JP3130694B2 - 電圧変動及び高調波の抑制装置 - Google Patents
電圧変動及び高調波の抑制装置Info
- Publication number
- JP3130694B2 JP3130694B2 JP05017307A JP1730793A JP3130694B2 JP 3130694 B2 JP3130694 B2 JP 3130694B2 JP 05017307 A JP05017307 A JP 05017307A JP 1730793 A JP1730793 A JP 1730793A JP 3130694 B2 JP3130694 B2 JP 3130694B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- command value
- current
- current command
- power
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000001629 suppression Effects 0.000 title claims description 21
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims description 22
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 23
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000007670 refining Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000001788 irregular Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000009628 steelmaking Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for AC mains or AC distribution networks
- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
- Networks Using Active Elements (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は電源系統から電力変動及
び高調波電流の大きい負荷に電力を供給するシステムに
おいて、負荷の電力変動に起因して発生する電源系統の
電圧変動及び高調波を抑制する電圧変動及び高調波の抑
制装置に関する。
び高調波電流の大きい負荷に電力を供給するシステムに
おいて、負荷の電力変動に起因して発生する電源系統の
電圧変動及び高調波を抑制する電圧変動及び高調波の抑
制装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アーク炉のようにその電力変動が
不規則でかつ容量が大きく、また不規則に高調波を発生
する負荷によって生じる電源系統の電圧変動及び高調波
を抑制する場合、負荷の無効電力及び逆相電流及び高調
波電流を補償するための装置を負荷と並列に設置してい
る。その代表例として特願平１−３１７８５９号明細書
がある。図４は従来の電圧変動及び高調波の抑制装置の
概略的な回路構成図であるが、ここでは煩雑さを避ける
ため、三相系統を単線結線図として示してある。
不規則でかつ容量が大きく、また不規則に高調波を発生
する負荷によって生じる電源系統の電圧変動及び高調波
を抑制する場合、負荷の無効電力及び逆相電流及び高調
波電流を補償するための装置を負荷と並列に設置してい
る。その代表例として特願平１−３１７８５９号明細書
がある。図４は従来の電圧変動及び高調波の抑制装置の
概略的な回路構成図であるが、ここでは煩雑さを避ける
ため、三相系統を単線結線図として示してある。
【０００３】図４において、負荷１には交流電源２より
送電線３（そのインピーダンスをｊｘｓとする）及び受
電変圧器４（そのインピーダンスをｊｘT とする）を介
して電力が供給される。電圧変動及び高調波の抑制装置
としての自励式変換器１０は負荷１と並列に設置され、
制御回路３０によって制御される。高調波フィルタ７
は、負荷１から発生する高調波の抑制及び力率改善を目
的として設置される。自励式変換器１０は図５に示すよ
うに交流リアクトル１２、ゲートターンオフサイリスタ
（ＧＴＯ）１３、ダイオード１４、直流コンデンサ１５
によって構成される。
送電線３（そのインピーダンスをｊｘｓとする）及び受
電変圧器４（そのインピーダンスをｊｘT とする）を介
して電力が供給される。電圧変動及び高調波の抑制装置
としての自励式変換器１０は負荷１と並列に設置され、
制御回路３０によって制御される。高調波フィルタ７
は、負荷１から発生する高調波の抑制及び力率改善を目
的として設置される。自励式変換器１０は図５に示すよ
うに交流リアクトル１２、ゲートターンオフサイリスタ
（ＧＴＯ）１３、ダイオード１４、直流コンデンサ１５
によって構成される。
【０００４】制御回路３０は、以下のように構成されて
いる。すなわち、変流器５により検出される負荷電流ｉ
L と、電圧検出用変圧器６により検出される系統電圧ｖ
が入力され、電圧変動を抑制するための電流指令値ｉL
ｏを求める電流指令演算部３１と、変流器８により検出
される電源系統に流れる系統電流ｉS が入力され、電源
系統に流出する高調波を抑制するための高調波電流指令
値ｉH ｏを求める高調波電流指令演算部３２と、電流指
令値ｉL ｏ，ｉH ｏを加算する加算回路３３とを備え、
この加算回路３３で加算された自励式変換器１０の電流
指令値ｉC ｏと変流器１１により検出された自励式変換
器１０に流れる電流ｉC との偏差に応じて誤差アンプ
（ＡＣＲ）３４及びゲート回路３５を介して電流ｉC を
制御する構成となっている。ここで電流指令値ｉL ｏ
は、負荷無効電力を補償するための信号であるが、必要
に応じて負荷１の逆相電流を補償するための信号を加え
てもよい。次に、図４に示す従来の電圧変動及び高調波
の抑制装置の具体例を図６を参照して説明する。図４と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
いる。すなわち、変流器５により検出される負荷電流ｉ
L と、電圧検出用変圧器６により検出される系統電圧ｖ
が入力され、電圧変動を抑制するための電流指令値ｉL
ｏを求める電流指令演算部３１と、変流器８により検出
される電源系統に流れる系統電流ｉS が入力され、電源
系統に流出する高調波を抑制するための高調波電流指令
値ｉH ｏを求める高調波電流指令演算部３２と、電流指
令値ｉL ｏ，ｉH ｏを加算する加算回路３３とを備え、
この加算回路３３で加算された自励式変換器１０の電流
指令値ｉC ｏと変流器１１により検出された自励式変換
器１０に流れる電流ｉC との偏差に応じて誤差アンプ
（ＡＣＲ）３４及びゲート回路３５を介して電流ｉC を
制御する構成となっている。ここで電流指令値ｉL ｏ
は、負荷無効電力を補償するための信号であるが、必要
に応じて負荷１の逆相電流を補償するための信号を加え
てもよい。次に、図４に示す従来の電圧変動及び高調波
の抑制装置の具体例を図６を参照して説明する。図４と
同一部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【０００５】変流器５によって検出される負荷１の負荷
電流ｉL は三相回路の線路電流であり、これが３相２相
変換回路３１Ａにおいて、二相交流に変換される。この
処理は、三相交流の各線路電流をｉR ，ｉS ，ｉT 、二
相交流をｉd ，ｉq とすると（１）式で表される。
電流ｉL は三相回路の線路電流であり、これが３相２相
変換回路３１Ａにおいて、二相交流に変換される。この
処理は、三相交流の各線路電流をｉR ，ｉS ，ｉT 、二
相交流をｉd ，ｉq とすると（１）式で表される。
【０００６】
【数１】
【０００７】回路電圧についても同様に電圧検出用変圧
器６によって検出され、３相２相変換回路３１Ｂにおい
て二相交流に変換される。この変換は（１）式のｉをｖ
に置換えたものに等しい。
器６によって検出され、３相２相変換回路３１Ｂにおい
て二相交流に変換される。この変換は（１）式のｉをｖ
に置換えたものに等しい。
【０００８】
【数２】
【０００９】二相変換された電圧信号ｖd ，ｖq は同期
検出回路３１Ｃによってその基本波成分に同期した同期
電圧信号ｖd ｏ，ｖq ｏに変換される。無効電力検出回
路３１Ｄは、同期電圧信号ｖd ｏ，ｖq ｏと二相交流ｉ
