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JP6901911B2 - Control device for static power compensator - Google Patents
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JP6901911B2 - Control device for static power compensator - Google Patents

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Description

本発明は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls a static power compensator connected to a power system.

太陽光発電システムなどの分散型電源が電力系統に接続された電力システムが利用されている。このような電力システムでは、適切な制御が行われなければ、電力系統の系統電圧が適正範囲から逸脱するおそれがある。そのため、任意の無効電力を電力系統に流す無効電力補償装置を電力系統に接続することで、系統電圧の適正範囲からの逸脱が抑制されている(例えば、特許文献1参照)。 A power system in which a distributed power source such as a photovoltaic power generation system is connected to a power system is used. In such a power system, if not properly controlled, the system voltage of the power system may deviate from the proper range. Therefore, by connecting a static power compensator for flowing arbitrary reactive power to the power system to the power system, deviation from the proper range of the system voltage is suppressed (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−20306号公報JP-A-2007-20306

近年、太陽光発電による発電エネルギーの増加および電力系統に接続される負荷の増加により、無効電力補償装置には、電力系統の電圧制御および力率制御といった基本的な機能の他に、不平衡補償制御、高調波抑制制御など複数の機能を備えることが求められるようになっている。ここで、電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御といった無効電力補償装置に求められる各種制御を実現するための構成については検討の余地がある。 In recent years, due to the increase in energy generated by photovoltaic power generation and the increase in the load connected to the power system, static VAR compensators have not only basic functions such as voltage control and power factor control of the power system, but also imbalance compensation. It is required to have a plurality of functions such as control and harmonic suppression control. Here, there is room for consideration of configurations for realizing various controls required for the static VAR compensator such as voltage control, unbalanced compensation control, and harmonic suppression control.

本発明の目的は、上述した課題を解決し、電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御といった各種の制御を実現することができる無効電力補償装置の制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a control device for a static power compensator capable of solving the above-mentioned problems and realizing various controls such as voltage control, imbalance compensation control, and harmonic suppression control.

上記課題を解決するため、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、前記無効電力補償装置が出力する無効電流を指示する無効電流指令を出力する電圧大きさ制御器と、前記無効電力補償装置の出力電流の、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧の方向に直交する無効電流成分が、前記無効電流指令に追従するように前記無効電力補償装置を制御する無効電流制御器と、を備え、前記電圧大きさ制御器は、前記連系点電圧の電圧指令と前記連系点電圧の大きさとの偏差を演算する電圧偏差演算器と、前記偏差が所定の不感帯の上限値以上である場合には、前記偏差から前記上限値を引いた値を出力し、前記偏差が前記不感帯の下限値以下である場合には、前記偏差から前記下限値を引いた値を出力し、前記偏差が前記下限値より大きく、前記上限値より小さい場合には、0を出力する電圧不感帯検出器と、前記電圧不感帯検出器の出力が0でない場合には、前記電圧不感帯検出器の出力を比例積分増幅して前記無効電流指令として出力し、前記電圧不感帯検出器の出力が0である場合には、前記無効電流指令を所定の時定数で0に近づける誤差増幅器と、を備える。 In order to solve the above problems, the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention is a control device that controls the ineffective power compensating device connected to the power system, and obtains the ineffective current output by the ineffective power compensating device. The voltage magnitude controller that outputs the instructed invalid current command and the output current of the invalid power compensator are orthogonal to the direction of the interconnection point voltage that is the voltage at the connection point between the power system and the ineffective power compensator. The invalid current component is provided with an invalid current controller that controls the invalid power compensator so that the invalid current component follows the invalid current command, and the voltage magnitude controller includes the voltage command of the interconnection point voltage and the said. A voltage deviation calculator that calculates the deviation from the magnitude of the interconnection point voltage, and when the deviation is equal to or greater than the upper limit of the predetermined dead zone, the deviation is output by subtracting the upper limit from the deviation, and the deviation is output. Is equal to or less than the lower limit of the dead zone, a value obtained by subtracting the lower limit from the deviation is output, and when the deviation is larger than the lower limit and smaller than the upper limit, 0 is output. When the outputs of the dead band detector and the voltage dead band detector are not 0, the output of the voltage dead band detector is proportionally integrated and amplified and output as the invalid current command, and the output of the voltage dead band detector is 0. In some cases, it includes an error amplifier that brings the invalid current command closer to 0 with a predetermined time constant.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、前記無効電力補償装置が出力する無効電流を指示する無効電流指令を出力する電圧大きさ制御器と、前記無効電力補償装置の出力電流の、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧の方向と直交する無効電流成分が、前記無効電流指令に追従するように前記無効電力補償装置を制御する無効電流制御器と、を備え、前記電圧大きさ制御器は、入力された電圧指令に対して一次遅れ処理を行った電圧指令を出力する一次遅れフィルタと、前記一次遅れフィルタから出力された電圧指令と前記連系点電圧の大きさとの偏差を比例積分増幅し、前記無効電流指令として出力する誤差増幅器と、前記誤差増幅器により出力された無効電流指令が、前記無効電流の不感帯の上限値以上である場合には、下限の電圧指令を前記一次遅れフィルタに入力し、前記誤差増幅器により出力された無効電流指令が、前記不感帯の下限値以下である場合には、上限の電圧指令を前記一次遅れフィルタに入力し、前記誤差増幅器により出力された無効電流指令が、前記下限値より大きく、前記上限値より小さい場合には、前記一次遅れフィルタの出力を前記一次遅れフィルタに入力するフィルタ出力切替器と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the control device of the invalid power compensation device according to the present invention is a control device that controls the invalid power compensation device connected to the power system, and the invalid power compensation device outputs the invalid power. Direction of interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point between the power system and the ineffective power compensator, of the output current of the ineffective power compensator and the voltage magnitude controller that outputs the ineffective current command that indicates the current. The voltage magnitude controller includes an invalid current controller that controls the invalid power compensator so that the invalid current component orthogonal to the invalid current component follows the invalid current command, and the voltage magnitude controller receives the input voltage command. A primary lag filter that outputs a voltage command that has undergone primary lag processing, a proportional integral amplification of the deviation between the voltage command output from the primary lag filter and the magnitude of the interconnection point voltage, and output as the invalid current command. When the error amplifier and the invalid current command output by the error amplifier are equal to or larger than the upper limit value of the dead zone of the invalid current, the lower limit voltage command is input to the primary delay filter and output by the error amplifier. When the invalid current command is equal to or less than the lower limit value of the dead band, the upper limit voltage command is input to the primary delay filter, and the invalid current command output by the error amplifier is larger than the lower limit value. If it is smaller than the upper limit value, a filter output switch that inputs the output of the first-order lag filter to the first-order lag filter is provided.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、前記連系点電圧を前記電圧位相で回転座標変換して得られる、前記電力系統の周波数で逆方向に回転する直交するxb軸とyb軸とからなるxyb座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値である不平衡電圧ベクトルを出力する不平衡電圧検出器と、前記不平衡電圧ベクトルの前記xyb座標系の各成分を比例積分増幅し、不平衡補償電流指令として出力する不平衡補償電流指令生成器と、前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyb座標系の各成分が、前記不平衡補償電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する不平衡電流制御器と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention is a control device that controls the inactive power compensating device connected to the power system, and is the power system and the ineffective power compensating device. A dq coordinate system consisting of orthogonal d-axis and q-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system by converting the interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point with, with a negative voltage phase. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of components, and a phase adjuster that outputs the voltage phase so that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system. And, the voltage vector of the component of the xyb coordinate system including the orthogonal xb axis and the yb axis which rotate in the opposite direction at the frequency of the power system, which is obtained by converting the interconnection point voltage with the rotational coordinates in the voltage phase. , An unbalanced voltage detector that outputs an unbalanced voltage vector that is an average value in the half cycle, and each component of the xyb coordinate system of the unbalanced voltage vector are proportionally integrated and amplified and output as an unbalanced compensation current command. The unbalanced compensating current command generator and the unbalanced power compensating device are controlled so that each component of the xyb coordinate system of the output current of the unbalanced power compensating device follows each component of the unbalanced compensating current command. It includes a balanced current controller.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、前記連系点電圧を前記電圧位相で回転座標変換して得られる、前記電力系統の周波数で逆方向に回転する直交するxb軸とyb軸とからなるxyb座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値である不平衡電圧ベクトルを出力する不平衡電圧検出器と、前記不平衡電圧ベクトルの大きさが、前記不平衡電圧の不感帯の幅未満である場合には、大きさが0の出力電圧ベクトルを出力し、前記不平衡電圧ベクトルの大きさが、前記不感帯の幅以上である場合には、前記不平衡電圧ベクトルと同じ向きで前記不平衡電圧の不感帯の幅の大きさを有するベクトルを出力電圧ベクトルとして出力する不平衡電圧不感帯検出器と、前記出力電圧ベクトルの大きさが0でない場合には、前記出力電圧ベクトルの各成分を比例積分増幅して不平衡補償電流指令として出力し、前記出力電圧ベクトルの大きさが0である場合には、前記不平衡補償電流指令が所定の時定数で0に近づくような不平衡補償電流指令を出力する不平衡補償電流指令生成器と、前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyb座標系の各成分が、前記不平衡補償電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する不平衡電流制御器と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention is a control device that controls the inactive power compensating device connected to the power system, and is the power system and the ineffective power compensating device. A dq coordinate system consisting of orthogonal d-axis and q-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system by converting the interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point with, with a negative voltage phase. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of components, and a phase adjuster that outputs the voltage phase so that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system. And, the voltage vector of the component of the xyb coordinate system including the orthogonal xb axis and the yb axis which rotate in the opposite direction at the frequency of the power system, which is obtained by converting the interconnection point voltage with the rotational coordinates in the voltage phase. , The unbalanced voltage detector that outputs the unbalanced voltage vector which is the average value in the half cycle, and the magnitude when the magnitude of the unbalanced voltage vector is less than the width of the dead zone of the unbalanced voltage. When an output voltage vector of 0 is output and the magnitude of the unbalanced voltage vector is equal to or greater than the width of the dead zone, the width of the dead zone of the unbalanced voltage is large in the same direction as the unbalanced voltage vector. An unbalanced voltage dead zone detector that outputs a vector having a value as an output voltage vector, and if the magnitude of the output voltage vector is not 0, each component of the output voltage vector is proportionally integrated and amplified to compensate for the unbalanced compensation current. It is output as a command, and when the magnitude of the output voltage vector is 0, the unbalance compensation current command outputs an unbalance compensation current command so that the unbalance compensation current command approaches 0 with a predetermined time constant. An unbalanced current controller that controls the unbalanced power compensator so that each component of the xyb coordinate system of the output current of the unbalanced power compensator follows each component of the unbalanced compensating current command. , Equipped with.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、前記連系点電圧を、前記電圧位相のn(nは6の倍数±1)倍の角度で回転座標変換して得られる前記電力系統の周波数のn倍の周波数で回転する直交するxn軸とyn軸とからなるxyn座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電圧ベクトルを出力する高調波電圧検出器と、前記n次高調波電圧ベクトルの各成分を比例積分増幅して、n次高調波抑制電流指令として出力する高調波抑制電流指令生成器と、前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyn座標系の各成分が、前記n次高調波抑制電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する高調波電流制御器と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention is a control device that controls the inactive power compensating device connected to the power system, and is the power system and the ineffective power compensating device. A dq coordinate system consisting of orthogonal d-axis and q-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system by converting the interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point with, with a negative voltage phase. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of components, and a phase adjuster that outputs the voltage phase so that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system. And the orthogonal xn that rotates at a frequency n times the frequency of the power system obtained by converting the interconnection point voltage at an angle of n (n is a multiple of 6 ± 1) times the voltage phase. Each of the harmonic voltage detector that outputs the nth harmonic voltage vector, which is the average value in the half cycle of the voltage vector of the component of the xyn coordinate system consisting of the axis and the yn axis, and the nth harmonic voltage vector. Each component of the xyn coordinate system of the output current of the ineffective power compensator and the harmonic suppression current command generator that proportionally integrates and amplifies the components and outputs them as the nth harmonic suppression current command is the nth harmonic. A harmonic current controller that controls the ineffective power compensator so as to follow each component of the suppression current command is provided.

