JP2000092713A

JP2000092713A - 静止型無効電力補償装置の制御装置

Info

Publication number: JP2000092713A
Application number: JP10260035A
Authority: JP
Inventors: Teruo Yoshino; 輝雄吉野
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1998-09-14
Filing date: 1998-09-14
Publication date: 2000-03-31
Anticipated expiration: 2018-09-14
Also published as: JP3605516B2

Abstract

(57)【要約】【課題】交流系統状態の広い範囲において、安定かつ適
切な速度でＳＶＣ制御すること。【解決手段】交流系統１の状態及び静止型無効電力補償
装置ＳＶＣの運転状態のうち少なくとも一方を検出する
検出手段１１〜１５と、この検出手段１１〜１５の検出
出力に基づき静止型無効電力補償装置ＳＶＣを制御する
ための制御パラメータを調整する手段２０１、２０２と
を具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、交流系統に設置さ
れ、当該交流系統における無効電力補償、交流電圧制御
等を行う静止型無効電力補償装置（以下「ＳＶＣ: Ｓｔ
ａｔｉｃＶＡＲＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ」と称す
る。）にかかり、特にＳＶＣの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１８にＳＶＣの概略構成図を示す。図
１８は、ＳＶＣの中でもリアクトルに流れる電流をサイ
リスタスイッチで制御するサイリスタ制御リアクトル
（ＴＣＲ）と交流フィルタ（ＦＣ）から構成されるＳＶ
Ｃを示している。

【０００３】図１８のＳＶＣにおいては、交流系統１に
接続する交流母線２に変圧器３を介して２次母線３が接
続し、２次母線３にＴＣＲ４と交流フィルタ５とが接続
する。さらに、交流母線２の電圧を検出する計器用変成
器６、ＳＶＣ出力電流を検出する変流器７を備えてい
る。ＴＣＲ４はサイリスタ装置とリアクトルから構成さ
れる。

【０００４】図１９に、図１８のＳＶＣにおける従来の
制御装置の一例を示す。この制御装置は、電圧制御回路
１１と、無効電力／制御角変換回路１２と、位相制御回
路１３と、交流電圧検出回路１４と、交流電流検出回路
１５とから構成される。

【０００５】図１９に示す制御装置において、無効電力
／制御角変換回路１２は、電圧制御回路１１から出力さ
れる無効電力基準ＱｒｅｆをＴＣＲ４を位相制御するた
めの制御角αに変換する。位相制御回路１３は、交流系
統電圧に同期した制御角αの制御パルスをＴＣＲ４に出
力し、ＴＣＲ４を構成するサイリスタ装置の位相制御を
行う。交流電圧検出回路１４は、図１８の計器用変成器
７からの電圧信号から交流電圧実効値Ｖａｃを演算す
る。交流電流検出回路１５は、図１８の変流器８からの
電流信号からＳＶＣの交流電流実効値Ｉｓｖｃを演算す
る。

【０００６】電圧制御回路１１は、交流母線２の交流電
圧を一定に保つことを目的にする制御ブロックである。
電圧制御回路１１の１例として、ゲイン１０１、積分回
路１０２、スロープゲイン１０３、加算回路１０４から
構成される例について説明するが、積分回路１０２の代
わりに、比例積分、進み遅れ関数、１次遅れ関数等の関
数の回路を用いても良いし、また、その組合せとしても
良い。本例では説明の簡単化のため、最も基本的なゲイ
ン１０１、積分回路１０２から構成される制御ブロック
で説明する。電圧制御回路１１は、交流電圧の基準電圧
Ｖｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃ、さらに、ＳＶＣの出
力電流Ｉｓｖｃとスロープゲイン１０３との積を加算回
路１０４に入力し、電圧偏差信号ΔＶを下式に基づき作
成する。

【０００７】 ΔＶ＝Ｖａｃ＋Ｋｄ×Ｉｓｖｃ−Ｖｒｅｆ …（１）電圧制御回路１１は、この電圧偏差信号ΔＶを用いて、
ＳＶＣの出力すべき無効電力基準Ｑｒｅｆを決定する。
この無効電力基準Ｑｒｅｆは、無効電力／制御角変換回
路１２により制御角αに変換され、このαに応じＴＣＲ
４が位相制御され、ＴＣＲ４を流れる電流が決定され
る。そして、ＴＣＲ４と交流フィルタ５の無効電力の和
がＳＶＣの無効電力となる。

【０００８】以下に電圧制御回路１１により、交流電圧
が制御される動作を説明する。

【０００９】制御の事前状態では、交流電圧基準Ｖｒｅ
ｆと交流電圧Ｖａｃとが一致しており、ＳＶＣの出力電
流Ｉｓｖｃは零であったと想定する。ここで、交流電圧
基準Ｖｒｅｆが増加する場合の動作を説明する。この場
合は、交流電圧基準Ｖｒｅｆ＞交流電圧Ｖａｃとなるの
で、電圧偏差ΔＶ＞０となり、ゲイン１０１を介して積
分回路１０２により偏差が積算される。

