JP3567783B2

JP3567783B2 - Static var compensator

Info

Publication number: JP3567783B2
Application number: JP06275899A
Authority: JP
Inventors: 勝小野山; 時秀丹生; 秀樹吉武; 知之山形
Original assignee: Panasonic Corp; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Corp; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-03-10
Filing date: 1999-03-10
Publication date: 2004-09-22
Anticipated expiration: 2019-03-10
Also published as: JP2000259268A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統に接続され系統電圧を維持する静止形無効電力補償装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
大容量モータ等が接続されている電力系統においては、大容量モータ起動時等に大きな電圧変動が生じる。このような大容量で急変な負荷変動による電圧変動を抑制するのに有効な装置の一つが静止形無効電力補償装置であり、系統電圧が低下している場合には進み無効電力負荷として動作し、また、系統電圧が上昇している場合には遅れ無効電力負荷として動作して系統の電圧変動を補償するものである。
【０００３】
以下に従来の静止形無効電力補償装置について説明する。図３に従来の静止形無効電力補償装置の説明図を示す。３０は制御装置、４０は無効電力発生回路、５０は電力系統、４１は降圧トランス、４２は第１のリアクトル、４３は第２のリアクトル、４４は位相制御スイッチ手段、４５はコンデンサ、３１は電圧検出回路、３２は設定電圧記憶部、３３はΔＱ_１演算部、３４は積分処理部、３５は位相制御スイッチ制御部である。
【０００４】
以上のように構成された従来の静止形無効電力補償装置について、以下その動作について説明する。
【０００５】
まず、無効電力負荷として動作する無効電力発生回路４０は電力系統５０と降圧用トランス４１を介して低圧側に接続されている。電圧検出回路３１で計測された電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔが低下した場合は、制御装置３０により無効電力発生回路４０は位相制御スイッチ手段４４を制御して、進み無効電力負荷として動作し、逆に電圧Ｖ_Ｔが上昇した場合には、遅れ無効電力負荷として動作して系統電圧が制御装置３０に設けられた設定電圧記憶部３２の設定電圧を維持するように電圧一定制御を行う。
【０００６】
具体的には、制御装置３０に設けられた電圧検出回路３１により計測された電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔ設定電圧記憶部３２の電圧設定値と比較されその偏差分がΔＱ_１演算部３３に出力される。ΔＱ_１演算部３３では入力した偏差分に制御ゲインＫ_０を掛けて無効電力発生回路４０の出力変化分である無効電力ΔＱ_１を演算する。制御系の定常偏差をなくすため積分処理部３４では入力した無効電力ΔＱ_１を積分し無効電力発生回路４０の発生すべき無効電力Ｑ_０１を演算して位相制御スイッチ制御部３５に出力する。
【０００７】
無効電力Ｑ_０１を入力した位相制御スイッチ制御部３５は、無効電力発生回路４０がＱ_０１の無効電力を出力する為の位相制御スイッチ手段４４の制御点弧角α_１を出力する。但し、出力される制御点弧角α_１は、無効電力発生回路４０に定格電圧Ｖ_０が印加された状態を想定した値である。
【０００８】
無効電力発生回路４０では入力した制御点弧角α_１のタイミングで位相制御スイッチ手段４４を動作させて無効電力Ｑ_０１を電力系統５０に供給することにより、電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔの変動を抑制し、電圧Ｖ_Ｔを設定電圧記憶部３２で設定された電圧にすることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の技術で説明したように、静止形無効電力補償装置によって電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔを一定にする処理において、位相制御スイッチ制御部３５が無効電力Ｑ_０１を入力して制御点弧角α_１を出力する動作は、無効電力発生回路４０に定格電圧Ｖ_Ｏが印加された場合のものであるため、電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔが定格電圧Ｖ_Ｏの場合には、無効電力発生回路４０から正確な無効電力Ｑ_０１が出力されるが、電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔが電圧変動により定格電圧Ｖ_Ｏからずれた場合には無効電力発生回路４０から出力される無効電力Ｑ_１は、次の式となると考えられ、無効電力Ｑ_０１が正確に出力されない。
【００１０】
【数１】

