JP3450690B2 - 電力系統の補償制御装置 - Google Patents
電力系統の補償制御装置Info
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- H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
- H02J3/1807—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
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- H—ELECTRICITY
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- Y02E40/10—Flexible AC transmission systems [FACTS]
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、電力系統のリア
クタンスの補償又はリアクタンスの制御をしたり、潮流
の制御又は安定化制御をしたりする電力系統の補償制御
装置の改良に関するものである。
クタンスの補償又はリアクタンスの制御をしたり、潮流
の制御又は安定化制御をしたりする電力系統の補償制御
装置の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の電力系統の補償制御装置について
図８を参照しながら説明する。図８は、例えば、東京で
１９９５年５月２２日〜２４日に開催された電力分野に
関するＣＩＧＲＥシンポジウムで発表された論文番号５
３０−０２に示されたスイッチドキャパシタと、同シン
ポジウムで発表された論文番号２１０−０６に示された
ＣＳＣ（Controlled Series Conpensator）とを組み合
わせた従来の電力系統の補償制御装置を示す図である。
図８を参照しながら説明する。図８は、例えば、東京で
１９９５年５月２２日〜２４日に開催された電力分野に
関するＣＩＧＲＥシンポジウムで発表された論文番号５
３０−０２に示されたスイッチドキャパシタと、同シン
ポジウムで発表された論文番号２１０−０６に示された
ＣＳＣ（Controlled Series Conpensator）とを組み合
わせた従来の電力系統の補償制御装置を示す図である。
【０００３】前者の論文のＦｉｇ．１には、複数の直列
キャパシタをそれぞれに並列接続されたサイリスタスイ
ッチによりＯＮ、ＯＦＦし、線路電流に対して作用する
キャパシティブリアクタンスを切り変えるためのスイッ
チドキャパシタが示されている。
キャパシタをそれぞれに並列接続されたサイリスタスイ
ッチによりＯＮ、ＯＦＦし、線路電流に対して作用する
キャパシティブリアクタンスを切り変えるためのスイッ
チドキャパシタが示されている。
【０００４】後者の論文のＦｉｇ．４．３−１には、固
定直列キャパシタと、このキャパシタにサイリスタ制御
されるリアクトルが並列接続され、サイリスタの通電角
を連続制御してキャパシタとの合成リアクタンスを連続
制御するＣＳＣが示されている。
定直列キャパシタと、このキャパシタにサイリスタ制御
されるリアクトルが並列接続され、サイリスタの通電角
を連続制御してキャパシタとの合成リアクタンスを連続
制御するＣＳＣが示されている。
【０００５】図８において、スイッチドキャパシタ１０
０は、キャパシタ１０１と、サイリスタスイッチ１０２
と、キャパシタ短絡電流制限リアクトル１０３と、アレ
スタ１０４とを有する。また、ＣＳＣ５００は、固定キ
ャパシタ５０１と、通電角制御サイリスタ５０２と、通
電角制御されるリアクトル５０３と、アレスタ５０４と
を有する。
０は、キャパシタ１０１と、サイリスタスイッチ１０２
と、キャパシタ短絡電流制限リアクトル１０３と、アレ
スタ１０４とを有する。また、ＣＳＣ５００は、固定キ
ャパシタ５０１と、通電角制御サイリスタ５０２と、通
電角制御されるリアクトル５０３と、アレスタ５０４と
を有する。
【０００６】スイッチドキャパシタ１００により、ステ
ップ的にキャパシティブリアクタンスを変え、ＣＳＣ５
００により、連続的にキャパシティブリアクタンスを変
え得る。これらの組み合わせにより、連続的にトータル
キャパシティブリアクタンスが変え得る。この可変リア
クタンス機能により、送電線路のインピーダンス補償、
直列補償による無効電力補償とその制御が実現できる。
また、これらの制御を用いて電力系統の安定化制御、潮
流調整、線路インピーダンス調整、両端間位相差調整な
どが実現できる。
ップ的にキャパシティブリアクタンスを変え、ＣＳＣ５
００により、連続的にキャパシティブリアクタンスを変
え得る。これらの組み合わせにより、連続的にトータル
キャパシティブリアクタンスが変え得る。この可変リア
クタンス機能により、送電線路のインピーダンス補償、
直列補償による無効電力補償とその制御が実現できる。
また、これらの制御を用いて電力系統の安定化制御、潮
流調整、線路インピーダンス調整、両端間位相差調整な
どが実現できる。
【０００７】ところが、連続制御機能を実現しているＣ
ＳＣ５００には、次の様な問題がある。ＣＳＣ５００の
キャパシティブリアクタンスが最小の状態では、サイリ
スタ５０２が非通電である。このときの回路図を図９
（ａ）に示す。
ＳＣ５００には、次の様な問題がある。ＣＳＣ５００の
キャパシティブリアクタンスが最小の状態では、サイリ
スタ５０２が非通電である。このときの回路図を図９
（ａ）に示す。
【０００８】このときのＣＳＣ５００のキャパシティブ
リアクタンスは、キャパシタ５０１の固定値Ｘｃｏにな
り、線路電流Ｉの全てが固定キャパシタ５０１に流れ、
サイリスタ５０２及びリアクトル５０３には電流が流れ
ない。
リアクタンスは、キャパシタ５０１の固定値Ｘｃｏにな
り、線路電流Ｉの全てが固定キャパシタ５０１に流れ、
サイリスタ５０２及びリアクトル５０３には電流が流れ
ない。
【０００９】つぎに、サイリスタ５０２の通電角を広げ
て行くと、リアクトル電流が流れる。このリアクトル電
流がキャパシタ５０１の電流と逆位相になるので、リア
クトル電流の極性を逆方向に取ると、リアクトル電流の
基本波成分は線路電流と同相で、このリアクトル電流と
線路電流との和がキャパシタ５０１にながれ、キャパシ
タ５０１の電圧が上昇する。
て行くと、リアクトル電流が流れる。このリアクトル電
流がキャパシタ５０１の電流と逆位相になるので、リア
クトル電流の極性を逆方向に取ると、リアクトル電流の
基本波成分は線路電流と同相で、このリアクトル電流と
線路電流との和がキャパシタ５０１にながれ、キャパシ
タ５０１の電圧が上昇する。
【００１０】即ち、サイリスタ制御されたリアクトル５
０３のサセプタンスとキャパシタ５０１のサセプタンス
が打ち消し合い、合成キャパシティブリアクタンスが増
加する。
０３のサセプタンスとキャパシタ５０１のサセプタンス
が打ち消し合い、合成キャパシティブリアクタンスが増
加する。
【００１１】この結果、サイリスタ５０２の通電角αと
合成キャパシティブリアクタンスＸｃとの関係は、図９
（ｃ）の曲線の様に変化する。今、最大通電角が１８０
度の場合について見ると、合成キャパシティブリアクタ
ンスＸｃがＫＸｃｏになる。すなわち、最小値のＫ倍に
なる。この状態における回路を図９（ｂ）に示す。ここ
に、ＫＸｃｏ＝１／｛（１／Ｘｃｏ）−（１／ＸL）｝
で、ＸLはリアクトル５０３のリアクタンスである。し
たがって、キャパシティブリアクタンスをＸｃｏからＫ
Ｘｃｏまでの範囲で制御するのに必要なリアクトル５０
３のリアクタンスはＸL＝ＫＸｃｏ／（Ｋ−１）にな
る。
合成キャパシティブリアクタンスＸｃとの関係は、図９
（ｃ）の曲線の様に変化する。今、最大通電角が１８０
度の場合について見ると、合成キャパシティブリアクタ
ンスＸｃがＫＸｃｏになる。すなわち、最小値のＫ倍に
なる。この状態における回路を図９（ｂ）に示す。ここ
に、ＫＸｃｏ＝１／｛（１／Ｘｃｏ）−（１／ＸL）｝
で、ＸLはリアクトル５０３のリアクタンスである。し
たがって、キャパシティブリアクタンスをＸｃｏからＫ
Ｘｃｏまでの範囲で制御するのに必要なリアクトル５０
３のリアクタンスはＸL＝ＫＸｃｏ／（Ｋ−１）にな
る。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】上述したような従来の
電力系統の補償制御装置では、上記状態において、ＣＳ
Ｃ５００のキャパシタ５０１の電圧はＫ倍になり、この
ときのキャパシタ５０１のＶＡ容量は図９（ａ）に示す
状態のＶＡ容量Ｑｃｏに比べＫの２乗倍になる。また、
リアクトル５０３のＶＡ容量は（Ｋ−１）ＫＱｃｏにな
る。しかし、合成されたキャパシティブリアクタンスは
ＫＸｃｏであるから、合成キャパシティブ無効電力はＫ
Ｑｃｏにすぎない。すなわち、線路に有効に働く無効電
力をＫ倍にするために、Ｋの２乗倍のキャパシタ５０１
とＫ（Ｋ−１）倍のリアクトル５０３が必要になるとい
う問題点があった。
電力系統の補償制御装置では、上記状態において、ＣＳ
Ｃ５００のキャパシタ５０１の電圧はＫ倍になり、この
ときのキャパシタ５０１のＶＡ容量は図９（ａ）に示す
状態のＶＡ容量Ｑｃｏに比べＫの２乗倍になる。また、
リアクトル５０３のＶＡ容量は（Ｋ−１）ＫＱｃｏにな
る。しかし、合成されたキャパシティブリアクタンスは
ＫＸｃｏであるから、合成キャパシティブ無効電力はＫ
Ｑｃｏにすぎない。すなわち、線路に有効に働く無効電
力をＫ倍にするために、Ｋの２乗倍のキャパシタ５０１
とＫ（Ｋ−１）倍のリアクトル５０３が必要になるとい
う問題点があった。
【００１３】この発明は、前述した問題点を解決するた
めになされたもので、スイッチドキャパシタを用いて連
続制御性を実現すると共に、連続制御に必要な部分の機
器容量を低減することができる電力系統の補償制御装置
を得ることを目的とする。
めになされたもので、スイッチドキャパシタを用いて連
続制御性を実現すると共に、連続制御に必要な部分の機
器容量を低減することができる電力系統の補償制御装置
を得ることを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】この発明に係る電力系統
の補償制御装置は、送電線路に直列に接続された複数台
のスイッチドキャパシタと、前記送電線路に直列に接続
された可制御電圧印加手段と、前記複数台のスイッチド
キャパシタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電圧を発