また、上記課題を解決するため、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置は、電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、前記連系点電圧を、前記電圧位相のn(nは6の倍数±1)倍の角度で回転座標変換して得られる前記電力系統の周波数のn倍の周波数で回転する直交するxn軸とyn軸とからなるxyn座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電圧ベクトルを出力する高調波電圧検出器と、前記n次高調波電圧ベクトルの大きさが、前記n次高調波電圧の不感帯の幅未満である場合には、大きさが0の出力電圧ベクトルを生成し、前記n次高調波電圧ベクトルの大きさが、前記n次高調波電圧の不感帯の幅以上である場合には、前記n次高調波電圧ベクトルと同じ向きで前記n次高調波電圧の所定の不感帯の大きさを有するベクトルを前記n次高調波電圧ベクトルから減算して出力電圧ベクトルとして出力する不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器と、前記出力電圧ベクトルの大きさが0でない場合には、前記出力電圧ベクトルの各成分を比例積分増幅してn次高調波抑制電流指令として出力し、前記出力電圧ベクトルの大きさが0である場合には、前記n次高調波抑制電流指令が所定の時定数で0に近づくようなn次高調波抑制電流指令を出力するn次高調波抑制電流指令生成器と、前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyn座標系の各成分が、前記n次高調波抑制電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する高調波電流制御器と、を備える。 Further, in order to solve the above problems, the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention is a control device that controls the inactive power compensating device connected to the power system, and is the power system and the ineffective power compensating device. A dq coordinate system consisting of orthogonal d-axis and q-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system by converting the interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point with, with a negative voltage phase. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of components, and a phase adjuster that outputs the voltage phase so that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system. And the orthogonal xn that rotates at a frequency n times the frequency of the power system obtained by converting the interconnection point voltage at an angle of n (n is a multiple of 6 ± 1) times the voltage phase. A harmonic voltage detector that outputs the nth harmonic voltage vector, which is the average value in the half cycle of the voltage vector of the component of the xyn coordinate system consisting of the axis and the yn axis, and the magnitude of the nth harmonic voltage vector. When is less than the width of the dead zone of the nth harmonic voltage, an output voltage vector having a magnitude of 0 is generated, and the magnitude of the nth harmonic voltage vector is the nth harmonic voltage. If it is equal to or greater than the width of the dead band, a vector having the size of the predetermined dead band of the nth harmonic voltage in the same direction as the nth harmonic voltage vector is subtracted from the nth harmonic voltage vector. The nth harmonic voltage vector generator with a dead band that outputs as an output voltage vector, and when the magnitude of the output voltage vector is not 0, each component of the output voltage vector is proportionally integrated and amplified to suppress the nth harmonic. It is output as a current command, and when the magnitude of the output voltage vector is 0, the nth harmonic suppression current command is output so that the nth harmonic suppression current command approaches 0 with a predetermined time constant. The ineffective power compensator so that each component of the xyn coordinate system of the output current of the nth harmonic suppression current command and the output current of the ineffective power compensator follows each component of the nth harmonic suppression current command. It is equipped with a harmonic current controller that controls the voltage.

また、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置において、前記高調波電流制御器は、前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyn座標系の各成分の電流ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電流ベクトルを出力するn次高調波電流検出器と、前記n次高調波抑制電流指令の各成分と、前記n次高調波電流ベクトルの各成分との偏差を比例積分増幅して出力するxyn座標系積分器と、前記n次高調波抑制電流指令を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電流変換器と、前記xyn座標系積分器の出力を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電圧変換器と、を備え、前記無効電力補償装置の出力電流の前記dq座標系の各成分を検出して出力する電流検出器と、前記n次高調波dq座標電流変換器の出力の各成分と、前記電流検出器の出力の各成分との偏差を比例積分増幅して出力するdq座標電流制御器と、前記高調波電流制御器の出力と、前記dq座標電流制御器の出力との和を前記無効電力補償装置の出力電圧の指令値として出力する電圧指令演算器と、をさらに備えることが好ましい。 Further, in the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention, the harmonic current controller is an average value of the current vectors of the output currents of the ineffective power compensating devices for each component of the xyn coordinate system in the half cycle. The deviation between the nth harmonic current detector that outputs the nth harmonic current vector, each component of the nth harmonic suppression current command, and each component of the nth harmonic current vector is proportionally integrated and amplified. The xyn coordinate system integrator, the nth harmonic dq coordinate current converter that converts the nth harmonic suppression current command into the components of the dq coordinate system and outputs the nth harmonic, and the xyn coordinate system integrator. The nth harmonic dq coordinate voltage converter that converts the output into the components of the dq coordinate system and outputs the output is provided, and each component of the dq coordinate system of the output current of the ineffective power compensator is detected and output. A dq coordinate current controller that proportionally integrates and amplifies the deviation between each component of the output of the current detector, the nth harmonic dq coordinate current converter, and each component of the output of the current detector, and outputs the current controller. It is preferable to further include a voltage command calculator that outputs the sum of the output of the harmonic current controller and the output of the dq coordinate current controller as a command value of the output voltage of the ineffective power compensator.

また、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置において、前記無効電力補償装置は、指令値に従った電圧を出力する三相電力変換器と、前記三相電力変換器の出力に一端が接続された変換器側リアクトルと、前記変換器側リアクトルの他端に接続された接続されたフィルタコンデンサと、一端が前記フィルタコンデンサの一端に接続され、他端が前記電力系統に接続された系統側リアクトルまたは変圧器と、を備え、前記高調波電流制御器は、前記フィルタコンデンサの電圧であるフィルタ電圧を検出するフィルタ電圧検出器と、前記コンデンサ電圧に基づき、前記フィルタコンデンサを流れる電流を推定するコンデンサ電流推定器と、前記n次高調波抑制電流指令を前記電流により補正して、前記変換器側リアクトルに流れる電流であるリアクトル電流を指示するリアクトル電流指令を生成して出力する高調波電流指令補正器と、前記リアクトル電流の前記xyn座標系の各成分の電流ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電流ベクトルを出力するn次高調波電流検出器と、前記n次高調波抑制電流指令の各成分と、前記n次高調波電流ベクトルの各成分との偏差を比例積分増幅して出力するxyn座標系積分器と、前記n次高調波抑制電流指令を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電流変換器と、前記xyn座標系積分器の出力を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電圧変換器と、を備え、前記無効電力補償装置の出力電流の前記dq座標系の各成分を検出して出力する電流検出器と、前記n次高調波dq座標電流変換器の出力の各成分と、前記電流検出器の出力の各成分との偏差を比例積分増幅して出力するdq座標電流制御器と、前記高調波電流制御器の出力と、前記dq座標電流制御器の出力との和を前記無効電力補償装置の出力電圧の指令値として出力する電圧指令演算器と、を備えることが好ましい。 Further, in the control device of the ineffective power compensating device according to the present invention, the inactive power compensating device is connected to a three-phase power converter that outputs a voltage according to a command value and one end to the output of the three-phase power converter. The converter side reactor, the connected filter capacitor connected to the other end of the converter side reactor, and the system side where one end is connected to one end of the filter capacitor and the other end is connected to the power system. The harmonic current controller includes a reactor or a transformer, and the harmonic current controller estimates a current flowing through the filter capacitor based on the filter voltage detector that detects the filter voltage that is the voltage of the filter capacitor and the capacitor voltage. Harmonic current command that corrects the capacitor current estimator and the nth harmonic suppression current command with the current, and generates and outputs a reactor current command that indicates the reactor current that is the current flowing through the converter side reactor. A corrector, an nth harmonic current detector that outputs an nth harmonic current vector that is an average value in the half cycle of the current vector of each component of the xyn coordinate system of the reactor current, and the nth harmonic The xyn coordinate system integrator that proportionally integrates and amplifies the deviation between each component of the wave suppression current command and each component of the nth harmonic current vector and outputs the deviation, and the dq coordinate system that outputs the nth harmonic suppression current command. The nth harmonic dq coordinate current converter that converts and outputs the components of the dq coordinate system, and the nth harmonic dq coordinate voltage converter that converts the output of the xyn coordinate system integrator into the components of the dq coordinate system and outputs it. A current detector that detects and outputs each component of the dq coordinate system of the output current of the ineffective power compensator, each component of the output of the nth harmonic dq coordinate current converter, and the current. The ineffective power is the sum of the dq coordinate current controller that proportionally integrates and amplifies the deviations from each component of the detector output, the output of the harmonic current controller, and the output of the dq coordinate current controller. It is preferable to include a voltage command calculator that outputs as a command value of the output voltage of the compensator.