d ，ｉq をそれぞれ入力し、瞬時実電力および瞬時虚電
力を検出するものである。無効電力検出回路３１Ｄは、
電気学会誌論文５８−Ｂ６０，Ｐ．４１〜４８「瞬時無
効電力の一般化理論とその応用」において定義されてい
る、いわゆる瞬時実電力、瞬時虚電力を検出するもの
で、（３）式の演算によって求められる。
検出回路３１Ｃによってその基本波成分に同期した同期
電圧信号ｖd ｏ，ｖq ｏに変換される。無効電力検出回
路３１Ｄは、同期電圧信号ｖd ｏ，ｖq ｏと二相交流ｉ
d ，ｉq をそれぞれ入力し、瞬時実電力および瞬時虚電
力を検出するものである。無効電力検出回路３１Ｄは、
電気学会誌論文５８−Ｂ６０，Ｐ．４１〜４８「瞬時無
効電力の一般化理論とその応用」において定義されてい
る、いわゆる瞬時実電力、瞬時虚電力を検出するもの
で、（３）式の演算によって求められる。
【００１０】
【数３】 但し、ｐは瞬時実電力、ｑは瞬時虚電力を表わす。
【００１１】また、同期電圧信号ｖd ｏ，ｖq ｏは、二
相交流において、大きさが１ｐｕで、直交する成分であ
り、ｖd とｖd ｏがほぼ等しく、ｖq とｖq ｏがほぼ等
しいと考えて差支えない。従って、ｐは電源２から負荷
１へ供給される瞬時有効電力、ｑは二相間で循環してい
る瞬時無効電力である。
相交流において、大きさが１ｐｕで、直交する成分であ
り、ｖd とｖd ｏがほぼ等しく、ｖq とｖq ｏがほぼ等
しいと考えて差支えない。従って、ｐは電源２から負荷
１へ供給される瞬時有効電力、ｑは二相間で循環してい
る瞬時無効電力である。
【００１２】瞬時虚電力（瞬時無効電力）ｑは、フィル
タ３１Ｅに入力され、ここでろ波することにより負荷無
効電力ＱL が求められる。この負荷無効電力ＱL を係数
回路３１Ｆにより補償ゲインＫQ （一定値）を乗じて無
効電力指令値ＱL ｏを求め、さらにこれを瞬時電流演算
回路３１Ｇに加えて電流指令値ｉQ ｏに変換される。電
流指令値ｉQ ｏの演算は、（３）式及び（１）式の逆変
換により求められる。すなわち、瞬時実電力指令値をｐ
ｏ、瞬時虚電流指令値をｑｏとすると、二相交流におけ
る電流指令値ｉd ｏ，ｉq ｏ及び３相交流における各線
電流指令値ｉRｏ，ｉS ｏ，ｉT ｏは（４），（５）式
で与えられる。
タ３１Ｅに入力され、ここでろ波することにより負荷無
効電力ＱL が求められる。この負荷無効電力ＱL を係数
回路３１Ｆにより補償ゲインＫQ （一定値）を乗じて無
効電力指令値ＱL ｏを求め、さらにこれを瞬時電流演算
回路３１Ｇに加えて電流指令値ｉQ ｏに変換される。電
流指令値ｉQ ｏの演算は、（３）式及び（１）式の逆変
換により求められる。すなわち、瞬時実電力指令値をｐ
ｏ、瞬時虚電流指令値をｑｏとすると、二相交流におけ
る電流指令値ｉd ｏ，ｉq ｏ及び３相交流における各線
電流指令値ｉRｏ，ｉS ｏ，ｉT ｏは（４），（５）式
で与えられる。
【００１３】
【数４】 ただし、無効電力による電流指令値ｉQ ｏの演算では
（４）式においてｐｏ＝０、ｑｏ＝ＱL が代入される。
（４）式においてｐｏ＝０、ｑｏ＝ＱL が代入される。
【００１４】また、変流器５により検出される負荷電流
ｉL を３相２相変換回路３１Ｈによって（１）式の演算
を行ない二相交流に変換し、逆相電力検出回路３１Ｊに
入力して逆相電力を検出する。この場合、（３）式によ
る瞬時実電力ｐ、瞬時虚電力ｑの演算においてｖq ｏを
反転（−１を乗じる）した式により演算が実行される。
ｉL を３相２相変換回路３１Ｈによって（１）式の演算
を行ない二相交流に変換し、逆相電力検出回路３１Ｊに
入力して逆相電力を検出する。この場合、（３）式によ
る瞬時実電力ｐ、瞬時虚電力ｑの演算においてｖq ｏを
反転（−１を乗じる）した式により演算が実行される。
【００１５】ここで、演算に用いる−ｖq ｏは同期電圧
検出回路３１Ｃの出力ｖq ｏを反転回路３１Ｋによって
極性を反転することで得られる。この逆相電力検出回路
３１Ｊの出力としては、基本波正相電力が基本波周波数
の倍周波数の交流、基本波逆相電力が直流として検出さ
れるので、これをフィルタ３１Ｌ，３１Ｍによってろ波
することにより基本波逆相電力ｐN ，ｑN を得ることが
できる。この基本波逆相電力ｐN ，ｑN に係数回路３１
Ｎ，３１Ｐによって補償ゲインＫN （一定値）を乗じて
逆相電力指令値ｐN ｏ，ｑN ｏを求め、これを瞬時電流
演算回路３１Ｑに入力して逆相電流指令値ｉN ｏに変換
する。この演算は（４）式及び（５）式を用いて行なわ
れるが、これは前述と同様にｖq ｏに−１を乗じた後に
行なわれる。
検出回路３１Ｃの出力ｖq ｏを反転回路３１Ｋによって
極性を反転することで得られる。この逆相電力検出回路
３１Ｊの出力としては、基本波正相電力が基本波周波数
の倍周波数の交流、基本波逆相電力が直流として検出さ
れるので、これをフィルタ３１Ｌ，３１Ｍによってろ波
することにより基本波逆相電力ｐN ，ｑN を得ることが
できる。この基本波逆相電力ｐN ，ｑN に係数回路３１
Ｎ，３１Ｐによって補償ゲインＫN （一定値）を乗じて
逆相電力指令値ｐN ｏ，ｑN ｏを求め、これを瞬時電流
演算回路３１Ｑに入力して逆相電流指令値ｉN ｏに変換
する。この演算は（４）式及び（５）式を用いて行なわ
れるが、これは前述と同様にｖq ｏに−１を乗じた後に
行なわれる。
【００１６】一方、高調波電流指令演算部３２は、フィ
ルタ３２Ａと係数回路３２Ｂからなり、変流器８により
検出された電源系統の電流ｉS をフィルタ３２Ａに入力
して高調波電流ｉH を検出し、これを係数回路３２Ｂに
入力して補償ゲインＫH （一定値）を乗じることにより
高調波電流指令値ｉH ｏを求める。
ルタ３２Ａと係数回路３２Ｂからなり、変流器８により
検出された電源系統の電流ｉS をフィルタ３２Ａに入力
して高調波電流ｉH を検出し、これを係数回路３２Ｂに
入力して補償ゲインＫH （一定値）を乗じることにより
高調波電流指令値ｉH ｏを求める。
【００１７】以上の如く求められた無効電力電流指令値
ｉQ ｏ及び逆相電流指令値ｉN ｏならびに高調波電流指
令値ｉH ｏが加算回路３３により合成されて自励式変換
器１０の電流指令値ｉC ｏが得られる。
ｉQ ｏ及び逆相電流指令値ｉN ｏならびに高調波電流指
令値ｉH ｏが加算回路３３により合成されて自励式変換
器１０の電流指令値ｉC ｏが得られる。
【００１８】このようにして求められた電流指令値ｉC
ｏと変流器１１によって検出される自励式変換器１０の
出力電流ｉC の偏差を用いて、誤差アンプ３４により定
電流制御を行ない、出力電流ｉC を電流指令値ｉC ｏに
追従させる。誤差アンプ３４の出力はゲート回路３５に
入力され、変換器をＰＷＭ制御するためのオン、オフパ
ルスを発生し、図５に示すＧＴＯ１３のゲートに印加さ
れる。
ｏと変流器１１によって検出される自励式変換器１０の
出力電流ｉC の偏差を用いて、誤差アンプ３４により定
電流制御を行ない、出力電流ｉC を電流指令値ｉC ｏに
追従させる。誤差アンプ３４の出力はゲート回路３５に
入力され、変換器をＰＷＭ制御するためのオン、オフパ
ルスを発生し、図５に示すＧＴＯ１３のゲートに印加さ
れる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】以上述べた電圧変動及
び高調波の抑制装置の補償対象である負荷１としては、
製鋼用アーク炉がある。このアーク炉の無効電力、逆相
電流、高調波は時間的に不規則に変化し、アーク炉内の
材料の状態によってその大きさが著しく異なる。アーク
炉（進相容量を含む）の無効電力変動とその系統の電圧
変動の一例を図７に示す。この図より材料（スクラッ
プ）の溶け始め（溶解期）と材料が完全に溶けた後（精
錬期）では無効電力の変動幅が異なり、精錬期の無効電
力の変動幅は溶解期の１／２以下になっており、電圧変
動幅もそれに比例していることがわかる。また、逆相電
流、高調波電流についても上記と同様の傾向にあること
が知られている。
び高調波の抑制装置の補償対象である負荷１としては、
製鋼用アーク炉がある。このアーク炉の無効電力、逆相
電流、高調波は時間的に不規則に変化し、アーク炉内の
材料の状態によってその大きさが著しく異なる。アーク
炉（進相容量を含む）の無効電力変動とその系統の電圧
変動の一例を図７に示す。この図より材料（スクラッ
プ）の溶け始め（溶解期）と材料が完全に溶けた後（精
錬期）では無効電力の変動幅が異なり、精錬期の無効電
力の変動幅は溶解期の１／２以下になっており、電圧変
動幅もそれに比例していることがわかる。また、逆相電
流、高調波電流についても上記と同様の傾向にあること
が知られている。
【００２０】一方、前記の如く従来の電圧変動及び高調
波の抑制装置においては、ｉQ ｏ，ｉN ｏ，ｉH ｏの各
電流指令値を求める際の補償ゲインＫQ ，ＫN ，ＫH が