【００１１】
このため、電力系統５０の電圧Ｖ_Ｔと設定電圧記憶部３２の電圧とに偏差電圧ΔＶが発生した時に、位相制御スイッチ制御部３５に入力される無効電力がＱ_０１からＱ_０２に変化した場合、無効電力発生回路４０から出力される無効電力変化分Δｑ_１は、
【００１２】
【数２】

【００１３】
となり、偏差電圧ΔＶに対する無効電力変化分Δｑ_１の比で表わされる無効電力補償装置トータルの制御ゲインは
【００１４】
【数３】

【００１５】
であり、電力系統３の電圧Ｖ_Ｔに依存する。
【００１６】
従って、電力系統５０に電圧上昇の変動が発生した場合と電圧降下の変動が発生した場合とではトータルの制御ゲインが異なり、制御ゲインＫ_Ｏが固定された値であると、昇圧制御時と降圧制御時では応答特性が変化することとなる。このような場合、昇圧制御時の応答速度を上げるために制御ゲインＫ_Ｏを一律に大きくすると降圧制御時にはオーバーシュートが発生し、電力系統３のＶ_Ｔが目標電圧範囲内外の電圧値に変動しながら目標電圧範囲内に収束するため、電力系統３の電圧Ｖ_Ｔが目標範囲内に収まるまでの応答時間が長くなってしまい、応答速度も下がってしまうという課題があった。
【００１７】
本発明は、上記従来の課題を解決するもので、昇圧制御時及び降圧制御時のどちらにおいても、設置点の電圧変動に左右されることなく、静止形無効電力補償装置トータルの制御ゲインを均一にし、容易に高速かつ安定な応答特性を得ることができる静止形無効電力補償装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を達成するために、本発明の静止形無効電力補償装置の第１手段は、電力系統に接続されて無効電力を発生する無効電力発生回路と、前記無効電力を制御する無効電力制御手段とを備え、前記無効電力制御手段は前記電力系統の電圧に応じて制御ゲインを演算するゲイン調整部を有するものである。
【００１９】
また、第２手段は、電力系統に接続されて無効電力を発生する無効電力発生回路と、前記電力系統の電圧を検出する電圧検出部と、設定電圧を記憶し前記設定電圧を変更可能な設定電圧記憶部と、前記電圧検出部の出力を入力し前記電力系統の電圧が前記設定電圧になるように前記無効電力発生回路を制御する電圧一定制御部と、前記電圧検出部の出力に応じた制御ゲインを演算するゲイン調整部とを備え、前記電圧一定制御部は、前記ゲイン調整部から出力される制御ゲインによって前記無効電力発生回路を制御するものである。
【００２０】
また、第３手段は、第１手段または第２手段において、制御ゲインは電力系統の電圧のマイナス２乗に比例するものである。
【００２１】
【発明の実施の形態】
上記目的を達成するために、本発明の静止形無効電力補償装置の第１手段は、電力系統に接続されて無効電力を発生する無効電力発生回路と、前記無効電力を制御する無効電圧制御手段とを備え、前記無効電力制御手段は前記電力系統の電圧に応じて制御ゲインを演算するゲイン調整部を有するものであるため、電力系統の電圧を昇圧制御時及び降圧制御時のどちらにおいても、かつ無効電力発生回路に印加される電圧の変動に左右されることなく、高速かつ安定した応答特性を得ることができる。
【００２２】
