JPS6162910A - 無効電力補償装置 - Google Patents
無効電力補償装置Info
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- JPS6162910A JPS6162910A JP59185979A JP18597984A JPS6162910A JP S6162910 A JPS6162910 A JP S6162910A JP 59185979 A JP59185979 A JP 59185979A JP 18597984 A JP18597984 A JP 18597984A JP S6162910 A JPS6162910 A JP S6162910A
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、負荷の無効Ｉｄ力を補償して力率を改善す
る無効電力補償装置に関する。
る無効電力補償装置に関する。
電力の授受に際しては、総合力率が常に１であることが
望ましく、そのためには、負荷において発生する無効電
力を抑制する必要がある。そこで近年、無効成分の変動
にも対応できるように、照効′螺流と逆相の電流を発生
して、無効成分を打ち消す無効電力補償装置が開発され
効果を上げている。第２図はこの他の無効電力補償装置
の制作ｊＰＡ理も説明するためのブロック図であり、図
においてＩが電源電流、ＩＬが負荷電流、 Ｉｏが補償
電流である。そして、図に示す補償装置ｔ、１は、１１
Ｌ源′区流Ｉが［源゛電圧’Ｊ （ｖ ｓｉ＋＋ ｗｔ
）と同相の正弦波となるように、補償室ＫＩｏを発生
する。この場合、負荷′に流ＩＩ・は冒調波を含み、ま
た、基本波成分も電圧と位相差を有するが、一般的な補
償装置は、基本波成分についてのみ補償する基本波電力
補償であるため、高調枝分はフィルタ寺によって除去す
るようにしている。しかし、できれはフィルタ咎は用い
ずに高調渡分も補償できることが望ましい。
望ましく、そのためには、負荷において発生する無効電
力を抑制する必要がある。そこで近年、無効成分の変動
にも対応できるように、照効′螺流と逆相の電流を発生
して、無効成分を打ち消す無効電力補償装置が開発され
効果を上げている。第２図はこの他の無効電力補償装置
の制作ｊＰＡ理も説明するためのブロック図であり、図
においてＩが電源電流、ＩＬが負荷電流、 Ｉｏが補償
電流である。そして、図に示す補償装置ｔ、１は、１１
Ｌ源′区流Ｉが［源゛電圧’Ｊ （ｖ ｓｉ＋＋ ｗｔ
）と同相の正弦波となるように、補償室ＫＩｏを発生
する。この場合、負荷′に流ＩＩ・は冒調波を含み、ま
た、基本波成分も電圧と位相差を有するが、一般的な補
償装置は、基本波成分についてのみ補償する基本波電力
補償であるため、高調枝分はフィルタ寺によって除去す
るようにしている。しかし、できれはフィルタ咎は用い
ずに高調渡分も補償できることが望ましい。
そこで、最近高調液分をもきめた補償（すなわち、瞬時
無効電力の補償）が行なえる無効電力補償装置が提案さ
れている。例えば１Ｍ３１ｄはこの棟の無効電力補償装
置の構成を示す回路図、第４図は同装置の制御部の構成
を示すブロック図である。なお、この図に示す無効電力
補償装置は、電気学会論文誌５８−Ｂ６１ Ｐ、４８
３〜Ｐ、 ４９０に記載されているものであり、以下に
動作原理について簡単に説明する。
無効電力の補償）が行なえる無効電力補償装置が提案さ
れている。例えば１Ｍ３１ｄはこの棟の無効電力補償装
置の構成を示す回路図、第４図は同装置の制御部の構成
を示すブロック図である。なお、この図に示す無効電力
補償装置は、電気学会論文誌５８−Ｂ６１ Ｐ、４８
３〜Ｐ、 ４９０に記載されているものであり、以下に
動作原理について簡単に説明する。
第４図に示す３．４は、負荷電流検出値とＮｆ、ｔ１＠
′ル圧検出値に各々変換行列Ｃを乗じて、３相の検出信
号をα軸、β軸の２相に変換する変侠部であり、ここで
変換行列Ｃは である。５はα、β軸上で電力を求める演算部であり、
Ｐは瞬時電力、ｑは瞬時虚電力である。瞬時電力Ｐは直
流分Ｐと交流会Ｐ、５に分解され、また、交流会Ｐはバ
イパスフィルタ６によって検出される。この場合、Ｐは
力″４１の正弦波電流より得られる有効電力であるから
、補償の対象となるのは瞬時虚電力ｑと交流会Ｐとなる
。７は瞬時虚・米 ・休 電力ｑ（！：交流分Ｐとに対応する補償電流１ａ−βを
求める演算部であり、３！出された補償電流１゜１βは
変換部８において変換行列Ｃ１が乗じられ。
′ル圧検出値に各々変換行列Ｃを乗じて、３相の検出信
号をα軸、β軸の２相に変換する変侠部であり、ここで
変換行列Ｃは である。５はα、β軸上で電力を求める演算部であり、
