JPS60180443A - 電力制御装置 - Google Patents

電力制御装置

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JPS60180443A
JPS60180443A JP59035551A JP3555184A JPS60180443A JP S60180443 A JPS60180443 A JP S60180443A JP 59035551 A JP59035551 A JP 59035551A JP 3555184 A JP3555184 A JP 3555184A JP S60180443 A JPS60180443 A JP S60180443A
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JP59035551A
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川岸 賢至
英彦 杉本
矢野 昌雄
宇高 正晴
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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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
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    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

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  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は無効電流、逆相電流、高調波電流などの電力障
害電流な除去することを目的とした電力制御装置に関す
るものである。
〔従来技術〕
電力系統における負荷の多様化、大容量化にともない無
効電流、逆相電流、高調波電流等による電力障害が問題
となっている。本来、交流電源にとっては、負荷に対し
て名相の電流値が等しくバランスし、1次高調波リップ
ルを含むことなく。
電源力率が1であることが望フしい。
そこで従来1例えば纂1図に示される電力調整装置が提
唱さnている。図において、1は交流電源に接続され7
を負荷でめυ、2はエネルギー蓄積要素である。インバ
ータ3は複数のトランジスタQ□〜Q6およびフリーホ
イールダイオードD1〜D61r自己転流可能に接続構
成している。5はインバータ出力検出用の変IM器、6
は負荷電流ヲ検出する変流器である。8は上記インバー
タ3と変流器5間に接続さnる交流リアクトルである。
上記構成で示す電力制御装置は、直流電圧指令値E*D
から蓄電池の直流電圧EDの偏差ξ□に、正規化した又
流電飾電圧Va=虐ωt(電源電圧な正弦波と仮定する
)を乗じたものを有効電流の指令値としているもので、
指令電流は以下の通シになる。
上記式(1)によりXめらnた電流は、変流器6で検出
さnた各相の負荷電流’LU’ily+tLW と比較
器足さn、その比較判定値がインバータ3が出力すべき
出力電流1atr、icv+ low となる。
すなわち。
i 0U:i LU−1(1!U ”””i 0V=L
 LV i OV ””” (2’i aw=ir、、
w−i ow’ −となる。
しかしながら、上記構成の装置においては瞬時■効電流
、瞬時無効電流いず牡も補償可能であるが、エネルギー
蓄積要素2の設定値が決足できないという欠点がある。
つ1り上記システムは、すべての障害電流ヲ補償しよう
としている制御システムのため1例えば負荷装置1に非
常に低周波のアンバランス電流が流nる場合、エネルギ
ー蓄積要素2の蓄積エネルギーでに補償しえない場合が
生じてくる。その現象とともに補償可能な電流も補償で
きなくなる場合がある。この問題?:解決しようとする
とエネルギー蓄積要素2の蓄積エネルギーを魚眼下に設
足しなけ才りはならない結果になる。
〔発明の概要〕
本発明は上記のような従来のものの欠点を除去するため
になさnたもので、又流電源の電圧位相と負荷電流の値
に基づいて演算さnた瞬時■動電mH5C分および瞬時
無効電流成分にフィルタ?通過させることにより、その
システムのもっている蓄積エネルギ分のみ補償すること
、つ1り換言すnば補償したい電流、あるいにエネルギ
ーに対して蓄積エネルギーの値を設定できることにあっ
て。
実用性の高い電力制御装置を提供することな目的として
いる。
〔発明の実施例〕
以下本発明の一実施例を図について説明する。
第2図は本発明の概略構成図であシ、U、V、W相から
なる三十目父流電源にサイリスタレオナードの様な障害
電流の発生する負荷装@1が接続さnており、上記負荷
装置1に、補償電流な供給すべくインバータ3が交流リ
アクトル8を介して並列接続さnて、直流側には蓄電要
素2が接続さ扛ている。上記インバータ3は自己転流機
能を有した複数のトランジスタQ1〜Q6およびフリー
ホイールダイオードD□〜D6から構成さ扛、ベース信
号形成回路16の信号を受け、@充電圧EDをパルス幅
制御して任意の出力電圧を出力する。位検出するための
回路で、座標変換回路11とともに瞬時有効電流iqお
よび瞬時無効電流idを演算する。フィルター12は、
瞬時有効電流の中で補償したい電流のみを選択するもの
である。その後、瞬時有効電流iq、瞬時無効電滝1d
は座標変換回路13により逆変換され、インバータ電流
I(3U、l0VIIOW と比較器19と比較器足さ
nた偏差εCが、制御要素14を介してベース信号形成
回路16に送らnる。上記制御要素14は比例制御Iあ
るいは比例積分制御PIが用いられる。
@流電圧検出回路15は蓄電要素2の@充電圧E1)Y
検出し、比較器18と直流′電圧設足値EDと共に、瞬
時有効電流iqと比較器11で比較演算することにより
直流電圧EDを一足に保つ。