【００１０】積分回路１０２からの出力は、ＳＶＣの無
効電力基準Ｑｒｅｆになる。ＳＶＣの出力電流がこの無
効電力基準ＱｒｅｆとなるようＴＣＲ４が制御される。
ＳＶＣの出力が無効電力基準Ｑｒｅｆに応じた値になる
と、交流電圧が上昇する。電圧偏差ΔＶは減少し、積分
回路１０２への入力信号が減少する。このようなループ
が連続的に繰り返され、定常状態に落ち着く（図２
０）。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】このようなＳＶＣの制
御において、交流系統の状態が変化し、特に、系統の短
絡容量が小さくなると、ハンチングを起し、本来、交流
系統電圧を一定に維持するＳＶＣ期待される機能が実現
できなくなるばかりでなく、逆に、電圧変動の原因とな
り、交流系統に悪影響を及ぼす。

【００１２】即ち、交流系統の短絡容量が小さくなる
と、ＳＶＣの無効電力出力の僅かな変動でも、交流電圧
が大きく影響を受ける状態になり、ＳＶＣの制御回路と
交流系統とを合わせた制御ループ全体のゲインが増加
し、制御系として不安定な動作をするおそれがあった。
ハンチングの様子を図２１に示す。

【００１３】この現象を回避するためには、電圧制御回
路のゲイン１０１を小さく設定しておけば良いが、その
場合は、通常の系統状態でのＳＶＣの制御応答が非常に
遅くなり、ＳＶＣに要求される高速の電圧変動抑制効果
が期待できない。

【００１４】以上説明したように、従来のＳＶＣ制御方
式では、交流系統の大きな状態に対し、適切な動作が取
れないという不具合があった。

【００１５】本発明の目的は、交流系統の大きな状態変
化に対応して、ＳＶＣの安定な運転を継続させることの
できる制御装置を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】かかる課題を解決するた
めに本発明は、交流系統の状態及び前記静止型無効電力
補償装置の運転状態のうち少なくとも一方を検出する検
出手段と、この検出手段の検出出力に基づき前記静止型
無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調
整する手段とを具備し、検出手段により、交流系統の状
態変化したことを検出し、ＳＶＣ制御の電圧制御回路の
パラメータをその短絡容量に見合ったものに変更する。

【００１７】また、ＳＶＣが接続する交流系統で事故が
発生し、送電線回線数の減少、発電機台数の減少等によ
り短絡容量が減少すると、ＳＶＣ制御がハンチングする
あるいはハンチング傾向になるので、この状態を検出手
段により検出する。検出手段の出力に応じ、電圧制御回
路のゲイン、積分時定数あるいは補助的制御回路のゲイ
ン、時定数等を制御パラメータ変更手段により変更す
る。

【００１８】例えば、電圧制御回路のゲインを変更した
場合の作用につき、説明する。

【００１９】交流系統の短絡容量が小さくなると、すで
に述べたように、ＳＶＣの無効電力出力の僅かな変動で
も、交流電圧が大きく影響を受ける状態になり、ＳＶＣ
の制御回路と交流系統とを合わせた制御ループ全体のゲ
インが増加する。しかし、本発明によれば、この状態を
検出し、電圧制御回路のゲインを小さく変更することが
できる。従って、制御ループ全体のゲインを下げ、交流
系統が通常状態にある場合と同様、交流電圧を安定に維
持する機能が実現できる。

【００２０】また、交流系統が通常状態にある場合に
は、電圧制御のゲインは、通常系統用の値を使用するた
め、その応答速度は適正な速さを維持でき、ＳＶＣに期
待される高速な電圧制御を実現できる。

【００２１】以上説明した作用により、交流系統の状態
が変化し、ＳＶＣの制御状態が変化した場合、その状態
を検出して制御パラメータを変更することで、ＳＶＣの
安定運転の維持、交流電圧の安定化が可能であり、ま
た、通常の系統状態での応答速度を適正に維持すること
が可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】（実施形態１）（構成）図１は、本発明の実施形態１の構成図である。
本実施形態は、従来のＳＶＣの電圧制御回路１１に加
え、電流検出回路１５の出力信号の振動継続を検出する
振動継続検出回路２０１と、制御パラメータ変更手段２
０２とから構成される。

【００２３】（作用）交流系統の短絡容量が小さくなる
と、ＳＶＣがハンチングあるいはハンチング傾向にな
る。即ち、図２０に示したように、ＳＶＣの無効電力出
力及びＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃが振動する。従って、本
実施形態では、振動継続検出回路２０１Ｓによって、Ｖ
Ｃ交流電流Ｉｓｖｃの振動が継続していることを検出す
ることで、ＳＶＣの制御状態が悪化していることが検出
できる。