また、第２手段は、電力系統に接続されて無効電力を発生する無効電力発生回路と、前記電力系統の電圧を検出する電圧検出部と、設定電圧を記憶し前記設定電圧を記憶し前記設定電圧を変更可能な設定電圧記憶部と、前記電圧検出部の出力を入力し前記電力系統の電圧が前記設定電圧になるように前記無効電力発生回路を制御する電圧一定制御部と、前記電圧検出部の出力に応じた制御ゲインを演算するゲイン調整部とを備え、前記電圧一定制御部は、前記ゲイン調整部から出力される制御ゲインによって前記無効電力発生回路を制御するものであるため、電力系統の電圧を昇圧制御時及び降圧制御時のどちらにおいても、かつ無効電力発生回路に印加される電圧の変動に左右されることなく、設定電圧に精度よく高速で安定した応答することができる。
【００２３】
また、第３手段は、第１手段または第２手段において、制御ゲインは電力系統の電圧のマイナス２乗に比例するものであるため、電力系統の電圧を昇圧制御時及び降圧制御時のどちらにおいても、かつ無効電力発生回路に印加される電圧の変動に左右されることなく、設定電圧に精度よく高速で安定した応答することができる。
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図１及び図２に基づいて説明する。
【００２５】
（実施の形態）
図１は、本発明の実施の形態を示す静止形無効電力補償装置の説明図である。
【００２６】
図１において、１は電力系統３に接続された無効電力制御手段である制御装置、２は無効電力を発生する無効電力発生回路で降圧トランス２１を介して電力系統３と接続されている。
【００２７】
１１は電力系統３の電圧を検出する電圧検出部で、その出力は制御ゲインＫを調整するゲイン調整部１６に接続され、この制御ゲインＫはΔＱ演算部１３に出力される。
【００２８】
また、１２は設定電圧を記憶する設定電圧記憶部でこの設定電圧は変更可能であり、この設定電圧と電圧検出部１１から出力される電圧とによる偏差電圧ΔＶがΔＱ演算部１３へ出力されている。
【００２９】
ΔＱ演算部１３では、入力された偏差電圧ΔＶと制御ゲインＫによって比例演算した無効電力ΔＱを、積分処理部１４に出力する。
【００３０】
積分処理部１４はこの無効電力ΔＱを積分して無効電力Ｑ_Ｏを演算し、位相制御スイッチ制御部１５に出力する。この位相制御スイッチ制御部１５で演算された制御点弧角αが、無効電力発生回路２に出力される。
【００３１】
上記のΔＱ演算部１３、積分処理部１４および位相制御スイッチ制御部１５は電圧一定制御部に相当するが、これに限るものではない。
【００３２】
また、無効電力発生回路２は、制御点弧角αにより制御される位相制御スイッチ２４と、位相制御スイッチ２４と直列に接続された第１のリアクトル２２と、第１のリアクトル２２と並列に接続した第２のリアクトル２３及びコンデンサ２５の直列回路とから構成され、第１のリアクトル２２と第２のリアクトル２３の接続点と電力系統３の間には降圧トランス２１が接続されている。
【００３３】
上記のような構成において動作を説明すると、ゲイン調整部１６は電圧検出部１１で計測した電力系統３の電圧Ｖ_Ｔを逐次入力し、電力系統３の電圧Ｖ_Ｔを変数パラメータとする制御ゲインＫを決定する。
【００３４】
図１において、位相制御スイッチ制御部１５が無効電力Ｑ_Ｏを入力して制御点弧角αを出力する動作は、無効電力発生回路２の印加電圧が定格電圧Ｖ_Ｏの場合のものであることから、次式
【００３５】
【数４】