固定になっている。負荷変動に伴なう無効電力、逆相電
流、高調波電源を完全に補償するためには、各補償ゲイ
ンを全て１にし、かつ溶解期の変動量に合わせて抑制装
置の容量を決定する必要があり、その容量はかなり大き
なものとなる。ところが、精錬期では変動幅が小さいの
で、抑制装置の出力は定格容量まで出力されることがな
い。これを１ヒートサイクルの期間で見れば、溶解期
（１ヒートサイクルの１／３の程度）には定格容量をフ
ルに利用しているが、残りの精錬期には定格容量の１／
２程度しか利用していないことになるので、経済性が悪
い。
波の抑制装置においては、ｉQ ｏ，ｉN ｏ，ｉH ｏの各
電流指令値を求める際の補償ゲインＫQ ，ＫN ，ＫH が
固定になっている。負荷変動に伴なう無効電力、逆相電
流、高調波電源を完全に補償するためには、各補償ゲイ
ンを全て１にし、かつ溶解期の変動量に合わせて抑制装
置の容量を決定する必要があり、その容量はかなり大き
なものとなる。ところが、精錬期では変動幅が小さいの
で、抑制装置の出力は定格容量まで出力されることがな
い。これを１ヒートサイクルの期間で見れば、溶解期
（１ヒートサイクルの１／３の程度）には定格容量をフ
ルに利用しているが、残りの精錬期には定格容量の１／
２程度しか利用していないことになるので、経済性が悪
い。
【００２１】また、一般的には、電圧変動および高調波
を完全に抑制するケースはなく、ある規制値に収まる様
電圧変動及び高調波の抑制装置の容量を決定する場合が
普通である。この場合には、電圧変動及び高調波の抑制
装置の容量は溶解期における無効電力等の最大変動量よ
りも小さくなる。今、仮に抑制装置の容量を無効電力最
大変動量の１／２にしたとすると、補償ゲインＫQ が１
のときには溶解期において抑制装置の電流指令値が定格
値を越えてしまうという問題がある。実際には、抑制装
置の出力は定格値に制限されるので、電圧変動の抑制効
果が悪くなる。これを避けるためには補償ゲインＫQ を
１よりも小さく（例えば０．５）しなければならない。
この場合には、前述と同様に精錬期における抑制装置の
利用率が悪くなるという問題がある。以上の問題点は無
効電力に関することであるが、逆相電流及び高調波電流
についても同様である。
を完全に抑制するケースはなく、ある規制値に収まる様
電圧変動及び高調波の抑制装置の容量を決定する場合が
普通である。この場合には、電圧変動及び高調波の抑制
装置の容量は溶解期における無効電力等の最大変動量よ
りも小さくなる。今、仮に抑制装置の容量を無効電力最
大変動量の１／２にしたとすると、補償ゲインＫQ が１
のときには溶解期において抑制装置の電流指令値が定格
値を越えてしまうという問題がある。実際には、抑制装
置の出力は定格値に制限されるので、電圧変動の抑制効
果が悪くなる。これを避けるためには補償ゲインＫQ を
１よりも小さく（例えば０．５）しなければならない。
この場合には、前述と同様に精錬期における抑制装置の
利用率が悪くなるという問題がある。以上の問題点は無
効電力に関することであるが、逆相電流及び高調波電流
についても同様である。
【００２２】また、電圧変動および高調波を同時に抑制
する場合において、無効電力、逆相電流、高調波電流の
全てを完全に補償できるだけの容量を抑制装置が持たな
いときには、従来の技術では各補償ゲインが固定である
ため、どれか１つの成分が大きくなって定格容量に達す
ると、他の成分は補償できなくなるという問題がある。
する場合において、無効電力、逆相電流、高調波電流の
全てを完全に補償できるだけの容量を抑制装置が持たな
いときには、従来の技術では各補償ゲインが固定である
ため、どれか１つの成分が大きくなって定格容量に達す
ると、他の成分は補償できなくなるという問題がある。
【００２３】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたもので、その目的は負荷変動の大きさに係わらず、
装置容量を最大限に有効に活用することが可能で、これ
により経済性を向上し、また電圧変動及び高調波の抑制
効果を改善できる電圧変動及び高調波の抑制装置を提供
することにある。
れたもので、その目的は負荷変動の大きさに係わらず、
装置容量を最大限に有効に活用することが可能で、これ
により経済性を向上し、また電圧変動及び高調波の抑制
効果を改善できる電圧変動及び高調波の抑制装置を提供
することにある。
【００２４】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
請求項１に対応する発明は、電源系統から電力変動及び
高調波電流の大きい負荷に電力を供給するシステムにお
いて、前記負荷に対して並列に設けられた自励式変換器
と、前記負荷に流れる負荷電流信号と前記電源系統に印
加される系統電圧に基づき求められる同期電圧信号とか
ら無効電力指令値を求め、該無効電力指令値と前記同期
電圧信号とから無効電力による瞬時電流指令値を求める
瞬時電流指令値演算手段と、前記負荷に流れる負荷電流
信号と前記電源系統に印加される系統電圧に基づき求め
られる同期電圧信号とから基本波逆相電力を求め、該基
本波逆相電力を入力し該基本波逆相電力の絶対値を一定
時間ホールドして該基本波逆相電力の最大値に反比例す
るようなゲインを求め、該ゲインと前記基本波逆相電力
と前記同期電圧信号から求められる瞬時電流指令値との
積から逆相電流指令値を求める逆相電流指令値演算手段
と、前記電源系統に流れる系統電流を入力して高調波電
流指令値を求める高調波電流指令値演算手段と、前記無
効電力による瞬時電流指令値と、前記逆相電流指令値
と、前記高調波電流指令値とを加算して総合電流指令値
を求める加算手段と、前記総合電流指令値と前記同期電
圧信号を入力し該総合電流指令値の絶対値を一定時間ホ
ールドして該総合電流指令値の最大値に反比例するよう
なゲインを求め、該ゲインと前記総合電流指令値との積
から最終電流指令値を求める最終電流指令値演算手段
と、前記最終電流指令値と前記自励式変換器の出力電流
の偏差に基づいて該自励式変換器を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする電圧変動及び高調波の抑
制装置である。
請求項１に対応する発明は、電源系統から電力変動及び
高調波電流の大きい負荷に電力を供給するシステムにお
いて、前記負荷に対して並列に設けられた自励式変換器
と、前記負荷に流れる負荷電流信号と前記電源系統に印
加される系統電圧に基づき求められる同期電圧信号とか
ら無効電力指令値を求め、該無効電力指令値と前記同期
電圧信号とから無効電力による瞬時電流指令値を求める
瞬時電流指令値演算手段と、前記負荷に流れる負荷電流
信号と前記電源系統に印加される系統電圧に基づき求め
られる同期電圧信号とから基本波逆相電力を求め、該基
本波逆相電力を入力し該基本波逆相電力の絶対値を一定
時間ホールドして該基本波逆相電力の最大値に反比例す
るようなゲインを求め、該ゲインと前記基本波逆相電力
と前記同期電圧信号から求められる瞬時電流指令値との
積から逆相電流指令値を求める逆相電流指令値演算手段
と、前記電源系統に流れる系統電流を入力して高調波電
流指令値を求める高調波電流指令値演算手段と、前記無
効電力による瞬時電流指令値と、前記逆相電流指令値
と、前記高調波電流指令値とを加算して総合電流指令値
を求める加算手段と、前記総合電流指令値と前記同期電
圧信号を入力し該総合電流指令値の絶対値を一定時間ホ
ールドして該総合電流指令値の最大値に反比例するよう
なゲインを求め、該ゲインと前記総合電流指令値との積
から最終電流指令値を求める最終電流指令値演算手段
と、前記最終電流指令値と前記自励式変換器の出力電流
の偏差に基づいて該自励式変換器を制御する制御手段
と、を備えたことを特徴とする電圧変動及び高調波の抑
制装置である。
【００２５】前記目的を達成するため請求項２に対応す
る発明は、電源系統から電力変動及び高調波電流の大き
い負荷に電力を供給するシステムにおいて、前記負荷に
対して並列に設けられた自励式変換器と、前記負荷に流
れる負荷電流信号と前記電源系統に印加される系統電圧
に基づき求められる同期電圧信号とから無効電力指令値
を求め、該無効電力指令値と前記同期電圧信号とから瞬
時電流値を求め、該瞬時電流値と後述する第３のゲイン
とを積算して無効電力による瞬時電流指令値を求める瞬
時電流指令値演算手段と、前記負荷に流れる負荷電流信
号と前記電源系統に印加される系統電圧に基づき求めら
れる同期電圧信号とから基本波逆相電力を求め、該基本
波逆相電力と前記同期電圧信号から求められる瞬時電流
指令値を求め、該瞬時電流指令値と後述する第１のゲイ
ンとを積算して逆相電流指令値を求める逆相電流指令値
演算手段と、前記電源系統に流れる系統電流を入力して