Ｐは瞬時電力、ｑは瞬時虚電力である。瞬時電力Ｐは直
流分Ｐと交流会Ｐ、５に分解され、また、交流会Ｐはバ
イパスフィルタ６によって検出される。この場合、Ｐは
力″４１の正弦波電流より得られる有効電力であるから
、補償の対象となるのは瞬時虚電力ｑと交流会Ｐとなる
。７は瞬時虚・米 ・休 電力ｑ（！：交流分Ｐとに対応する補償電流１ａ−βを
求める演算部であり、３！出された補償電流１゜１βは
変換部８において変換行列Ｃ１が乗じられ。
・米
これにより、３相の補償電流指令信号工。となり、スイ
ッチング制御部９に供給される。ここで、変換行列Ｃｔ
は変換行列Ｃの転置行列である。次に、スイッチング制
御部９は指令信号工。と補償電流Ｉｏ とを各相毎に比
較し、その誤差分が所定値以内となるように、第３図に
示す補償゛電流発生部１０内の各スイッチングトランジ
スタ（６個）のオン−オフを制御する。
ッチング制御部９に供給される。ここで、変換行列Ｃｔ
は変換行列Ｃの転置行列である。次に、スイッチング制
御部９は指令信号工。と補償電流Ｉｏ とを各相毎に比
較し、その誤差分が所定値以内となるように、第３図に
示す補償゛電流発生部１０内の各スイッチングトランジ
スタ（６個）のオン−オフを制御する。
ところで、第３図、第４図に示す従来の無効電力補償装
置においては、高詞波分をも含めた補償が行なえる反面
、演算部５および７において各々乗算器（２変数を乗じ
る乗算器）が４個および８ｉＩＭ必要になり、回路全体
では１２個の乗算器を必要としてしまい、構成がａ雑と
なってしよう欠点があった。才だ、この無効電力補償装
置は３相でないと瞬時虚゛鴫力ｑが足義できないため、
単相には用いるこきができないという欠点があった。
置においては、高詞波分をも含めた補償が行なえる反面
、演算部５および７において各々乗算器（２変数を乗じ
る乗算器）が４個および８ｉＩＭ必要になり、回路全体
では１２個の乗算器を必要としてしまい、構成がａ雑と
なってしよう欠点があった。才だ、この無効電力補償装
置は３相でないと瞬時虚゛鴫力ｑが足義できないため、
単相には用いるこきができないという欠点があった。
この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、瞬時無効
電力の補償が行えるとともに、構成が簡単で、しかも単
相回路にも用いることができる無効電力補償装置を提供
することを目的としている。
電力の補償が行えるとともに、構成が簡単で、しかも単
相回路にも用いることができる無効電力補償装置を提供
することを目的としている。
この発明は上述した問題点を解決Ｖるために。
無効′電流と逆相の補償電流を発生し、これによって無
効成分を打消すようにした無効電力補償装置において、
一定期間毎に負荷電力平均値を検出する平均値検出部と
、所定相の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検
出手段の電圧信号と前記負荷電力平均値とを乗算し、こ
の結果得られる乗算信号に基づいて、前記負荷電力平均
値を得るために必要な力率１の基準負荷１流を遅出する
基準電流算出部と、前記基準負荷′Ｉ！［涙と実際の負
荷電流との偏差を検出する偏差検出部と、偏差を０とす
るように前記補償電流を制御する浦償電流制御部とを具
備している。
効成分を打消すようにした無効電力補償装置において、
一定期間毎に負荷電力平均値を検出する平均値検出部と
、所定相の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検
出手段の電圧信号と前記負荷電力平均値とを乗算し、こ
の結果得られる乗算信号に基づいて、前記負荷電力平均
値を得るために必要な力率１の基準負荷１流を遅出する
基準電流算出部と、前記基準負荷′Ｉ！［涙と実際の負
荷電流との偏差を検出する偏差検出部と、偏差を０とす
るように前記補償電流を制御する浦償電流制御部とを具
備している。
実際の電＃ｉ電流が、基準負荷電流に一致するように補
償電流が制御されるので、力率が負荷の変動に衣らず常
に１となる。
償電流が制御されるので、力率が負荷の変動に衣らず常
に１となる。
以下、図面を参照してこの発明の実施例について説明す
る。
る。
第１図はこの発明の−＋ｍ例の構成を示すブロック図で
あり、第２図〜第４図に示す各部き対応する部分には同
一の符号を付しその説明を省略する。
あり、第２図〜第４図に示す各部き対応する部分には同
一の符号を付しその説明を省略する。
図において１１は、一定期間ごとに負荷１２における負
荷電力平均値Ｗ１を求める平均値検出部であり、その検
出値は乗算器１３の一方の入力端に供給される。１４は
ａ相の負荷電圧ｖ （ｖ＝ｖｓｉｎｗｔ）を検出するト