【００３６】
のように、無効電力発生回路２から出力される無効電力Ｑが指令値である無効電力Ｑ_Ｏに対して（Ｖ_Ｔ／Ｖ_Ｏ）^２倍に変化すると考え、この変化分を補正するように従来使用していた制御ゲインＫ_Ｏを（Ｖ_Ｏ／Ｖ_Ｔ）^２倍したを制御ゲインＫと次式のように決定している。
【００３７】
【数５】

【００３８】
このため、偏差電圧ΔＶが発生した時に、位相制御スイッチ制御部１５に入力される無効電力がＱ_１からＱ_２に変化した場合の無効電力発生回路２から出力される無効電力変化分Δｑは、
【００３９】
【数６】

【００４０】
となり、偏差電圧ΔＶに対する無効電力変化分Δｑの比で表わされる無効電力補償装置トータルの制御ゲインは
【００４１】
【数７】

【００４２】
であり、電力系統３の電圧Ｖ_Ｔに依存しない。
【００４３】
これにより、昇圧制御時及び降圧制御時のどちらにおいても、設置点の電圧変動に左右されることなく、静止形無効電力補償装置トータルの制御ゲインを均一にし、容易に高速かつ安定な応答特性を得る事ができる。
【００４４】
図２に、上記静止形無効電力補償装置の出力無効電力及び設置点電圧の応答特性図を示す。電圧変化の発生時を時間の起点とし、静止形無効電力補償装置設置点の制御目標電圧３０に対して、電圧を制御したい目標範囲３１に到達するまでの時間を応答時間として考える場合の電圧応答特性及び出力無効電力応答特性に関して、昇圧制御時及び降圧制御時の両方について同一グラフ上に示している。
【００４５】
図２のように、従来の制御において、降圧制御時の電圧応答特性３６が目標範囲３１内に収まるように制御ゲインＫ_０を設定した時の応答時間Ｔ_Ｌ５２に対し、昇圧制御時の電圧応答特性３４の応答時間Ｔ_Ｕ５３がかなり長くなってしまう。
【００４６】
また、昇圧制御時の電圧応答特性３４の応答時間Ｔ_Ｕ５３を短くしようと制御ゲインＫ_０を高くすると、降圧制御時の電圧応答特性３６がオーバーシュートするため、目標範囲３１内に収まるまでに電圧Ｖ_Ｔが目標範囲内外を変動し応答時間がかえって長くなってしまう。
【００４７】
これは、前述のように、偏差電圧ΔＶに対する無効電力変化分Δｑ_１の比で表わされる無効電力補償装置トータルの制御ゲインが（１）式のように電力系統３の電圧Ｖ_Ｔの変動に影響されるためである。
【００４８】
それに対して、本実施の形態での（２）式に基づく制御ゲインＫでの昇圧制御時における電圧応答特性３３と降圧制御時における電圧応答特性３５の応答時間はいずれもＴ_０５１となり、応答特性が均一になる。
【００４９】
そして、前述のように、偏差電圧ΔＶに対する無効電力変化分Δｑの比で表わされる無効電力補償装置トータルの制御ゲインが（３）式で表わされるように電力系統３の電圧Ｖ_Ｔの変動に影響されないため、制御ゲインＫを容易に最適値にすることができる。
【００５０】
また、図２における応答時間Ｔ_Ｌ５２は本実施の形態での応答時間Ｔ_０５１よりも短くなっているが、電力系統３における電圧Ｖ_Ｔが目標範囲に収まる応答時間は降圧制御時または昇圧制御時の応答時間の長い方の応答時間で定義するため、従来の制御における応答時間はＴ_Ｕ５３に対し、本実施の形態ではＴ_０５１となる。このため、目標範囲３１に収束する応答時間は、従来の制御に比して、より短時間になる。
【００５１】
上記に対応する従来の昇圧制御時の出力無効電力応答特性３８と降圧制御時の出力無効電力応答特性４０、本実施の形態での昇圧制御時の出力無効電力応答特性３７と降圧制御時の出力無効電力応答特性３９を同様に図２に示す。
【００５２】
すなわち、制御ゲインＫ_０を適切に大きくすることにより昇圧及び降圧の両方の制御においてオーバーシュートぎりぎりまで高速かつ安定な応答特性を得る事ができる。
【００５３】
また、設定電圧記憶部１２に保持する設定電圧Ｖ_１が定格電圧Ｖ_０と異なる場合にもその設定電圧Ｖ_１がに依存することなく全電圧領域で応答特性を均一にすることができる。
【００５４】
すなわち、電力系統の電圧に依存しないので、設定電圧Ｖ_１が変更されても、常に静止形無効電力補償装置トータルの制御ゲインが一定に保たれ、安定した均一な応答特性を得ることができる。
【００５５】
なお、ゲイン調整部での制御ゲイン決定手段は、位相制御スイッチ制御部１５の演算内容や保持内容や、意図する応答特性の違いにより変更することもできる。
【００５６】
なお、上記実施の形態の制御装置１及び電圧検出回路１１はブロック図で示しているが、全部又は一部をハードウェア又はマイクロコンピュータなどで処理させてもよい。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば昇圧制御時及び降圧制御時のどちらにおいても、設置点の電圧変動に左右されることなく、静止形無効電力補償装置トータルの制御ゲインを均一にし、常に高速かつ安定な応答特性を持つ静止形無効電力補償装置を提供する事ができる。
【００５８】
また、電力系統の設定電圧に依存せずに全電圧領域で応答特性を均一にする事ができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態の静止形無効電力補償装置の説明図
【図２】同実施の形態の静止形無効電力補償装置の応答特性図
【図３】従来の静止形無効電力補償装置の説明図
【符号の説明】
１制御装置
２無効電力発生回路
３電力系統
１１電圧検出部
１２設定電圧記憶部
１３ ΔＱ演算部
１４積分処理部
１５位相制御スイッチ制御部
１６ゲイン調整部
２１降圧用トランス
２２第１のリアクトル
２３第２のリアクトル
２４位相制御スイッチ
２５コンデンサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a static var compensator connected to a power system and maintaining a system voltage.
[0002]
[Prior art]
In a power system to which a large-capacity motor or the like is connected, a large voltage fluctuation occurs when the large-capacity motor is started. One of the effective devices for suppressing voltage fluctuation due to such large capacity and sudden load fluctuation is a static var compensator, which operates as an advanced var load when the system voltage is low. In addition, when the system voltage is rising, it operates as a delayed reactive power load to compensate for system voltage fluctuations.
[0003]
Hereinafter, a conventional static var compensator will be described. FIG. 3 shows an explanatory diagram of a conventional static var compensator. Reference numeral 30 denotes a control device, 40 denotes a reactive power generation circuit, 50 denotes a power system, 41 denotes a step-down transformer, 42 denotes a first reactor, 43 denotes a second reactor, 44 denotes a phase control switch, 45 denotes a capacitor, and 31 denotes a voltage. detection circuit, 32 is set voltage storage unit, 33 Delta] Q ₁ arithmetic unit, 34 is an integration processing unit, 35 is a phase control switch controller.
