JPS60160345A - コイルによるエネルギ−貯蔵装置の制御方法 - Google Patents

コイルによるエネルギ−貯蔵装置の制御方法

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JPS60160345A
JPS60160345A JP1183984A JP1183984A JPS60160345A JP S60160345 A JPS60160345 A JP S60160345A JP 1183984 A JP1183984 A JP 1183984A JP 1183984 A JP1183984 A JP 1183984A JP S60160345 A JPS60160345 A JP S60160345A
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coil
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circuit
power
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秀文 白濱
桜井 芳美
薮野 光平
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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】 〔発明の利用分野〕 本発明はコイルによるエネルギー貯蔵装置の制御方法に
係り、特に電力系統を安定化するのに好適なコイルによ
るエネルギー貯蔵装置の制御方法に関する。
〔発明の背景〕
コイルによるエネルギー貯蔵装置は、一般に複数の交直
変換器及びエネルギー蓄積手段であるコイルをループ状
に接続した構成となっておシ、各交直変換器の制御遅れ
角を変化させることによって交流系統からエネルギー貯
蔵装置に流入する有効電力及び無効電力を制御すること
ができる。すなわち、有効電力の制御による系統周波数
の安定化及び無効電力の制御による系統電圧の安定化が
可能である。しかし、交流系統からエネルギー貯蔵装置
に流入する有効電力及び無効電力はどちらも各交直変換
器に対するそれぞれの制御遅れ角をパラメーターとする
非線形関数であり、4f効電力及び無効電力を目標値に
合わせるには非線形連立方程式を解く必要がある。
ところで、交流系統を安定化するのに十分な速度で、非
線形方程式を解きながら有効電力及び無効電力を制御す
るのは困難であり、例えば、2台の交直変換器から成る
コイルによるエネルギー貯蔵装置の場合、従来、系統安
定化のために要求される有効電力及び無効電力の変動範
囲から決定できるある値に2つの制御遅れ角の1つを固
定し、もう1つの制御遅れ角を変化させ有効電力または
無効電力を制御する方法が検討されている。しかし、制
御遅れ角は、有効電力及び無効電力の共通のパラメータ
ーで、l、1つの制御遅れ角のみを □変化させると有
効電力及び無効電力が変動するため、従来の方法では、
有効電力の制御による系統周波数の安定化、及び無効電
力の制御による系統電圧の安定化を個別に行なうことが
できなかった。
すなわち、従来方法は有効電力を制御すれば無効電力も
変動し、無効電力を制御すれば有効電力も変動するとい
う欠点があった。
〔発明の目的〕
本発明の目的は、交流系統からエネルギー貯蔵装置に流
入する有効電力及び無効電力を個別に制御できる電力系
統の安定化に好適なコイルによるエネルギー貯蔵装置の
制御方法を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明は、コイルによるエネルギー貯蔵装置における複
数台の交直変換器を2つの交直変換器群に分けそれぞれ
を第1の交直変換器群及び第2の交直変換器群とし、交
流系統からコイルによるエネルギー貯蔵装置へ流入する
有効電力及び無効電力の指令値が与えられた場合、実際
の有効電力を有効電力の指令値に近づけるため、第1の
交直変換器群に流入する電流の位相遅れ角を変化させ、
第1の交直変換器群の電流の位相遅れ角の変化による無
効電力の変動を打ち消すように第2の交直変換器群に流
入する電流の位相遅れ角を変化させ、また実際の無効電
力を無効電力の指令値に近づけるため、第2の交直変換
器群に流入する電流の位相遅れ角を変化させ、第2の交
直変換器群の電流の位相遅れ角の変化による有効電力の
変動を打ち消すように第1の交直変換器群に流入する電
流の位相遅れ角を変えることによシ、有効電力と無効電
力の非干渉制御を可能にしたものである。
〔発明の実施例〕