【００２４】振動継続検出回路２０１として、振動成分
抽出フィルタ３０１、振幅検出回路３０２、レベル判定
回路３０３、タイマー３０４、フリップフロップ３０５
とから構成される例を図２に示す。

【００２５】図２の例により、振動継続検出回路２０１
の構成例と作用を説明する。すなわち、振動成分抽出フ
ィルタ３０１は、入力の直流分を除去し、振動成分のみ
を抽出するため、高域通過フィルタ、あるいは、帯域通
過フィルタ等により構成される。交流系統が通常状態で
は、ＳＶＣの無効電力出力には振動成分は少ないので、
このフィルタの出力は小さい。しかし、ＳＶＣがハンチ
ング傾向になり振動成分が含まれるようになると、フィ
ルタ出力は大きくなる。

【００２６】振動成分抽出フィルタ３０１の出力は、振
幅検出回路３０２に入力される。振幅検出回路は、振動
成分の振幅を検出するため、絶対値回路（全波整流回
路）、実効値演算回路等の振幅検出機能を有する回路か
ら構成される。この振幅検出回路３０２により、ＳＶＣ
交流電流Ｉｓｖｃの振動の大きさが検出される。

【００２７】一方、振幅検出回路３０２の出力は、レベ
ル判定回路３０３に入力される。交流系統の短絡容量が
減少し、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃがハンチング傾向にな
ると、振幅検出回路３０２の出力信号が大きくなり、レ
ベル判定回路３０３から信号が出力される。

【００２８】また、レベル判定回路３０３の出力はタイ
マー３０４に入力される。交流系統が通常系統で、何ら
かの過渡的な擾乱が発生した場合は、ＳＶＣ交流電流Ｉ
ｓｖｃが振動するので、レベル判定回路３０３から過渡
的に信号が出力されることがある。

【００２９】しかし、ＳＶＣ無効電力出力の振動が一過
性の場合は、タイマー３０４から信号は出力されない。
交流系統状態が変化し、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動
が継続すると、レベル判定回路３０３から連続して信号
が出力されるので、タイマー３０４から信号が出力され
る。タイマー３０４からの出力信号は、フリップフロッ
プ３０５のセット入力に入力される。ＳＶＣ交流電流Ｉ
ｓｖｃの振動が継続すると、フリップフロップがセット
され、出力Ｑの信号が保持される。フリップフロップ３
０５のＱ出力信号が、振動継続検出回路２０１の出力信
号である。

【００３０】振動継続検出回路２０１からの出力信号
は、制御パラメータ変更手段２０２に入力する。ＳＶＣ
制御装置がマイクロコンピュータ応用のディジタル制御
により構成されている場合は、制御パラメータに該当す
るメモリの内容を変更することで、制御パラメータの変
更が可能である。アナログ装置の場合は、アナログ演算
回路の抵抗値、コンデンサ容量等を切り替えることで制
御パラメータが変更可能である。

【００３１】以上により、制御パラメータが変更される
と、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動が収まり、振動継続
検出回路２０１中の振動成分抽出フィルタ３０１、振幅
検出回路３０２、レベル判定回路３０３、及びタイマー
３０４の出力は無くなる。

【００３２】しかし、フリップフロップ３０５が信号を
保持しているので、制御パラメータは変更されたままの
状態が維持される。

【００３３】フリップフロップ３０５が設けられていな
いと、振動継続検出回路２０１の出力が無くなり、再び
通常系統用の制御パラメータに戻ってしまい、再び、Ｓ
ＶＣ交流電流Ｉｓｖｃが振動し、制御パラメータの変更
が再度行われる。この状態が繰り返され、安定に制御パ
ラメータの変更ができない。

【００３４】なお、フリップフロップ３０５のリセット
は、交流系統の状態が通常状態に復旧したことを確認
し、交流系統を管理する操作者がマニュアルで行う、あ
るいは、予め決められた時限をもってリセットする等で
実施する。リセットの時限としては、送電線の再閉路時
間、予備発電機の起動時間等、系統を復旧する操作に必
要と思われる時間より大きい時限を使用するる（実施形態の効果）以上説明したように、本実施形態に
よれば、交流系統の状態が変化し、ＳＶＣ交流電流Ｉｓ
ｖｃの振動が継続した場合、その状態を検出して制御パ
ラメータを変更することで、ＳＶＣの安定運転の維持、
交流電圧の安定化が可能であり、また、通常の系統状態
での応答速度を適正に維持することが可能である。

【００３５】（実施形態２）（構成）図３は、本発明の実施形態２の構成図である。
本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、
振動継続検出回路２０１の入力信号として、ＳＶＣ無効
電力を使用する。このため、実施形態１に加え、ＳＶＣ
無効電力を演算するための無効電力検出回路１６を設け
ている。