生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動して前
記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステップ状電
圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅だけ変
化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させて鋸歯
状に制御することにより、前記複数台のスイッチドキャ
パシタのステップ状電圧と前記可制御電圧印加手段の鋸
歯状電圧との和電圧が線形になるように制御する連動制
御手段とを備え、前記スイッチドキャパシタは、前記送
電線路に直列に挿入されたキャパシタと、前記キャパシ
タに並列接続され、前記連動制御手段によってＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、前記キャパシタ
の短絡電流を制限するリアクトルと、前記キャパシタに
並列接続されたアレスタとを有するものである。
の補償制御装置は、送電線路に直列に接続された複数台
のスイッチドキャパシタと、前記送電線路に直列に接続
された可制御電圧印加手段と、前記複数台のスイッチド
キャパシタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電圧を発
生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動して前
記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステップ状電
圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅だけ変
化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させて鋸歯
状に制御することにより、前記複数台のスイッチドキャ
パシタのステップ状電圧と前記可制御電圧印加手段の鋸
歯状電圧との和電圧が線形になるように制御する連動制
御手段とを備え、前記スイッチドキャパシタは、前記送
電線路に直列に挿入されたキャパシタと、前記キャパシ
タに並列接続され、前記連動制御手段によってＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、前記キャパシタ
の短絡電流を制限するリアクトルと、前記キャパシタに
並列接続されたアレスタとを有するものである。
【００１５】
【００１６】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、前記可制御電圧印加手段が、前記送電線路の電
流ベクトルを検出する検出手段と、所望リアクタンスに
基づいて前記電流ベクトルに直交する電圧指令を発生す
る制御手段と、前記電圧指令に比例した電圧を従属して
発生する可制御電源とを有するものである。
装置は、前記可制御電圧印加手段が、前記送電線路の電
流ベクトルを検出する検出手段と、所望リアクタンスに
基づいて前記電流ベクトルに直交する電圧指令を発生す
る制御手段と、前記電圧指令に比例した電圧を従属して
発生する可制御電源とを有するものである。
【００１７】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、前記可制御電源が、前記送電線路の電圧を検出
する電圧変成器と、前記検出電圧の位相を検出する位相
検出器とを持ち、前記検出手段が、前記送電線路の電流
を検出する電流変成器と、前記位相検出器の検出位相及
び固定座標値である前記電流変成器の検出電流から同期
回転座標値である電流ベクトルへ変換する座標変換器と
を持つものである。
装置は、前記可制御電源が、前記送電線路の電圧を検出
する電圧変成器と、前記検出電圧の位相を検出する位相
検出器とを持ち、前記検出手段が、前記送電線路の電流
を検出する電流変成器と、前記位相検出器の検出位相及
び固定座標値である前記電流変成器の検出電流から同期
回転座標値である電流ベクトルへ変換する座標変換器と
を持つものである。
【００１８】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、前記可制御電源が、さらに、前記電圧指令の偏
角を演算して出力する位相指令手段と、前記偏角及び前
記位相検出器の検出位相を加算して交流電圧の発生位相
を出力する加算器と、前記電圧指令の絶対値を演算して
出力する直流電圧指令手段と、前記電圧指令の絶対値に
基づいて直流電圧の振幅を調整する直流電圧調整器と、
前記加算器の出力及び前記直流電圧調整器の出力に基づ
いて発生する交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に
印加する振幅変調式電力変換器とを含むものである。
装置は、前記可制御電源が、さらに、前記電圧指令の偏
角を演算して出力する位相指令手段と、前記偏角及び前
記位相検出器の検出位相を加算して交流電圧の発生位相
を出力する加算器と、前記電圧指令の絶対値を演算して
出力する直流電圧指令手段と、前記電圧指令の絶対値に
基づいて直流電圧の振幅を調整する直流電圧調整器と、
前記加算器の出力及び前記直流電圧調整器の出力に基づ
いて発生する交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に
印加する振幅変調式電力変換器とを含むものである。
【００１９】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、前記可制御電源が、さらに、電力変換器の直流
電圧とその指令値との比較に基づいて、発生すべき交流
電圧の位相を微少調整する偏角を出力する直流電圧制御
手段と、前記制御手段の電圧指令及び前記直流電圧制御
手段が出力する偏角に基づいて第２の電圧指令を出力す
るベクトル回転手段と、前記位相検出器の検出位相及び
前記ベクトル回転手段の第２の電圧指令に基づいて三相
交流電圧指令を出力する座標変換手段と、前記座標変換
手段の三相交流電圧指令に基づいて発生する交流電圧を
変圧器を介して前記送電線路に印加するパルス幅変調式
電力変換器とを含むものである。
装置は、前記可制御電源が、さらに、電力変換器の直流
電圧とその指令値との比較に基づいて、発生すべき交流
電圧の位相を微少調整する偏角を出力する直流電圧制御
手段と、前記制御手段の電圧指令及び前記直流電圧制御
手段が出力する偏角に基づいて第２の電圧指令を出力す
るベクトル回転手段と、前記位相検出器の検出位相及び
前記ベクトル回転手段の第２の電圧指令に基づいて三相
交流電圧指令を出力する座標変換手段と、前記座標変換
手段の三相交流電圧指令に基づいて発生する交流電圧を
変圧器を介して前記送電線路に印加するパルス幅変調式
電力変換器とを含むものである。
【００２０】さらに、この発明に係る電力系統の補償制
御装置は、前記可制御電源が、前記送電線路の電圧を検
出する電圧変成器と、前記検出電圧の位相を検出する位
相検出器と、前記位相検出器の検出位相と巻線形交流機
の機械的回転角の合成手段と、前記交流機の二次電流を
検出する検出手段と、前記検出手段の二次電流を同期回
転座標の二次電流に変換する座標変換手段と、前記送電
線路電流及び前記交流機の一次電流を検出する単数又は
複数の電流変成器と、前記位相検出器の検出位相及び固
定座標値である前記電流変成器の検出電流から同期回転
座標値である一次電流ベクトルへ変換する座標変換器
と、所望リアクタンスに基づいて前記一次電流ベクトル
に直交する一次電圧指令を演算する制御手段と、前記一
次電流ベクトル及び一次電圧指令から二次電流指令を演
算する演算手段と、前記座標変換手段の二次電流及び前
記演算手段の二次電流指令の比較に基づいて前記交流機
の二次巻線の励磁電源をフィードバック制御する電流制
御手段とを有し、前記巻線形交流機が、前記励磁電源に
基づいて制御されて発生する交流電圧を変圧器を介して
前記送電線路に印加するものである。
御装置は、前記可制御電源が、前記送電線路の電圧を検
出する電圧変成器と、前記検出電圧の位相を検出する位
相検出器と、前記位相検出器の検出位相と巻線形交流機
の機械的回転角の合成手段と、前記交流機の二次電流を
検出する検出手段と、前記検出手段の二次電流を同期回
転座標の二次電流に変換する座標変換手段と、前記送電
線路電流及び前記交流機の一次電流を検出する単数又は
複数の電流変成器と、前記位相検出器の検出位相及び固
定座標値である前記電流変成器の検出電流から同期回転
座標値である一次電流ベクトルへ変換する座標変換器
と、所望リアクタンスに基づいて前記一次電流ベクトル
に直交する一次電圧指令を演算する制御手段と、前記一
次電流ベクトル及び一次電圧指令から二次電流指令を演
算する演算手段と、前記座標変換手段の二次電流及び前
記演算手段の二次電流指令の比較に基づいて前記交流機
の二次巻線の励磁電源をフィードバック制御する電流制
御手段とを有し、前記巻線形交流機が、前記励磁電源に
基づいて制御されて発生する交流電圧を変圧器を介して
前記送電線路に印加するものである。
【００２１】この発明に係る電力系統の補償制御装置
は、送電線路に直列に接続された複数台のスイッチドキ
ャパシタと、前記送電線路に直列に接続された複数台の
スイッチドリアクタと、前記送電線路に直列に接続され
た可制御電圧印加手段と、前記複数台のスイッチドキャ
パシタ及び前記複数台のスイッチドリアクタをＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御してステップ状電圧を発生させるとともに、前
記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動して前記可制御電圧印加手段
の発生電圧を、前記ステップ状電圧がステップ状に変化
するとき、同じステップ幅だけ変化させ、かつ変化の方
向が逆となるよう変化させて鋸歯状に制御することによ
り、前記複数台のスイッチドキャパシタ及び前記複数台
のスイッチドリアクタのステップ状電圧と前記可制御電
圧印加手段の鋸歯状電圧との和電圧が線形になるように
制御する連動制御手段とを備え、前記スイッチドキャパ
シタは、前記送電線路に直列に挿入されたキャパシタ
と、前記キャパシタに並列接続され、前記連動制御手段
によってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチ
と、前記キャパシタの短絡電流を制限するリアクトル