以上の様なシステム構成において1例えば、負荷装置1
であるサイリスクレオナード装置の位相制御角が60で
ある場合の障害電流?保障する場合について詳細忙動作
説明する。
づぜ =灼耶帰雷伯θ−1當座は車術で年分にバランス
がとnているとすると、(1)式で表ゎさn、こnら’
fd軸雷圧edとq軸電圧eqとに分けると+41式の
様に表わ、さnる。
従って、電源電圧はq軸成分のみ存在し、直流芥のみで
ある。同様に、負荷を流ILU 、ILV 、ILWY
d 、q2軸に分けると次式となる。
ここで、θ=ωtで、ωは一足であるとすると。
1 d r i qはそnぞ扛直流分と父流分を持つ。
説明の便宜上直流分に−、父流分に〜な添えて表ゎすと
仄に示す式の様になる。
i d=i d+i d i Q = i q+ i q ”””“°゛id、i
qはIUL 、IUV 、IUW が角周波ωの三相対
称正弦波電流で0足常状態にある時には夫々直流分だけ
で表ゎさnる。
負荷に供給さnる瞬時電力は@相電圧電流の積の和であ
るので、当然次式で表ゎさnる。
p=eu@IUL+eV”IVL+eW”IWL=J¥
;2−v、−tq・・・・・・ (7) (71式は瞬時有効電力lqのみが瞬時電力に関与して
いることな示している。−万、有効電力は(8)式で表
わさnる。
・・・・・・ (8) 以上のことよシ、すべての障筈電流を補償しようとする
と、1q以外の電流1丁なゎち1 q r l d r
idをインパーク3が補償すればよいことになる。
従って、負荷装置1に流nる電流が第3図C&)のよう
に流nfCとすると、電源電圧の位相と変流器CT6で
検出した上記負荷重加よシ、座標変換回路によシ座標変
換さnた値、瞬時有効電流工q、瞬時無効電流Idは第
3図(b) 、 (e)のごとくなる。よってインバー
タ3.が補償すべき電流は第3図(b)。
(c)の余1線をほどこした部分となる。
ににインバータ相間を循環させて補償すること力と可能
であるが(実際上は交流リアクトルの影響?うける)、
iq[(81式が示す様に、エネルギーを蓄積する蓄電
要素2が必ず必要となる。従って。
蓄電要素2は第3図(b)で示すfA線?はどこした部
分の電流を出し入n′するだけの蓄積容量は必要である
。ところが、実際のシステムにおいては、第3図(d)
で示した様に瞬時有効電力は負荷変動などによシ低周波
のリップAIヲ含む場合が多く、負荷装置の稙類によっ
てはかなりの極低周波の負荷変1tU Y伴なうものが
ある。しかるにiqYすべて補償しようとすると無限大
に近い蓄積容量の蓄電要素2が必要となる。
そこで第2図に示す様に、瞬時有効電流lqK低周波除
去の7−イルタ12を通過させて補償しようとする瞬時
有効N流の又流分tqの最低周波数を限定させて蓄電要
素2のもつ蓄積エネルギー分に見合うだけの補償を行な
えば、安定性の艮いシステムな実現することが出来る。
第3図(b)は低周波除去回路のカットオフ周波数Y5
H2に設定した時のiqの波形であるが、はぼ5H2以
下のiqは除去さnた波形となる。
よって、得らf’LfC1d、tq?:直流電圧偏差ε
□と比較したのち、逆変換回路13で逆変換し、変流器
5で検出さnたインバータ出力車fiI□U 。
l0VIIOWと比較判定さnて制御要素14、べ一ス
イH号形成回路16へ送ら扛る。第3図fは上記システ
ムで得らtycU相の補償電流で、同図Gは電源電流で
あり、障害電流のない電流が供給できることがわかる。
なお1本発明は上記実施例にのみ限足さnるものではな
い。例えば第4図に示すシステムのように、演算さf′
した瞬時有効電流lq、瞬時無効電流1dから制御角α
□、α2をめてサイリスク点弧する電力制御方法におい
ても、lqに低周波除去フィルタ12を通過させること
により同様の効果が得らnる。
又さらに、第2図のシステムにおいて、交流リアクトル
にインバータ3のPWM周波数の上昇によυ省略するこ
とが可能であり、トランジスタQ□〜Q6は他と等価な
スイッチング素子8例えばGTO,SIサイリスタ等に
置き変えても差支えない。
〔発明の効果〕
以上のように、仁の発明によnは、交流電源の電圧位相
と負荷電面の値に基づいて演算さfL′fc、瞬時有効
電流成分なフィルタに通過させることによル、補償電流
を選択用能とな9.従来よシ補償できるtfi(tカ)
を設足していない為に、障害電流補償が制限さnること
なしに障害電流保障が十分実現出来る信相性の高い電力
制御装置が得ら九る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の電力制御装置の一例を示す概略構成図、
第2図は本発明の一実施例による電力制御装置を示す概
略図、第3図に第2図を説明するための波形図2.第4
図は本発明の他の実施例を示す概略説明図である。 1・・・負荷装置、2・・・蓄電要素、3・・・インバ
ータ。 5・・・変流器、6・・・変流器、8・・・交流リアク
トル。 10・・・位相角検出回路、11・・・座標変換回路、
12・・・フイA/夕回路、13・・・座標逆変換回路
、14・・・制御要素、15・・・直流電圧検出回路、
16・・・ペース信号形成回路、17,18.19・・
・比較器。 なお1図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。 特許出願人 三菱電機株式会社 :lj−′。 代理人 弁理士 1) 澤 博 昭: ::一!、パ 回 !1 フ〉≧ 第3回 第3図 第1頁の続き 0発 明 者 宇 高 正 晴 尼崎市塚口本町8器研
究所内 丁目1番1号 三菱電機株式会社応用機ト わ”、 浦
 iE +!F (自発)↑旨′111長官殿 1 巾1′]の表ボ ↑冒9f!lli’j 59−3
5551号2 発明の名称 1jf、力制御装置 :3 補IIる・4゛ると (1,: 1.:台片1111−残部 4 代 理 人 郵1す!蛋写 1051i: +’l
i 東5:・、都爪1メ西Y11僑11’I14音10
じ−5、補正の対象 発明の詳細な説明のtlYl む、悄止り同容 明細書をつぎのとおり訂’+Fする。 ページ 行  14  18