[0004]
The operation of the conventional static var compensator configured as described above will be described below.
[0005]
First, the reactive power generation circuit 40 operating as a reactive power load is connected to the low voltage side via the power system 50 and the step-down transformer 41. If voltage V _T of the electric power system 50 which is measured by the voltage detection circuit 31 decreases, the reactive power generation circuit 40 by the control unit 30 controls the phase control switching means 44, the process proceeds to operate as a reactive power loads, reverse the voltage V _T if rises, the voltage is constant controlled to maintain a set voltage set voltage storage unit 32 which the system voltage is provided to the control device 30 operates as a lagging reactive power load.
[0006]
More specifically, the output voltage V _T setting voltage storage unit 32 of the voltage set value is compared with the deviation amount is Delta] Q ₁ arithmetic unit 33 of the power system 50 which is measured by the voltage detection circuit 31 provided in the control unit 30 Is done. By multiplying the control gain K ₀ to deviations entered in Delta] Q ₁ arithmetic unit 33 calculates the reactive power Delta] Q ₁ is the output variation of the reactive power generation circuit 40. In order to eliminate the steady-state deviation of the control system, the integration processing unit 34 integrates the input reactive power ΔQ ₁ , calculates the reactive power Q ₀₁ to be generated by the reactive power generation circuit 40, and outputs the calculated reactive power Q ₀₁ to the phase control switch control unit 35.
[0007]
Phase control switch controller 35 which enter the reactive power Q ₀₁ is a reactive power generation circuit 40 outputs a control firing angle alpha ₁ of the phase control switch means 44 for outputting a reactive power Q _01. However, the control firing angle alpha ₁ to be output is a value obtained by assuming the state where the rated voltage V ₀ is applied to the reactive power generation circuit 40.
[0008]
The reactive power generation circuit 40 operates the phase control switch means 44 at the timing of the input control firing angle α ₁ to supply the reactive power Q ₀₁ to the power system 50, thereby _suppressing the fluctuation of the voltage VT of the power system 50. The voltage _VT can be suppressed to the voltage set in the set voltage storage unit 32.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
As described in the prior art, in the process of constant voltage V _T of the electric power system 50 by static var compensator, the control firing angle phase control switch controller 35 inputs the reactive power Q ₀₁ alpha operation to output a _1, since the reactive power generation circuit 40 is of the case where the rated voltage V _O is applied, if the voltage V _T of the power system 50 of the rated voltage V _O is the reactive power generation circuit 40 the exact reactive power Q ₀₁ is output from the reactive power Q ₁ outputted from the reactive power generation circuit 40 when the voltage V _T of the electric power system 50 is deviated from the rated voltage V _O by the voltage variation, the following And the reactive power _Q01 is not accurately output.
[0010]
(Equation 1)