【００３６】（作用）ＳＶＣ無効電力は、交流電圧とＳ
ＶＣ交流電流との積となるので、ＳＶＣ交流電流を観測
する代わりに、ＳＶＣ無効電力を観測しても同様な作用
となる。従って、実施形態１において、ＳＶＣ無効電力
に置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかであ
る。

【００３７】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００３８】（実施形態３）（構成）図４は、本発明の実施形態３の構成図である。
本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、
振動継続検出回路２０１の入力信号として、電圧制御回
路の出力Ｑｒｅｆを使用する。

【００３９】（作用）ＳＶＣ交流電流、無効電力は、電
圧制御回路の出力Ｑｒｅｆに応じて動くので、ＳＶＣ交
流電流、無効電力を観測する代わりに、電圧制御回路出
力Ｑｒｅｆを観測しても同様な作用となる。従って、実
施形態１において、ＳＶＣ交流電流を電圧制御出力Ｑｒ
ｅｆに置き換えれば、同様な作用が行えることは明らか
である。

【００４０】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００４１】（実施形態４）（構成）図５は、本発明の実施形態４の構成図である。
本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、
振動継続検出回路２０１の入力信号として、制御角αを
使用する。

【００４２】（作用）ＳＶＣ交流電流、無効電力は、Ｔ
ＣＲの制御角αに応じて動くので、ＳＶＣ交流電流、無
効電力を観測する代わりに、ＴＣＲの制御角αを観測し
ても同様な作用となる。従って、実施形態１において、
ＳＶＣ交流電流をＴＣＲの制御角αに置き換えれば、同
様な作用が行えることは明らかである。

【００４３】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００４４】（実施形態５）（構成）図６は、本発明の実施形態５の構成図である。
本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、
振動継続検出回路２０１の入力信号として、交流電圧検
出信号Ｖａｃを使用する。

【００４５】（作用）交流系統電圧は、交流系統の短絡
容量とＳＶＣの無効電力出力に比例して変動する。短絡
容量が減少すると同じＳＶＣ無効電力出力の変動であっ
ても、電圧変動は増加する。また、既に述べたようにＳ
ＶＣ出力がハンチング傾向になるので、交流電圧も振動
が継続するようになる。従って、ＳＶＣの無効電力出力
を観測する代わりに、交流系統電圧を観測しても同様な
作用となる。実際には、ＳＶＣ制御に使用している交流
電圧検出値Ｖａｃを観測することになる。このようにし
ても、実施形態１と同様な作用が行えることは明らかで
ある。

【００４６】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００４７】（実施形態６）（構成）図７は、本発明の実施形態６の構成図である。
本実施形態は、従来のＳＶＣの電圧制御回路に加え、Ｓ
ＶＣの制御状態を判断する手段２０３と制御パラメータ
変更手段２０２とから構成される。本実施形態は図１の
実施形態とほぼ同様であるが、制御状態を判断手段２０
３の入力が、２つある点が異なる。第１の入力は交流電
圧検出値Ｖａｃ、第２の入力はＳＶＣ交流電流でる。

【００４８】（作用）交流系統の短絡容量が小さくなる
と、ＳＶＣ交流電流変化が僅かであっても、交流系統電
圧への影響が大きくなる。従って、ＳＶＣ交流電流の振
動成分の大きさと交流電圧の振動成分の大きさを比較す
ることで、交流系統の短絡容量を推定し、短絡容量が減
少し、ＳＶＣ制御状態がハンチング傾向になったことを
判定することが可能である。

【００４９】図８は制御状態判定回路２０３の１例であ
り、振動成分抽出フィルタ３０１ａ，３０１ｂ、振幅検
出回路３０２ａ，３０２ｂ、除算回路３０６、レベル判
定回路３０３、タイマー３０４、フリップフロップ３０
５とからなる構成例を示す。

【００５０】振動成分抽出フィルタ３０１ａ，３０１ｂ
は、図２の実施形態で説明したフィルタ３０１と同様で
あるので、説明を省略する。振動成分抽出フィルタ３０
１ａ，３０１ｂの出力は、振幅検出回路３０２ａ，３０
２ｂに入力される。振幅検出回路は、図２の実施形態で
説明した振幅検出回路３０２と同様であるので、説明を
省略する。

【００５１】振幅検出回路３０２ａ，３０２ｂの出力
は、除算回路３０６入力される。除算回路では、振幅検
出回路３０２ａの出力であるＳＶＣ交流電流の振幅で、
振幅検出回路３０２ｂの出力である交流電圧の振幅を除
算する。交流系統の短絡容量が小さくなると、ＳＶＣ交
流電流の振幅が同一であっても、交流電圧の振幅が大き
くなるので、除算回路３０６の出力は増加する。