また、本発明に係る無効電力補償装置の制御装置において、前記無効電力補償装置は、
指令値に従った電圧を出力する三相電力変換器と、前記三相電力変換器の出力に一端が接続された変換器側リアクトルと、前記変換器側リアクトルの他端に接続された接続されたフィルタコンデンサと、一端が前記フィルタコンデンサの一端に接続され、他端が前記電力系統に接続された系統側リアクトルまたは変圧器と、を備え、前記フィルタコンデンサの電圧であるフィルタ電圧の大きさから、前記変圧器による電圧降下分を補正し、前記連系点電圧として出力する電圧補正器をさらに備えることが好ましい。
Further, in the control device of the static power compensator according to the present invention, the static VAR compensator is
A three-phase power converter that outputs a voltage according to a command value, a converter-side reactor whose one end is connected to the output of the three-phase power converter, and a connection that is connected to the other end of the converter-side reactor. From the magnitude of the filter voltage, which is the voltage of the filter capacitor, the filter capacitor is provided with a system-side reactor or transformer whose one end is connected to one end of the filter capacitor and the other end is connected to the power system. It is preferable to further include a voltage corrector that corrects the voltage drop due to the transformer and outputs the voltage as the interconnection point voltage.

本発明に係る無効電力補償装置の制御装置によれば、電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御といった各種の制御を実現することができる。 According to the control device of the static power compensator according to the present invention, various controls such as voltage control, imbalance compensation control, and harmonic suppression control can be realized.

本発明の第1の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the control device of the static power compensator which concerns on 1st Embodiment of this invention. 図1に示す電圧大きさ制御器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the voltage magnitude controller shown in FIG. 図2に示す誤差増幅器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the error amplifier shown in FIG. 図2に示す誤差増幅器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the error amplifier shown in FIG. 図2に示す誤差増幅器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the error amplifier shown in FIG. 図2に示す誤差増幅器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the error amplifier shown in FIG. 図1に示す電圧大きさ制御器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the voltage magnitude controller shown in FIG. 図1に示す不平衡電圧制御器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the unbalanced voltage controller shown in FIG. 図1に示す不平衡電圧制御器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the unbalanced voltage controller shown in FIG. 図1に示す高調波電圧制御器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the harmonic voltage controller shown in FIG. 図1に示す高調波電圧制御器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the harmonic voltage controller shown in FIG. 図1に示す高調波電流制御器の構成の他の一例を示す図である。It is a figure which shows another example of the structure of the harmonic current controller shown in FIG. 図1に示すdq座標電流制御器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the dq coordinate current controller shown in FIG. 本発明の第2の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the control device of the static power compensator which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 図14に示す高周波電流制御器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the high frequency current controller shown in FIG. 図14に示すdq座標電流制御器の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the dq coordinate current controller shown in FIG. 本発明の第3の実施形態に係る無効電力補償装置の制御装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the structure of the control device of the static power compensator which concerns on 3rd Embodiment of this invention.

以下、本発明の実施の形態について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described.

(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る制御装置10の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る制御装置10は、電力系統1に接続され、電力系統1の系統電圧を調整する無効電力補償装置2を制御するものである。無効電力補償装置2は、例えば、入力される電圧指令に従い三相電圧を出力する三相電力変換器で構成される。
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the control device 10 according to the first embodiment of the present invention. The control device 10 according to the present embodiment controls the static VAR compensator device 2 which is connected to the power system 1 and adjusts the system voltage of the power system 1. The static power compensator 2 is composed of, for example, a three-phase power converter that outputs a three-phase voltage according to an input voltage command.

図1に示す制御装置10は、連系点電圧検出器11と、電流検出器12と、電圧大きさ検出器13と、電圧大きさ制御器14と、dq座標電圧変換器15と、位相調整器16と、不平衡電圧検出器17と、不平衡電圧制御器18と、高調波電圧検出器19と、高調波電圧制御器20と、高調波電流制御器21と、dq座標電流制御器22と、dq座標電圧指令演算器23とを備える。 The control device 10 shown in FIG. 1 includes an interconnection point voltage detector 11, a current detector 12, a voltage magnitude detector 13, a voltage magnitude controller 14, a dq coordinate voltage converter 15, and phase adjustment. Instrument 16, unbalanced voltage detector 17, unbalanced voltage controller 18, harmonic voltage detector 19, harmonic voltage controller 20, harmonic current controller 21, dq coordinate current controller 22 And a dq coordinate voltage command calculator 23.

連系点電圧検出器11は、電力系統1と無効電力補償装置2との接続点の電圧である連系点電圧を検出し、検出結果を電圧大きさ検出器13、dq座標電圧変換器15、不平衡電圧検出器17および高調波電圧検出器19に出力する。 The interconnection point voltage detector 11 detects the interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point between the power system 1 and the static VAR compensator 2, and outputs the detection results to the voltage magnitude detector 13 and the dq coordinate voltage converter 15. , Output to the unbalanced voltage detector 17 and the harmonic voltage detector 19.

電流検出器12は、無効電力補償装置2の出力電流iαβを検出し、検出結果を高調波電流制御器21およびdq座標電流制御器22に出力する。 The current detector 12 detects the output current i αβ of the static VAR compensator 2 and outputs the detection result to the harmonic current controller 21 and the dq coordinate current controller 22.

電圧大きさ検出器13は、連系点電圧検出器11により検出された連系点電圧の大きさVlを以下の式(1)に基づき演算し、得られた連系点電圧の大きさVlを電圧大きさ制御器14に出力する。なお、式(1)において、vαは連系点電圧のα軸成分であり、vは連系点電圧のβ軸成分である。 The voltage magnitude detector 13 calculates the magnitude V l of the interconnection point voltage detected by the interconnection point voltage detector 11 based on the following equation (1), and obtains the magnitude of the interconnection point voltage. V l is output to the voltage magnitude controller 14. In equation (1), v α is the α-axis component of the interconnection point voltage, and v b is the β-axis component of the interconnection point voltage.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

電圧大きさ制御器14は、連系点電圧の方向に直交する無効電流成分を指示する(無効電力補償装置2が出力する無効電流を指示する)無効電流指令iqfrを生成する。ここで、電圧大きさ制御器14は、電圧大きさ検出器13から出力された連系点電圧の大きさVlが所定値になるように無効電流指令iqfrを生成する。電圧大きさ制御器14は、生成した無効電流指令iqfrをdq座標電流制御器22に出力する。 The voltage magnitude controller 14 generates a reactive current command i qfr that indicates a reactive current component orthogonal to the direction of the interconnection point voltage (indicates the reactive current output by the reactive power compensator 2). Here, the voltage magnitude controller 14 generates the reactive current command i qfr so that the magnitude V l of the interconnection point voltage output from the voltage magnitude detector 13 becomes a predetermined value. The voltage magnitude controller 14 outputs the generated reactive current command i qfr to the dq coordinate current controller 22.

図2は、電圧大きさ制御器14の構成の一例を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing an example of the configuration of the voltage magnitude controller 14.

図2に示す電圧大きさ制御器14は、電圧偏差演算器141と、電圧不感帯検出器142と、誤差増幅器143とを備える。 The voltage magnitude controller 14 shown in FIG. 2 includes a voltage deviation calculator 141, a voltage dead zone detector 142, and an error amplifier 143.

電圧偏差演算器141は、連系点電圧の電圧指令である連系点電圧指令vrefから連系点電圧の大きさVlを減算して偏差verrを取得し、取得した偏差verrを電圧不感帯検出器142に出力する。 The voltage deviation calculator 141 obtains the deviation v err by subtracting the magnitude V l of the interconnection point voltage from the interconnection point voltage command v ref, which is the voltage command of the interconnection point voltage, and obtains the acquired deviation v err . Output to the voltage dead zone detector 142.

電圧不感帯検出器142は、電圧偏差演算器141から出力された偏差verrを用いて、以下の式(2)に基づき、不感帯電圧vdzを誤差増幅器143に出力する。なお、式(2)において、vdzHは、系統電圧の電圧制御を行わない不感帯の上限値である。また、vdzLは、系統電圧の電圧制御を行わない不感帯の下限値である。 The voltage dead zone detector 142 outputs the dead band voltage v dz to the error amplifier 143 based on the following equation (2) using the deviation ver err output from the voltage deviation calculator 141. In equation (2), v dzH is the upper limit of the dead zone in which the system voltage is not controlled. Further, v dzL is the lower limit value of the dead zone in which the voltage control of the system voltage is not performed.

Figure 0006901911
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式(2)から明らかなように、電圧不感帯検出器142は、偏差verrが所定の不感帯(偏差verrに応じた電圧制御を行わない偏差verrの範囲)の上限値vdzH以上である場合には、偏差verrから不感帯の上限値vdzHを引いた値を不感帯電圧vdzとして出力する。また、電圧不感帯検出器142は、偏差verrが所定の不感帯の下限値vdzL以下である場合には、偏差verrから不感帯の下限値vdzLを引いた値を不感帯電圧vdzとして出力する。また、電圧不感帯検出器142は、偏差verrが不感帯の下限値vdzLより大きく、上限値vdzHより小さいには、不感帯電圧vdzとして0を出力する。 As is clear from the equation (2), in the voltage dead zone detector 142, the deviation v err is equal to or higher than the upper limit value v dzH of the predetermined dead band (the range of the deviation v err in which the voltage is not controlled according to the deviation v err). In this case, the value obtained by subtracting the upper limit value v dzH of the dead band from the deviation v err is output as the dead band voltage v dz. Further, when the deviation v err is equal to or less than the lower limit value v dzL of the predetermined dead band, the voltage dead zone detector 142 outputs the value obtained by subtracting the lower limit value v dz L of the dead band from the deviation v err as the dead band voltage v dz. .. Further, the voltage dead zone detector 142 outputs 0 as the dead band voltage v dz when the deviation v err is larger than the lower limit value v dzL of the dead band and smaller than the upper limit value v dzH.

誤差増幅器143は、電圧不感帯検出器142の出力(不感帯電圧vdz)が0でない場合には、電圧不感帯検出器142の出力を比例積分増幅して無効電流指令iqfrとしてdq座標電流制御器22に出力する。誤差増幅器143は、電圧不感帯検出器142の出力が0である場合には、無効電流指令iqfrが所定の時定数で0に近づくような無効電流指令iqfrを生成し、dq座標電流制御器22に出力する。 When the output of the voltage dead band detector 142 (dead band voltage v dz ) is not 0, the error amplifier 143 proportionally integrates and amplifies the output of the voltage dead band detector 142 and uses the reactive current command i qfr as the dq coordinate current controller 22. Output to. The error amplifier 143 when the output of the voltage dead band detector 142 is 0, generates a reactive current command i QFR as reactive current command i QFR approaches zero at a predetermined time constant, dq coordinate current controller Output to 22.