高調波電流を求め、該高調波電流と後述する第２のゲイ
ンとを積算して高調波電流指令値を求める高調波電流指
令値演算手段と、前記基本波逆相電力を入力し該基本波
逆相電力の絶対値を一定時間ホールドして該基本波逆相
電力の最大値を出力する第１のホールド手段と、前記高
調波電流と前記同期電圧信号とを入力して該高調波電流
の絶対値を一定時間ホールドして該高調波電流の最大値
を出力する第２のホールド手段と、前記無効電力指令値
を入力し該無効電力指令値の最大値を出力する第３のホ
ールド手段と、前記第１、第２、第３のホールド手段の
出力に基づいて、前記自励式変換器の定格電流を超えな
いよう前記第１、第２、第３のゲインを演算するゲイン
決定手段と、前記無効電力による瞬時電流指令値と、前
記逆相電流指令値と、前記高調波電流指令値とを加算し
て総合電流指令値を求める加算手段と、前記総合電流指
令値と前記自励式変換器の出力電流の偏差に基づいて該
自励式変換器を制御する制御手段と、を備えたことを特
徴とする電圧変動及び高調波の抑制装置である。
る発明は、電源系統から電力変動及び高調波電流の大き
い負荷に電力を供給するシステムにおいて、前記負荷に
対して並列に設けられた自励式変換器と、前記負荷に流
れる負荷電流信号と前記電源系統に印加される系統電圧
に基づき求められる同期電圧信号とから無効電力指令値
を求め、該無効電力指令値と前記同期電圧信号とから瞬
時電流値を求め、該瞬時電流値と後述する第３のゲイン
とを積算して無効電力による瞬時電流指令値を求める瞬
時電流指令値演算手段と、前記負荷に流れる負荷電流信
号と前記電源系統に印加される系統電圧に基づき求めら
れる同期電圧信号とから基本波逆相電力を求め、該基本
波逆相電力と前記同期電圧信号から求められる瞬時電流
指令値を求め、該瞬時電流指令値と後述する第１のゲイ
ンとを積算して逆相電流指令値を求める逆相電流指令値
演算手段と、前記電源系統に流れる系統電流を入力して
高調波電流を求め、該高調波電流と後述する第２のゲイ
ンとを積算して高調波電流指令値を求める高調波電流指
令値演算手段と、前記基本波逆相電力を入力し該基本波
逆相電力の絶対値を一定時間ホールドして該基本波逆相
電力の最大値を出力する第１のホールド手段と、前記高
調波電流と前記同期電圧信号とを入力して該高調波電流
の絶対値を一定時間ホールドして該高調波電流の最大値
を出力する第２のホールド手段と、前記無効電力指令値
を入力し該無効電力指令値の最大値を出力する第３のホ
ールド手段と、前記第１、第２、第３のホールド手段の
出力に基づいて、前記自励式変換器の定格電流を超えな
いよう前記第１、第２、第３のゲインを演算するゲイン
決定手段と、前記無効電力による瞬時電流指令値と、前
記逆相電流指令値と、前記高調波電流指令値とを加算し
て総合電流指令値を求める加算手段と、前記総合電流指
令値と前記自励式変換器の出力電流の偏差に基づいて該
自励式変換器を制御する制御手段と、を備えたことを特
徴とする電圧変動及び高調波の抑制装置である。
【００２６】
【００２７】
【００２８】
【００２９】
【００３０】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。はじめに、図１を参照して本発明の概略構
成について説明するが、ここでは図４と同一部分には同
一符号を付しその説明を省略する。
て説明する。はじめに、図１を参照して本発明の概略構
成について説明するが、ここでは図４と同一部分には同
一符号を付しその説明を省略する。
【００３１】本発明は、電源系統から電力変動及び高調
波電流の大きい負荷１に電力を供給するシステムにおい
て、負荷１と並列に設けられた自励式変換器１０と、複
数の補償電流検出手段（図ではその一例として３つの補
償電流検出手段２１Ａ〜２１Ｃ）と、それら出力の大き
さｉ１，ｉ２，ｉ３によって各検出出力の補償ゲインを
決めるゲイン決定手段（１）２２と、各検出出力とそれ
に対応する補償ゲインＫ1,Ｋ2,Ｋ3 から各々の電流指令
値ｉ１ｏ，ｉ２ｏ，ｉ３ｏを演算する指令値演算手段
（図１においては２３Ａ〜２３Ｃ）と、電流指令値ｉ１
ｏ，ｉ２ｏ，ｉ３ｏを加算する加算回路２４と、その加
算回路２４の出力すなわち総合電流指令値ｉC ｏの大き
さによって補償ゲインＫC を決定するゲイン決定手段
（２）２５と、合成電流指令値ｉC ｏと補償ゲインから
電流指令値を補正する乗算回路からなる指令値補正手段
（指令値補正回路）２６と、その電流指令値に応じて自
励式変換器１０の出力電流を抑制する手段３４，３５を
備えたものである。また、上記において、合成電流指令
値の補正手段２６とその補償ゲインを決定する手段２５
を省いた構成としてもさしつかえない。また、補償ゲイ
ンの決定手段２２は特定の補償電流成分によって補償ゲ
インを決定してもさしつかえない。
波電流の大きい負荷１に電力を供給するシステムにおい
て、負荷１と並列に設けられた自励式変換器１０と、複
数の補償電流検出手段（図ではその一例として３つの補
償電流検出手段２１Ａ〜２１Ｃ）と、それら出力の大き
さｉ１，ｉ２，ｉ３によって各検出出力の補償ゲインを
決めるゲイン決定手段（１）２２と、各検出出力とそれ
に対応する補償ゲインＫ1,Ｋ2,Ｋ3 から各々の電流指令
値ｉ１ｏ，ｉ２ｏ，ｉ３ｏを演算する指令値演算手段
（図１においては２３Ａ〜２３Ｃ）と、電流指令値ｉ１
ｏ，ｉ２ｏ，ｉ３ｏを加算する加算回路２４と、その加
算回路２４の出力すなわち総合電流指令値ｉC ｏの大き
さによって補償ゲインＫC を決定するゲイン決定手段
（２）２５と、合成電流指令値ｉC ｏと補償ゲインから
電流指令値を補正する乗算回路からなる指令値補正手段
（指令値補正回路）２６と、その電流指令値に応じて自
励式変換器１０の出力電流を抑制する手段３４，３５を
備えたものである。また、上記において、合成電流指令
値の補正手段２６とその補償ゲインを決定する手段２５
を省いた構成としてもさしつかえない。また、補償ゲイ
ンの決定手段２２は特定の補償電流成分によって補償ゲ
インを決定してもさしつかえない。
【００３２】図１のように構成されたものにおいて、複
数の補償電流検出手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは系統の
電圧、電流等（例えば系統電圧ｖ、受電電流ｉS 、負荷
電流ｉL ）を用いて補償電流ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 を演算す
る。ゲイン決定回路（１）２２は前記ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3
の大きさに従って各成分の電流指令値ｉ1 ｏ，ｉ2ｏ，
ｉ3 ｏが大きくなりすぎない様に各補償ゲインＫ1 ，Ｋ
2 ，Ｋ3 を決定する。
数の補償電流検出手段２１Ａ，２１Ｂ，２１Ｃは系統の
電圧、電流等（例えば系統電圧ｖ、受電電流ｉS 、負荷
電流ｉL ）を用いて補償電流ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 を演算す
る。ゲイン決定回路（１）２２は前記ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3
の大きさに従って各成分の電流指令値ｉ1 ｏ，ｉ2ｏ，
ｉ3 ｏが大きくなりすぎない様に各補償ゲインＫ1 ，Ｋ
2 ，Ｋ3 を決定する。
【００３３】指令値演算回路２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ
は、各補償電流ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 にその補償ゲインＫ1
，Ｋ2 ，Ｋ3 を乗じて電流指令値ｉ1 ｏ，ｉ2 ｏ，ｉ3
ｏを演算し、それらを加算回路２４で合成することに
よって総合電流指令値ｉC ｏを演算する。ゲイン決定回
路（２）２５は総合電流指令値ｉC ｏの大きさに従って
自励式変換器１０の総合電流指令値ｉC ｏがその定格値
を越えない様に総合補償ゲインＫC を決定する。指令値
補償回路２６は総合電流指令値ｉC ｏと総合補償ゲイン
ＫC を乗じて最終電流指令値ｉC ｏｅを演算する。誤差
アンプ（ＡＣＲ）３４は変流器１１によって検出される
自励式変換器１０の出力電流ｉC と電流指令値ｉC ｏが
一致する様にゲート回路３５を制御する。
は、各補償電流ｉ1 ，ｉ2 ，ｉ3 にその補償ゲインＫ1
，Ｋ2 ，Ｋ3 を乗じて電流指令値ｉ1 ｏ，ｉ2 ｏ，ｉ3
ｏを演算し、それらを加算回路２４で合成することに
よって総合電流指令値ｉC ｏを演算する。ゲイン決定回
路（２）２５は総合電流指令値ｉC ｏの大きさに従って
自励式変換器１０の総合電流指令値ｉC ｏがその定格値