と、前記キャパシタに並列接続されたアレスタとを有す
るものである。
は、送電線路に直列に接続された複数台のスイッチドキ
ャパシタと、前記送電線路に直列に接続された複数台の
スイッチドリアクタと、前記送電線路に直列に接続され
た可制御電圧印加手段と、前記複数台のスイッチドキャ
パシタ及び前記複数台のスイッチドリアクタをＯＮ、Ｏ
ＦＦ制御してステップ状電圧を発生させるとともに、前
記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動して前記可制御電圧印加手段
の発生電圧を、前記ステップ状電圧がステップ状に変化
するとき、同じステップ幅だけ変化させ、かつ変化の方
向が逆となるよう変化させて鋸歯状に制御することによ
り、前記複数台のスイッチドキャパシタ及び前記複数台
のスイッチドリアクタのステップ状電圧と前記可制御電
圧印加手段の鋸歯状電圧との和電圧が線形になるように
制御する連動制御手段とを備え、前記スイッチドキャパ
シタは、前記送電線路に直列に挿入されたキャパシタ
と、前記キャパシタに並列接続され、前記連動制御手段
によってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチ
と、前記キャパシタの短絡電流を制限するリアクトル
と、前記キャパシタに並列接続されたアレスタとを有す
るものである。
【００２２】
【００２３】さらに、この発明に係る電力系統の補償制
御装置は、前記スイッチドリアクタが、前記送電線路に
直列に挿入されたリアクトルと、前記リアクトルに並列
接続され、前記連動制御手段によってＯＮ、ＯＦＦ制御
されるサイリスタスイッチと、前記リアクトルに並列接
続されたアレスタと、前記サイリスタスイッチへのアレ
スタ電流の転流速度を抑制するアノードリアクトルとを
有するものである。
御装置は、前記スイッチドリアクタが、前記送電線路に
直列に挿入されたリアクトルと、前記リアクトルに並列
接続され、前記連動制御手段によってＯＮ、ＯＦＦ制御
されるサイリスタスイッチと、前記リアクトルに並列接
続されたアレスタと、前記サイリスタスイッチへのアレ
スタ電流の転流速度を抑制するアノードリアクトルとを
有するものである。
【００２４】
【発明の実施の形態】実施の形態１．この発明の実施の
形態１に係る電力系統の補償制御装置について図１、図
２及び図３を参照しながら説明する。図１は、この発明
の実施の形態１に係る電力系統の補償制御装置の構成を
示す図である。また、図３は、この実施の形態１に係る
電力系統の補償制御装置の可制御電圧印加手段の詳細な
構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
形態１に係る電力系統の補償制御装置について図１、図
２及び図３を参照しながら説明する。図１は、この発明
の実施の形態１に係る電力系統の補償制御装置の構成を
示す図である。また、図３は、この実施の形態１に係る
電力系統の補償制御装置の可制御電圧印加手段の詳細な
構成を示す図である。なお、各図中、同一符号は同一又
は相当部分を示す。
【００２５】図１において、１００はスイッチドキャパ
シタ、２００は可制御電圧印加手段、３００は連動制御
手段である。
シタ、２００は可制御電圧印加手段、３００は連動制御
手段である。
【００２６】また、同図において、可制御電圧印加手段
２００は、送電線路の電流ベクトルを検出するための検
出手段２１０と、電流ベクトルに直交する電圧ベクトル
を発生させる制御手段２２０と、従属制御される電源で
静止形電力変換器や巻線形交流機などの可制御電源２３
０とを有する。
２００は、送電線路の電流ベクトルを検出するための検
出手段２１０と、電流ベクトルに直交する電圧ベクトル
を発生させる制御手段２２０と、従属制御される電源で
静止形電力変換器や巻線形交流機などの可制御電源２３
０とを有する。
【００２７】図３において、２１１は電流変成器、２１
２は固定座標値から同期回転座標値へ変換する座標変換
器である。また、２２０は電圧ベクトルを発生する制御
手段である。
２は固定座標値から同期回転座標値へ変換する座標変換
器である。また、２２０は電圧ベクトルを発生する制御
手段である。
【００２８】また、同図において、２３１は電圧変成
器、２３２は位相検出器（ＰＬＬ：Phase Locked Loo
p）、２３３は交流電圧の発生位相を指令する位相指令
手段、２３４は加算器である。さらに、２３５は直流電
圧指令手段、２３６は直流電圧調整器、２３７は直流キ
ャパシタ、２３８は多相の静止形電力変換器である振幅
変調（ＰＡＭ）式電力変換器、２３９は一次巻線２３９
ａ及び二次巻線２３９ｂからなる変圧器、２４０はサイ
リスタスイッチである。
器、２３２は位相検出器（ＰＬＬ：Phase Locked Loo
p）、２３３は交流電圧の発生位相を指令する位相指令
手段、２３４は加算器である。さらに、２３５は直流電
圧指令手段、２３６は直流電圧調整器、２３７は直流キ
ャパシタ、２３８は多相の静止形電力変換器である振幅
変調（ＰＡＭ）式電力変換器、２３９は一次巻線２３９
ａ及び二次巻線２３９ｂからなる変圧器、２４０はサイ
リスタスイッチである。
【００２９】つぎに、この実施の形態１の動作について
図２を参照しながら説明する。図２は、この実施の形態
１に係るキャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐと所望
トータルキャパシティブリアクタンスＸｔとの関係、可
制御キャパシティブリアクタンスＸｃとトータルキャパ
シティブリアクタンスＸｔとの関係を示す図である。ス
イッチドキャパシタ１００は、従来のようにキャパシタ
１０１の作用をサイリスタスイッチ１０２によりＯＮ、
ＯＦＦ制御する。
図２を参照しながら説明する。図２は、この実施の形態
１に係るキャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐと所望
トータルキャパシティブリアクタンスＸｔとの関係、可
制御キャパシティブリアクタンスＸｃとトータルキャパ
シティブリアクタンスＸｔとの関係を示す図である。ス
イッチドキャパシタ１００は、従来のようにキャパシタ
１０１の作用をサイリスタスイッチ１０２によりＯＮ、
ＯＦＦ制御する。
【００３０】可制御電圧印加手段２００において、検出
手段２１０は電流ベクトルＩを出力し、これを受けて制
御手段２２０は電流ベクトルＩに直交する電圧指令Ｖｃ
を出力する。この時、所望の可制御キャパシティブリア
クタンスをＸｃとするとき、直交演算Ｖｃ＝ｊＸｃＩに
より電圧指令Ｖｃを決めることができる。なお、
「Ｉ」、「Ｖｃ」はベクトル値である。
手段２１０は電流ベクトルＩを出力し、これを受けて制
御手段２２０は電流ベクトルＩに直交する電圧指令Ｖｃ
を出力する。この時、所望の可制御キャパシティブリア
クタンスをＸｃとするとき、直交演算Ｖｃ＝ｊＸｃＩに
より電圧指令Ｖｃを決めることができる。なお、
「Ｉ」、「Ｖｃ」はベクトル値である。
【００３１】可制御電源２３０は、上記電圧指令Ｖｃに
比例した電圧を従属して発生する。この結果、制御手段
２２０の電圧指令Ｖｃをその電流Ｉで除した等価インピ
ーダンスをＸｃにできる。しかも、その値Ｘｃは正負に
渡り任意に指令できる。
比例した電圧を従属して発生する。この結果、制御手段
２２０の電圧指令Ｖｃをその電流Ｉで除した等価インピ
ーダンスをＸｃにできる。しかも、その値Ｘｃは正負に
渡り任意に指令できる。
【００３２】単数又は複数のスイッチドキャパシタ１０
０のリアクタンスがサイリスタスイッチ１０２のＯＮ、
ＯＦＦでステップ的に変化するのに対し、連動制御手段
３００はトータルキャパシティブリアクタンスが飛躍し
ないように、つまり連続するように制御する。
０のリアクタンスがサイリスタスイッチ１０２のＯＮ、
ＯＦＦでステップ的に変化するのに対し、連動制御手段
３００はトータルキャパシティブリアクタンスが飛躍し
ないように、つまり連続するように制御する。
【００３３】この関係を図２に示す。同図（ａ）はスイ
ッチドキャパシタ１００のＯＮ、ＯＦＦにより得られる
キャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐと、所望トータ
ルキャパシティブリアクタンスＸｔとの関係を示す。す
なわち、全部のスイッチドキャパシタ１００をＯＮにす
ればキャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐは零、１段
目のスイッチドキャパシタ１００だけをＯＦＦにすれば
キャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐは１ステップだ
け上昇する。
ッチドキャパシタ１００のＯＮ、ＯＦＦにより得られる
キャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐと、所望トータ
ルキャパシティブリアクタンスＸｔとの関係を示す。す
なわち、全部のスイッチドキャパシタ１００をＯＮにす
ればキャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐは零、１段
目のスイッチドキャパシタ１００だけをＯＦＦにすれば
キャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐは１ステップだ
け上昇する。
【００３４】他方、可制御キャパシティブリアクタンス
Ｘｃと、トータルキャパシティブリアクタンスＸｔとの
関係は同図（ｂ）に示す。連動制御手段３００は、可制
御キャパシティブリアクタンスＸｃを正負に鋸歯状に変
化させ、キャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐがステ
ップ状に変化するとき、同じステップ幅△Ｘだけ変化さ
せ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させる。つま
り、同図（ａ）の階段状の実線の値と、同図（ｂ）の鋸
歯状変化値との和を、同図（ａ）の一点鎖線のように連
続させるようにする。なお、スイッチドキャパシタ１０
０のサイリスタスイッチの制御は、作動レベルが異なる
複数のコンパレータにより実現でき、合成リアクタンス
Ｘｓｔｅｐを階段状に変化させ得る。また、可制御キャ
パシティブリアクタンスＸｃの指令は、鋸歯状関数発生
器により実現できる。この例として、上記複数のコンパ
レータ出力の和で表される階段関数と指令Ｘｔとの差を
とれば、鋸歯状関数が得られる。