ランスであり、その検出値は乗算器１３の他方の入力端
および振幅検出部１５の入力端に供給される。振幅検出
部１５はトランス１４の検出信号から負荷邂圧振１圏■
を検出して乗算器１６へ供給し、乗算器１６は振幅■を
２乗して除′１４．器１７へ供給する。除算器１６は乗
算器１３の出力信号を振幅Ｖの２乗値（■２）で除算し
、その除算精米を定数乗算部１８に供給する。定数乗算
部１８は除算部１７の除算結果を２／３倍した後に、偏
差検出部２０．２２および１２０°移送器１９に供給す
る。１２０’＃相器１９は、定数乗算部１８の出力信号
を１２０° 遅らせた欲に、偏差検出部２１．２２に供
給する。偏差検出部２０゜２１．２２には各々ａ相、ｂ
相、Ｃ相の負荷電流検出（Ｍ号が減Ｘ信号として供給さ
れている。２４は、偏差検出部２０，２１．２２からの
偏差信号８ａ、Ｓｂ、Ｓｃに基づいて、Ｃ相、ｂ相、Ｃ
相の各補慣醒、流を制御する補償電流制御部であり、例
えば、第３図に示す補償’１ｌｔｌｒｔ、発生剖１０と
、この補償′＃Ｌ流発流部生部１０内スイッチング素子
のオン。
荷電力平均値Ｗ１を求める平均値検出部であり、その検
出値は乗算器１３の一方の入力端に供給される。１４は
ａ相の負荷電圧ｖ （ｖ＝ｖｓｉｎｗｔ）を検出するト
ランスであり、その検出値は乗算器１３の他方の入力端
および振幅検出部１５の入力端に供給される。振幅検出
部１５はトランス１４の検出信号から負荷邂圧振１圏■
を検出して乗算器１６へ供給し、乗算器１６は振幅■を
２乗して除′１４．器１７へ供給する。除算器１６は乗
算器１３の出力信号を振幅Ｖの２乗値（■２）で除算し
、その除算精米を定数乗算部１８に供給する。定数乗算
部１８は除算部１７の除算結果を２／３倍した後に、偏
差検出部２０．２２および１２０°移送器１９に供給す
る。１２０’＃相器１９は、定数乗算部１８の出力信号
を１２０° 遅らせた欲に、偏差検出部２１．２２に供
給する。偏差検出部２０゜２１．２２には各々ａ相、ｂ
相、Ｃ相の負荷電流検出（Ｍ号が減Ｘ信号として供給さ
れている。２４は、偏差検出部２０，２１．２２からの
偏差信号８ａ、Ｓｂ、Ｓｃに基づいて、Ｃ相、ｂ相、Ｃ
相の各補慣醒、流を制御する補償電流制御部であり、例
えば、第３図に示す補償’１ｌｔｌｒｔ、発生剖１０と
、この補償′＃Ｌ流発流部生部１０内スイッチング素子
のオン。
オフを偏差阿号Ｓａ、Ｓｂ、ＳＣに基づいてｆｆｉ制御
するスイッチング制御部（図示略）とから成っている。
するスイッチング制御部（図示略）とから成っている。
次に、上述した構成によるこの実施例の動作を説明する
。
。
まず、平均値検出部１１が検出する負荷電力平均値Ｗ、
Ｘは、力率を１とすると、３ＶＩ／２と表わさｎる（た
だし、相電圧を■ＳＩＩ′ＩＷｔとする）。したがって
、乗算器１３の出力信号は、 と表わせられ、この信号を■２で除した除算器１７の出
力信号は、３ Ｉａｉｎｗ ｔ ／ ２と表わされる。
Ｘは、力率を１とすると、３ＶＩ／２と表わさｎる（た
だし、相電圧を■ＳＩＩ′ＩＷｔとする）。したがって
、乗算器１３の出力信号は、 と表わせられ、この信号を■２で除した除算器１７の出
力信号は、３ Ｉａｉｎｗ ｔ ／ ２と表わされる。
この結果、定数乗算部１８の出力信号はｌ：５ｉｎｓＶ
ｔとなり、負荷電力平均値Ｗ３Ｘを得るための力率１の
電流を示す信号となる（相電圧は上述のように■５ｉｎ
Ｗｔであるから）。そして、偏差検出点２０においては
、実際のＣ相の負荷電流と、定数乗算部１８の出力信号
工ｓｉｎｗｔ（力率を１と仮定して得られた信号）との
偏差がとられ、偏差信号Ｓａ として出力される。そし
て、補償１を流制御部２４は、偏差信号Ｓａが０となる
ように、すなわち、Ｃ相の電源繭１流が■５ｉｎＷ ｔ
ｌなるように、補償電流■０を制御する。
ｔとなり、負荷電力平均値Ｗ３Ｘを得るための力率１の
電流を示す信号となる（相電圧は上述のように■５ｉｎ
Ｗｔであるから）。そして、偏差検出点２０においては
、実際のＣ相の負荷電流と、定数乗算部１８の出力信号
工ｓｉｎｗｔ（力率を１と仮定して得られた信号）との
偏差がとられ、偏差信号Ｓａ として出力される。そし
て、補償１を流制御部２４は、偏差信号Ｓａが０となる
ように、すなわち、Ｃ相の電源繭１流が■５ｉｎＷ ｔ
ｌなるように、補償電流■０を制御する。
また、ｂ相、Ｃ相の補償１を流制御も同様にして行なわ
れる。この場ば、ｂ相の基準信号（力率を１とした場合
の電減侶号）は、Ｃ相の基竿百号Ｉｓｉｎｗｔを移相器
１９により１２０°遅らせて作成し、Ｃ相の基準信号は
Ｃ相とｂ相の基準４６号を合成して作成する。
れる。この場ば、ｂ相の基準信号（力率を１とした場合
の電減侶号）は、Ｃ相の基竿百号Ｉｓｉｎｗｔを移相器
