JPS6352639A

JPS6352639A - 無効電力補償装置

Info

Publication number: JPS6352639A
Application number: JP61194683A
Authority: JP
Inventors: 洋市上村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1986-08-20
Filing date: 1986-08-20
Publication date: 1988-03-05

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は電力系統の電圧変動を抑制する無効電力補償装
置に関する。

（従来の技術）第３図は従来の無効電力補償装置の一例を承りブロック
図である。

同図において、交流電源１ど電源インピーダンス２とで
等価的に表わされる電力系統に接続される無効電力補償
装置の主回路３はコンデンサ４どリアクトル５を並列接
続し、このリアク１−ル５にサイリスタ６．７の逆並列
回路を直列接続して構成されている。

一方、制御回路１０は電力系統の電圧を電圧検出回路１
１により検出し、この検出値Ｖと基準電圧設定回路１２
に設定される基準値Ｖｒｅｒとの偏差を偏差検出回路１
３で検出している。一方、電力系統からの電流は出力電
流検出回路２１にて検出し、この検出ｉｉｉ’ｉｌもあ
わせて蝙差検出回路１３に入力している。偏差検出回路
１３は２つの電圧入力信号、■、。、の差と電流入力信
号Ｉに応じて得た偏差出力を増幅回路および位相補償回
路等から成る無効電力決定回路１４に与えている。無効
電力決定回路１４は電圧偏差に応じて決定した補償すべ
き無効電力信号をサイリスタの点弧角制御回路１５に与
え、主回路３のサイリスタ６．７の点弧パルスを無効電
力信号に応じた位相で発生さゼる。この点弧パルスはパ
ルス増幅器１６を介してサイリスタ６．７のゲートに印
加される。

かかる構成において、電力系統の電圧が低下すると電圧
検出回路１１は系統電圧Ｖを検出し、この電圧■と基準
値Ｖ　　との偏差は偏差検出回路ｅｆ１３で検出される。この偏差は出力電流検出器２１の出
力■で補正される場合もある。偏差検出回路１３の出力
信用はさらに無効電力決定回路１４で増幅され無効電力
信号となり、この信号に応じた位相で点弧角制御回路が
点弧パルスを出力する。この点弧パルス出力はパルス増
幅器１６で増幅されてサイリスタ６．７を点弧する。

その結果、リアクトル５に流れる遅れ電流が減少し、コ
ンデンサ４に流れる進相電流との合計が変化して系統電
圧の低下が抑＆ｌＩされる。

逆に、系統電圧が上背した場合には、サイリスタ６．７
の点弧パルスの位相を制御してリアクトル５に流れる電
流を増加させ、系統電圧の１胃を抑制するようなフィー
ドバック制御が実施される。

〈発明が解決しようとする問題点）上述のような技術は文献［長距離小型系統における中間
調相設備（ＳＶＳ）の安定度向上効果」（昭和５６年電
気学会全国大会予ｌＮａ９２０）等にも開示されている
。

かかる従来の無効電力補償装置は制御系の過渡応答を安
定でしかも速くするために無効電力決定回路１４のゲイ
ンを電源インピーダンスＺの値に応じてあらかじめ最適
に定めている。ところが、電源インピーダンスＺの値は
一定ではなく、電力系統の運用の状況によって大きく変
化する。例えば、昼と夜の違い、季部による違い、発電
所の増設による変動などで電源インピーダンスＺの値は
変化する。このため、電源インピーダンスＺが小さくな
ると制御ループのゲインが下り過渡応答が遅くなり、逆
に電源インピーダンス２が大きくなると制御ループのゲ
インが大きくなり応答が不安定となりハンチングを生じ
るという問題がある。

本発明は電源インピーダンスの変動に伴う上記の問題点
を解消し、電源インピーダンスを准定してそれに児合っ
た値に無効電力決定回路のゲインを自動的に調整Ｊるこ
とにより゛電源インピーダンスが変化しても常に最適な
応答性が得られるようにした無効電力補償装置の提供を
目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段）本発明は電力系統にコンデンサとりアク１〜ルを並列に
接続し、前記リアクトルと直列にスイッチング素子を接
続した主回路と、電力系統の電圧を電圧基準値に保つよ
う前記スイッチング素子を位相制御する制御手段と、前
記電圧基準値に一定の変化を与え、このときの系統電圧
の変化分を前記主回路の出力電流に変化分で割口して電
源インピーダンスの推定値を算出し、この１１１定値に
基づいて前記制御手段のゲインを調整するゲイン調整手
段とを備えたものである。

（作　用）この発明においては、電圧基準値Ｖ、。ｒに変化分Δ■
、。ｆを加えると、系統電圧Ｖに変化分へＶを生じるが
、この変化分△■をこのときの主回路の出力電流Ｉの変
化分△Ｉで割算することにより、電源インピーダンスの
推定値Ｚ（−△■／△Ｉ）を口出することができる。こ
の推定値に反比例させて制御手段のゲインを調整覆るこ
とにより、高速応答で安定度の高い無効電力制御装置を
実現−づることができる。