を越えない様に総合補償ゲインＫC を決定する。指令値
補償回路２６は総合電流指令値ｉC ｏと総合補償ゲイン
ＫC を乗じて最終電流指令値ｉC ｏｅを演算する。誤差
アンプ（ＡＣＲ）３４は変流器１１によって検出される
自励式変換器１０の出力電流ｉC と電流指令値ｉC ｏが
一致する様にゲート回路３５を制御する。
【００３４】次に、図１の実施例の具体的な例について
説明する。図２は本発明の第１の実施例の具体的な例を
示す回路図である。従来の技術を表わす図６と系統構成
（主回路）は同一であるのでその記述を省略しており、
その説明もまた省略する。また、制御回路においても図
６と同一部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。
説明する。図２は本発明の第１の実施例の具体的な例を
示す回路図である。従来の技術を表わす図６と系統構成
（主回路）は同一であるのでその記述を省略しており、
その説明もまた省略する。また、制御回路においても図
６と同一部分には同一符号を付してその説明を省略す
る。
【００３５】本実施例は図６に示す従来の制御回路にお
いて係数回路３１Ｎ，３１Ｐを取り除き、以下の構成が
追加されたものである。すなわち、フイルタ３１Ｌ，３
１Ｍの出力ｐN ，ｑN が逆相電力の絶対値検出回路
（１）２２Ａに入力され、絶対値検出回路２２Ａの出力
ＰN がそのホールド回路（１）２２Ｂに入力され、ホー
ルド回路２２Ｂの出力であるＰN max はゲイン決定回路
（１）２２Ｃに入力され、ゲイン決定回路２２Ｃの出力
であるゲイン−ＫN と瞬時電流演算回路３１Ｑの出力と
が乗算回路２３で乗算され、乗算結果が加算回路２４に
入力されるようになっている。さらに、加算回路２４の
加算結果である総合電流指令値ｉC ｏと同期検出回路３
１Ｃの出力が絶対値検出回路（２）２５Ａに入力され、
この絶対値検出回路２５Ａの出力がホールド回路（２）
２５Ｂに入力され、このホールド回路（２）２５Ｂの出
力であるＰCmaxはゲイン決定回路（２）２５Ｃに入力さ
れ、ゲイン決定回路２５Ｃの出力であるゲインＫC と、
加算回路２４の加算結果である総合電流指令値ｉC ｏと
が乗算回路２６に入力され、ここで得られる最終電流指
令値ｉC ｏｅが、誤差アンプ３４に入力されるようにな
っている。
いて係数回路３１Ｎ，３１Ｐを取り除き、以下の構成が
追加されたものである。すなわち、フイルタ３１Ｌ，３
１Ｍの出力ｐN ，ｑN が逆相電力の絶対値検出回路
（１）２２Ａに入力され、絶対値検出回路２２Ａの出力
ＰN がそのホールド回路（１）２２Ｂに入力され、ホー
ルド回路２２Ｂの出力であるＰN max はゲイン決定回路
（１）２２Ｃに入力され、ゲイン決定回路２２Ｃの出力
であるゲイン−ＫN と瞬時電流演算回路３１Ｑの出力と
が乗算回路２３で乗算され、乗算結果が加算回路２４に
入力されるようになっている。さらに、加算回路２４の
加算結果である総合電流指令値ｉC ｏと同期検出回路３
１Ｃの出力が絶対値検出回路（２）２５Ａに入力され、
この絶対値検出回路２５Ａの出力がホールド回路（２）
２５Ｂに入力され、このホールド回路（２）２５Ｂの出
力であるＰCmaxはゲイン決定回路（２）２５Ｃに入力さ
れ、ゲイン決定回路２５Ｃの出力であるゲインＫC と、
加算回路２４の加算結果である総合電流指令値ｉC ｏと
が乗算回路２６に入力され、ここで得られる最終電流指
令値ｉC ｏｅが、誤差アンプ３４に入力されるようにな
っている。
【００３６】次に、図２のように構成された実施例の作
用効果を説明する。無効電力による電流指令値ｉQ ｏと
高調波電流指令値ｉH ｏは従来の制御回路と同じ手法に
よって求められる。基本波逆相電力ｐN ，ｑN も従来の
制御回路と同じ手法により検出されるが、本実施例では
絶対値検出回路２２Ａにおいて逆相電力の絶対値ＰNを
（６）式により求める。 ＰN ＝（ｐN 2 ＋ｑN 2 ）1/2 …（６）
用効果を説明する。無効電力による電流指令値ｉQ ｏと
高調波電流指令値ｉH ｏは従来の制御回路と同じ手法に
よって求められる。基本波逆相電力ｐN ，ｑN も従来の
制御回路と同じ手法により検出されるが、本実施例では
絶対値検出回路２２Ａにおいて逆相電力の絶対値ＰNを
（６）式により求める。 ＰN ＝（ｐN 2 ＋ｑN 2 ）1/2 …（６）
【００３７】ここで、逆相電力の絶対値ＰN は負荷変動
に伴なって時間的に変化するので、ホールド回路２２Ｂ
においてその最大値ＰNmaxを一定時間（数十ｍｓ〜１秒
程度）ホールドする。そして、ゲイン決定回路２２Ｃは
その最大値ＰNmaxに応じて逆相電流指令値の補償ゲイン
−ＫN を決定するが、ＰNmaxが小さいときにはＫN ＝
１、ＰNmaxが大きくなるとＰNmaxに反比例する様にＫN
を決定する。その様な特性はマイクロコンピュータを組
込み、関数テーブルを参照することで容易に実現でき
る。以上によって求められる逆相電流の補償ゲインＫN
を逆相電流検出値ｉN に乗算回路２３によって乗算する
ことで逆相電流指令値ｉN ｏが演算される。
に伴なって時間的に変化するので、ホールド回路２２Ｂ
においてその最大値ＰNmaxを一定時間（数十ｍｓ〜１秒
程度）ホールドする。そして、ゲイン決定回路２２Ｃは
その最大値ＰNmaxに応じて逆相電流指令値の補償ゲイン
−ＫN を決定するが、ＰNmaxが小さいときにはＫN ＝
１、ＰNmaxが大きくなるとＰNmaxに反比例する様にＫN
を決定する。その様な特性はマイクロコンピュータを組
込み、関数テーブルを参照することで容易に実現でき
る。以上によって求められる逆相電流の補償ゲインＫN
を逆相電流検出値ｉN に乗算回路２３によって乗算する
ことで逆相電流指令値ｉN ｏが演算される。
【００３８】加算回路２４において無効電力による電流
指令値ｉQ ｏと高調波電流指令値ｉH ｏ、逆相電流指令
値ｉN ｏを加算して総合指令値ｉC ｏを求め、自励式変
換器１０の定格電流を越えない様にその電流指令値ｉC
ｏを決める。これは以下の手法によって具現される。ま
ず、総合電流指令値ｉC ｏの絶対値を絶対値検出回路２
５Ａによって求める。この演算は（１）式及び（３）式
にｉC ｏを代入して瞬時実電力、虚電力ｐC ｏ，ｑC ｏ
を演算し、更に（６）式のｐN ，ｑN にｐC ｏ，ｑC ｏ
を代入することで求められる。ホールド回路２５Ｂによ
り時間的に変化するｐC ｏの最大値を一定時間ホールド
し、ゲイン決定回路２５Ｃにより総合補償ゲインＫC を
演算する。その手法はゲイン決定回路２２Ｃと同様であ
る。最終電流指令値ｉC ｏｅは指令値補正手段２６によ
って総合電流指令値ｉC ｏと総合補償ゲインＫC を乗算
することにより求められる。
指令値ｉQ ｏと高調波電流指令値ｉH ｏ、逆相電流指令
値ｉN ｏを加算して総合指令値ｉC ｏを求め、自励式変
換器１０の定格電流を越えない様にその電流指令値ｉC
ｏを決める。これは以下の手法によって具現される。ま
ず、総合電流指令値ｉC ｏの絶対値を絶対値検出回路２
５Ａによって求める。この演算は（１）式及び（３）式
にｉC ｏを代入して瞬時実電力、虚電力ｐC ｏ，ｑC ｏ
を演算し、更に（６）式のｐN ，ｑN にｐC ｏ，ｑC ｏ
を代入することで求められる。ホールド回路２５Ｂによ
り時間的に変化するｐC ｏの最大値を一定時間ホールド
し、ゲイン決定回路２５Ｃにより総合補償ゲインＫC を
演算する。その手法はゲイン決定回路２２Ｃと同様であ
る。最終電流指令値ｉC ｏｅは指令値補正手段２６によ
って総合電流指令値ｉC ｏと総合補償ゲインＫC を乗算
することにより求められる。
【００３９】（１）逆相電流の発生量に応じてその補償
ゲインを可変にしているので、逆相電流が大きくなりす
ぎた場合でも無効電力補償機能及び高調波補償機能が失
なわれることがない。 （２）自励式変換器１０の定格電流を越えない様にその
電流指令値ｉC ｏを求めるので、過大な負荷変動に対し
ても補償機能が失なわれることがない。 次に本発明の第２の実施例を図３を参照して説明する。
図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる点について記述する。
ゲインを可変にしているので、逆相電流が大きくなりす
ぎた場合でも無効電力補償機能及び高調波補償機能が失
なわれることがない。 （２）自励式変換器１０の定格電流を越えない様にその
電流指令値ｉC ｏを求めるので、過大な負荷変動に対し
ても補償機能が失なわれることがない。 次に本発明の第２の実施例を図３を参照して説明する。
図２と同一部分には同一符号を付してその説明を省略
し、ここでは異なる点について記述する。
【００４０】絶対値検出回路（２）２２Ｄ、ホールド回
路（２）２２Ｅは高調波の絶対値を演算し、その最大値
を一定時間ホールドする手段であり、図２の絶対値検出