[0011]
Therefore, when the voltage V _T and set difference voltage ΔV to the voltage of the voltage storage unit 32 of the power system 50 occurs, if the reactive power supplied to the phase control switch controller 35 is changed to Q ₀₂ from Q ₀₁ , The reactive power change Δq ₁ output from the reactive power generation circuit 40 is
[0012]
(Equation 2)

[0013]
Next, the control gain of the reactive power compensator total represented by the ratio of the reactive power variation [Delta] q ₁ for difference voltage ΔV is [0014]
(Equation 3)

[0015]
, And the depends on the voltage V _T of the power system 3.
[0016]
Therefore, the total control gain is different between the case where the voltage rise changes and the case where the voltage drop changes in the power system 50. If the control gain _KO is a fixed value, the control gain KO and the step-down control are different. At the time of control, the response characteristic changes. In this case, an overshoot occurs in the step-down control when the increase uniformly the control gain K _O in order to increase the response speed during the boost control, V _T of the power system 3 is changed to the voltage value of the target voltage range and out to converge to the target voltage range while the voltage V _T of the power system 3 becomes longer response time to fall within the target range, there is a problem that decreases the response speed.
[0017]
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and makes the total control gain of the static var compensator uniform in both the step-up control and the step-down control without being affected by the voltage fluctuation at the installation point. It is an object of the present invention to provide a static var compensator capable of easily obtaining high-speed and stable response characteristics.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a first means of a static var compensator according to the present invention comprises: a reactive power generation circuit connected to a power system for generating reactive power; and a reactive power control means for controlling the reactive power. And the reactive power control means has a gain adjustment unit that calculates a control gain according to the voltage of the power system.
[0019]
Further, the second means is connected to a power system, generates a reactive power, a reactive power generation circuit, a voltage detection unit for detecting a voltage of the power system, and a setting for storing a set voltage and changing the set voltage A voltage storage unit, a constant voltage control unit that receives an output of the voltage detection unit and controls the reactive power generation circuit so that the voltage of the power system becomes the set voltage, and a voltage corresponding to an output of the voltage detection unit. A gain adjustment unit that calculates a control gain, wherein the constant voltage control unit controls the reactive power generation circuit with a control gain output from the gain adjustment unit.
[0020]
The third means is the first means or the second means, wherein the control gain is proportional to a minus square of the voltage of the power system.
[0021]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
In order to achieve the above object, a first means of a static var compensator according to the present invention comprises: a reactive power generation circuit connected to a power system to generate reactive power; and a reactive voltage control means for controlling the reactive power. Since the reactive power control means has a gain adjustment unit that calculates a control gain in accordance with the voltage of the power system, the voltage of the power system can be controlled during both the step-up control and the step-down control. In addition, a high-speed and stable response characteristic can be obtained without being affected by the fluctuation of the voltage applied to the reactive power generation circuit.
[0022]
The second means is connected to a power system, generates a reactive power, generates a reactive power, a voltage detection unit for detecting a voltage of the power system, stores a set voltage, stores the set voltage and stores the set voltage. A set voltage storage unit capable of changing a voltage, a voltage constant control unit that receives an output of the voltage detection unit and controls the reactive power generation circuit so that the voltage of the power system becomes the set voltage, and the voltage detection A gain adjustment unit that calculates a control gain according to an output of the unit.The voltage constant control unit controls the reactive power generation circuit by a control gain output from the gain adjustment unit. Accurate, high-speed, and stable response to the set voltage regardless of fluctuations in the voltage applied to the reactive power generation circuit during both step-up control and step-down control of the system voltage Door can be.
[0023]
Further, in the third means, in the first means or the second means, the control gain is proportional to the negative square of the voltage of the power system, so that the voltage of the power system is controlled in either the step-up control or the step-down control. Also, it is possible to accurately and quickly respond to the set voltage with high speed without being influenced by the fluctuation of the voltage applied to the reactive power generation circuit.
[0024]
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0025]
(Embodiment)
FIG. 1 is an explanatory diagram of a static var compensator showing an embodiment of the present invention.
[0026]
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a control device which is a reactive power control unit connected to the power system 3, and reference numeral 2 denotes a reactive power generation circuit for generating reactive power, which is connected to the power system 3 via a step-down transformer 21.
[0027]
Reference numeral 11 denotes a voltage detection unit that detects the voltage of the power system 3, and its output is connected to a gain adjustment unit 16 that adjusts a control gain K. The control gain K is output to a ΔQ calculation unit 13.
[0028]
Reference numeral 12 denotes a set voltage storage unit for storing the set voltage, which can be changed. A deviation voltage ΔV between the set voltage and the voltage output from the voltage detector 11 is output to the ΔQ calculator 13. I have.
[0029]
The ΔQ calculation unit 13 outputs to the integration processing unit 14 a reactive power ΔQ calculated in proportion to the input deviation voltage ΔV and the control gain K.
[0030]
Integration processing unit 14 calculates the reactive power Q _O by integrating the reactive power Delta] Q, and outputs the phase control switch controller 15. The control firing angle α calculated by the phase control switch control unit 15 is output to the reactive power generation circuit 2.
[0031]
The ΔQ calculation unit 13, the integration processing unit 14, and the phase control switch control unit 15 correspond to a constant voltage control unit, but are not limited thereto.
[0032]
Further, the reactive power generation circuit 2 includes a phase control switch 24 controlled by the control firing angle α, a first reactor 22 connected in series with the phase control switch 24, and a parallel connection with the first reactor 22. A step-down transformer 21 is connected between the power system 3 and the connection point between the first reactor 22 and the second reactor 23 and a series circuit of the second reactor 23 and the capacitor 25 described above.
[0033]
When the operation described in the above-described configuration, the control gain gain adjustment unit 16 inputs the voltage V _T of the power system 3 measured by the voltage detection unit 11 sequentially, the voltage V _T of the power system 3 and the variable parameters K To determine.
[0034]
In Figure 1, operation of the phase control switch control unit 15 outputs the α control firing angle by entering the reactive power Q _O, applies the voltage of the reactive power generator 2 is of the case of the rated voltage V _O From the following equation:
(Equation 4)