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)交流!諒に接続さnた負荷装置と、負荷に並列接
    続さT′したインバータと、該インバータの直流側に接
    続さfした蓄電要素と、前記交流電源の電圧位相と負荷
    にfM、、fl、る電流の値に基づいて演算さnた瞬時
    有効電流成分および瞬時無効を流成分を指令値とし、前
    記インバータの動作を制御して電源電流を制御する電力
    制御において、上記瞬時有効電流成分に対し低周波除去
    フィルタを通過させること?特徴とする電力制御装置。 (21瞬時有効電流成分に高周波除去フィルタを通過さ
    せた値?、瞬時有効電流成分から減じた値および瞬時無
    効電流成分?指令値とする特許請求の範囲第1項記載の
    電力制御装置。 (3)瞬時有効電流成分から蓄電要素の直流電圧設定値
    からの偏差な減じること乞特徴とする特許請求の範囲第
    1項、11ノ第2項記載の電力制御装置。 (4)瞬時有効電流成分から蓄電要素の直流′l!l膜
    流の偏差な減じることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項、ズq第2項記載の電力制御装置。
JP59035551A 1984-02-27 1984-02-27 電力制御装置 Granted JPS60180443A (ja)

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JP59035551A JPS60180443A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 電力制御装置

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JPS60180443A true JPS60180443A (ja) 1985-09-14
JPH0564008B2 JPH0564008B2 (ja) 1993-09-13

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JP59035551A Granted JPS60180443A (ja) 1984-02-27 1984-02-27 電力制御装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289762A (ja) * 1992-04-06 1993-11-05 Central Japan Railway Co 分数調波抑制用svc制御装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05289762A (ja) * 1992-04-06 1993-11-05 Central Japan Railway Co 分数調波抑制用svc制御装置

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