψ１が負となり、有効電力が系統
からインバータへと流れＶＤは増加する。これら両者の
場合においてインバータ基不波電圧振幅値ｖ１＊は系統
電圧振幅値ｖ１と常に比較され、両者が一致する様に調
節器１１にて制御がなされるため、上記の動作が確定す
る。
結果ψ０は正とガってインバータ出力基本波電圧位相の
設定値は電力系統に対しψ０だけ進み、有効電力はイン
バータから系統へと流れｖＤは減少する。逆にＶＤく■
Ｄ″となった場合は、ψ１が負となり、有効電力が系統
からインバータへと流れＶＤは増加する。これら両者の
場合においてインバータ基不波電圧振幅値ｖ１＊は系統
電圧振幅値ｖ１と常に比較され、両者が一致する様に調
節器１１にて制御がなされるため、上記の動作が確定す
る。
この発明によれば、インバータ出力電圧の基本波成分演
算器１０を用い、その振幅値出力を電力系統の振幅値と
比較し両者を一致させるための調節器１１と、インバー
タ直流電圧ｖＤの一定制御のための調節器１５を設け、
前者の調節器出力を電圧振幅値設定値とし、後者の調節
器出力を位相設定値としてインバータ出力基本波電圧の
設定値を作成するようにしたので、インバータの電力損
失分を電力系統から取り出す回路構成を比較的簡素に実
現出来ると共に、従来必要としていたインバータ直流側
電圧維持用のコンバータや入力変圧器を不要とすること
ができた。
算器１０を用い、その振幅値出力を電力系統の振幅値と
比較し両者を一致させるための調節器１１と、インバー
タ直流電圧ｖＤの一定制御のための調節器１５を設け、
前者の調節器出力を電圧振幅値設定値とし、後者の調節
器出力を位相設定値としてインバータ出力基本波電圧の
設定値を作成するようにしたので、インバータの電力損
失分を電力系統から取り出す回路構成を比較的簡素に実
現出来ると共に、従来必要としていたインバータ直流側
電圧維持用のコンバータや入力変圧器を不要とすること
ができた。
第１図は従来の高調波補償装置を示すブロック図、第２
図、は従来の他の高調波補償装置の原理的構成を示すブ
ロック図、第３図は本発明の一実施例を示すブロック図
、である。 符号説明 １・・・・・・電力系統、２・・・・・・交流リアクト
ル、３・・・・・・インバータ、４・・・・・・コンバ
ータ、５・・・・・・入力変圧器、６・・・・・・直流
リアクトル、７・・・・・・コンデンサ、８・・・・・
・補償装置部、９・・・・・・系統電圧検出器、１０・
・・・・・基本波成分演算器、１１・・・・・・調節器
、１２・・・・・・三相正弦波発生回路、１３，１４・
・・・・・ＰＴ、１５・・・・・・調節器、１６・・・
・・・コンデンサ電圧設定器代理人 弁理士 並 木
昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１因 第２図
図、は従来の他の高調波補償装置の原理的構成を示すブ
ロック図、第３図は本発明の一実施例を示すブロック図
、である。 符号説明 １・・・・・・電力系統、２・・・・・・交流リアクト
ル、３・・・・・・インバータ、４・・・・・・コンバ
ータ、５・・・・・・入力変圧器、６・・・・・・直流
リアクトル、７・・・・・・コンデンサ、８・・・・・
・補償装置部、９・・・・・・系統電圧検出器、１０・
・・・・・基本波成分演算器、１１・・・・・・調節器
、１２・・・・・・三相正弦波発生回路、１３，１４・
・・・・・ＰＴ、１５・・・・・・調節器、１６・・・
・・・コンデンサ電圧設定器代理人 弁理士 並 木
昭 夫 代理人 弁理士 松 崎 清 第１因 第２図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １）直流を交流に変換して出力するインバータ装置を交
流リアクトルを介して電力系統に接続し、該インバータ
装置からの交流出力によって電力系統における無効電力
および高調波電流を補償する高調波補償装置において、
前記交流出力における基本波成分の振幅値ｖ１°と咳基
本波成分の前記電力系統における交流基本波成分に対す
る位相差ψを前記インバータの出力電圧および電力系統
における電圧から算出する演算手段と、算出された前記
振幅値■１＊と電力系統における電圧の振幅値■１を比
較しその偏差が零に々るように調節出力ｖ１を発生する
第１の調節器と、前記インバータ装置の直流側電圧をそ
の設定値と比較しその偏差が零になるように調節出力を
発生する第２の調節器と、該第２の調節器出力と前記位
相差ψとの和であるψ０を位相角とし前記第１の調節器
出力■０を振幅値として多相交流を発生する手段と、該
多相交流を設定値として前記インバータ装置から出力さ
れる多相交流を制御する手段とを具備し、前記インバー
タ装置の直流側電圧をその設定値に維持するに必要な電
力を電力系統側から前記交流リアクトルを介してインバ
ータ装置へ供給するようにしたことを特徴とする高調波
補償装置。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の高調波補償装置にお
いて、前記位相差ψとしてψ−０なる出力を用いること
を特徴とする高調波補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58244785A JPS60139131A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 高周波補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58244785A JPS60139131A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 高周波補償装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60139131A true JPS60139131A (ja) | 1985-07-23 |
Family
ID=17123883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58244785A Pending JPS60139131A (ja) | 1983-12-27 | 1983-12-27 | 高周波補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60139131A (ja) |
-
1983
- 1983-12-27 JP JP58244785A patent/JPS60139131A/ja active Pending
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