[0036]
As such, considered reactive power Q outputted from the reactive power generator 2 is changed to ^twice (V T _/ V _O) against the reactive power Q _O which is a command value, to compensate for this change in It determines the control gain K _O which has been conventionally used a (V O _/ V _T) ² times the like of the control gain K and the following equation.
[0037]
(Equation 5)

[0038]
Therefore, when the difference voltage ΔV is generated, reactive power variation Δq output from reactive power generator 2 when the reactive power supplied to the phase control switch controller 15 is changed from Q ₁ to Q ₂ are
[0039]
(Equation 6)

[0040]
And the total control gain of the reactive power compensator represented by the ratio of the reactive power change Δq to the deviation voltage ΔV is:
(Equation 7)

[0042]
, And the do not depend on the voltage V _T of the power system 3.
[0043]
Thereby, in both the step-up control and the step-down control, the control gain of the total static var compensator is made uniform without being influenced by the voltage fluctuation of the installation point, and the high-speed and stable response characteristics can be easily achieved. You can get.
[0044]
FIG. 2 shows a response characteristic diagram of the output reactive power and the installation point voltage of the static var compensator. A voltage response when the time when a voltage change occurs is considered as a starting point of time, and a time required to reach a target range 31 in which the voltage is to be controlled is considered as a response time with respect to a control target voltage 30 at a static var compensator installation point. The characteristics and the output reactive power response characteristics are shown on the same graph for both the step-up control and the step-down control.
[0045]
As shown in FIG. 2, in the conventional control, the response time T _L 52 when the control gain K ₀ is set so that the voltage response characteristic 36 during the step-down control falls within the target range 31 is different from the voltage during the step-up control. response time _T U 53 of the response characteristic 34 becomes very long.
[0046]
Also, when attempting to shorten the response time T _U 53 of the voltage response characteristic 34 of the voltage step-up control to raise the control gain K _0, the voltage response characteristic 36 during the step-down control from overshooting, until fit into the target range 31 the voltage V _T target range varying inside and outside the response time becomes rather long.
[0047]
This is because, as described above, influenced by fluctuations in the voltage V _T of the power system 3 to control the gain of the reactive power compensator total represented by the ratio of the reactive power variation [Delta] q ₁ for deviation voltage ΔV is (1) That is because
[0048]
On the other hand, in the present embodiment, the response time of the voltage response characteristic 33 at the time of the boost control with the control gain K based on the expression (2) and the response time of the voltage response characteristic 35 at the time of the step-down control are both T ₀ 51, Characteristics become uniform.
[0049]
Then, as described above, influenced by fluctuations in the voltage V _T of the power system 3 to control the gain of the reactive power compensator total represented by the ratio of the reactive power variation Δq for the deviation voltage ΔV is expressed by equation (3) Therefore, the control gain K can be easily set to the optimum value.
[0050]
Although shorter than the response time T _L 52 is the response time in this embodiment T ₀ 51 in FIG. 2, the response time is the step-down control during or boosting voltage V _T in the power system 3 falls within the target range Since the response time in the control is defined by the longer response time, the response time in the conventional control is T ₀ 53 in the present embodiment, compared to T _U 53. Therefore, the response time that converges on the target range 31 is shorter than in the conventional control.
[0051]
The conventional output reactive power response characteristic 38 during step-up control and the output reactive power response characteristic 40 during step-down control corresponding to the above, the output reactive power response characteristic 37 during step-up control and output during step-down control in the present embodiment. FIG. 2 also shows the reactive power response characteristic 39.