【００５２】除算回路３０６の出力は、レベル判定回路
３０３、タイマー３０４、フリップフロップ３０５に続
くが、それ以降の動作は、図２の実施形態と同様なので
説明を省略する。また、制御パラメータ変更手段の動
作、フリップフロップ３０５のリセットも同様である。

【００５３】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００５４】（実施形態７）（構成）図９は、本発明の
実施形態７の構成図である。本実施形態は、実施形態５
の構成とほぼ同様であるが、制御状態判定回路２０３の
第２の入力信号として、ＳＶＣ無効電力を使用する。

【００５５】（作用）ＳＶＣ無効電力は、交流電圧とＳ
ＶＣ交流電流との積となるので、ＳＶＣ交流電流を観測
する代わりに、ＳＶＣ無効電力を観測しても同様な作用
となる。従って、実施形態１において、ＳＶＣ無効電力
に置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかであ
る。

【００５６】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００５７】（実施形態８）（構成）図１０は、本発明の実施形態８の構成図であ
る。本実施形態は、実施形態５の構成とほぼ同様である
が、制御状態判定回路２０３の第２の入力信号として、
電圧制御回路の出力Ｑｒｅｆとを使用する。

【００５８】（作用）ＳＶＣの無効電力出力は、電圧制
御回路の出力Ｑｒｅｆに応じて動くので、ＳＶＣの無効
電力出力を観測する代わりに、電圧制御回路出力Ｑｒｅ
ｆを観測しても同様な作用となる。従って、実施形態５
において、ＳＶＣ無効電力出力を電圧制御出力Ｑｒｅｆ
に置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかであ
る。

【００５９】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得ら
れる。

【００６０】（実施形態９）（構成）本実施形態は、図２あるいは図７中に示された
フィルタ回路として、ＳＶＣの制御回路の特性から決ま
る振動周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタを
用いる構成である。

【００６１】（作用）ＳＶＣ制御には、図２０に示され
てはいないが、制御回路の遅れ、無駄時間があり、ま
た、ＴＣＲ自体にも制御パルスが６０°毎に出力される
ので、ＴＣＲ自体にも動作の遅れがある。交流系統の短
絡容量が減少すると、主にこれらの遅れ、無駄時間、制
御回路の制御パラメータ、交流系統の短絡容量から決定
されるある一定の周波数近辺で、ＳＶＣはハンチングす
る特性を有する。

【００６２】従って、フィルタ回路をこの周波数を中心
周波数とするバンドパスフィルタにすることで、交流系
統に存在する他の周波数成分により、ＳＶＣ制御パラメ
ータ変更を誤って実施することが避けられる。

【００６３】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によれば、実施形態１〜８の制御パラメータ
変更がさらに確実に行える。

【００６４】（実施形態１０）（構成）図１２は、本発明の実施形態１０は、図２ある
いは図７中に示されたレベル判定回路とタイマーの代わ
りに、振動の振幅が増加することを検出する振幅増加検
出回路２０４から構成される。

【００６５】図１２は振幅増加検出回路２０４の１例で
あり、メモリ回路３０７、比較回路３０８、カウンタ回
路３０９、レベル判定回路３１０からなる構成例を示
す。

【００６６】（作用）この振幅増加検出回路２０４の入
力が、ＳＶＣ交流電流の場合について、以下に説明す
る。メモリ回路３０７は、ＳＶＣのハンチング周期前あ
るいは半周期前のようにある程度期間を取った以前の振
幅値を記憶しておく。その記憶された値と現在値とを比
較回路３０８により比較し、現在値の方が大きければ、
比較回路３０８は信号を出力する。比較回路３０８から
の出力信号は、カウンタ回路３０９に入力される。ＳＶ
Ｃ交流電流の振動振幅が増大する場合は、比較が行われ
る毎にカウンタ回路３０９に信号が入力されるので、カ
ウンタ回路３０９の出力であるカウント回数は増加して
いく。このカウント回数が所定の回数以上になったこと
をレベル判定回路３１０により判断し、振幅増加検出回
路２０４の出力とする。

【００６７】振幅増加検出回路２０４の出力により、制
御パラメータ変更手段２０２が動作し、ＳＶＣは安定運
転するようになる。カウンタ回路３０９のリセットは、
図２あるいは図７のフリップフロップ３０５と同様、マ
ニュアル信号、ある所定の時限を有した自動リセット信
号によりリセットする。

【００６８】本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流と
して説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力
Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用
が得られる。

【００６９】交流系統が通常状態での擾乱時にＳＶＣ出
力の振動の初期値が大きく、振幅が減衰するにもかかわ
らず、単純に振幅値の大きさのみの判断をした場合に
は、制御パラメータ変更が行われてしまうおそれがあ
る。しかし、このような構成を使用すれば、このような
誤判断が避けられる。

【００７０】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によれば、振幅が増加する場合にだけ制御パ
ラメータ変更が行われるので、実施形態１〜８のパラメ
ータ変更がさらに確実に行われる。