2台の交直変換器から成るコイルによるエネルギー貯蔵
装置に本発明を適用した場合の実施例を以下に述べる。
まず第1図に従って、コイルによるエネルギー貯蔵装置
の全体構成及び基本特性を説明する。第1図は、コイル
によるエネルギー貯蔵装置の全体構成を示しており、主
回路は変換器用変圧器2.3を介して交流系統1に結な
がる交直変換器4,5、及び超電導コイルのようなエネ
ルギー蓄積用コイル6をループ状に接続した構成となっ
ている。また、制御回路は、交流電圧の振幅に比例する
交直変換器1台当たシの無負荷直流電圧Ea、を無負荷
直流電圧検出回路8を介して取シ込み、直流電流Iaを
直流電流検出回路9を介して取り込み、上位の系統制御
装置から与えられる有効電力指令値P、及び無効電力指
令値Q、を制御入力として交直変換器40制御遅れ角α
1及び交直変換器5の制御遅れ角α2を出力する有効・
無効電力指令値*11と、制御遅れ角αl、α2を制御
入力とし交流電圧検出回路7を介して得られる交流電圧
V、に同期して制御遅れ角α1で交直変換器4を動作さ
せる点弧パルスq1及び制御遅れ角α鵞で交直変換器5
を動作させる点弧パルスq2を発生する位相制御回路1
0から成っている。
第1図において、変換器用変圧器2.3の転流リアクタ
ンスをX、で表わすと、変換器用変圧器2を流れる交流
電流の基本波成分の位相角θlと交直変換器4の制御遅
れ角αlの関係式は次のようになる。
同様に、変換器用変圧器3を流れる交流電流の基本波成
分の位相角θ2と交直変換器5の制御遅れ角α2の関係
式は次のようになる。
上記のように定義した位相角θ1を用いて、交直変換器
4に流入する有効電力pH無効電力Q1を次式で弐わす
ことができる。
P l”” I 1IEa a ”θs ”・(3)Q
l= It Ha es1ni91 豪拳−・・・(4
)同様に、上記のように定義した位相角θ1を用いて、
交直変換器5に流入する有効電力P2、無効電力Q2を
次式で表わすことができる。
P 2−L E4mcDsl)2 ・・・・・・(5)
Q、=I纏EdeSlflθ2 ・・・・・・(6)(
3) 、 (4> 、 (5)、及び(6)式よムエネ
ルギー貯蔵装置に流入する有効電力P1及び無効電力Q
が次のように”まる。
P = P t + P z = I纏Ed、 (CO
8θl−1−cosθ2)・・・・・・(7)Q ””
 Q t + Qx = L Ea、(sIIlθI−
+S11θ2)・・・・・・(8)(1)、 (2)、
 (7)及び(8)式より次式を得る。
したがって有効電力の指令値P0、無効電力の指令値Q
、が与えられると、P=P、、Q=Q−とじて(9)、
01式よpcosθl、CO8θ2がまシ、さらにaυ
、(1邊式に従って制御遅れ角αl、α2がまる。
方 本発明の制把不は(9)、 Q(1,(tL及びαり式
に基づいたものであり、第1図の有効・無効電力制御回
路11の構成方法に関するものである。以下に、(9) 本発明を適用した制御回路について説明する。
第1図の有効・無効電力制御回路11は第2図に示すよ
うに有効電力の指令値Pa、無効電力の指令値Q0、直
流[流I4、及び無負荷置fJFt、電圧Ea・を入力
として交直変換器4の力′4Aυ301及び交直変換器
5の力率cnsl、を決定する力率制御回路12と、力
率CO$01.cosθ冨、直流電流I−1及び無負荷
直流電圧E4゜を入力として制御遅れ角α1.α3を決
定する制御遅れ角決定回路13でを加え(3)α1を出
力する加算回路16、cosθ2にcosglからα1
を得る関数回路18、及びω$α1からαlを得る関数
回路19から閏γaる。
第4図は、第2図の力率制御回路12についての実施例
であり、本発明の適用により交流系統か(lO) らエネルギー貯蔵装置へ流入する鳴動電力及び無効電力
の非干渉制御を可能としている。
第4図では、回路構成を簡略化するために、と置き(9
)、 (11式を書き換えた次の式を基本式として用い
ている。
Xi −1−CO3,5lll−’ X2 = f 1
 111.−(を騰Xs 十5u−CO5−’ xs 
= f 2.、、、、、α荀Q3.041式を用いると
、Xlとfl、及びX、とf2が比例しているために本
発明の実現が容易である。
第4図の回路に従って、まず有効電力の制御について述
べる。有効電力の指令値P、が与えられると除算回路2
0.21により04式のflに対する設定値r1がまシ
、スイッチ切p換え信号発生回路24の出力信号Cによ
シスイッチ29゜30を連動させ、加算回路25の出力
として得られる有効電力制御偏差εl””rl flが
スイッチ29の出力Sl、また無効電力補正信号−δ3