（実施例）以下、図面を参照しながら本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の一実施例に係る無効電力制御装置の部
分ブロック図で、特に第３図構成と異なる点を示すもの
である。

同図において、変化発生回路３１は系統電圧Ｖと電圧基
準値Ｖ　　との偏差を検出する偏差検出ｒｅｆ回路１３に基準値の変化分△Ｖ、。、を同期的または非
周期的に印加する。電圧変化検出回路３２は系統電圧Ｖ
の変化分ΔＶを検出しており、電流変化検出回路３３は
出力電流Ｉの変化分△Ｉを検出している。一方、演算回
路３４は系統電圧Ｖの変化分ΔＶと出力電流Ｉの変化分
△Ｉｔ、：基づいて、電源インピーダンス７をＺ−△Ｖ
／ΔＩなる演算で推定する。ゲイン調整回路３５は演算
回路３４からのインピーダンスのＷ定１７２に反比例さ
せて無効電力決定回路１４のゲインを調整する。

かかる構成において、変化発生回路３１より電圧基準値
ｖｒｅｆに変化分△■、。ｆを与えるとフィードバック
制御により、第２図の特性図に示した電圧電流特性に伴
って系統電圧■が定まる。っまり、変化分Ｖ、。、を与
える前は系統特性がｖｏ−ｖ　　−ｚ　Ｉｏ　　　　　
　−・・・−（１）補償特性がＶ　　−Ｖ　　　＋Ｋ　Ｉｏ・−・・・（２）Ｏｒｅｒであったのに対して、変化分Δｖｒｅｒを加えるとそれ
ぞれ初期値　、Ｉｏから変化して系統特性はＶｏ十△Ｖ＝Ｖ３−Ｚ　（Ｉ。±△Ｉ　）−（３）補償
特性はＶｏ＋△Ｖ＝（Ｖ、ｅ、→−Δ■ｒｅｒ）十Ｋ（Ｉ　　
＋△■〉　　・・・・・・（４）となり、これよりイン
ピーダンスのＪｌｉ定値はとなる。ここで、■は系統電
圧、■　は電源電圧、Ｚは′ａｉ源イレインピーダンス
は無効電力補（α装置の出力電流、ｖｌ、。、は基準電
圧、Ｋは制御特性であり、Δは変化分、添字Ｏは初期値
を表わしている。

この電源インピーダンスの推定値Ｚを電圧変化分検出回
路３２の出力△Ｖと電流変化分検出回路３３の出力Δ■
とから演算回路３４でｎ出し、ゲイン調整回路３５によ
りこの推定インピーダンスＺに反比例させて無効電力決
定回路１４のゲインを調整する。その結果、電源インピ
ーダンスの（「定値Ｚが小さくなった場合、制御回路１
ｏの過渡応答が遅くなるので無効電力決定回路１４のゲ
インが上げられ、逆に電源インピーダンスの推定値Ｚが
大きくなった場合は、ｉ！Ｉｌ制御回路１０の過渡応答
が早くなりハンチングを生ずるので無効電力決定回路１
４のゲインを下げて系の安定化がなされる。

（発明の効果〕以上述べたように、本発明によれば、電力系統の運用状
況により電源インピーダンスが変化しても、制御系でそ
のゲインを自動調整するため、高速で安定な無効′電力
の制御が可能となり、信頼性の高い無効電力補償装置を
冑ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の構成を示す部分ブロック図
、第２図は同実施（９］の作用を説明するための電圧電
流特性図、第３図は従来の無効電力補償装置の構成を示
すブロック図である。１・・・交流゛電源、３・・・主回路、１ｏ・・・制御
回路、１３・・・偏差検出回路、１４・・・無効電力決
定回路、１５・・・点弧角制御回路、３１・・・変化発
生回路、３４・・・演算回路、３５・・・ゲイン調整回
路。出願人代理人　　４Ｊｉ　　　藤　　−雄Ｌ、　　　　
　　　　　　　　　　　　　Ｊ第３図

Claims

【特許請求の範囲】

電力系統にコンデンサとリアクトルを並列に接続し、前
記リアクトルと直列にスイッチング素子を接続した主回
路と、電力系統の電圧を電圧基準値に保つよう前記スイ
ッチング素子を位相制御する制御手段と、前記電圧基準
値に一定の変化を与え、このときの系統電圧の変化分を
前記主回路の出力電流の変化分で割算して電源インピー
ダンスの推定値を算出し、この推定値に基づいて前記制
御手段のゲインを調整するゲイン調整手段とを備えたこ
とを特徴とする無効電力補償装置。