【００７１】（実施形態１１）（構成）図１３は、本発明の実施形態１１は、図２中に
示されたフリップフロップリセット３０５を自動的に行
う構成の一例である。図１３は、自動リセット回路２０
４の１例であり、タイマー３１１、カウンタ３１２、レ
ベル判定回路３１３、インバータ３１４、ＡＮＤ回路３
１５からなる構成例を示す。

【００７２】（作用）図１０の自動リセット回路の動作
につき、以下に説明する。すなわち、タイマー３１１
は、制御パラメータ変更手段２０２を起動するフリップ
フロップ３０５のＱ出力を入力する。Ｑ出力がタイマー
にセットされた時限継続すると、タイマー３１１から信
号が出力される。このタイマー３１１の出力は、前記フ
リップフロップ３０５のリセット入力に入力される。前
記フリップフロップ３０５をリセットすることで制御パ
ラメータは、交流系統が通常の場合の値に自動的に戻す
ことができる。

【００７３】しかし、タイマー３１１の時限の間に交流
系統が通常に復帰していない場合は、再度ＳＶＣ交流電
流の振動が発生する。この場合は、再度、制御パラメー
タ変更手段２０２を起動するフリップフロップ３０５が
セットされ、制御パラメータが変更される。タイマー３
１１の時限が経過すると、制御パラメータが通常の値に
自動的に戻る。

【００７４】交流系統がタイマー３１１の時限として想
定した時間以上かかって復帰されるような場合は、上述
が繰り返され安定したＳＶＣ制御が実現できないことに
なる。しかし、このような状況では、タイマー３１１の
出力信号をモニターするカウンタ３１２のカウント値が
増加していく。カウント値が制御パラメータの自動リセ
ットを断念する回数に達すると、レベル判定回路３１３
から信号が出力される。この信号は、インバータ３１４
を介して、ＡＮＤ回路３１５に入力され、タイマー３０
５へのリセット信号をロックする。リセット信号がロッ
クされるとそれ以降の自動リセットは抑止される。

【００７５】交流系統が常時の系統に復帰した後、タイ
マー３１２のリセットを行えば、再び、自動リセットの
機能が復帰する。

【００７６】本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流と
して説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力
Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用
が得られる。

【００７７】また、本実施形態では、図２のフリップフ
ロップを自動リセットする例を示したが、図８のカウン
タを自動リセットも同様にして行うことができる。

【００７８】このような構成を使用すれば、交流系統が
通常状態に復帰した時、自動的に制御パラメータを元の
値に戻すことができ、さらに、交流系統が通常状態に戻
らない時には、制御パラメータ変更を継続することが可
能である。

【００７９】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によれば、自動的に系統状態に応じた制御パ
ラメータ変更を行うことができる。

【００８０】（実施形態１２）（構成）図１４は、本発明の実施形態１２を示してい
る。図２では、ハンチング状態を検出して、制御パラメ
ータを切り替える構成であったが、本実施形態１２で
は、振動の状態に応じて、連続的に制御パラメータを自
動調整回路２０５により調整する構成である。

【００８１】図１５は制御パラメータ自動調整回路２０
５の一例であり、フィルタ回路３０１、振幅検出器３０
２、ゲイン調整回路３１６からなる構成例を示す。

【００８２】（作用）この自動調整回路２０５の入力
が、ＳＶＣ交流電流の場合について、以下に説明する。
すなわち、ＳＶＣ交流電流の振動成分はフィルタ回路３
０１により抽出され、振幅検出回路３０２により振動の
大きさが検出される。ゲイン調整回路３１６は、振幅検
出回路３０２の出力信号の大きさと継続時間により、電
圧制御回路１１のゲイン１０１の大きさを決定する。ゲ
イン調整回路３１６は、ＳＶＣ交流電流の振幅が大きい
ほどゲイン１０１を減少させ、また、振動期間が長いほ
どゲイン１０１を減少させる特性を有する。

【００８３】このような特性を実現するには、例えば、
積分回路と除算回路から構成できる。つまり、振幅が大
きいほど積分器の出力は増大し、また、振動期間が長い
ほど積分器の出力は増大する。積分器の出力を除算回路
の分母の入力とすれば、所望の特性が実現できる。ま
た、積分器ではなく、１次遅れ、ローパスフィルタ等の
積分器に類似の特性を持つ関数でも良いし、ディジタル
制御の場合は、カウンタ等でも実現が可能である。

【００８４】交流系統の短絡容量が減少し、ＳＶＣ交流
電流が振動を始めると、上述の作用により電圧制御回路
１１のゲイン１０１が減少する。従って、交流系統、Ｓ
ＶＣ制御からなるループのゲインが減少し、ＳＶＣ交流
電流の振動は減衰方向に推移する。ゲイン１０１の減少
の効果が無い場合は、ＳＶＣ交流電流の振動が継続する
ので、さらにゲイン１０１が減少する。このようにし
て、ＳＶＣ交流電流の振動が減衰するまで、ゲイン１０
１が減少する。