(11) がスイッチ300出力S!となるようにし、積分回路3
5の出力x1と、関数回路37、微分回路32、符号変
換回路34、積分回路36、及び関数回路38から成る
無効電力補正系の出力y1=Cal−8tll−’X黛
の和として得られる加算回路27の出力f1を閉ループ
制御しr、とf、を一致させるための各交直変換器の力
率cosθ、、cOse、をめている。
上記の有効電力制御系では積分回路35の出力xlの変
化分の無効電力制御系に与える影響8重を関数回路37
、微分回路32によ請求め、符号変換回路34により一
δ3を作成し、−δ2を積分回路36の入力とし、積分
回路36の出力、すなわち(14式におけるx2を変化
させ、1式におけるf、が変動しないようにしている。
したがって、有効電力制御系は、無効電力に影響を与え
ない。
次に無効電力の制御について述べる。無効電力の指令値
Q、が与えられると除算回路23.22により1式のf
sに対する設定値r!がまり、スイッチ切り換え信号発
生回路24の出力信号C(12) によシスイッチ29.30を連動させ加算回路26の出
力として得られる無効電力制御偏差g、=r1.−ra
がスイッチ30の出力S1、また有効電力補正信号−δ
1がスイッチ29の出力S1となるようにし、積分回路
36の出力Xlと、関数回路3B、微分回路31、符号
変換回路33、積分回路35、及び関数回路37から成
る有効電力補正系の出力Yz =SIIl −cos−
I X 1の和として得られる加算回路28の出力f、
を閉ループ制御しr2とf、を一致させるための各交直
変換器の力率cosl□ 、ωs02をめている。上記
の無効電力制御系では積分回路36の出力x2の変化分
の有効電力制御系に与える影響δ1を関数回路3B、微
分回路31によ請求め、符号変換回路33により一δl
を作成し、−δlを積分回路350入力とし、積分回路
の35の出力、すなわちα連成におけるxlを変化させ
、(lS式におけるflが変動しないようにしている。
したがって、無効電力制御系は、有効電力に影響を与え
ない。
また、本実施例における非線形関数回路cos””。
(13) ” 、5il−’ 、 all −coS−1を実現す
る方法は、記憶回路のテーブルを用いる方法等各種ある
ので実現上の問題はない。
次に、本実施例の動作波形を説明する。
第4図のスイッチ切シ換え信号発生回路24の出力信号
Cが)lighのときスイッチ29.30が5i=11
 * s、 =−δ雪となるように動作し、LOWのと
きスイッチ29.30が8.=−δ1゜3g=g2とな
るように動作するものとすれば、信号Cが高(H)のと
き、有効電力制御系が動作し、低(L)のとき無効電力
制御系が動作する。
したがって、信号Cが第5図の(1)に示すように周期
的に高(H)、低(L)を繰シ返すものとすれば、有効
電力の指令値P、が第5図の(2)の破線のようにP■
、PL間をステップ状に変化し、無効電力の指令値Q、
が第5図の(3)の破線のようにQH,Qt、間をステ
ップ状に変化する場合、無効電力P1及び無効電力Qは
それぞれ、第5図0)の実線、及び第5図(3)の実線
のように変化する。Pl及びQの応答速度は、必要に応
じて第4図の閉ル(14) −ブ系に増幅回路をそう人することによって変えること
ができる。第5図に示すように、本実施例によれば、有
効電力P1及び無効電力Qの非干渉制御が可能である。
ディジタル演算処理装置を用いて第2図の回路の機能を
実現した本発明の他の実施例を第6図。
第7図、及び第8図に従って説明する。
第6図は、ディジタル演算処理回路39、パルス発生回
路40、記憶回路41、入力回路42、及び出力回路4
3から成るディジタル演算処理装置の構成を示しており
、ディジタル演算処理回路39は、周期的に発生するパ
ルス発生回路40のパルス出力信号aによシ起動し、記
憶回路41に予め記憶されている演算処理手続きに従っ
て、有効電力指令値Pa、無効電力指令値Q0、直流電
流In、及び無負荷直流電圧E−0を入力回路42を介
して取り込み、記憶回路41に予め記憶されているテー
ブルを系別しながら演算処理を行ない、演算処理結果と
して得られる制御遅れ角αl、α。
を出力回路43を介して出力する。
(15) ここでパルス発生回路40のパルス出力信号aが第7図
の(1)に示すように周期Tでくシ返し出力されるもの
とし、ディジタル演算処理回路の演算処理時間をτで表
わすと、ディジタル演算処理回路39は、第6図の(2
)の斜線で示す期間にくり返し演算処理を行なう。
第8図は、第6図のディジタル演算処理回路39で行な
う一連の演算処理フローを示してお)、ディジタル演算
処理回路39はパルス発生回路40の発生するパルス信