１９により１２０°遅らせて作成し、Ｃ相の基準信号は
Ｃ相とｂ相の基準４６号を合成して作成する。
上述した説明から判るように、零細においては変数と変
数の乗算あるいは除算を行う部分が、乗算器１３．１６
および除算器１７の３カ所となり、構成が極めて簡単と
なっている。また、電源相電圧が既知かつ一定である場
合、あるいは、高い補償＋１１度が要求されない場合は
、相電圧振１唱値を定数とすることができるから、振幅
検出器１５．乗算器１６および除算器１７は各々定数の
來除昇部に置き換えることができ、構成の前略化をより
一ノー図ることができる（変数同士の乗算器としてはＷ
、り・ｖ＝ｎｗｔを求める乗算器１３が１ケで済む）。
数の乗算あるいは除算を行う部分が、乗算器１３．１６
および除算器１７の３カ所となり、構成が極めて簡単と
なっている。また、電源相電圧が既知かつ一定である場
合、あるいは、高い補償＋１１度が要求されない場合は
、相電圧振１唱値を定数とすることができるから、振幅
検出器１５．乗算器１６および除算器１７は各々定数の
來除昇部に置き換えることができ、構成の前略化をより
一ノー図ることができる（変数同士の乗算器としてはＷ
、り・ｖ＝ｎｗｔを求める乗算器１３が１ケで済む）。
なお、回路が単相の場合は、ａ ｌｌｌ （あるいはす
。
。
Ｃ相）のみの制御を行う場合と同様となる。
以上説明したように、この発明によれば、無効電流と逆
相の補償電流を発生し、これによって無効成分を打消す
ようにした無効電力補償装置４こおいて、一定期間毎に
負荷電力平均値を検出する平均値検出部と、所定用のべ
圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の電圧
信号と前記負荷電力平均値とを乗算し、この結果得らｎ
、る乗算イ８゜号に基づいて、前記負荷電力平均値を得
るために必要な力率１の基準負荷電流を算出する基４Ａ
電流算出部と、前記基準負荷電流と実際の負荷電流との
偏差を検出する偏差検出部と、前記偏差を０とするよう
に前記補償電流を制御する補償璽、流制御部とを具備し
たので、瞬時無効′電力の補償を極めて簡単な構成で行
うことができ、また、単相の回路にも適用し得る利点が
得られる。
相の補償電流を発生し、これによって無効成分を打消す
ようにした無効電力補償装置４こおいて、一定期間毎に
負荷電力平均値を検出する平均値検出部と、所定用のべ
圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出手段の電圧
信号と前記負荷電力平均値とを乗算し、この結果得らｎ
、る乗算イ８゜号に基づいて、前記負荷電力平均値を得
るために必要な力率１の基準負荷電流を算出する基４Ａ
電流算出部と、前記基準負荷電流と実際の負荷電流との
偏差を検出する偏差検出部と、前記偏差を０とするよう
に前記補償電流を制御する補償璽、流制御部とを具備し
たので、瞬時無効′電力の補償を極めて簡単な構成で行
うことができ、また、単相の回路にも適用し得る利点が
得られる。
第１図はこの発明の一実施例の構成を示すブロック図、
第２図は一般的な無効電力補償装置の動作原理を説明す
るためのブロック図、第３図は尚祠波分も含めて補償す
る従来の無効′嵯力補償装置の構成を示すブロック図、
第４図は第３図に示す制御部の構成を示すブロック図で
ある。 １１・・・・・・平均値検出部、１３．１６・・・・・
・乗算器。 １５・・・・・・振幅検出部、１７・・・・・・除算部
、１８・・・・・・定数乗算部（以上１３，１５，１６
，１７，１８は基準゛直流算出部）、１４・・・・・・
トランス（電圧検出手段）、２０，２１．２２・・・・
・・偏差検出部。 ２４・・・・・・補償直流制御部。
第２図は一般的な無効電力補償装置の動作原理を説明す
るためのブロック図、第３図は尚祠波分も含めて補償す
る従来の無効′嵯力補償装置の構成を示すブロック図、
第４図は第３図に示す制御部の構成を示すブロック図で
ある。 １１・・・・・・平均値検出部、１３．１６・・・・・
・乗算器。 １５・・・・・・振幅検出部、１７・・・・・・除算部
、１８・・・・・・定数乗算部（以上１３，１５，１６
，１７，１８は基準゛直流算出部）、１４・・・・・・
トランス（電圧検出手段）、２０，２１．２２・・・・
・・偏差検出部。 ２４・・・・・・補償直流制御部。
Claims (1)
- 無効電流と逆相の補償電流を発生し、これによって無効
成分を打消すようにした無効電力補償装置において、一
定期間毎に負荷電力平均値を検出する平均値検出部と、
所定相の電圧を検出する電圧検出手段と、この電圧検出
手段の電圧信号と前記負荷電力平均値とを乗算し、この
結果得られる乗算信号に基づいて、前記負荷電力平均値