回路（２）２５Ａ、ホールド回路（２）２５Ｂと同様で
ある。ホールド回路（３）２２Ｆは無効電力検出値ＱL
の最大値を一定時間ホールドする手段で２２Ｂと同様で
ある。ゲイン決定回路２２Ｇは無効電力最大値ＱLmax、
逆相電力最大値ＰNmax、高調波成分最大値ＰHmaxにより
各電流指令値の補償ゲインＫQ ，ＫN ，ＫH を決定する
手段であり、例えば以下の手順により成されるものであ
る。ここで自励式変換器１０の定格容量をＰC とし、説
明のためＱLmax＞ＰHmax＞ＰNmaxであるものと仮定す
る。 （１）ＱLmax，ＰNmax，ＰHmaxのうち最大のものの補償
ゲイン、すなわちＫQを１以下かつＫQ ・ＱLmax≦ＰC
なる条件で１に最も近い値に選択する。
路（２）２２Ｅは高調波の絶対値を演算し、その最大値
を一定時間ホールドする手段であり、図２の絶対値検出
回路（２）２５Ａ、ホールド回路（２）２５Ｂと同様で
ある。ホールド回路（３）２２Ｆは無効電力検出値ＱL
の最大値を一定時間ホールドする手段で２２Ｂと同様で
ある。ゲイン決定回路２２Ｇは無効電力最大値ＱLmax、
逆相電力最大値ＰNmax、高調波成分最大値ＰHmaxにより
各電流指令値の補償ゲインＫQ ，ＫN ，ＫH を決定する
手段であり、例えば以下の手順により成されるものであ
る。ここで自励式変換器１０の定格容量をＰC とし、説
明のためＱLmax＞ＰHmax＞ＰNmaxであるものと仮定す
る。 （１）ＱLmax，ＰNmax，ＰHmaxのうち最大のものの補償
ゲイン、すなわちＫQを１以下かつＫQ ・ＱLmax≦ＰC
なる条件で１に最も近い値に選択する。
【００４１】（２）ＱLmax，ＰNmax，ＰHmaxのうち２番
目に大きいものの補償ゲイン、すなわちＫH を１以下か
つ（ＫQ ・ＱLmax＋ＫH ・ＰHmax）≦ＰC なる条件で１
に最も近い値に選択する。
目に大きいものの補償ゲイン、すなわちＫH を１以下か
つ（ＫQ ・ＱLmax＋ＫH ・ＰHmax）≦ＰC なる条件で１
に最も近い値に選択する。
【００４２】（３）ＱLmax，ＰNmax，ＰHmaxのうち最大
のものの補償ゲイン、すなわちＫNを１以下かつ（ＫQ
・ＱLmax＋ＫH ・ＰHmax＋ＫN ・ＰNmax）≦ＰC なる条
件で１に最も近い値に選択する。
のものの補償ゲイン、すなわちＫNを１以下かつ（ＫQ
・ＱLmax＋ＫH ・ＰHmax＋ＫN ・ＰNmax）≦ＰC なる条
件で１に最も近い値に選択する。
【００４３】以上の手順で求められた各成分の補償ゲイ
ンを各検出量と乗算器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃにおいて
乗算することにより各成分の電流指令値が得られる。こ
れらを加算回路２４で合成したものが自励式変換器１０
の総合指令値ｉC ｏとなる。尚、ゲイン決定回路２２Ｇ
において、目標とするゲインは１でなくともよく、各成
分毎に異なった値でもよい。この第２の実施例によれば
以下の効果が得られる。 （１）複数の補償成分のうち発生量が最も大きいものを
効果的に補償することができ、装置容量の残り容量（余
裕分）で他の成分を補償できる。 （２）自励式変換器の定格電流を越えない様にその電流
指令値を求めるので、過大な負荷変動に対しても補償機
能が失なわれることがない。
ンを各検出量と乗算器２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃにおいて
乗算することにより各成分の電流指令値が得られる。こ
れらを加算回路２４で合成したものが自励式変換器１０
の総合指令値ｉC ｏとなる。尚、ゲイン決定回路２２Ｇ
において、目標とするゲインは１でなくともよく、各成
分毎に異なった値でもよい。この第２の実施例によれば
以下の効果が得られる。 （１）複数の補償成分のうち発生量が最も大きいものを
効果的に補償することができ、装置容量の残り容量（余
裕分）で他の成分を補償できる。 （２）自励式変換器の定格電流を越えない様にその電流
指令値を求めるので、過大な負荷変動に対しても補償機
能が失なわれることがない。
【００４４】
【発明の効果】以上述べた本発明の電圧変動及び高調波
の抑制装置によれば、負荷変動の大きさに係わらず、装
置容量を最大限に有効に活用することが可能で、これに
より経済性を向上し、また電圧変動及び高調波の抑制効
果を改善できる電圧変動及び高調波の抑制装置を提供す
ることができる。
の抑制装置によれば、負荷変動の大きさに係わらず、装
置容量を最大限に有効に活用することが可能で、これに
より経済性を向上し、また電圧変動及び高調波の抑制効
果を改善できる電圧変動及び高調波の抑制装置を提供す
ることができる。
【図１】本発明による電圧変動及び高調波の抑制装置の
概略構成を示す回路図。
概略構成を示す回路図。
【図２】本発明の第１の実施例を示す回路図。
【図３】本発明の第２の実施例を示す回路図。
【図４】従来の電圧変動及び高調波の抑制装置の概略構
成を示す回路図。
成を示す回路図。
【図５】図４の電圧変動及び高調波の抑制装置における
自励式変換器の構成示す回路図。
自励式変換器の構成示す回路図。
【図６】図４の従来の電圧変動及び高調波の抑制装置の
具体例を示す回路図。
具体例を示す回路図。
【図７】図４の負荷変動とその系統の電圧変動の一例を
示す図。
示す図。
１…負荷、２…電源、３…送電線、４…受電変圧器、
５，８，１１…変流器、６…電圧検出用変圧器、７…高
調波フィルタ、１０…自励式変換器、２１Ａ，Ｂ，Ｃ…
補償電流検出手段、２２，２５…ゲイン決定手段、２３
Ａ，Ｂ，Ｃ…指令値演算手段、２４…加算回路、２６…
指令値の補正手段、３４…ＡＣＲ回路、３５…ゲート回
路、３１Ａ，Ｂ，Ｈ…３相２相変換回路、３１Ｃ…同期
検出回路、３１Ｄ…無効電力検出回路、３１Ｅ，３１
Ｌ，３１Ｍ…フィルタ、３１Ｆ，３２Ｂ…係数回路、３
１Ｇ，Ｑ…瞬時電流演算回路、３１Ｊ…逆相電力検出回
路、３１Ｋ…反転回路、３２Ａ…フィルタ、２２Ａ，２
５Ａ…絶対値検出回路、２２Ｂ，２５Ｂ…ホールド回
路、２２Ｃ，２５Ｃ…補償ゲイン決定回路。
５，８，１１…変流器、６…電圧検出用変圧器、７…高
調波フィルタ、１０…自励式変換器、２１Ａ，Ｂ，Ｃ…
補償電流検出手段、２２，２５…ゲイン決定手段、２３
Ａ，Ｂ，Ｃ…指令値演算手段、２４…加算回路、２６…
指令値の補正手段、３４…ＡＣＲ回路、３５…ゲート回
路、３１Ａ，Ｂ，Ｈ…３相２相変換回路、３１Ｃ…同期
検出回路、３１Ｄ…無効電力検出回路、３１Ｅ，３１
Ｌ，３１Ｍ…フィルタ、３１Ｆ，３２Ｂ…係数回路、３
１Ｇ，Ｑ…瞬時電流演算回路、３１Ｊ…逆相電力検出回
路、３１Ｋ…反転回路、３２Ａ…フィルタ、２２Ａ，２
５Ａ…絶対値検出回路、２２Ｂ，２５Ｂ…ホールド回
路、２２Ｃ，２５Ｃ…補償ゲイン決定回路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 3/16 H02J 3/18 H02J 3/01 H02J 3/50
Claims (2)
- 【請求項１】 電源系統から電力変動及び高調波電流の
大きい負荷に電力を供給するシステムにおいて、 前記負荷に対して並列に設けられた自励式変換器と、前記負荷に流れる負荷電流信号と前記電源系統に印加さ
れる系統電圧に基づき求められる同期電圧信号とから無
効電力指令値を求め、該無効電力指令値と前記同期電圧
信号とから無効電力による瞬時電流指令値を求める瞬時
電流指令値演算手段と、 前記負荷に流れる負荷電流信号と前記電源系統に印加さ
れる系統電圧に基づき求められる同期電圧信号とから基
本波逆相電力を求め、該基本波逆相電力を入力し該基本
波逆相電力の絶対値を一定時間ホールドして該基本波逆
相電力の最大値に反比例するようなゲインを求め、該ゲ
インと前記基本波逆相電力と前記同期電圧信号から求め
られる瞬時電流指令値との積から逆相電流指令値を求め
る逆相電流指令値演算手段と、 前記電源系統に流れる系統電流を入力して高調波電流指
令値を求める高調波電流指令値演算手段と、 前記無効電力による瞬時電流指令値と、前記逆相電流指
令値と、前記高調波電流指令値とを加算して総合電流指
令値を求める加算手段と、 前記総合電流指令値と前記同期電圧信号を入力し該総合
電流指令値の絶対値を一定時間ホールドして該総合電流
指令値の最大値に反比例するようなゲインを求め、該ゲ
インと前記総合電流指令値との積から最終電流指令値を
求める最終電流指令値演算手段と、 前記最終電流指令値と前記自励式変換器の出力電流の偏
差に基づいて該 自励式変換器を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする電圧変動及び高調波の抑制装
置。 - 【請求項２】 電源系統から電力変動及び高調波電流の