図3は、誤差増幅器143の構成の一例を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the error amplifier 143.

図3に示す誤差増幅器143は、ゲイン増幅器301と、一次遅れフィルタ302と、加算器303と、出力切替器304とを備える。 The error amplifier 143 shown in FIG. 3 includes a gain amplifier 301, a first-order lag filter 302, an adder 303, and an output switch 304.

ゲイン増幅器301は、電圧不感帯検出器142の出力(不感帯電圧vdz)をkp倍して加算器303に出力する。 The gain amplifier 301 multiplies the output of the voltage dead zone detector 142 (dead band voltage v dz ) by kp and outputs the output to the adder 303.

一次遅れフィルタ302は、以下の式(3)に示される伝達関数G1で表されるフィルタである。式(3)において、sはラプラス演算子であり、Tiは積分時間である。また、Aは、出力切替器304の出力に応じて切り替えられる値である。 The first-order lag filter 302 is a filter represented by the transfer function G1 represented by the following equation (3). In equation (3), s is the Laplace operator and Ti is the integration time. Further, A is a value that can be switched according to the output of the output switch 304.

Figure 0006901911
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一次遅れフィルタ302は、無効電流指令iqfrに対して伝達関数G1によるフィルタ処理(一次遅れ処理)を施して、加算器303に出力する。 The first-order lag filter 302 performs filter processing (first-order lag processing) by the transfer function G1 on the reactive current command i qfr, and outputs the result to the adder 303.

加算器303は、ゲイン増幅器301の出力(kp倍された不感帯電圧vdz)と、一次遅れフィルタ302の出力との和を、無効電流指令iqfrとして出力する。 The adder 303 outputs the sum of the output of the gain amplifier 301 (kp-multiplied dead band voltage v dz ) and the output of the first-order lag filter 302 as a reactive current command i qfr .

出力切替器304は、電圧不感帯検出器142から出力された不感帯電圧vdzが0である場合には、AとしてゲインKを出力し、不感帯電圧vdzが0でない場合には、Aとして0を出力する。 The output switch 304 outputs a gain K as A when the dead band voltage v dz output from the voltage dead band detector 142 is 0, and 0 as A when the dead band voltage v dz is not 0. Output.

したがって、図3に示す誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0でない場合には、不感帯電圧vdzを比例積分増幅して、無効電流指令iqfrとして出力する。また、誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0である場合には、時定数Tl=Ti/Kで無効電流指令iqfrが0に近づくようにする。なお、時定数Tlは、無効電流指令iqfrが0に近づく際の応答速度を示す。 Therefore, when the dead band voltage v dz is not 0, the error amplifier 143 shown in FIG. 3 proportionally integrates and amplifies the dead band voltage v dz and outputs it as a reactive current command i qfr. Further, the error amplifier 143 sets the reactive current command i qfr to approach 0 with the time constant T l = Ti / K when the dead band voltage v dz is 0. The time constant T l indicates the response speed when the reactive current command i qfr approaches 0.

誤差増幅器143の構成は、図3に示す構成に限られるものではない。図4は、誤差増幅器143の構成の他の一例を示す図である。なお、図4において、図3と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。 The configuration of the error amplifier 143 is not limited to the configuration shown in FIG. FIG. 4 is a diagram showing another example of the configuration of the error amplifier 143. In FIG. 4, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 3, and the description thereof will be omitted.

図4に示す誤差増幅器143は、ゲイン増幅器301と、一次遅れフィルタ302aと、加算器303aと、出力切替器304aと、乗算器305とを備える。 The error amplifier 143 shown in FIG. 4 includes a gain amplifier 301, a first-order lag filter 302a, an adder 303a, an output switch 304a, and a multiplier 305.

出力切替器304aは、電圧不感帯検出器142から出力された不感帯電圧vdzが0である場合には、ゲインKを乗算器305に出力し、不感帯電圧vdzが0でない場合には、1を乗算器305に出力する。 The output switch 304a outputs a gain K to the multiplier 305 when the dead band voltage v dz output from the voltage dead band detector 142 is 0, and sets 1 when the dead band voltage v dz is not 0. Output to multiplier 305.

乗算器305は、出力切替器304aの出力(ゲインKまたは1)と、無効電流指令iqfrとを乗算した値を一次遅れフィルタ302aに出力する。 The multiplier 305 outputs a value obtained by multiplying the output (gain K or 1) of the output switch 304a by the reactive current command i qfr to the first-order lag filter 302a.

一次遅れフィルタ302aは、伝達関数G=1/(1+sTi)で表されるフィルタである。一次遅れフィルタ302aは、無効電流指令iqfrに対して伝達関数Gによるフィルタ処理(一次遅れ処理)を施して、加算器303aに出力する。 The first-order lag filter 302a is a filter represented by a transfer function G = 1 / (1 + sTi). The first-order lag filter 302a performs filter processing (first-order lag processing) by the transfer function G on the reactive current command i qfr, and outputs the result to the adder 303a.

加算器303aは、ゲイン増幅器301の出力(kp倍された不感帯電圧vdz)と、フィルタ302aの出力との和を無効電流指令iqfrとして出力する。 The adder 303a outputs the sum of the output of the gain amplifier 301 (the dead band voltage v dz multiplied by kp) and the output of the filter 302a as a reactive current command i qfr .

したがって、図4に示す誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0でない場合には、不感帯電圧vdzを比例積分増幅して、無効電流指令iqfrとして出力する。また、誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0である場合には、時定数T=Ti/(1−K)で無効電流指令iqfrが0に近づくようにする。 Therefore, when the dead band voltage v dz is not 0, the error amplifier 143 shown in FIG. 4 proportionally integrates and amplifies the dead band voltage v dz and outputs it as a reactive current command i qfr. Further, the error amplifier 143 sets the reactive current command i qfr to approach 0 with the time constant T l = Ti / (1-K) when the dead band voltage v dz is 0.

図5は、誤差増幅器143の構成の他の一例を示す図である。なお、図5において、図3と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。 FIG. 5 is a diagram showing another example of the configuration of the error amplifier 143. In FIG. 5, the same components as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図5に示す誤差増幅器143は、ゲイン増幅器301と、一次遅れフィルタ302b−1,302b−2と、加算器303bと、出力切替器304bとを備える。 The error amplifier 143 shown in FIG. 5 includes a gain amplifier 301, first-order lag filters 302b-1, 302b-2, an adder 303b, and an output switch 304b.

一次遅れフィルタ302b−1は、伝達関数G=1/(1+sTi)で表されるフィルタである。一次遅れフィルタ302b−1は、無効電流指令iqfrが入力され、入力(無効電流指令iqfr)に対して伝達関数G=1/(1+sTi)によるフィルタ処理(一次遅れ処理)を施して、出力切替器304bに出力する。 The first-order lag filter 302b-1 is a filter represented by a transfer function G = 1 / (1 + sTi). The reactive current command i qfr is input to the primary delay filter 302b-1, and the input (reactive current command i qfr ) is filtered by the transfer function G = 1 / (1 + sTi) (primary delay processing) and output. Output to the switch 304b.

一次遅れフィルタ302b−2は、伝達関数G=1/(1+sTf)で表されるフィルタである。ここで、Tfは時定数である。一次遅れフィルタ302b−2は、0が入力され、入力に対して伝達関数G=1/(1+sTf)によるフィルタ処理(一次遅れ処理)を施して、出力切替器304bに出力する。 The first-order lag filter 302b-2 is a filter represented by a transfer function G = 1 / (1 + sTf). Here, Tf is a time constant. 0 is input to the primary delay filter 302b-2, the input is filtered by the transfer function G = 1 / (1 + sTf) (primary delay processing), and the input is output to the output switch 304b.

出力切替器304bは、電圧不感帯検出器142から出力された不感帯電圧vdzが0でない場合には、一次遅れフィルタ302b−1の出力を加算器303bに出力する。不感帯電圧vdzが0になると、出力切替器304bの入力は、不感帯電圧vdzが0に切り替わった瞬間の無効電流指令iqfrの値にプリセットされる。その後、出力切替器304bは、一次遅れフィルタ302b−2の出力を加算器303bに出力する。その結果、出力切替器304bの出力は、プリセットされた値から時定数Tfで0に近づいていく。 When the dead band voltage v dz output from the voltage dead zone detector 142 is not 0, the output switch 304b outputs the output of the primary delay filter 302b-1 to the adder 303b. When the dead band voltage v dz becomes 0, the input of the output switch 304b is preset to the value of the reactive current command i qfr at the moment when the dead band voltage v dz is switched to 0. After that, the output switch 304b outputs the output of the primary delay filter 302b-2 to the adder 303b. As a result, the output of the output switch 304b approaches 0 with the time constant Tf from the preset value.

加算器303aは、ゲイン増幅器301の出力(kp倍された不感帯電圧vdz)と、出力切替器304bの出力との和を、無効電流指令iqfrとして出力する。 The adder 303a outputs the sum of the output of the gain amplifier 301 (the dead band voltage v dz multiplied by kp) and the output of the output switch 304b as the reactive current command i qfr .

したがって、図5に示す誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0でない場合には、不感帯電圧vdzを比例積分増幅して、無効電流指令iqfrとして出力する。また、誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0である場合には、時定数T=Tfで無効電流指令iqfrが0に近づくようにする。 Therefore, when the dead band voltage v dz is not 0, the error amplifier 143 shown in FIG. 5 proportionally integrates and amplifies the dead band voltage v dz and outputs it as a reactive current command i qfr. Further, the error amplifier 143 sets the reactive current command i qfr to approach 0 with the time constant T l = Tf when the dead band voltage v dz is 0.

図6は、誤差増幅器143の構成の他の一例を示す図である。なお、図6において、図3と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。 FIG. 6 is a diagram showing another example of the configuration of the error amplifier 143. In FIG. 6, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 3, and the description thereof will be omitted.

図6に示す誤差増幅器143は、ゲイン増幅器301と、一次遅れフィルタ302cと、加算器303cと、出力切替器304cと、積分器306とを備える。 The error amplifier 143 shown in FIG. 6 includes a gain amplifier 301, a first-order lag filter 302c, an adder 303c, an output switch 304c, and an integrator 306.