【００８５】図１５では、ゲイン調整回路３１６のリセ
ットは、外部からの信号を想定したが、自動リセットで
も構わない。また、ゲイン調整回路３１６の要素とし
て、積分回路ではなく、１次遅れ等の関数を使用すれ
ば、ＳＶＣ電流の振動が収束すると、リセット信号はな
くても、時定数をもって事前値に復帰する特性が実現可
能である。

【００８６】本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流と
して説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力
Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用
が得られる。

【００８７】また、本実施形態では、ゲイン１０１の大
きさを調整する構成を示したが、積分回路１０２の時定
数、あるいは、図示されていない補助的な電圧制御回路
のゲインを調整しても同様な作用が得られる。

【００８８】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によれば、交流系統の短絡容量の大きさに応
じて、ゲイン１０１を連続的に調整できるので、短絡容
量の減少の程度が想定以上に激しい場合でも、柔軟に対
応できる。

【００８９】（実施形態１３）（構成）図１６は、本発明の実施形態１３を示してい
る。図７では、ハンチング状態を検出して、制御パラメ
ータを切り替える構成であったが、本実施形態１３は、
振動の状態に応じて、連続的に制御パラメータを自動調
整回路２０６により調整する構成である。

【００９０】図１７は制御パラメータ自動調整回路２０
５の一例であり、フィルタ回路３０１ａ，３０１ｂ、振
幅検出器３０２ａ，３０２ｂ、除算回路３０６、ゲイン
調整回路３１６からなる構成例を示す。

【００９１】（作用）この自動調整回路２０６の入力
が、交流電圧とＳＶＣ交流電流の場合について、以下に
説明する。すなわち、交流電圧、ＳＶＣ交流電流の振動
成分はフィルタ回路３０１ａ，３０１ｂにより抽出さ
れ、振幅検出回路３０２ａ，３０２ｂにより夫々の振動
の大きさが検出される。除算回路３０６により、交流電
圧の振動の大きさとＳＶＣ交流電流の振動の大きさとの
比率が得られる。ゲイン調整回路３１６は、除算回路３
０６の出力信号の大きさと継続時間により、電圧制御回
路１１のゲイン１０１の大きさを決定する。

【００９２】交流系統の短絡容量が減少し、ＳＶＣ交流
電流の変動にたいする交流電圧の変動が大きくなる。上
述の作用により電圧制御回路１１のゲイン１０１が減少
する。従って、交流系統、ＳＶＣ制御からなるループの
ゲインが減少し、ＳＶＣ交流電流の振動は減衰方向に推
移する。

【００９３】ゲイン１０１の減少の効果が無い場合は、
ＳＶＣ交流電流の振動が継続するので、さらにゲイン１
０１が減少する。当然のことながら、除算回路３０６は
零での除算を避けるように分母への入力にはリミッタを
付ける等の処置を施しているものとする。

【００９４】従って、振動が収まると分母はリミット値
となり、分子が零に近づく。従って、除算回路３０６の
出力は零に近づく。このようにして、ＳＶＣ交流電流の
振動が減衰するまで、ゲイン１０１が減少する。

【００９５】図１７では、ゲイン調整回路３１６のリセ
ットは、外部からの信号を想定したが、自動リセットで
も構わない。また、ゲイン調整回路３１６の要素とし
て、積分回路ではなく、１次遅れ等の関数を使用すれ
ば、ＳＶＣ電流の振動が落ち着くと、リセット信号はな
くても、時定数をもって事前値に復帰する特性が実現可
能である。

【００９６】本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流と
して説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力
Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用
が得られる。

【００９７】また、本実施形態では、ゲイン１０１の大
きさを調整する構成を示したが、積分回路１０２の時定
数、あるいは、図示されていない補助的な電圧制御回路
のゲインを調整しても同様な作用が得られる。

【００９８】（実施形態の効果）以上説明したように、
本実施形態によれば、交流系統の短絡容量の大きさに応
じて、ゲイン１０１を連続的に調整できるので、短絡容
量の減少の程度が想定以上に激しい場合でも、柔軟に対
応できる。

【００９９】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、交
流系統の状態が変化し、ＳＶＣの制御状態が変化した場
合、その状態を検出して制御パラメータを変更すること
で、ＳＶＣの安定運転の維持、交流電圧の安定化が可能
であり、また、通常の系統状態での応答速度を適正に維
持することが可能である。

【０１００】従って、本発明により、交流系統状態の広
い範囲において、安定かつ適切な速度で制御できるＳＶ
Ｃ制御装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態１を示す図。