号aによシ<シ返し起動され第8図のフローを実行する
第8図のフローにおける処理44,45,46゜47、
及び48では、それぞれ、有効電力及び無効電力の制御
に必要なデーター、すなわちP、。
Q e g I d g E 4oの取少込み、第4図
において述べた有効電力の制御系のプログラムによる実
現、第4図において述べた無効電力の制御系のプログラ
ムによる実現、第3図の制御遅れ角決定回路13のプロ
グラムによる実現、得られた制御遅れ角の出力を行なう
(16) 以上のような変形例でも実施例と同様の効果が得られる
〔発明の効果〕
本発明によれば、交流系統からエネルギー貯蔵装置に流
入する有効電力及び無効電力の非干渉制御が実現できる
【図面の簡単な説明】
第1図はコイルによるエネルギー貯蔵装置の全体構成を
示す図、第2図、第3図、及び第4図は本発明の実施例
を示す図、M5図は実施例の動作波形図、第6図、第7
図、第8図は本発明の変形例を示す図である。 代理人 弁理士 高橋明夫 (17) 第 1 図 d 0− × 奮 ぐ(i −心 躬5 閃 C 第 6閃

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、各交直変換器の制御角を変化させることによって交
    流系統からエネルギー貯蔵装置へ流入する有効電力、無
    効電力を調節する、複数台の交直変換器とエネルギー貯
    蔵のだめのループ状に接続されたコイルから成るコイル
    によるエネルギー貯蔵装置の制御方法に於て、複数台の
    交直変換器を第1及び第20交直変換器群に分け、交流
    系統から上記コイルへ流入する有効電力の指令値が与え
    られた場合、実際の有効電力を有効電力の指令値に近づ
    けるように第1の交直変換器群の各制御角を変化させ、
    第1の交直変換器群の制御角の変化による交流系統から
    該コイルへ流入する無効電力の変動を打ち消すように第
    2の交直変換器群の各制御角を変化させることを特徴と
    するコイルによるエネルギー貯蔵装置の制御方法。 2、特許請求の範囲第1項のコイルによるエネルギー貯
    蔵装置の制御方法において、 複数台の交直変換器を第1及び第2の交Ift変換器群
    に分け、交流系統から前記コイルへ流入する無効電力の
    指令値が与えられた場合、実際の無効電力を無効′電力
    の指令値に近づけるように第1の交直変換器群の各制御
    角を変化させ、第10交直変換器群の制御角の変化によ
    る交流系統から前Lコイルへ流入する有効電力の変動を
    打ち消すように第2の交直変換器群の各制御角を変化さ
    せることを特徴とするコイルによるエネルギー貯蔵装置
    の制御方法。 3、特許請求の範囲第1項のコイルによるエネルギー貯
    蔵装置の制御方法において、 複数台の交直変換器を第1及び第20交直変換器群に分
    け、交流系統から前6己コイルへ流入する有効電力及び
    無効電力の指令値が与えられた場合、実際の有効電力を
    有効電力の指令値に近づけるように第1の交直変換器群
    の各制御角を変化させ、第1の交直変換器群の制御角の
    変化による交流系統から前記コイルへ流入する無効電力
    の変動を打ち消すように第2の交直変換器群の各制御角
    を変化させ、また、実際の無効電力を無効電力の指令値
    に近づけるように第2の交直変換器群の各制御角を変化
    させ、第20交直変換器群の制御角の変化による有効電
    力の変動を打ち消すように第1の交直変換器群の各制御
    角を変化させることを特徴とするコイルによるエネルギ
    ー貯蔵装置の制御方法。
JP1183984A 1984-01-27 1984-01-27 コイルによるエネルギ−貯蔵装置の制御方法 Granted JPS60160345A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6395246A (ja) * 1986-10-11 1988-04-26 Sumitomo Chem Co Ltd 印刷に供するポリプロピレン組成物およびシ−ト

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6395246A (ja) * 1986-10-11 1988-04-26 Sumitomo Chem Co Ltd 印刷に供するポリプロピレン組成物およびシ−ト

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