Ｘｃと、トータルキャパシティブリアクタンスＸｔとの
関係は同図（ｂ）に示す。連動制御手段３００は、可制
御キャパシティブリアクタンスＸｃを正負に鋸歯状に変
化させ、キャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐがステ
ップ状に変化するとき、同じステップ幅△Ｘだけ変化さ
せ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させる。つま
り、同図（ａ）の階段状の実線の値と、同図（ｂ）の鋸
歯状変化値との和を、同図（ａ）の一点鎖線のように連
続させるようにする。なお、スイッチドキャパシタ１０
０のサイリスタスイッチの制御は、作動レベルが異なる
複数のコンパレータにより実現でき、合成リアクタンス
Ｘｓｔｅｐを階段状に変化させ得る。また、可制御キャ
パシティブリアクタンスＸｃの指令は、鋸歯状関数発生
器により実現できる。この例として、上記複数のコンパ
レータ出力の和で表される階段関数と指令Ｘｔとの差を
とれば、鋸歯状関数が得られる。
【００３５】前記の方法により、トータルキャパシティ
ブリアクタンスＸｔの指令に対して、連動制御手段３０
０は、スイッチドキャパシタ群のＯＮ、ＯＦＦを決める
と共に、連続制御分の可制御キャパシティブリアクタン
スＸｃを決め、連続変化するトータルキャパシティブリ
アクタンスＸｔを実現させ得る。さらに、トータルキャ
パシティブリアクタンスＸｔを連続変化させるのに必要
な可制御キャパシティブリアクタンスＸｃの振幅は、ス
イッチドキャパシタ１００のステップ幅△Ｘの１／２で
済む。Ｉの２乗と△Ｘの積がＶＡ容量Ｑｃｏであるのに
対して、Ｘｃ／２に加わる電圧はＶｃｏ／２になってい
るから、可制御電源２３０のＶＡ容量はＱｃｏ／２で済
むことになる。すなわち、連続制御性の実現に要する機
器のＶＡ容量が前記従来例に比べて格段に低減できる効
果がある。
ブリアクタンスＸｔの指令に対して、連動制御手段３０
０は、スイッチドキャパシタ群のＯＮ、ＯＦＦを決める
と共に、連続制御分の可制御キャパシティブリアクタン
スＸｃを決め、連続変化するトータルキャパシティブリ
アクタンスＸｔを実現させ得る。さらに、トータルキャ
パシティブリアクタンスＸｔを連続変化させるのに必要
な可制御キャパシティブリアクタンスＸｃの振幅は、ス
イッチドキャパシタ１００のステップ幅△Ｘの１／２で
済む。Ｉの２乗と△Ｘの積がＶＡ容量Ｑｃｏであるのに
対して、Ｘｃ／２に加わる電圧はＶｃｏ／２になってい
るから、可制御電源２３０のＶＡ容量はＱｃｏ／２で済
むことになる。すなわち、連続制御性の実現に要する機
器のＶＡ容量が前記従来例に比べて格段に低減できる効
果がある。
【００３６】次に、可制御電圧印加手段２００の詳細な
動作は以下の通りである。電力系統の事故時に、線路に
過電流が流れるとき、サイリスタスイッチ２４０を導通
させて過電流が電力変換器２３８に浸入するのを防止す
る。
動作は以下の通りである。電力系統の事故時に、線路に
過電流が流れるとき、サイリスタスイッチ２４０を導通
させて過電流が電力変換器２３８に浸入するのを防止す
る。
【００３７】座標変換器２１２は、電流変成器２１１に
よって検出された三相電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃと、位相検
出器２３２によって検出された位相θとより、電流ベク
トルＩ＝（Ｉｐ、Ｉｑ）を検出する。制御手段２２０
は、可制御キャパシティブリアクタンスＸｃと、電流ベ
クトルＩとよりｊＸｃＩの演算を行い電圧指令Ｖｃ＝
（Ｖｐ、Ｖｑ）を出力する。
よって検出された三相電流Ｉａ、Ｉｂ、Ｉｃと、位相検
出器２３２によって検出された位相θとより、電流ベク
トルＩ＝（Ｉｐ、Ｉｑ）を検出する。制御手段２２０
は、可制御キャパシティブリアクタンスＸｃと、電流ベ
クトルＩとよりｊＸｃＩの演算を行い電圧指令Ｖｃ＝
（Ｖｐ、Ｖｑ）を出力する。
【００３８】直流電圧指令手段２３５は、電圧指令Ｖｃ
の絶対値（Ｖｐ、Ｖｑのそれぞれの二乗の和の平方根）
を計算して直流電圧調整器２３６に指令する。この直流
電圧調整器２３６は、電力変換器２３８の直流電圧ひい
ては交流出力電圧の振幅を制御する。
の絶対値（Ｖｐ、Ｖｑのそれぞれの二乗の和の平方根）
を計算して直流電圧調整器２３６に指令する。この直流
電圧調整器２３６は、電力変換器２３８の直流電圧ひい
ては交流出力電圧の振幅を制御する。
【００３９】一方、位相指令手段２３３は、電圧指令ベ
クトルＶｃの偏角δ（（Ｖｑ／Ｖｐ）の逆正接）を計算
して出力する。加算器２３４は、位相検出器２３２によ
って検出された基準位相θに上記の偏角δを加えて、電
力変換器２３８が発生すべき交流電圧の位相θｃｏｎ
ｖ．を決定する。
クトルＶｃの偏角δ（（Ｖｑ／Ｖｐ）の逆正接）を計算
して出力する。加算器２３４は、位相検出器２３２によ
って検出された基準位相θに上記の偏角δを加えて、電
力変換器２３８が発生すべき交流電圧の位相θｃｏｎ
ｖ．を決定する。
【００４０】電力変換器２３８は、前記の通り直流電圧
調整器２３６により調整された直流電圧の下で動作し、
その発生位相が前記θｃｏｎｖ．になるように動作す
る。即ち、予定された、電圧指令ベクトルＶｃに従った
交流電圧を出力する。この交流電圧は、変圧器２３９を
介して送電線路に印加される。
調整器２３６により調整された直流電圧の下で動作し、
その発生位相が前記θｃｏｎｖ．になるように動作す
る。即ち、予定された、電圧指令ベクトルＶｃに従った
交流電圧を出力する。この交流電圧は、変圧器２３９を
介して送電線路に印加される。
【００４１】このようにして、可制御電圧印加手段２０
０の機能が実現される。すなわち、前記図１の作用効果
を実現するのに適している。以上、振幅変調式（ＰＡＭ
式）電力変換器２３９により、そのスイッチング周波数
が低くでき、その損失が軽減され、高効率な電力系統の
補償制御装置が実現できる。
０の機能が実現される。すなわち、前記図１の作用効果
を実現するのに適している。以上、振幅変調式（ＰＡＭ
式）電力変換器２３９により、そのスイッチング周波数
が低くでき、その損失が軽減され、高効率な電力系統の
補償制御装置が実現できる。
【００４２】この実施の形態１によれば、スイッチドキ
ャパシタ１００を用いた電力系統の補償制御装置におい
て、可制御電圧印加手段２００を設け、スイッチドキャ
パシタ１００との連動制御手段３００を備えることによ
り、トータルインピーダンスの連続制御性を実現すると
共に、連続制御に必要な部分の機器容量の低減ができる
効果がある。
ャパシタ１００を用いた電力系統の補償制御装置におい
て、可制御電圧印加手段２００を設け、スイッチドキャ
パシタ１００との連動制御手段３００を備えることによ
り、トータルインピーダンスの連続制御性を実現すると
共に、連続制御に必要な部分の機器容量の低減ができる
効果がある。
【００４３】実施の形態２．この発明の実施の形態２に
係る電力系統の補償制御装置について図４を参照しなが
ら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る電
力系統の補償制御装置の可制御電圧印加手段の詳細な構
成を示す図である。なお、他の構成は上記実施の形態１
と同様である。
係る電力系統の補償制御装置について図４を参照しなが
ら説明する。図４は、この発明の実施の形態２に係る電
力系統の補償制御装置の可制御電圧印加手段の詳細な構
成を示す図である。なお、他の構成は上記実施の形態１
と同様である。
【００４４】図４において、図３と同一符号は同一又は
相当部分を示す。また、同図において、２００Ａは可制
御電圧印加手段、２３８Ａは多相の静止形電力変換器で
あるパルス幅変調（ＰＷＭ）式電力変換器、２４１は直
流電圧検出手段、２４２は直流電圧制御手段、２４３は
ベクトル回転手段、２４４は同期回転座標値から固定座
標値へ変換する座標変換手段である。
相当部分を示す。また、同図において、２００Ａは可制
御電圧印加手段、２３８Ａは多相の静止形電力変換器で
あるパルス幅変調（ＰＷＭ）式電力変換器、２４１は直
流電圧検出手段、２４２は直流電圧制御手段、２４３は
ベクトル回転手段、２４４は同期回転座標値から固定座
標値へ変換する座標変換手段である。
【００４５】次に、可制御電圧印加手段２００Ａの動作
について説明する。直流電圧制御手段２４２は、直流電
圧検出手段２４１によって検出された電力変換器２３８
Ａの直流電圧とその指令値Ｖdcrefとを比較増幅して、
発生すべき交流出力電圧の位相を微少調整する偏角φを
指令する。ベクトル回転手段２４３は、前述の制御手段
２２０の出力である電圧指令ベクトルＶｃと、直流電圧
制御手段２４２の出力φとを受けて、電圧指令ベクトル
Ｖｃを微少角φだけ回転させ、第２の電圧指令ベクトル
Ｖｃ２＝（Ｖｐ２、Ｖｑ２）を出力する。
について説明する。直流電圧制御手段２４２は、直流電
圧検出手段２４１によって検出された電力変換器２３８
Ａの直流電圧とその指令値Ｖdcrefとを比較増幅して、
発生すべき交流出力電圧の位相を微少調整する偏角φを
指令する。ベクトル回転手段２４３は、前述の制御手段
２２０の出力である電圧指令ベクトルＶｃと、直流電圧
制御手段２４２の出力φとを受けて、電圧指令ベクトル
Ｖｃを微少角φだけ回転させ、第２の電圧指令ベクトル
Ｖｃ２＝（Ｖｐ２、Ｖｑ２）を出力する。
【００４６】座標変換手段２４４は、位相信号θと上記
第２の電圧指令ベクトルＶｃ２を受けて、三相交流出力
電圧指令Ｖa,b,cを生成する。電力変換器２３８Ａは、
三相交流出力電圧指令Ｖa,b,cに基づき、これと比例し
た交流電圧を発生する。
第２の電圧指令ベクトルＶｃ２を受けて、三相交流出力
電圧指令Ｖa,b,cを生成する。電力変換器２３８Ａは、
三相交流出力電圧指令Ｖa,b,cに基づき、これと比例し
た交流電圧を発生する。
【００４７】上記電圧指令ベクトルＶｃは電流ベクトル
Ｉに直交しているので、電力変換器２３８Ａの有効電力
は基本的にゼロである。しかし、直流電圧の維持に際し
て、僅かな電力の出入りの制御が必要である。この直流
電圧の制御のために、僅かに電圧指令ベクトルＶｃを前
後に回転させた第２の電圧指令ベクトルＶｃ２を作り、
電力変換器２３８Ａの電力、ひいては直流電流平均値を
変え、もって、直流電圧を所望値に制御する訳である。
Ｉに直交しているので、電力変換器２３８Ａの有効電力
は基本的にゼロである。しかし、直流電圧の維持に際し
て、僅かな電力の出入りの制御が必要である。この直流
電圧の制御のために、僅かに電圧指令ベクトルＶｃを前