【図２】本発明の実施形態２を示すブロック図。

【図３】本発明の実施形態３を示すブロック図。

【図４】本発明の実施形態３を示すブロック図。

【図５】本発明の実施形態４を示すブロック図。

【図６】本発明の実施形態５を示すブロック図。

【図７】本発明の実施形態６を示すブロック図。

【図８】本発明の実施形態７を示すブロック図。

【図９】本発明の実施形態８を示すブロック図。

【図１０】本発明の実施形態９を示すブロック図。

【図１１】本発明の実施形態１０を示すブロック図。

【図１２】本発明の実施形態１１を示すブロック図。

【図１３】本発明の実施形態１２を示すブロック図。

【図１４】本発明の実施形態１３を示すブロック図。

【図１５】本発明の実施形態１４を示すブロック図。

【図１６】本発明の実施形態１５を示すブロック図。

【図１７】本発明の実施形態１６を示すブロック図。

【図１８】ＳＶＣの概略構成図。

【図１９】従来のＳＶＣ制御回路の一例を示す図。

【図２０】ＳＶＣの動作波形例を示す図。

【図２１】ＳＶＣの動作波形例を示す図。

【符号の説明】

１…交流系統２…交流母線３…変圧器４…２次母線５…ＴＣＲ（サイリスタ制御リアクトル）６…交流フィルタ７…計器用変成器８…変流器１０…静止型無効電力補償装置制御装置１１…電圧制御回路１２…無効電力／制御角変換回路１３…位相制御回路１４…電圧検出回路１５…電流検出回路１６…無効電力検出回路１０１…ゲイン１０２…積分回路１０３…スロープゲイン１０４…加算回路２０１…振動継続検出回路２０２…制御パラメータ変更手段２０３…制御状態判定回路２０４…自動リセット回路２０５…自動調整回路３０１…フィルタ回路３０２…振幅検出回路３０３…レベル判定回路３０４…タイマー３０５…フリップフロップ３０６…除算回路３０７…メモリー３０８…比較回路３０９…カウンタ３１０…レベル判定回路３１１…タイマー３１２…カウンタ３１３…レベル判定器３１４…インバータ３１５…ＡＮＤ回路３１６…ゲイン調整回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記交流系統の状態及び前記静止型無効電力補償装置の
運転状態のうち少なくとも一方を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力に基づき前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項２】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記静止型無効電力補償装置の交流電流出力の振動継続
を判断する判断手段と、この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項３】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記静止型無効電力補償装置の制御出力信号の振動継続
を判断する判断手段と、この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項４】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、当該制御装置の制御出力信号の振動継続を判断する判断
手段と、この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項５】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の振動継
続を判断する判断手段と、この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項６】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の変動振
幅と前記静止型無効電力補償装置の交流電流出力の振幅
との比率を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力に応じて前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項７】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の変動振
幅と前記静止型無効電力補償装置の無効電力出力の振幅
との比率を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力に応じて前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項８】交流系統に設けられ、少なくとも無効電力
補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の
制御装置において、前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の変動振
幅と前記静止型無効電力補償装置の制御出力信号の振幅
の比率を検出する検出手段と、この検出手段の検出出力に応じて前記静止型無効電力補
償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段
とを具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置
の制御装置。
【請求項９】前記制御手段は、前記検出手段及び前記判
断手段における検出及び判断の対象とする振動の周波数
を、前記制御装置の特性から決定される周波数付近に限
定する手段を具備することを特徴とする請求項２乃至８
項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制
御装置。
【請求項１０】前記制御手段は、前記検出手段及び前記
判断手段における検出及び判断の対象とする振動継続を
判断するため、振動の振幅が増加していることを判断す
る手段を具備することを特徴とする請求項２乃至８項の
いずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装
置。
【請求項１１】前記制御手段は、制御パラメータを調整
前の値に戻す手段を具備することを特徴とする請求項２
乃至１０項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償
装置の制御装置。
【請求項１２】前記制御手段は、制御パラメータを調整
し振動が収まった後、所定時間後、制御パラメータを事
前値に戻す手段と、再度振動が発生する回数をカウントする手段と、振動再
現回数が所定値以上の場合には、時前値に戻す手段をロ
ックする手段とを具備することを特徴とする請求項２乃
至１１項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装
置の制御装置。
【請求項１３】前記制御手段は、振動の大きさに応じ
て、制御パラメータを自動的に調整する手段を具備する
ことを特徴とする請求項２乃至５項のいずれか一項に記
載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１４】前記制御手段は、振幅の比率の大きさに
応じて、制御パラメータを自動的に調整する手段を具備
することを特徴とする請求項６乃至８項のいずれか一項
に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１５】前記静止型無効電力補償装置は、リアク
トルに流れる電流を半導体スイッチで制御するサイリス
タ制御リアクトルと、交流フィルタとを備え、前記制御装置は、前記サイリスタ制御リアクトルの半導
体スイッチを制御するものである請求項１乃至１４項の
いずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装
置。