大きい負荷に電力を供給するシステムにおいて、 前記負荷に対して並列に設けられた自励式変換器と、前記負荷に流れる負荷電流信号と前記電源系統に印加さ
れる系統電圧に基づき 求められる同期電圧信号とから無
効電力指令値を求め、該無効電力指令値と前記同期電圧
信号とから瞬時電流値を求め、該瞬時電流値と後述する
第３のゲインとを積算して無効電力による瞬時電流指令
値を求める瞬時電流指令値演算手段と、前記負荷に流れ
る負荷電流信号と前記電源系統に印加される系統電圧に
基づき求められる同期電圧信号とから基本波逆相電力を
求め、該基本波逆相電力と前記同期電圧信号から求めら
れる瞬時電流指令値を求め、該瞬時電流指令値と後述す
る第１のゲインとを積算して逆相電流指令値を求める逆
相電流指令値演算手段と、 前記電源系統に流れる系統電流を入力して高調波電流を
求め、該高調波電流と後述する第２のゲインとを積算し
て高調波電流指令値を求める高調波電流指令値演算手段
と、 前記基本波逆相電力を入力し該基本波逆相電力の絶対値
を一定時間ホールドして該基本波逆相電力の最大値を出
力する第１のホールド手段と、 前記高調波電流と前記同期電圧信号とを入力して該高調
波電流の絶対値を一定時間ホールドして該高調波電流の
最大値を出力する第２のホールド手段と、 前記無効電力指令値を入力し該無効電力指令値の最大値
を出力する第３のホールド手段と、 前記第１、第２、第３のホールド手段の出力に基づい
て、前記自励式変換器の定格電流を超えないよう前記第
１、第２、第３のゲインを演算するゲイン決定手段と、 前記無効電力による瞬時電流指令値と、前記逆相電流指
令値と、前記高調波電流指令値とを加算して総合電流指
令値を求める加算手段と、 前記総合電流指令値と前記自励式変換器の出力電流の偏
差に基づいて該 自励式変換器を制御する制御手段と、 を備えたことを特徴とする電圧変動及び高調波の抑制装
置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05017307A JP3130694B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 電圧変動及び高調波の抑制装置 |
| DE69409987T DE69409987T2 (de) | 1993-02-04 | 1994-02-01 | Vorrichtung zum Unterdrücken von Spannungsschwankungen und Oberschwingungen |
| EP94300723A EP0610058B1 (en) | 1993-02-04 | 1994-02-01 | Device for suppressing voltage fluctuation and higher harmonics |
| US08/535,348 US5586018A (en) | 1993-02-04 | 1995-09-28 | Device for suppressing voltage fluctuation and higher harmonics |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05017307A JP3130694B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 電圧変動及び高調波の抑制装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06233464A JPH06233464A (ja) | 1994-08-19 |
| JP3130694B2 true JP3130694B2 (ja) | 2001-01-31 |
Family
ID=11940358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05017307A Expired - Lifetime JP3130694B2 (ja) | 1993-02-04 | 1993-02-04 | 電圧変動及び高調波の抑制装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5586018A (ja) |
| EP (1) | EP0610058B1 (ja) |
| JP (1) | JP3130694B2 (ja) |
| DE (1) | DE69409987T2 (ja) |
Families Citing this family (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5751138A (en) * | 1995-06-22 | 1998-05-12 | University Of Washington | Active power conditioner for reactive and harmonic compensation having PWM and stepped-wave inverters |
| FR2779583B1 (fr) * | 1998-06-04 | 2000-08-11 | Aerospatiale | Systeme antipollution pour reseau electrique |
| US6862199B2 (en) * | 2001-02-01 | 2005-03-01 | Northeastern University | Adaptive controller for d-statcom in the stationary reference frame to compensate for reactive and harmonic distortion under unbalanced conditions |
| SE523039C2 (sv) * | 2001-11-28 | 2004-03-23 | Abb Ab | Förfarande och anordning för kompensering av en industriell lasts förbrukning av reaktiv effekt |
| JP3955758B2 (ja) * | 2001-12-28 | 2007-08-08 | 東芝三菱電機産業システム株式会社 | 無効電力補償装置 |
| JP2004180363A (ja) * | 2002-11-25 | 2004-06-24 | Tm T & D Kk | 電力系統の逆相分電圧補償システム |
| US7309973B2 (en) * | 2006-04-24 | 2007-12-18 | Power Conservation Ltd | Mitigation of harmonic currents and conservation of power in non-linear load systems |
| JP5018380B2 (ja) * | 2007-10-02 | 2012-09-05 | 富士電機株式会社 | 無効電力補償装置の制御方式 |
| JP4989499B2 (ja) * | 2008-01-28 | 2012-08-01 | 株式会社日立製作所 | 電力変換装置 |
| JP5281329B2 (ja) * | 2008-07-25 | 2013-09-04 | 本田技研工業株式会社 | インバータ発電機 |
| WO2015136592A1 (ja) * | 2014-03-10 | 2015-09-17 | 富士電機株式会社 | 電流検出器及び電力変換装置 |
| JP6299831B1 (ja) * | 2016-09-30 | 2018-03-28 | ダイキン工業株式会社 | アクティブフィルタ装置、空気調和装置、及び空気調和システム |
| AU2018276600B2 (en) * | 2017-05-30 | 2020-12-10 | Daikin Industries, Ltd. | Power Source Quality Management System and Air Conditioner |
| AU2018377305B2 (en) * | 2017-11-30 | 2021-09-09 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Voltage compensation device |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0834669B2 (ja) * | 1986-06-26 | 1996-03-29 | 三菱電機株式会社 | 高調波抑制装置 |
| JPS6366617A (ja) * | 1986-09-09 | 1988-03-25 | Toshiba Corp | 無効電力補償装置 |