後に回転させた第２の電圧指令ベクトルＶｃ２を作り、
電力変換器２３８Ａの電力、ひいては直流電流平均値を
変え、もって、直流電圧を所望値に制御する訳である。
【００４８】このとき、ベクトル回転手段２４３を削除
して、微少角φを検出位相θに加えた（θ十φ）を座標
変換手段２４４に入力しても同じ制御作用効果が得られ
る。
して、微少角φを検出位相θに加えた（θ十φ）を座標
変換手段２４４に入力しても同じ制御作用効果が得られ
る。
【００４９】さらに、直流電圧制御手段２４２の出力に
よりｑ軸電圧成分Ｖｑのみ変化させてもよい。
よりｑ軸電圧成分Ｖｑのみ変化させてもよい。
【００５０】以上により、前記図１における可制御電圧
印加手段の機能が実現される。このとき、ＰＷＭ式電力
変換器２３８Ａを使用する事により、インピーダンス制
御の応答速度が向上する。したがって、スイッチドキャ
パシタ１００のＯＮ、ＯＦＦの際に生じるリアクタンス
の跳躍に対して、トータルキャパシティブリアクタンス
を一層スムースに制御できる効果がある。
印加手段の機能が実現される。このとき、ＰＷＭ式電力
変換器２３８Ａを使用する事により、インピーダンス制
御の応答速度が向上する。したがって、スイッチドキャ
パシタ１００のＯＮ、ＯＦＦの際に生じるリアクタンス
の跳躍に対して、トータルキャパシティブリアクタンス
を一層スムースに制御できる効果がある。
【００５１】実施の形態３．この発明の実施の形態３に
係る電力系統の補償制御装置について図５を参照しなが
ら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係る電
力系統の補償制御装置の可制御電圧印加手段の詳細な構
成を示す図である。なお、他の構成は上記実施の形態１
と同様である。
係る電力系統の補償制御装置について図５を参照しなが
ら説明する。図５は、この発明の実施の形態３に係る電
力系統の補償制御装置の可制御電圧印加手段の詳細な構
成を示す図である。なお、他の構成は上記実施の形態１
と同様である。
【００５２】図５において、図３と同一符号は同一又は
相当部分を示す。また、同図において、２００Ｂは可制
御電圧印加手段、２５０は一次巻線２５０ａと二次巻線
２５０ｂとを備えた巻線形交流機（非同期機）、２５１
は回転角度θｒの検出手段（電気角換算出力とする）、
２５２は位相θと機械的回転角（電気角）θｒの合成手
段（和差演算手段）、２５３は交流機２５０の二次電流
Ｉ2の検出手段、２５４は二次巻線座標の値を同期回転
座標の値に変換する座標変換手段である。
相当部分を示す。また、同図において、２００Ｂは可制
御電圧印加手段、２５０は一次巻線２５０ａと二次巻線
２５０ｂとを備えた巻線形交流機（非同期機）、２５１
は回転角度θｒの検出手段（電気角換算出力とする）、
２５２は位相θと機械的回転角（電気角）θｒの合成手
段（和差演算手段）、２５３は交流機２５０の二次電流
Ｉ2の検出手段、２５４は二次巻線座標の値を同期回転
座標の値に変換する座標変換手段である。
【００５３】また、同図において、２５５は交流機２５
０の一次電流ベクトルＩ1と、同一次電圧指令ベクトル
Ｖ1とから同二次電流指令ベクトルＩ2refを演算する演
算手段、２５６は同励磁電流ベクトルＩ2の電流制御手
段、２５７は二次巻線２５０ｂの励磁電源である。
０の一次電流ベクトルＩ1と、同一次電圧指令ベクトル
Ｖ1とから同二次電流指令ベクトルＩ2refを演算する演
算手段、２５６は同励磁電流ベクトルＩ2の電流制御手
段、２５７は二次巻線２５０ｂの励磁電源である。
【００５４】さらに、同図において、２１１Ａは変圧器
２３９の二次電流が変圧器２３９の一次電流Ｉに比例
し、かつ、巻線形交流機２５０の一次電流Ｉ1に等しい
ことを利用して、送電線路電流の検出と交流機２５０の
一次巻線電流の検出とを兼ねた電流変成器である。な
お、上記各実施の形態と同様に、点線で図示するよう
に、送電線路電流を直接検出する電流変成器を別個に設
けてもよい。また、２２０Ａは電流ベクトルＩ1と線路
電流ベクトルＩの比例関係と、変圧器２３９の一次電圧
ベクトルＶｃと交流機２５０の一次電圧ベクトルＶ1と
の比例関係を利用して、所望リアクタンスＸｃ及び一次
電流ベクトルＩ1から所望一次電圧ベクトルＶ1を演算す
る制御手段である。
２３９の二次電流が変圧器２３９の一次電流Ｉに比例
し、かつ、巻線形交流機２５０の一次電流Ｉ1に等しい
ことを利用して、送電線路電流の検出と交流機２５０の
一次巻線電流の検出とを兼ねた電流変成器である。な
お、上記各実施の形態と同様に、点線で図示するよう
に、送電線路電流を直接検出する電流変成器を別個に設
けてもよい。また、２２０Ａは電流ベクトルＩ1と線路
電流ベクトルＩの比例関係と、変圧器２３９の一次電圧
ベクトルＶｃと交流機２５０の一次電圧ベクトルＶ1と
の比例関係を利用して、所望リアクタンスＸｃ及び一次
電流ベクトルＩ1から所望一次電圧ベクトルＶ1を演算す
る制御手段である。
【００５５】次に、可制御電圧印加手段２００Ｂの動作
について説明する。制御手段２２０Ａは、変圧器２３９
の変圧比を考慮した比例係数「ａ」をかけて、電流ベク
トルＩ1に対する直交電圧ベクトルＶ1を演算して決定す
る。演算手段２５５は、次の式（１）の演算により二次
電流指令ベクトルＩ2refを出力する。なお、横の並びを
行、縦の並びを列とすると、２行１列の行列（列ベクト
ル）を［ａ11／ａ21］と表記し、２行２列の正方行列を
［ａ11，ａ12／ａ21，ａ22］と表記する。
について説明する。制御手段２２０Ａは、変圧器２３９
の変圧比を考慮した比例係数「ａ」をかけて、電流ベク
トルＩ1に対する直交電圧ベクトルＶ1を演算して決定す
る。演算手段２５５は、次の式（１）の演算により二次
電流指令ベクトルＩ2refを出力する。なお、横の並びを
行、縦の並びを列とすると、２行１列の行列（列ベクト
ル）を［ａ11／ａ21］と表記し、２行２列の正方行列を
［ａ11，ａ12／ａ21，ａ22］と表記する。
【００５６】
［Ｉ2refd／Ｉ2refq］＝（１／ωＭ）［０，１／−１，０］［Ｖ1d／Ｖ1q］＋
（Ｌ1＋Ｌt／Ｍ）［Ｉ1d／Ｉ1q］ ・・・式（１）
【００５７】式（１）において、Ｉ2refd及びＩ2refqは
二次電流指令ベクトルＩ2refのコンポーネント、Ｖ1d及
びＶ1qは所望の一次電圧ベクトルＶ1のコンポーネン
ト、Ｉ1 d及びＩ1qは一次電流ベクトルＩ1のコンポーネ
ント、ωは電力系統の電気角周波数、Ｍは交流機２５０
の一次二次間相互インダクタンス、Ｌ1は交流機２５０
の一次インダクタンス、Ｌtは変圧器２３９のリーケー
ジインダクタンスである。
二次電流指令ベクトルＩ2refのコンポーネント、Ｖ1d及
びＶ1qは所望の一次電圧ベクトルＶ1のコンポーネン
ト、Ｉ1 d及びＩ1qは一次電流ベクトルＩ1のコンポーネ
ント、ωは電力系統の電気角周波数、Ｍは交流機２５０
の一次二次間相互インダクタンス、Ｌ1は交流機２５０
の一次インダクタンス、Ｌtは変圧器２３９のリーケー
ジインダクタンスである。
【００５８】上記関係で二次電流を流すと、交流機２５
０の特性として所望の一次電圧Ｖ1が発生する。上記二
次電流指令と二次電流Ｉ2を電流制御手段２５６で比較
増幅して、励磁電源２５７をフィードバック制御する。
これらの結果、一次電圧Ｖ1ひいては変圧器一次巻線２
５０ａからの印加電圧Ｖｃが所望値に制御される。
０の特性として所望の一次電圧Ｖ1が発生する。上記二
次電流指令と二次電流Ｉ2を電流制御手段２５６で比較
増幅して、励磁電源２５７をフィードバック制御する。
これらの結果、一次電圧Ｖ1ひいては変圧器一次巻線２
５０ａからの印加電圧Ｖｃが所望値に制御される。
【００５９】さらには、可制御電圧印加手段２００Ｂが
送電線路に呈する等価インピーダンスが所望のＸｃにな
る訳である。かくて、前記図１における可制御電圧印加
手段の機能が実現される。
送電線路に呈する等価インピーダンスが所望のＸｃにな
る訳である。かくて、前記図１における可制御電圧印加
手段の機能が実現される。
【００６０】この実施の形態３においては、無効電力の
他、回転慣性を利用して短時間の有効電力も発生吸収で
きる効果がある。また、可制御電圧印加手段２００Ｂと
しての過電流耐量が静止型電力変換器を用いたものより
大きくし易い効果がある。
他、回転慣性を利用して短時間の有効電力も発生吸収で
きる効果がある。また、可制御電圧印加手段２００Ｂと
しての過電流耐量が静止型電力変換器を用いたものより
大きくし易い効果がある。
【００６１】実施の形態４．この発明の実施の形態４に
係る電力系統の補償制御装置について図６及び図７を参
照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態４
に係る電力系統の補償制御装置の構成を示す図である。
また、図７は、この実施の形態４に係るキャパシティブ
リアクタンスＸｓｔｅｐと所望トータルキャパシティブ
リアクタンスＸｔとの関係、可制御キャパシティブリア
クタンスＸｃとトータルキャパシティブリアクタンスＸ
ｔとの関係を示す図である。
係る電力系統の補償制御装置について図６及び図７を参
照しながら説明する。図６は、この発明の実施の形態４
に係る電力系統の補償制御装置の構成を示す図である。
また、図７は、この実施の形態４に係るキャパシティブ
リアクタンスＸｓｔｅｐと所望トータルキャパシティブ
リアクタンスＸｔとの関係、可制御キャパシティブリア
クタンスＸｃとトータルキャパシティブリアクタンスＸ
ｔとの関係を示す図である。
【００６２】図６において、１００はスイッチドキャパ
シタ、２００は可制御電圧印加手段、３００は連動制御
手段、４００はスイッチドリアクタである。
シタ、２００は可制御電圧印加手段、３００は連動制御
手段、４００はスイッチドリアクタである。
【００６３】また、同図において、可制御電圧印加手段
２００は前記図３、図４、図５に示す前記各実施の形態
の可制御電圧印加手段を用いうる。これにより、トータ
ルリアクタンスを連続制御可能にする点は同じである。
この実施の形態４において、リアクトル４０１と、サイ
リスタスイッチ等の個体スイッチ手段４０２と、可飽和
リアクトル等のアノードリアクトル４０３と、アレスタ
４０４から成るスイッチドリアクタ４００を単数又は複
数個備える。さらに、スイッチドキャパシタ１００も単
数又は複数個備える。勿論、連動制御手段３００も備え
る。
２００は前記図３、図４、図５に示す前記各実施の形態
の可制御電圧印加手段を用いうる。これにより、トータ
ルリアクタンスを連続制御可能にする点は同じである。
この実施の形態４において、リアクトル４０１と、サイ