[0052]
That is, it is possible to obtain a fast and stable response to overshoot the last minute in the control of both the boost and buck by appropriately increasing the control gain K _0.
[0053]
Further, it is possible to equalize the response characteristics at full voltage region without setting voltages V ₁ to hold the set voltage storage unit 12 is also dependent on its setting voltages V ₁ is different from the rated voltage V _0.
[0054]
That does not depend on the voltage of the electric power system, be modified set voltage V _1, always kept in the control gain of the static var compensator total is constant, it is possible to obtain a stable homogeneous response characteristics.
[0055]
Note that the control gain determining means in the gain adjusting unit can be changed according to the calculation contents and the held contents of the phase control switch control unit 15 and the intended response characteristics.
[0056]
Although the control device 1 and the voltage detection circuit 11 of the above embodiment are shown in a block diagram, all or a part thereof may be processed by hardware or a microcomputer.
[0057]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, in both the step-up control and the step-down control, the control gain of the static var compensator is made uniform without being influenced by the voltage fluctuation at the installation point, and is always A static var compensator having high-speed and stable response characteristics can be provided.
[0058]
Further, the response characteristics can be made uniform over the entire voltage range without depending on the set voltage of the power system.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram of a static var compensator according to an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a response characteristic diagram of the static var compensator according to the embodiment; FIG. Explanatory drawing of device [Explanation of reference numerals]
REFERENCE SIGNS LIST 1 control device 2 reactive power generation circuit 3 power system 11 voltage detection unit 12 set voltage storage unit 13 ΔQ calculation unit 14 integration processing unit 15 phase control switch control unit 16 gain adjustment unit 21 step-down transformer 22 first reactor 23 second Reactor 24 Phase control switch 25 Capacitor

Claims

A reactive power generation circuit that is connected to a power system to generate reactive power; anda reactive power control unit that controls the reactive power, wherein a reactive power amount generated from the reactive power generation circuit depends on a voltage of the power system. In this case, the reactive power control unit includes a gain adjustment unit that calculates a control gain according to the voltage of the power system so that the amount of reactive power generated from the reactive power generation circuit does not depend on the voltage of the power system. Static var compensator.

A reactive power generation circuit that is connected to a power system to generate reactive power, a voltage detection unit that detects a voltage of the power system, a set voltage storage unit that stores a set voltage and that can be changed, A constant voltage control unit that inputs an output and controls the reactive power generation circuit so that the voltage of the power system becomes the set voltage, and the amount of reactive power generated from the reactive power generation circuit depends on the voltage of the power system. A gain adjustment unit that calculates a control gain according to the output of the voltage detection unit so that the amount of reactive power generated from the reactive power generation circuit does not depend on the voltage of the power system. The static var compensator controls the reactive power generation circuit with a control gain output from the gain adjuster.

3. The static reactive power compensation according to claim 1, wherein when the amount of reactive power generated from the reactive power generation circuit is proportional to the square of the voltage of the power system, the control gain is proportional to minus square of the voltage of the power system. 4. apparatus.