を得るために必要な力率１の基準負荷電流を算出する基
準電流算出部と、前記基準負荷電流と実際の負荷電流と
の偏差を検出する偏差検出部と、前記偏差を０とするよ
うに前記補償電流を制御する補償電流制御部とを具備す
ることを特徴とする無効電力補償装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185979A JPH0682305B2 (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 無効電力補償装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59185979A JPH0682305B2 (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 無効電力補償装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6162910A true JPS6162910A (ja) | 1986-03-31 |
| JPH0682305B2 JPH0682305B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=16180226
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59185979A Expired - Lifetime JPH0682305B2 (ja) | 1984-09-05 | 1984-09-05 | 無効電力補償装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682305B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103296954A (zh) * | 2012-02-24 | 2013-09-11 | 吉林省电力有限公司吉林供电公司 | 基于无功平衡法的并列变压器的分接开关控制 |
| CN105186541A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-23 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种基于极限潮流的地区电网无功优化方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5185447A (ja) * | 1975-01-22 | 1976-07-27 | Nichicon Capacitor Ltd | |
| JPS55157932A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-09 | Sanken Electric Co Ltd | Power control system |
| JPS56159936A (en) * | 1980-05-09 | 1981-12-09 | Sanken Electric Co Ltd | Method of controlling electric power |
-
1984
- 1984-09-05 JP JP59185979A patent/JPH0682305B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (3)
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| JPS5185447A (ja) * | 1975-01-22 | 1976-07-27 | Nichicon Capacitor Ltd | |
| JPS55157932A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-09 | Sanken Electric Co Ltd | Power control system |
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| CN105186541A (zh) * | 2015-10-23 | 2015-12-23 | 国网四川省电力公司电力科学研究院 | 一种基于极限潮流的地区电网无功优化方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0682305B2 (ja) | 1994-10-19 |
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