リスタスイッチ等の個体スイッチ手段４０２と、可飽和
リアクトル等のアノードリアクトル４０３と、アレスタ
４０４から成るスイッチドリアクタ４００を単数又は複
数個備える。さらに、スイッチドキャパシタ１００も単
数又は複数個備える。勿論、連動制御手段３００も備え
る。
【００６４】リアクトル４０４のリアクタンスの絶対値
は、キャパシタ１０１のリアクタンスの絶対値とほぼ等
しく選び、これを△Ｘとする。この実施の形態４では、
スイッチドキャパシタ１００とスイッチドリアクタ４０
０とにより、リアクティブリアクタンスからキャパシテ
ィブリアクタンスまで両領域に渡ってリアクタンスを階
段的に変えることができる。
は、キャパシタ１０１のリアクタンスの絶対値とほぼ等
しく選び、これを△Ｘとする。この実施の形態４では、
スイッチドキャパシタ１００とスイッチドリアクタ４０
０とにより、リアクティブリアクタンスからキャパシテ
ィブリアクタンスまで両領域に渡ってリアクタンスを階
段的に変えることができる。
【００６５】このステップ変化させるリアクタンスＸｓ
ｔｅｐを図７（ａ）の実線に示すように、所望トータル
リアクタンスＸｔに対して変化させる。他方、可制御電
圧印加手段２００により、所望トータルリアクタンスＸ
ｔに対して鋸歯状に変化させるＸｃを生じさせる。この
関係を図７（ｂ）に示す。これらの結果、トータルリア
クタンスが（Ｘｓｔｅｐ＋Ｘｃ）のときはＸｔに対して
図７（ａ）の一点鎖線に示すように連続的に変化でき
る。
ｔｅｐを図７（ａ）の実線に示すように、所望トータル
リアクタンスＸｔに対して変化させる。他方、可制御電
圧印加手段２００により、所望トータルリアクタンスＸ
ｔに対して鋸歯状に変化させるＸｃを生じさせる。この
関係を図７（ｂ）に示す。これらの結果、トータルリア
クタンスが（Ｘｓｔｅｐ＋Ｘｃ）のときはＸｔに対して
図７（ａ）の一点鎖線に示すように連続的に変化でき
る。
【００６６】なお、アノードリアクトル４０３は、アレ
スタ４０４が通電中にサイリスタスイッチ４０２をター
ンオンさせる場合、アレスタ電流が急激にサイリスタ側
へ転流してその電流変化率ｄｉ／ｄｔがサイリスタスイ
ッチ４０２のターンオンｄｉ／ｄｔ限度を超えることを
防止すると共に、素子破壊を防止するものである。
スタ４０４が通電中にサイリスタスイッチ４０２をター
ンオンさせる場合、アレスタ電流が急激にサイリスタ側
へ転流してその電流変化率ｄｉ／ｄｔがサイリスタスイ
ッチ４０２のターンオンｄｉ／ｄｔ限度を超えることを
防止すると共に、素子破壊を防止するものである。
【００６７】この実施の形態４では、リアクティブ領域
もカバーできる。また、通常運用時にゼロインピーダン
ス近傍で働かせうる。例えば、既設電力系統へ過渡安定
度向上を図る目的の場合、通常運用状態では従来通り本
装置が無いのと同じ条件で運転させ、事故時の過渡安定
化が必要な短時聞だけ本装置でインピーダンス制御し
て、電力系統の安定化能力を発揮させることができる。
このほか、可変範囲が広いので幅広く使用できる効果が
ある。
もカバーできる。また、通常運用時にゼロインピーダン
ス近傍で働かせうる。例えば、既設電力系統へ過渡安定
度向上を図る目的の場合、通常運用状態では従来通り本
装置が無いのと同じ条件で運転させ、事故時の過渡安定
化が必要な短時聞だけ本装置でインピーダンス制御し
て、電力系統の安定化能力を発揮させることができる。
このほか、可変範囲が広いので幅広く使用できる効果が
ある。
【００６８】
【発明の効果】この発明に係る電力系統の補償制御装置
は、以上説明したとおり、送電線路に直列に接続された
複数台のスイッチドキャパシタと、前記送電線路に直列
に接続された可制御電圧印加手段と、前記複数台のスイ
ッチドキャパシタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電
圧を発生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動
して前記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステッ
プ状電圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅
だけ変化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させ
て鋸歯状に制御することにより、前記複数台のスイッチ
ドキャパシタのステップ状電圧と前記可制御電圧印加手
段の鋸歯状電圧との和電圧が線形になるように制御する
連動制御手段とを備え、前記スイッチドキャパシタは、
前記送電線路に直列に挿入されたキャパシタと、前記キ
ャパシタに並列接続され、前記連動制御手段によってＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、前記キャ
パシタの短絡電流を制限するリアクトルと、前記キャパ
シタに並列接続されたアレスタとを有するので、トータ
ルインピーダンスの連続制御性を実現することができる
と共に、連続制御に必要な部分の機器容量を低減するこ
とができるという効果を奏する。
は、以上説明したとおり、送電線路に直列に接続された
複数台のスイッチドキャパシタと、前記送電線路に直列
に接続された可制御電圧印加手段と、前記複数台のスイ
ッチドキャパシタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電
圧を発生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動
して前記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステッ
プ状電圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅
だけ変化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させ
て鋸歯状に制御することにより、前記複数台のスイッチ
ドキャパシタのステップ状電圧と前記可制御電圧印加手
段の鋸歯状電圧との和電圧が線形になるように制御する
連動制御手段とを備え、前記スイッチドキャパシタは、
前記送電線路に直列に挿入されたキャパシタと、前記キ
ャパシタに並列接続され、前記連動制御手段によってＯ
Ｎ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、前記キャ
パシタの短絡電流を制限するリアクトルと、前記キャパ
シタに並列接続されたアレスタとを有するので、トータ
ルインピーダンスの連続制御性を実現することができる
と共に、連続制御に必要な部分の機器容量を低減するこ
とができるという効果を奏する。
【００６９】
【００７０】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電圧印加手段
が、前記送電線路の電流ベクトルを検出する検出手段
と、所望リアクタンスに基づいて前記電流ベクトルに直
交する電圧指令を発生する制御手段と、前記電圧指令に
比例した電圧を従属して発生する可制御電源とを有する
ので、トータルインピーダンスの連続制御性を実現する
ことができると共に、連続制御に必要な部分の機器容量
を低減することができるという効果を奏する。
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電圧印加手段
が、前記送電線路の電流ベクトルを検出する検出手段
と、所望リアクタンスに基づいて前記電流ベクトルに直
交する電圧指令を発生する制御手段と、前記電圧指令に
比例した電圧を従属して発生する可制御電源とを有する
ので、トータルインピーダンスの連続制御性を実現する
ことができると共に、連続制御に必要な部分の機器容量
を低減することができるという効果を奏する。
【００７１】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、前記
送電線路の電圧を検出する電圧変成器と、前記検出電圧
の位相を検出する位相検出器とを持ち、前記検出手段
が、前記送電線路の電流を検出する電流変成器と、前記
位相検出器の検出位相及び固定座標値である前記電流変
成器の検出電流から同期回転座標値である電流ベクトル
へ変換する座標変換器とを持つので、トータルインピー
ダンスの連続制御性を実現することができると共に、連
続制御に必要な部分の機器容量を低減することができる
という効果を奏する。
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、前記
送電線路の電圧を検出する電圧変成器と、前記検出電圧
の位相を検出する位相検出器とを持ち、前記検出手段
が、前記送電線路の電流を検出する電流変成器と、前記
位相検出器の検出位相及び固定座標値である前記電流変
成器の検出電流から同期回転座標値である電流ベクトル
へ変換する座標変換器とを持つので、トータルインピー
ダンスの連続制御性を実現することができると共に、連
続制御に必要な部分の機器容量を低減することができる
という効果を奏する。
【００７２】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、さら
に、前記電圧指令の偏角を演算して出力する位相指令手
段と、前記偏角及び前記位相検出器の検出位相を加算し
て交流電圧の発生位相を出力する加算器と、前記電圧指
令の絶対値を演算して出力する直流電圧指令手段と、前
記電圧指令の絶対値に基づいて直流電圧の振幅を調整す
る直流電圧調整器と、前記加算器の出力及び前記直流電
圧調整器の出力に基づいて発生する交流電圧を変圧器を
介して前記送電線路に印加する振幅変調式電力変換器と
を含むので、トータルインピーダンスの連続制御性を実
現することができると共に、連続制御に必要な部分の機
器容量を低減することができるという効果を奏する。
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、さら
に、前記電圧指令の偏角を演算して出力する位相指令手
段と、前記偏角及び前記位相検出器の検出位相を加算し
て交流電圧の発生位相を出力する加算器と、前記電圧指
令の絶対値を演算して出力する直流電圧指令手段と、前
記電圧指令の絶対値に基づいて直流電圧の振幅を調整す
る直流電圧調整器と、前記加算器の出力及び前記直流電
圧調整器の出力に基づいて発生する交流電圧を変圧器を
介して前記送電線路に印加する振幅変調式電力変換器と