| JP2714195B2 (ja) * | 1989-12-08 | 1998-02-16 | 株式会社東芝 | 電圧変動及び高調波の抑制装置 |
| JP2760646B2 (ja) * | 1990-09-18 | 1998-06-04 | 株式会社東芝 | 電力変換装置の電流指令値演算装置 |
| JP2728575B2 (ja) * | 1991-06-14 | 1998-03-18 | 株式会社日立製作所 | 電力変換方法及び装置 |
| US5738247A (en) * | 1996-09-25 | 1998-04-14 | Kuan; Ching Fu | Automatic liquid material metering system |
-
1993
- 1993-02-04 JP JP05017307A patent/JP3130694B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1994
- 1994-02-01 DE DE69409987T patent/DE69409987T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1994-02-01 EP EP94300723A patent/EP0610058B1/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-09-28 US US08/535,348 patent/US5586018A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0610058A3 (en) | 1994-08-24 |
| DE69409987T2 (de) | 1998-09-10 |
| US5586018A (en) | 1996-12-17 |
| DE69409987D1 (de) | 1998-06-10 |
| EP0610058B1 (en) | 1998-05-06 |
| JPH06233464A (ja) | 1994-08-19 |
| EP0610058A2 (en) | 1994-08-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US6862199B2 (en) | Adaptive controller for d-statcom in the stationary reference frame to compensate for reactive and harmonic distortion under unbalanced conditions | |
| Jiao et al. | A novel DROGI-based detection scheme for power quality improvement using four-leg converter under unbalanced loads | |
| AU2008227057B2 (en) | Motor drive using flux adjustment to control power factor | |
| JP3130694B2 (ja) | 電圧変動及び高調波の抑制装置 | |
| US8560136B2 (en) | System stabilizing device | |
| US5182463A (en) | 3-Phase converter apparatus | |
| JP2714195B2 (ja) | 電圧変動及び高調波の抑制装置 | |
| JP2016185018A (ja) | 系統電圧抑制制御装置及び系統電圧抑制制御方法 | |
| JP3822910B2 (ja) | 方形波インバータとｄｃバス制御とを備えたハイブリッド並列能動／受動フィルタシステムによる電力線高調波の低減 | |
| Bendib et al. | Advanced control scheme and dynamic phasor modelling of grid‐tied droop‐controlled inverters | |
| CN104578075A (zh) | 一种有源电力滤波器直流侧电压的动态控制方法 | |
| CN110365038B (zh) | 微电网逆变器的控制方法、控制装置以及微电网逆变器 | |
| Gupta et al. | AES-FLL control of RES powered microgrid for power quality improvement with synchronization control | |
| Zeng et al. | Reduced order generalized integrators based selective harmonic compensation current controller for shunt active power filters | |
| Bruyant et al. | Simplified digital-analogical control for shunt active power filters under unbalanced conditions | |
| RU2442275C1 (ru) | Способ управления трехфазным статическим преобразователем при несимметричной нагрузке | |
| Attuati et al. | Sliding mode current control of DSTATCOM applied to voltage regulation of induction generator based systems | |
| RU2677628C1 (ru) | Трехфазный компенсатор реактивной мощности | |
| JP2003324847A (ja) | 電圧フリッカ補償方法および装置 | |
| JPH11103600A (ja) | 誘導発電機の電圧制御方法 | |
| JPH08140268A (ja) | 無効電力補償装置の制御装置 | |
| Zaveri et al. | Analysis of different real time reference generation techniques used for harmonic mitigation in three phase shunt active filters | |
| JPH07236230A (ja) | 電圧変動抑制装置の制御装置 | |
| Fadi et al. | An Advanced Universal Electronic Load Controller For SEIG Feeding Three Phase Non-Linear/Unbalanced Loads In Wind Energy Systems | |
| JP2725538B2 (ja) | 電圧変動抑制装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313111 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071117 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081117 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081117 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091117 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101117 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111117 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121117 Year of fee payment: 12 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131117 Year of fee payment: 13 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term | ||
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131117 Year of fee payment: 13 |