積分器306は、電圧不感帯検出器142から出力された不感帯電圧vdzを積分して出力切替器304cに出力する。 The integrator 306 integrates the dead band voltage v dz output from the voltage dead zone detector 142 and outputs it to the output switch 304c.

一次遅れフィルタ302cは、伝達関数G=1/(1+sTf)で表されるフィルタである。一次遅れフィルタ302cは、入力として0が入力され、入力に対して伝達関数G=1/(1+Tfs)によるフィルタ処理(一次遅れ処理)を施して、出力切替器304cに出力する。 The first-order lag filter 302c is a filter represented by a transfer function G = 1 / (1 + sTf). 0 is input to the primary delay filter 302c as an input, and the input is filtered by the transfer function G = 1 / (1 + Tfs) (primary delay processing) and output to the output switch 304c.

出力切替器304cは、電圧不感帯検出器142から出力された不感帯電圧vdzが0でない場合には、積分器306の出力を加算器303cに出力する。不感帯電圧vdzが0になると、出力切替器304cの入力は、不感帯電圧vdzが0に切り替わった瞬間の無効電流指令iqfrの値にプリセットされる。その後、出力切替器304cは、一次遅れフィルタ302cの出力を加算器303cに出力する。その結果、出力切替器304cの出力は、プリセットされた値から時定数Tfで0に近づいていく。 The output switch 304c outputs the output of the integrator 306 to the adder 303c when the dead band voltage v dz output from the voltage dead zone detector 142 is not 0. When the dead band voltage v dz becomes 0, the input of the output switch 304c is preset to the value of the reactive current command i qfr at the moment when the dead band voltage v dz is switched to 0. After that, the output switch 304c outputs the output of the first-order lag filter 302c to the adder 303c. As a result, the output of the output switch 304c approaches 0 with the time constant Tf from the preset value.

加算器303cは、ゲイン増幅器301の出力(kp倍された不感帯電圧vdz)と、出力切替器304cの出力との和を無効電流指令iqfrとして出力する。 The adder 303c outputs the sum of the output of the gain amplifier 301 (kp-multiplied dead band voltage v dz ) and the output of the output switch 304c as a reactive current command i qfr .

したがって、図6に示す誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0でない場合には、不感帯電圧vdzを比例積分増幅して、無効電流指令iqfrとして出力する。また、誤差増幅器143は、不感帯電圧vdzが0である場合には、時定数T=Tfで無効電流指令iqfrが0に近づくようにする。 Therefore, when the dead band voltage v dz is not 0, the error amplifier 143 shown in FIG. 6 proportionally integrates and amplifies the dead band voltage v dz and outputs it as a reactive current command i qfr. Further, the error amplifier 143 sets the reactive current command i qfr to approach 0 with the time constant T l = Tf when the dead band voltage v dz is 0.

なお、図4に示す誤差増幅器143においては、連系点電圧が定常的に、不感帯の上限値vdzH以上、あるいは、下限値vdzL以下である場合には、補償容量が残っている限り補償を行ってしまい、残補償容量が0もしくは少なくなってしまう。この場合、連系点電圧に瞬時的な変動がさらに生じた場合、補償を行うことができなくなってしまうという問題がある。 In the error amplifier 143 shown in FIG. 4, if the interconnection point voltage is constantly equal to or higher than the upper limit value v dzH of the dead zone or lower than the lower limit value v dzL , compensation is provided as long as the compensation capacity remains. The remaining compensation capacity becomes 0 or less. In this case, there is a problem that compensation cannot be performed if the interconnection point voltage further fluctuates momentarily.

このような問題を回避するために、定常的な電力系統1の電圧変動は、電力系統1に直列に接続され、自動的に変圧器のタップを切り替えて電圧を調整する電圧調整装置(SVR:Step Voltage Regulator)で補償し、無効電力補償装置2は、瞬時的な電力系統1の電圧変動の補償に特化するような協調制御が必要である。 In order to avoid such a problem, the steady voltage fluctuation of the power system 1 is connected in series with the power system 1 and automatically switches the tap of the transformer to adjust the voltage (SVR:). Compensation by Step Voltage Regulator), the ineffective power compensator 2 needs coordinated control that specializes in compensating for instantaneous voltage fluctuations in the power system 1.

図7は、電圧大きさ制御器14の構成の他の一例を示す図である。図7に示す電圧大きさ制御器14は、上述した協調制御に適したものである。 FIG. 7 is a diagram showing another example of the configuration of the voltage magnitude controller 14. The voltage magnitude controller 14 shown in FIG. 7 is suitable for the above-mentioned cooperative control.

図7に示す電圧大きさ制御器14は、電流不感帯検出器144と、フィルタ出力切替器145と、一次遅れフィルタ146と、減算器147と、誤差増幅器148とを備える。 The voltage magnitude controller 14 shown in FIG. 7 includes a current dead zone detector 144, a filter output switch 145, a first-order lag filter 146, a subtractor 147, and an error amplifier 148.

電流不感帯検出器144は、無効電流指令iqfrが入力され、入力された無効電流指令iqfrが無効電流の不感帯の上限値IqH以上である場合には、−1をフィルタ出力切替器145に出力する。また、電流不感帯検出器144は、無効電流指令iqfrが無効電流の不感帯の下限値IqL以下である場合には、1をフィルタ出力切替器145に出力する。また、電流不感帯検出器144は、無効電流指令iqfrが無効電流の不感帯の下限値IqLより大きく、上限値IqHより小さい場合には、0をフィルタ出力切替器145に出力する。 When the reactive current command i qfr is input and the input reactive current command i qfr is equal to or higher than the upper limit value I qH of the reactive current dead band, the current dead zone detector 144 sets -1 to the filter output switch 145. Output. Further, the current dead zone detector 144 outputs 1 to the filter output switch 145 when the reactive current command i qfr is equal to or less than the lower limit value I qL of the reactive current dead band. Further, the current dead zone detector 144 outputs 0 to the filter output switcher 145 when the reactive current command i qfr is larger than the lower limit value I qL of the reactive current dead band and smaller than the upper limit value I qH.

フィルタ出力切替器145は、電流不感帯検出器144の出力が1である場合には、上限の電圧指令VHを一次遅れフィルタ146に出力する。また、フィルタ出力切替器145は、電流不感帯検出器144の出力が−1である場合には、下限の電圧指令VLを一次遅れフィルタ146に出力する。また、フィルタ出力切替器145は、電流不感帯検出器144の出力が0である場合には、一次遅れフィルタ146の出力を一次遅れフィルタ146に入力する。すなわち、フィルタ出力切替器145は、無効電流指令iqfrが、無効電流の不感帯の上限値IqH以上である場合には、下限の電圧指令VLを一次遅れフィルタ146に入力する。また、フィルタ出力切替器145は、無効電流指令iqfrが、無効電流の不感帯の下限値IqL以下である場合には、上限の電圧指令VHを一次遅れフィルタ146に入力する。また、フィルタ出力切替器145は、無効電流指令iqfrが、不感帯の上限値IqHより小さく、不感帯の下限値IqLより大きい場合には、一次遅れフィルタ146の出力を一次遅れフィルタ146に入力する。 When the output of the current dead zone detector 144 is 1, the filter output switcher 145 outputs the upper limit voltage command VH to the primary delay filter 146. Further, when the output of the current dead zone detector 144 is -1, the filter output switcher 145 outputs the lower limit voltage command VL to the primary delay filter 146. Further, when the output of the current dead zone detector 144 is 0, the filter output switcher 145 inputs the output of the primary lag filter 146 to the primary lag filter 146. That is, when the reactive current command i qfr is equal to or higher than the upper limit value I qH of the reactive current dead zone, the filter output switcher 145 inputs the lower limit voltage command VL to the primary delay filter 146. Further, when the reactive current command i qfr is equal to or less than the lower limit value I qL of the reactive current dead zone, the filter output switcher 145 inputs the upper limit voltage command V H to the primary delay filter 146. Further, when the reactive current command i qfr is smaller than the upper limit value I qH of the dead band and larger than the lower limit value I qL of the dead band, the filter output switcher 145 inputs the output of the first-order lag filter 146 to the first-order lag filter 146. To do.

一次遅れフィルタ146は、伝達関数G=1/(1+sTv)で表されるフィルタである。ここで、Tvは時定数である。一次遅れフィルタ146は、フィルタ出力切替器145から電圧指令が入力され、入力された電圧指令に対して伝達関数Gによるフィルタ処理(一次遅れ処理)を施して電圧指令を生成する。一次遅れフィルタ146は、生成した電圧指令をフィルタ出力切替器145および減算器147に出力する。すなわち、一次遅れフィルタ146は、入力された電圧指令に対して一次遅れ処理を行った電圧指令を出力する。 The first-order lag filter 146 is a filter represented by a transfer function G = 1 / (1 + sTv). Here, Tv is a time constant. The primary delay filter 146 receives a voltage command from the filter output switch 145, and performs a filter process (primary delay process) by the transfer function G on the input voltage command to generate a voltage command. The first-order lag filter 146 outputs the generated voltage command to the filter output switch 145 and the subtractor 147. That is, the primary delay filter 146 outputs a voltage command obtained by performing primary delay processing on the input voltage command.

減算器147は、一次遅れフィルタ146から出力された電圧指令から連系点電圧の大きさvlを減算した偏差を演算し、演算した偏差を誤差増幅器148に出力する。 The subtractor 147 calculates a deviation obtained by subtracting the magnitude v l of the interconnection point voltage from the voltage command output from the first-order lag filter 146, and outputs the calculated deviation to the error amplifier 148.

誤差増幅器148は、減算器147から出力された偏差を比例積分増幅し、無効電流指令iqfrとして電流不感帯検出器144およびdq座標電流制御器22に出力する。すなわち、誤差増幅器148は、一次遅れフィルタ146から出力された電圧指令と連系点電圧の大きさvlとの偏差を比例積分増幅し、無効電流指令iqfrとして出力する。 The error amplifier 148 proportionally integrates and amplifies the deviation output from the subtractor 147, and outputs the reactive current command i qfr to the current dead zone detector 144 and the dq coordinate current controller 22. That is, the error amplifier 148 proportionally integrates and amplifies the deviation between the voltage command output from the first-order lag filter 146 and the magnitude v l of the interconnection point voltage, and outputs it as the reactive current command i qfr .