を含むので、トータルインピーダンスの連続制御性を実
現することができると共に、連続制御に必要な部分の機
器容量を低減することができるという効果を奏する。
【００７３】また、この発明に係る電力系統の補償制御
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、さら
に、電力変換器の直流電圧とその指令値との比較に基づ
いて、発生すべき交流電圧の位相を微少調整する偏角を
出力する直流電圧制御手段と、前記制御手段の電圧指令
及び前記直流電圧制御手段が出力する偏角に基づいて第
２の電圧指令を出力するベクトル回転手段と、前記位相
検出器の検出位相及び前記ベクトル回転手段の第２の電
圧指令に基づいて三相交流電圧指令を出力する座標変換
手段と、前記座標変換手段の三相交流電圧指令に基づい
て発生する交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に印
加するパルス幅変調式電力変換器とを含むので、トータ
ルインピーダンスの連続制御性を実現することができる
と共に、連続制御に必要な部分の機器容量を低減するこ
とができるという効果を奏する。
装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、さら
に、電力変換器の直流電圧とその指令値との比較に基づ
いて、発生すべき交流電圧の位相を微少調整する偏角を
出力する直流電圧制御手段と、前記制御手段の電圧指令
及び前記直流電圧制御手段が出力する偏角に基づいて第
２の電圧指令を出力するベクトル回転手段と、前記位相
検出器の検出位相及び前記ベクトル回転手段の第２の電
圧指令に基づいて三相交流電圧指令を出力する座標変換
手段と、前記座標変換手段の三相交流電圧指令に基づい
て発生する交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に印
加するパルス幅変調式電力変換器とを含むので、トータ
ルインピーダンスの連続制御性を実現することができる
と共に、連続制御に必要な部分の機器容量を低減するこ
とができるという効果を奏する。
【００７４】さらに、この発明に係る電力系統の補償制
御装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、前
記送電線路の電圧を検出する電圧変成器と、前記検出電
圧の位相を検出する位相検出器と、前記位相検出器の検
出位相と巻線形交流機の機械的回転角の合成手段と、前
記交流機の二次電流を検出する検出手段と、前記検出手
段の二次電流を同期回転座標の二次電流に変換する座標
変換手段と、前記送電線路電流及び前記交流機の一次電
流を検出する単数又は複数の電流変成器と、前記位相検
出器の検出位相及び固定座標値である前記電流変成器の
検出電流から同期回転座標値である一次電流ベクトルへ
変換する座標変換器と、所望リアクタンスに基づいて前
記一次電流ベクトルに直交する一次電圧指令を演算する
制御手段と、前記一次電流ベクトル及び一次電圧指令か
ら二次電流指令を演算する演算手段と、前記座標変換手
段の二次電流及び前記演算手段の二次電流指令の比較に
基づいて前記交流機の二次巻線の励磁電源をフィードバ
ック制御する電流制御手段とを有し、前記巻線形交流機
が、前記励磁電源に基づいて制御されて発生する交流電
圧を変圧器を介して前記送電線路に印加するので、トー
タルインピーダンスの連続制御性を実現することができ
ると共に、連続制御に必要な部分の機器容量を低減する
ことができるという効果を奏する。
御装置は、以上説明したとおり、前記可制御電源が、前
記送電線路の電圧を検出する電圧変成器と、前記検出電
圧の位相を検出する位相検出器と、前記位相検出器の検
出位相と巻線形交流機の機械的回転角の合成手段と、前
記交流機の二次電流を検出する検出手段と、前記検出手
段の二次電流を同期回転座標の二次電流に変換する座標
変換手段と、前記送電線路電流及び前記交流機の一次電
流を検出する単数又は複数の電流変成器と、前記位相検
出器の検出位相及び固定座標値である前記電流変成器の
検出電流から同期回転座標値である一次電流ベクトルへ
変換する座標変換器と、所望リアクタンスに基づいて前
記一次電流ベクトルに直交する一次電圧指令を演算する
制御手段と、前記一次電流ベクトル及び一次電圧指令か
ら二次電流指令を演算する演算手段と、前記座標変換手
段の二次電流及び前記演算手段の二次電流指令の比較に
基づいて前記交流機の二次巻線の励磁電源をフィードバ
ック制御する電流制御手段とを有し、前記巻線形交流機
が、前記励磁電源に基づいて制御されて発生する交流電
圧を変圧器を介して前記送電線路に印加するので、トー
タルインピーダンスの連続制御性を実現することができ
ると共に、連続制御に必要な部分の機器容量を低減する
ことができるという効果を奏する。
【００７５】この発明に係る電力系統の補償制御装置
は、以上説明したとおり、送電線路に直列に接続された
複数台のスイッチドキャパシタと、前記送電線路に直列
に接続された複数台のスイッチドリアクタと、前記送電
線路に直列に接続された可制御電圧印加手段と、前記複
数台のスイッチドキャパシタ及び前記複数台のスイッチ
ドリアクタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電圧を発
生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動して前
記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステップ状電
圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅だけ変
化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させて鋸歯
状に制御することにより、前記複数台のスイッチドキャ
パシタ及び前記複数台のスイッチドリアクタのステップ
状電圧と前記可制御電圧印加手段の鋸歯状電圧との和電
圧が線形になるように制御する連動制御手段とを備え、
前記スイッチドキャパシタは、前記送電線路に直列に挿
入されたキャパシタと、前記キャパシタに並列接続さ
れ、前記連動制御手段によってＯＮ、ＯＦＦ制御される
サイリスタスイッチと、前記キャパシタの短絡電流を制
限するリアクトルと、前記キャパシタに並列接続された
アレスタとを有するので、リアクティブ領域もカバーで
き、幅広く使用することができるという効果を奏する。
は、以上説明したとおり、送電線路に直列に接続された
複数台のスイッチドキャパシタと、前記送電線路に直列
に接続された複数台のスイッチドリアクタと、前記送電
線路に直列に接続された可制御電圧印加手段と、前記複
数台のスイッチドキャパシタ及び前記複数台のスイッチ
ドリアクタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電圧を発
生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動して前
記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステップ状電
圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅だけ変
化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させて鋸歯
状に制御することにより、前記複数台のスイッチドキャ
パシタ及び前記複数台のスイッチドリアクタのステップ
状電圧と前記可制御電圧印加手段の鋸歯状電圧との和電
圧が線形になるように制御する連動制御手段とを備え、
前記スイッチドキャパシタは、前記送電線路に直列に挿
入されたキャパシタと、前記キャパシタに並列接続さ
れ、前記連動制御手段によってＯＮ、ＯＦＦ制御される
サイリスタスイッチと、前記キャパシタの短絡電流を制
限するリアクトルと、前記キャパシタに並列接続された
アレスタとを有するので、リアクティブ領域もカバーで
き、幅広く使用することができるという効果を奏する。
【００７６】
【００７７】さらに、この発明に係る電力系統の補償制
御装置は、以上説明したとおり、前記スイッチドリアク
タが、前記送電線路に直列に挿入されたリアクトルと、
前記リアクトルに並列接続され、前記連動制御手段によ
ってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、前
記リアクトルに並列接続されたアレスタと、前記サイリ
スタスイッチへのアレスタ電流の転流速度を抑制するア
ノードリアクトルとを有するので、リアクティブ領域も
カバーでき、幅広く使用することができるという効果を
奏する。
御装置は、以上説明したとおり、前記スイッチドリアク
タが、前記送電線路に直列に挿入されたリアクトルと、
前記リアクトルに並列接続され、前記連動制御手段によ
ってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、前
記リアクトルに並列接続されたアレスタと、前記サイリ
スタスイッチへのアレスタ電流の転流速度を抑制するア
ノードリアクトルとを有するので、リアクティブ領域も
カバーでき、幅広く使用することができるという効果を
奏する。
【図１】 この発明の実施の形態１に係る電力系統の補
償制御装置の構成を示す図である。
償制御装置の構成を示す図である。
【図２】 この発明の実施の形態１に係る電力系統の補
償制御装置のキャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐと
所望トータルキャパシティブリアクタンスＸｔとの関
係、可制御キャパシティブリアクタンスＸｃとトータル
キャパシティブリアクタンスＸｔとの関係を示す図であ
る。
償制御装置のキャパシティブリアクタンスＸｓｔｅｐと
所望トータルキャパシティブリアクタンスＸｔとの関
係、可制御キャパシティブリアクタンスＸｃとトータル
キャパシティブリアクタンスＸｔとの関係を示す図であ
る。
【図３】 この発明の実施の形態１に係る電力系統の補
償制御装置の可制御電圧印加手段の構成を示す図であ
る。
償制御装置の可制御電圧印加手段の構成を示す図であ
る。
【図４】 この発明の実施の形態２に係る電力系統の補
償制御装置の可制御電圧印加手段の構成を示す図であ
る。
償制御装置の可制御電圧印加手段の構成を示す図であ
る。
【図５】 この発明の実施の形態３に係る電力系統の補
償制御装置の可制御電圧印加手段の構成を示す図であ