図7に示す電圧大きさ制御器14によれば、無効電流指令iqfrが、無効電流の不感帯の上限値IqH以上である場合には、下限の電圧指令VL(電圧指令として設定可能な下限値)に応じた無効電流指令iqfrが生成される。また、無効電流指令iqfrが、無効電流の不感帯の下限値IqL以下である場合には、上限の電圧指令VH(電圧指令として設定可能な上限値)に応じた無効電流指令iqfrが生成される。そのため、無効電流指令iqfrが無効電流の不感帯を逸脱したときに、無効電流指令iqfrを時定数Tvによって所定の時間で不感帯の範囲内に戻すことができる。つまり、瞬時的な電力系統1の電圧変動を補償することができる。そのため、図7に示す電圧大きさ制御器14は、上述した協調制御に適したものである。 According to the voltage magnitude controller 14 shown in FIG. 7, when the reactive current command i qfr is equal to or higher than the upper limit value I qH of the reactive current dead zone, the lower limit voltage command VL (can be set as a voltage command). The reactive current command i qfr is generated according to the lower limit value). Further, reactive current command i QFR is equal to or less than the lower limit value I qL of the dead zone of the reactive current, the reactive current command i QFR corresponding to the upper limit of the voltage command V H (upper limit value that can be set as a voltage command) Generated. Therefore, when the reactive current command i qfr deviates from the reactive current dead zone, the reactive current command i qfr can be returned to the dead zone range in a predetermined time by the time constant Tv. That is, it is possible to compensate for the instantaneous voltage fluctuation of the power system 1. Therefore, the voltage magnitude controller 14 shown in FIG. 7 is suitable for the above-mentioned cooperative control.

図1を再び参照すると、dq座標電圧変換器15は、連系点電圧を電圧位相θで負方向に回転座標変換し(負の電圧位相(−θ)で回転座標変換し)、dq座標系の成分の電圧ベクトルVdqとして位相調整器16に出力する。ここで、dq座標系は、電力系統1の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなる座標系である。すなわち、dq座標電圧変換器15は、連系点電圧を、負の電圧位相(−θ)で回転座標変換して、電力系統1の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルVdqとして出力する。 Referring to FIG. 1 again, the dq coordinate voltage converter 15 converts the interconnection point voltage in the negative direction with the voltage phase θ (rotational coordinate conversion with the negative voltage phase (−θ)), and the dq coordinate system. It is output to the phase adjuster 16 as the voltage vector V dq of the component of. Here, the dq coordinate system is a coordinate system including orthogonal d-axis and q-axis that rotate in the forward direction at the frequency of the power system 1. That is, the dq coordinate voltage converter 15 converts the interconnection point voltage into rotational coordinates with a negative voltage phase (−θ), and rotates forward at the frequency of the power system 1 with the orthogonal d-axis and q-axis. It is output as a voltage vector V dq of the components of the dq coordinate system consisting of.

位相調整器16は、電力系統1の周波数の半周期における、dq座標電圧変換器15から出力された電圧ベクトルVdqのq軸成分の平均値が0となるような電圧位相θを決定する。位相調整器16は、決定した電圧位相θをdq座標電圧変換器15、不平衡電圧検出器17、高調波電圧検出器19、高調波電流制御器21およびdq座標電流制御器22に出力する。 The phase adjuster 16 determines the voltage phase θ such that the average value of the q-axis components of the voltage vector V dq output from the dq coordinate voltage converter 15 becomes 0 in the half cycle of the frequency of the power system 1. The phase adjuster 16 outputs the determined voltage phase θ to the dq coordinate voltage converter 15, the unbalanced voltage detector 17, the harmonic voltage detector 19, the harmonic current controller 21, and the dq coordinate current controller 22.

不平衡電圧検出器17は、連系点電圧を電圧位相θで回転座標変換して得られるxyb座標系の成分の電圧ベクトルの、電力系統1の周波数の半周期における平均値である不平衡電圧ベクトルVxybを検出する。ここで、xyb座標系は、電力系統1の周波数で逆方向に回転する直交するxb軸とyb軸とからなる座標系である。不平衡電圧検出器17は、検出した不平衡電圧ベクトルVxybを不平衡電圧制御器18に出力する。 The unbalanced voltage detector 17 is an unbalanced voltage which is an average value of the voltage vectors of the components of the xyb coordinate system obtained by converting the interconnection point voltage with the voltage phase θ in a half cycle of the frequency of the power system 1. Detects the vector V xyb. Here, the xyb coordinate system is a coordinate system including orthogonal xb axes and yb axes that rotate in opposite directions at the frequency of the power system 1. The unbalanced voltage detector 17 outputs the detected unbalanced voltage vector V xyb to the unbalanced voltage controller 18.

不平衡電圧制御器18は、不平衡電圧検出器17から出力された不平衡電圧ベクトルVxybの各成分を比例積分増幅し、不平衡補償電流指令ベクトルixybr(不平衡補償電流指令)としてdq座標電流制御器22に出力する。 The unbalanced voltage controller 18 proportionally integrates and amplifies each component of the unbalanced voltage vector V xyb output from the unbalanced voltage detector 17 , and dq as the unbalanced compensation current command vector i xybr (unbalanced compensation current command). Output to the coordinate current controller 22.

図8は、不平衡電圧制御器18の構成の一例を示す図である。 FIG. 8 is a diagram showing an example of the configuration of the unbalanced voltage controller 18.

図8に示す不平衡電圧制御器18は、不平衡補償電流指令生成器181を備える。 The unbalanced voltage controller 18 shown in FIG. 8 includes an unbalanced compensation current command generator 181.

不平衡補償電流指令生成器181は、不平衡電圧検出器17から出力された不平衡電圧ベクトルVxybの各成分を比例積分増幅し、不平衡電圧ベクトルVxybの各成分が0となるような不平衡補償電流指令ベクトルixybrをdq座標電流制御器22に出力する。すなわち、不平衡補償電流指令生成器181は、不平衡電圧ベクトルVxybのxyb座標系の各成分を比例積分増幅し、不平衡補償電流指令ベクトルixybr(不平衡補償電流指令)として出力する。 The unbalanced compensation current command generator 181 proportionally integrates and amplifies each component of the unbalanced voltage vector V xyb output from the unbalanced voltage detector 17, so that each component of the unbalanced voltage vector V xyb becomes 0. The imbalance compensation current command vector i xybr is output to the dq coordinate current controller 22. That is, the unbalanced compensation current command generator 181 proportionally integrates and amplifies each component of the xyb coordinate system of the unbalanced voltage vector V xyb , and outputs the unbalanced compensation current command vector i xybr (unbalanced compensation current command).

図8においては、不平衡電圧の不感帯を設けない場合の不平衡電圧制御器18の構成例を説明したが、これに限られるものではない。 In FIG. 8, a configuration example of the unbalanced voltage controller 18 when the dead zone of the unbalanced voltage is not provided has been described, but the present invention is not limited to this.

図9は、不平衡電圧の不感帯を設けた場合の不平衡電圧制御器18の構成の他の一例を示す図である。 FIG. 9 is a diagram showing another example of the configuration of the unbalanced voltage controller 18 when the dead zone of the unbalanced voltage is provided.

図9に示す不平衡電圧制御器18は、不感帯付き不平衡電圧ベクトル生成器182と、不平衡補償電流指令生成器185とを備える。 The unbalanced voltage controller 18 shown in FIG. 9 includes an unbalanced voltage vector generator 182 with a dead zone and an unbalanced compensation current command generator 185.

不感帯付き不平衡電圧ベクトル生成器182は、不平衡電圧検出器17から出力された不平衡電圧ベクトルVxybの大きさが、不平衡電圧の不感帯の幅未満である場合には、大きさが0の不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxyb(出力電圧ベクトル)を不平衡補償電流指令生成器185に出力する。また、不感帯付き不平衡電圧ベクトル生成器182は、不平衡電圧ベクトルVxybの大きさが、不平衡電圧の不感帯の幅以上である場合には、不平衡電圧ベクトルVxybと同じ向きで、不平衡電圧の不感帯の幅の大きさを有する不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxyb(出力電圧ベクトル)を不平衡補償電流指令生成器185に出力する。 The unbalanced voltage vector generator 182 with a dead zone has a magnitude of 0 when the magnitude of the unbalanced voltage vector V xyb output from the unbalanced voltage detector 17 is less than the width of the dead zone of the unbalanced voltage. The dead zone unbalanced voltage vector v dzxyb (output voltage vector) is output to the unbalanced compensation current command generator 185. Further, the unbalanced voltage vector generator 182 with an unbalanced band has the same direction as the unbalanced voltage vector V xyb and is unbalanced when the magnitude of the unbalanced voltage vector V xyb is equal to or larger than the width of the unbalanced voltage vector V xyb. The dead zone unbalanced voltage vector v dzxyb (output voltage vector) having the magnitude of the dead zone width of the balanced voltage is output to the unbalance compensation current command generator 185.

不感帯付き不平衡電圧ベクトル生成器182は、不平衡電圧大きさ演算器183と、不平衡電圧不感帯検出器184とを備える。 The unbalanced voltage vector generator 182 with a dead zone includes an unbalanced voltage magnitude calculator 183 and an unbalanced voltage dead zone detector 184.

不平衡電圧大きさ演算器183は、以下の式(4)に基づき、不平衡電圧ベクトルVxybの大きさvbvlを演算し、不平衡電圧不感帯検出器184に出力する。 The unbalanced voltage magnitude calculator 183 calculates the magnitude v bvl of the unbalanced voltage vector V xyb based on the following equation (4) and outputs it to the unbalanced voltage dead zone detector 184.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

不平衡電圧不感帯検出器184は、不平衡電圧ベクトルVxybと、不平衡電圧大きさ演算器183から出力された不平衡電圧ベクトルVxybの大きさvbvlとを用いて、以下の式(5)に基づき、不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxybを生成する。 The unbalanced voltage dead zone detector 184 uses the unbalanced voltage vector V xyb and the magnitude v bvl of the unbalanced voltage vector V xyb output from the unbalanced voltage magnitude calculator 183 to obtain the following equation (5). ), The dead zone unbalanced voltage vector v dzxyb is generated.

Figure 0006901911
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すなわち、不平衡電圧不感帯検出器184は、不平衡電圧ベクトルVxybの大きさvbvlが、不平衡電圧の不感帯(不平衡電圧に応じた不平衡補償制御を行わない不平衡電圧の範囲)の幅未満である場合には、大きさがゼロの不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxyb(出力電圧ベクトル)を生成する。また、不平衡電圧不感帯検出器184は、不平衡電圧ベクトルVxybの大きさvbvlが、不平衡電圧の不感帯の幅以上である場合には、不平衡電圧ベクトルVxybと同じ向きで不平衡電圧の不感帯の幅vbwの大きさを有する不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxyb(出力電圧ベクトル)を生成する。 That is, in the unbalanced voltage dead zone detector 184, the magnitude v bvl of the unbalanced voltage vector V xyb is in the unbalanced voltage dead zone (the range of the unbalanced voltage that does not perform the unbalanced compensation control according to the unbalanced voltage). If it is less than the width, a dead zone unbalanced voltage vector v dzxyb (output voltage vector) of zero magnitude is generated. Further, the unbalanced voltage dead zone detector 184 is unbalanced in the same direction as the unbalanced voltage vector V xyb when the magnitude v bvl of the unbalanced voltage vector V xyb is equal to or larger than the width of the unbalanced voltage dead zone. Generates a deadband unbalanced voltage vector v dzxyb (output voltage vector) with a voltage deadband width v bw.

不平衡電圧不感帯検出器184は、生成した不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxybを不平衡補償電流指令生成器185に出力する。 The unbalanced voltage dead zone detector 184 outputs the generated dead zone unbalanced voltage vector v dzxyb to the unbalanced compensation current command generator 185.

不平衡補償電流指令生成器185は、例えば、図3〜図6を参照して説明した誤差増幅器143と同様の構成を有する。ただし、ゲインの値は異なる。不平衡補償電流指令生成器185は、不感帯付き不平衡電圧ベクトル生成器182から出力された不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxyb(出力電圧ベクトル)の大きさが0でない場合には、不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxybの各成分を比例積分増幅して、不平衡補償電流指令ベクトルixybrとしてdq座標電流制御器22に出力する。また、不平衡補償電流指令生成器185は、不感帯不平衡電圧ベクトルvdzxybの大きさが0である場合には、不平衡補償電流指令ベクトルixybrの各成分が、図3〜6を参照して説明した誤差増幅器143それぞれの時定数でゼロに近づくような不平衡補償電流指令ベクトルixybrをdq座標電流制御器22に出力する。 The unbalanced compensation current command generator 185 has, for example, the same configuration as the error amplifier 143 described with reference to FIGS. 3 to 6. However, the gain value is different. The unbalanced compensation current command generator 185 is a deadband unbalanced voltage vector when the magnitude of the deadband unbalanced voltage vector v dzxyb (output voltage vector) output from the deadband unbalanced voltage vector generator 182 is not 0. Each component of v dzxyb is proportionally integrated and amplified, and output to the dq coordinate current controller 22 as an unbalanced compensation current command vector i xybr. Further, in the unbalanced compensation current command generator 185, when the magnitude of the dead zone unbalanced voltage vector v dzxyb is 0, each component of the unbalanced compensation current command vector i xybr is referred to with reference to FIGS. 3 to 6. The unbalanced compensation current command vector i xybr that approaches zero at each time constant of the error amplifier 143 described above is output to the dq coordinate current controller 22.

図1を再び参照すると、高調波電圧検出器19は、連系点電圧を電圧位相θのn倍の角度(nθ)で回転座標変換して得られるxyn座標系の成分の電圧ベクトルの、電力系統1の周波数の半周期における平均であるn次高調波電圧ベクトルVxynを生成する。ここで、xyn座標系は、電力系統1のn倍の周波数で回転する直交するxn軸とyn軸とからなる座標系である。nは、例えば、5,7,11,13である(n=6m±1(mは1以上の自然数))である。したがって、高調波電圧検出器19は、電力系統1の周波数を1次としたときに、連系点電圧の5次、7次、11次、13次高調波電圧を直流分に変換して抽出し、高調波電圧制御器20に出力する。なお、図1においては、5次、7次、11次、13次高調波電圧を纏めて、n次高調波電圧ベクトルVxynとして示している。 Referring again to FIG. 1, the harmonic voltage detector 19 transforms the interconnection point voltage into rotational coordinates at an angle (nθ) n times the voltage phase θ, which is the power of the voltage vector of the components of the xyn coordinate system. The nth harmonic voltage vector V xyn , which is the average in the half cycle of the frequency of the system 1, is generated. Here, the xyn coordinate system is a coordinate system including orthogonal xn axes and yn axes that rotate at a frequency n times that of the power system 1. n is, for example, 5,7,11,13 (n = 6m ± 1 (m is a natural number of 1 or more)). Therefore, the harmonic voltage detector 19 converts the 5th, 7th, 11th, and 13th harmonic voltages of the interconnection point voltage into DC components and extracts them when the frequency of the power system 1 is set to the 1st order. Then, it is output to the harmonic voltage controller 20. In FIG. 1, the 5th, 7th, 11th, and 13th harmonic voltages are collectively shown as the nth harmonic voltage vector V xyn .

高調波電圧制御器20は、高調波電圧検出器19から出力されたn次高調波電圧ベクトルVxynを比例積分増幅して、n次高調波電圧ベクトルVxynの各成分が0となるようなn次高調波補償電流指令ベクトルixynr(n次高調波電流指令)を生成する。すなわち、高調波電圧制御器20は、無効電力補償装置2の出力電流iαβのxyn座標系の各成分が、n次高調波抑制電流指令の各成分に追従するように無効電力補償装置2を制御する。 The harmonic voltage controller 20 proportionally integrates and amplifies the nth harmonic voltage vector V xyn output from the harmonic voltage detector 19, so that each component of the nth harmonic voltage vector V xyn becomes 0. Generates the nth harmonic compensation current command vector i xynr (nth harmonic current command). That is, the harmonic voltage controller 20 sets the static VAR compensator 2 so that each component of the xyn coordinate system of the output current i αβ of the static VAR compensator 2 follows each component of the nth harmonic suppression current command. Control.

図10は、高調波電圧制御器20の構成の一例を示す図である。高調波電圧制御器20は、図10に示す構成を、各次数の高調波に対応して備えている。 FIG. 10 is a diagram showing an example of the configuration of the harmonic voltage controller 20. The harmonic voltage controller 20 includes the configuration shown in FIG. 10 corresponding to the harmonics of each order.

図10に示す高調波電圧制御器20は、n次高調波抑圧電流指令生成器201を備える。 The harmonic voltage controller 20 shown in FIG. 10 includes an nth harmonic suppression current command generator 201.

n次高調波抑圧電流指令生成器201は、n次高調波電圧ベクトルVxynの各成分を比例積分増幅し、n次高調波電圧ベクトルVxynの各成分が0となるようなn次高調波補償電流指令ベクトルixynrを高調波電流制御器21に出力する。 n harmonic suppression current command generator 201 is proportional integrating amplifier each component of the n-th harmonic voltage vector V xyn, the n-th harmonic voltage n-th harmonic as the components of the vector V xyn becomes 0 The compensation current command vector i xynr is output to the harmonic current controller 21.

図10においては、高調波電圧の不感帯を設けない場合の高調波電圧制御器20の構成例を説明したが、これに限られるものではない。 In FIG. 10, a configuration example of the harmonic voltage controller 20 in the case where the dead zone of the harmonic voltage is not provided has been described, but the present invention is not limited to this.

図11は、高調波電圧の不感帯を設けた場合の高調波電圧制御器20の構成の一例を示す図である。なお、図11においても、高調波電圧制御器20は、図11に示す構成を、各次数の高調波に対応して備えている。 FIG. 11 is a diagram showing an example of the configuration of the harmonic voltage controller 20 when the dead zone of the harmonic voltage is provided. Also in FIG. 11, the harmonic voltage controller 20 includes the configuration shown in FIG. 11 corresponding to the harmonics of each order.

図11に示す高調波電圧制御器20は、不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器202と、n次高調波抑制電流指令生成器205とを備える。 The harmonic voltage controller 20 shown in FIG. 11 includes an nth harmonic voltage vector generator 202 with a dead band and an nth harmonic suppression current command generator 205.

不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器202は、高調波電圧検出器19から出力されたn次高調波電圧ベクトルVxynの大きさが、n次高調波電圧の不感帯の幅未満である場合には、大きさが0の不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxyn(出力電圧ベクトル)をn次高調波抑制電流指令生成器205に出力する。また、不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器202は、n次高調波電圧ベクトルVxynの大きさが、n次高調波電圧の不感帯の幅以上である場合には、n次高調波電圧ベクトルVxynと同じ向きで、n次高調波電圧の不感帯の幅の大きさを有する不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxyn(出力電圧ベクトル)をn次高調波抑制電流指令生成器205に出力する。 The nth harmonic voltage vector generator 202 with a dead band is used when the magnitude of the nth harmonic voltage vector V xyn output from the harmonic voltage detector 19 is less than the width of the dead band of the nth harmonic voltage. Outputs the nth harmonic voltage vector V dzxyn (output voltage vector) with a dead band of magnitude 0 to the nth harmonic suppression current command generator 205. Further, in the nth harmonic voltage vector generator 202 with a dead band, when the magnitude of the nth harmonic voltage vector V xyn is equal to or larger than the width of the dead band of the nth harmonic voltage, the nth harmonic voltage vector Outputs the nth harmonic voltage vector V dzxyn (output voltage vector) with a dead zone, which has the width of the dead zone of the nth harmonic voltage in the same direction as V xyn, to the nth harmonic suppression current command generator 205. ..

不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器202は、n次高調波電圧大きさ演算器203と、n次高調波電圧不感帯検出器204とを備える。 The nth harmonic voltage vector generator 202 with a dead band includes an nth harmonic voltage magnitude calculator 203 and an nth harmonic voltage dead band detector 204.

n次高調波電圧大きさ演算器203は、以下の式(6)に基づき、高調波電圧検出器19から出力されたn次高調波電圧ベクトルVxynの大きさvnvlを演算し、n次高調波電圧不感帯検出器204に出力する。 The nth harmonic voltage magnitude calculator 203 calculates the magnitude v nvl of the nth harmonic voltage vector V xyn output from the harmonic voltage detector 19 based on the following equation (6), and calculates the nth harmonic voltage magnitude calculator 203. Output to harmonic voltage dead zone detector 204.