る。
償制御装置の可制御電圧印加手段の構成を示す図であ
る。
【図６】 この発明の実施の形態４に係る電力系統の補
償制御装置の構成を示す図である。
償制御装置の構成を示す図である。
【図７】 この発明の実施の形態４に係る電力系統の補
償制御装置のキャパシティブ、リアクティブリアクタン
スＸｓｔｅｐと所望トータルリアクタンスＸｔとの関
係、可制御リアクタンスＸｃとトータルリアクタンスＸ
ｔとの関係を示す図である。
償制御装置のキャパシティブ、リアクティブリアクタン
スＸｓｔｅｐと所望トータルリアクタンスＸｔとの関
係、可制御リアクタンスＸｃとトータルリアクタンスＸ
ｔとの関係を示す図である。
【図８】 従来の電力系統の補償制御装置の構成を示す
図である。
図である。
【図９】 従来の電力系統の補償制御装置のＣＳＣの等
価回路を示す図である。
価回路を示す図である。
１００ スイッチドキャパシタ、１０１ キャパシタ、
１０２ サイリスタスイッチ、１０３ キャパシタ短絡
電流制限リアクトル、１０４ アレスタ、２００、２０
０Ａ、２００Ｂ 可制御電圧印加手段、２１０ 検出手
段、２１１ 電流変成器、２１２ 座標変換器、２２
０、２２０Ａ 制御手段、２３０ 可制御電源、２３１
電圧変成器、２３２ 位相検出器（ＰＬＬ）、２３３
位相指令手段、２３４ 加算器、２３５ 直流電圧指
令手段、２３６ 直流電圧調整器、２３７ 直流キャパ
シタ、２３８ 振幅変調（ＰＡＭ）式電力変換器、２３
８Ａパルス幅変調（ＰＷＭ）式電力変換器、２３９ 変
圧器、２４０ サイリスタスイッチ、２４１ 直流電圧
検出手段、２４２ 直流電圧制御手段、２４３ ベクト
ル回転手段、２４４ 座標変換手段、２５０ 巻線形交
流機（非同期機）、２５１ 検出手段、２５２ 合成手
段（和差演算手段）、２５３ 検出手段、２５４ 座標
変換手段、３００ 連動制御手段、４００ スイッチド
リアクタ、４０１ リアクトル、４０２ 個体スイッチ
手段、４０３ アノードリアクトル、４０４ アレス
タ。
１０２ サイリスタスイッチ、１０３ キャパシタ短絡
電流制限リアクトル、１０４ アレスタ、２００、２０
０Ａ、２００Ｂ 可制御電圧印加手段、２１０ 検出手
段、２１１ 電流変成器、２１２ 座標変換器、２２
０、２２０Ａ 制御手段、２３０ 可制御電源、２３１
電圧変成器、２３２ 位相検出器（ＰＬＬ）、２３３
位相指令手段、２３４ 加算器、２３５ 直流電圧指
令手段、２３６ 直流電圧調整器、２３７ 直流キャパ
シタ、２３８ 振幅変調（ＰＡＭ）式電力変換器、２３
８Ａパルス幅変調（ＰＷＭ）式電力変換器、２３９ 変
圧器、２４０ サイリスタスイッチ、２４１ 直流電圧
検出手段、２４２ 直流電圧制御手段、２４３ ベクト
ル回転手段、２４４ 座標変換手段、２５０ 巻線形交
流機（非同期機）、２５１ 検出手段、２５２ 合成手
段（和差演算手段）、２５３ 検出手段、２５４ 座標
変換手段、３００ 連動制御手段、４００ スイッチド
リアクタ、４０１ リアクトル、４０２ 個体スイッチ
手段、４０３ アノードリアクトル、４０４ アレス
タ。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０２Ｊ 3/18 Ｈ０２Ｊ 3/18 Ｃ
(56)参考文献 特開 平９−9508（ＪＰ，Ａ)
特開 平８−265973（ＪＰ，Ａ)
特開 平５−158565（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−322487（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H02J 3/00 - 5/00
G05F 1/70
Claims (8)
- 【請求項１】 送電線路に直列に接続された複数台のス
イッチドキャパシタと、 前記送電線路に直列に接続された可制御電圧印加手段
と、 前記複数台のスイッチドキャパシタをＯＮ、ＯＦＦ制御
してステップ状電圧を発生させるとともに、前記ＯＮ、
ＯＦＦ制御に連動して前記可制御電圧印加手段の発生電
圧を、前記ステップ状電圧がステップ状に変化すると
き、同じステップ幅だけ変化させ、かつ変化の方向が逆
となるよう変化させて鋸歯状に制御することにより、前
記複数台のスイッチドキャパシタのステップ状電圧と前
記可制御電圧印加手段の鋸歯状電圧との和電圧が線形に
なるように制御する連動制御手段とを備え、 前記スイッチドキャパシタは、 前記送電線路に直列に挿入されたキャパシタと、 前記キャパシタに並列接続され、前記連動制御手段によ
ってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、 前記キャパシタの短絡電流を制限するリアクトルと、 前記キャパシタに並列接続されたアレスタと を有する 電
力系統の補償制御装置。 - 【請求項２】 前記可制御電圧印加手段は、 前記送電線路の電流ベクトルを検出する検出手段と、 所望リアクタンスに基づいて前記電流ベクトルに直交す
る電圧指令を発生する制御手段と、 前記電圧指令に比例した電圧を従属して発生する可制御
電源と を有する請求項１記載の電力系統の補償制御装
置。 - 【請求項３】 前記可制御電源は、 前記送電線路の電圧を検出する電圧変成器と、 前記検出電圧の位相を検出する位相検出器と を持ち、 前記検出手段は、 前記送電線路の電流を検出する電流変成器と、 前記位相検出器の検出位相及び固定座標値である前記電
流変成器の検出電流から同期回転座標値である電流ベク
トルへ変換する座標変換器と を持つ請求項２記載の電力
系統の補償制御装置。 - 【請求項４】 前記可制御電源は、さらに、 前記電圧指令の偏角を演算して出力する位相指令手段
と、 前記偏角及び前記位相検出器の検出位相を加算して交流
電圧の発生位相を出力する加算器と、 前記電圧指令の絶対値を演算して出力する直流電圧指令
手段と、 前記電圧指令の絶対値に基づいて直流電圧の振幅を調整
する直流電圧調整器と、 前記加算器の出力及び前記直流電圧調整器の出力に基づ
いて発生する交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に
印加する振幅変調式電力変換器と を含む 請求項３記載の
電力系統の補償制御装置。 - 【請求項５】 前記可制御電源は、さらに、電力変換器の直流電圧とその指令値との比較に基づい
て、発生すべき交流電圧の位相を微少調整する偏角を出
力する直流電圧制御手段と、 前記制御手段の電圧指令及び前記直流電圧制御手段が出
力する偏角に基づいて第２の電圧指令を出力するベクト
ル回転手段と、 前記位相検出器の検出位相及び前記ベクトル回転手段の
第２の電圧指令に基づいて三相交流電圧指令を出力する
座標変換手段と、 前記座標変換手段の三相交流電圧指令に基づいて発生す
る交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に印加するパ
ルス幅変調式電力変換器と を含む請求項３記載の電力系
統の補償制御装置。 - 【請求項６】 前記可制御電源は、前記送電線路の電圧を検出する電圧変成器と、 前記検出電圧の位相を検出する位相検出器と、 前記位相検出器の検出位相と巻線形交流機の機械的回転
角の合成手段と、 前記交流機の二次電流を検出する検出手段と、 前記検出手段の二次電流を同期回転座標の二次電流に変
換する座標変換手段と、 前記送電線路電流及び前記交流機の一次電流を検出する
単数又は複数の電流変成器と、 前記位相検出器の検出位相及び固定座標値である前記電
流変成器の検出電流から同期回転座標値である一次電流
ベクトルへ変換する座標変換器と、 所望リアクタンスに基づいて前記一次電流ベクトルに直
交する一次電圧指令を演算する制御手段と、 前記一次電流ベクトル及び一次電圧指令から二次電流指
令を演算する演算手段と、 前記座標変換手段の二次電流及び前記演算手段の二次電
流指令の比較に基づいて前記交流機の二次巻線の励磁電
源をフィードバック制御する電流制御手段と を有し、 前記巻線形交流機は、前記励磁電源に基づいて制御され
て発生する交流電圧を変圧器を介して前記送電線路に印
加する 請求項１ 記載の電力系統の補償制御装置。 - 【請求項７】 送電線路に直列に接続された複数台のス
イッチドキャパシタと、 前記送電線路に直列に接続された複数台のスイッチドリ
アクタと、 前記送電線路に直列に接続された可制御電圧印加手段
と、 前記複数台のスイッチドキャパシタ及び前記複数台のス
イッチドリアクタをＯＮ、ＯＦＦ制御してステップ状電
圧を発生させるとともに、前記ＯＮ、ＯＦＦ制御に連動
して前記可制御電圧印加手段の発生電圧を、前記ステッ
プ状電圧がステップ状に変化するとき、同じステップ幅
だけ変化させ、かつ変化の方向が逆となるよう変化させ
て鋸歯状に制御することにより、前記複数台のスイッチ
ドキャパシタ及び前記複数台のスイッチドリアクタのス
テップ状電圧と前記可制御電圧印加手段の鋸歯状電圧と
の和電圧が線形になるように制御する連動制御手段とを
備え、 前記スイッチドキャパシタは、 前記送電線路に直列に挿入されたキャパシタと、 前記キャパシタに並列接続され、前記連動制御手段によ
ってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、 前記キャパシタの短絡電流を制限するリアクトルと、 前記キャパシタに並列接続されたアレスタと を有する 電
力系統の補償制御装置。 - 【請求項８】 前記スイッチドリアクタは、 前記送電線路に直列に挿入されたリアクトルと、 前記リアクトルに並列接続され、前記連動制御手段によ
ってＯＮ、ＯＦＦ制御されるサイリスタスイッチと、 前記リアクトルに並列接続されたアレスタと、 前記サイリスタスイッチへのアレスタ電流の転流速度を
抑制するアノードリアクトルと を有する請求項７記載の
電力系統の補償制御装置。
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-
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- 1998-09-08 US US09/149,097 patent/US5942880A/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-27 CN CN98121427A patent/CN1097871C/zh not_active Expired - Fee Related
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