Figure 0006901911
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n次高調波電圧不感帯検出器204は、n次高調波電圧ベクトルVxynと、n次高調波電圧大きさ演算器203から出力されたn次高調波電圧ベクトルVxynの大きさvnvlとを用いて、以下の式(7)に基づき、不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxynを生成する。 The nth harmonic voltage dead zone detector 204 sets the nth harmonic voltage vector V xyn and the magnitude v nvl of the nth harmonic voltage vector V xyn output from the nth harmonic voltage magnitude calculator 203. The nth harmonic voltage vector V dzxyn with a dead band is generated based on the following equation (7).

Figure 0006901911
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n次高調波抑制電流指令生成器205は、例えば、図3〜図6を参照して説明した誤差増幅器143と、同様の構成を有する。ただし、ゲインの値は異なる。n次高調波抑制電流指令生成器205は、不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器202から出力された不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxyn(出力電圧ベクトル)の大きさが0でない場合には、不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxynの各成分を比例積分増幅して、n次高調波補償電流指令ベクトルixynrとして高調波電流制御器21に出力する。また、n次高調波抑制電流指令生成器205は、不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxynの大きさが0である場合には、不感帯付きn次高調波電圧ベクトルVdzxynが、図3〜図6を参照して説明した誤差増幅器143の時定数でゼロに近づくようなn次高調波補償電流指令ベクトルixynrを高調波電流制御器21に出力する。 The nth harmonic suppression current command generator 205 has, for example, the same configuration as the error amplifier 143 described with reference to FIGS. 3 to 6. However, the gain value is different. The nth harmonic suppression current command generator 205 is used when the magnitude of the dead band nth harmonic voltage vector V dzxyn (output voltage vector) output from the dead band nth harmonic voltage vector generator 202 is not 0. Proportionally integrates and amplifies each component of the nth harmonic voltage vector V dzxyn with a dead band, and outputs the nth harmonic compensation current command vector i xynr to the harmonic current controller 21. Further, in the nth harmonic suppression current command generator 205, when the magnitude of the nth harmonic voltage vector V dzxyn with a dead band is 0, the nth harmonic voltage vector V dzxyn with a dead band is obtained from FIGS. The nth harmonic compensation current command vector i xynr that approaches zero with the time constant of the error amplifier 143 described with reference to FIG. 6 is output to the harmonic current controller 21.

図1を再び参照すると、高調波電圧制御器20は、5次、7次、11次、13次高調波電圧それぞれについて生成した高調波補償電流指令ベクトルを高調波電流制御器21に出力する。図1においては、5次、7次、11次、13次高調波電圧それぞれについて生成された高調波補償電流指令ベクトルを纏めて、n次高調波補償電流指令ベクトルixynrとして示している。 Referring to FIG. 1 again, the harmonic voltage controller 20 outputs the harmonic compensation current command vector generated for each of the 5th, 7th, 11th, and 13th harmonic voltages to the harmonic current controller 21. In FIG. 1, the harmonic compensation current command vectors generated for each of the 5th, 7th, 11th, and 13th harmonic voltages are collectively shown as the nth harmonic compensation current command vector i xynr .

高調波電流制御器21は、無効電力補償装置2の出力電流iαβのxyb座標系の各成分が、高調波電圧制御器20から出力されたn次高調波補償電流指令ベクトルixynr(n次高調波電流指令)の各成分に追従するように無効電力補償装置2を制御する。 In the harmonic current controller 21, each component of the xyb coordinate system of the output current i αβ of the static power compensator 2 is the nth harmonic compensation current command vector i xynr (nth order) output from the harmonic voltage controller 20. The static VAR compensator 2 is controlled so as to follow each component of the harmonic current command).

図12は、高調波電流制御器21の構成の一例を示す図である。高調波電流制御器21は、図12に示す構成を、各次数の高調波に対応して備えている。 FIG. 12 is a diagram showing an example of the configuration of the harmonic current controller 21. The harmonic current controller 21 includes the configuration shown in FIG. 12 corresponding to the harmonics of each order.

図12に示す高調波電流制御器21は、n次高調波電流検出器211と、n次高調波電流偏差演算器212と、xyn座標系積分器213と、n次高調波dq座標電圧変換器214と、n次高調波dq座標電流変換器215とを備える。 The harmonic current controller 21 shown in FIG. 12 includes an nth harmonic current detector 211, an nth harmonic current deviation calculator 212, an xyn coordinate system integrator 213, and an nth harmonic dq coordinate voltage converter. It includes 214 and an nth harmonic dq coordinate current converter 215.

n次高調波電流検出器211は、電流検出器12により検出された無効電力補償装置2の出力電流iαβをnθで回転座標変換した電流ベクトルであるn次高調波電流ベクトルIxynを生成し、n次高調波電流偏差演算器212に出力する。すなわち、n次高調波電流検出器211は、無効電力補償装置2の出力電流iαβのxyn座標系の各成分の電流ベクトルの、電力系統1の周波数の半周期における平均値であるn次高調波電流ベクトルIxynを出力する。 The nth harmonic current detector 211 generates the nth harmonic current vector I xyn , which is a current vector obtained by rotating the output current i αβ of the invalid power compensator 2 detected by the current detector 12 with nθ. , Nth harmonic current is output to the current deviation calculator 212. That is, the nth harmonic current detector 211 is the nth harmonic which is the average value of the current vectors of each component of the xyn coordinate system of the output current i αβ of the static power compensator 2 in the half cycle of the frequency of the power system 1. The wave current vector I xyn is output.

n次高調波電流偏差演算器212は、高調波電圧制御器20から出力されたn次高調波補償電流指令ベクトルixynrと、n次高調波電流検出器211から出力されたn次高調波電流ベクトルIxynとの各成分の偏差を演算し、xyn座標系積分器213に出力する。 The nth harmonic current deviation calculator 212 includes the nth harmonic compensation current command vector i xynr output from the harmonic voltage controller 20 and the nth harmonic current output from the nth harmonic current detector 211. The deviation of each component from the vector I xyn is calculated and output to the xyn coordinate system integrator 213.

xyn座標系積分器213は、n次高調波電流偏差演算器212から出力された偏差を積分して、n次高調波dq座標電圧変換器214に出力する。 The xyn coordinate system integrator 213 integrates the deviation output from the nth harmonic current deviation calculator 212 and outputs it to the nth harmonic dq coordinate voltage converter 214.

n次高調波dq座標電圧変換器214は、xyn座標系積分器213の出力を、−(n+1)θで回転座標変換して、n次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdqnrを生成する。n次高調波dq座標電圧変換器214は、生成したn次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdqnrをdq座標電圧指令演算器23に出力する。 The nth harmonic dq coordinate voltage converter 214 converts the output of the xyn coordinate system integrator 213 into rotational coordinates with − (n + 1) θ to generate the nth harmonic dq coordinate voltage command vector v dqnr. The nth harmonic dq coordinate voltage converter 214 outputs the generated nth harmonic dq coordinate voltage command vector v dqnr to the dq coordinate voltage command calculator 23.

n次高調波dq座標電流変換器215は、高調波電圧制御器20から出力されたn次高調波補償電流指令ベクトルixynrを、−(n+1)θで回転座標変換して、n次高調波dq座標電流指令ベクトルidqnrを生成する。n次高調波dq座標電流変換器215は、生成したn次高調波dq座標電流指令ベクトルidqnrをdq座標電流制御器22に出力する。 The nth harmonic dq coordinate current converter 215 transforms the nth harmonic compensation current command vector i xynr output from the harmonic voltage controller 20 into rotational coordinates with − (n + 1) θ to convert the nth harmonic to the nth harmonic. dq coordinate current command vector i dqnr is generated. The nth harmonic dq coordinate current converter 215 outputs the generated nth harmonic dq coordinate current command vector i dqnr to the dq coordinate current controller 22.

図1を再び参照して説明すると、高調波電流制御器21は、n次(5次、7次、11次、13次)高調波dq座標電流指令ベクトルidqnrをdq座標電流制御器22に出力する。また、高調波電流制御器21は、n次(5次、7次、11次、13次)高調波dq座標電圧指令ベクトルvdqnrをdq座標電圧指令演算器23に出力する。 Explaining with reference to FIG. 1 again, the harmonic current controller 21 transfers the nth (5th, 7th, 11th, 13th) harmonic dq coordinate current command vector i dqnr to the dq coordinate current controller 22. Output. Further, the harmonic current controller 21 outputs the nth (5th, 7th, 11th, 13th) harmonic dq coordinate voltage command vector v dqnr to the dq coordinate voltage command calculator 23.

dq座標電流制御器22は、各制御(電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御)により求められた電流指令をdq座標系に変換したdq座標系電流指令が、無効電力補償装置2の出力電流iαβをdq座標に変換したものに一致するような電圧指令である無効電圧指令vqfbrおよび有効電圧指令vdfbrを生成するように動作する。dq座標電流制御器22は、生成した無効電圧指令vqfbrと有効電圧指令vdfbrとをdq座標電圧指令演算器23に出力する。 In the dq coordinate current controller 22, the dq coordinate system current command obtained by converting the current command obtained by each control (voltage control, unbalance compensation control, harmonic suppression control) into the dq coordinate system is the invalid power compensation device 2. It operates to generate the invalid voltage command v qfbr and the effective voltage command v dfbr , which are voltage commands that match the output current i αβ converted into dq coordinates. The dq coordinate current controller 22 outputs the generated invalid voltage command v qfbr and effective voltage command v dfbr to the dq coordinate voltage command calculator 23.

図13は、dq座標電流制御器22の構成の一例を示す図である。 FIG. 13 is a diagram showing an example of the configuration of the dq coordinate current controller 22.

図13に示すdq座標電流制御器22は、不平衡dq座標変換器221と、総和電流指令演算器222と、dq座標変換器223と、dq座標電流偏差演算器224と、無効電流制御器225と、有効電流制御器226とを備える。 The dq coordinate current controller 22 shown in FIG. 13 includes an unbalanced dq coordinate converter 221, a total current command calculator 222, a dq coordinate converter 223, a dq coordinate current deviation calculator 224, and an invalid current controller 225. And an effective current controller 226.

不平衡dq座標変換器221は、不平衡電圧制御器18から出力された不平衡補償電流指令ベクトルixybrを、電圧位相θで回転座標変換することでdq座標系のベクトルである不平衡dq座標電流指令ベクトルIdqbrを生成し、総和電流指令演算器222に出力する。 The unbalanced dq coordinate converter 221 converts the unbalanced compensation current command vector i xybr output from the unbalanced voltage controller 18 into rotational coordinates with the voltage phase θ, thereby converting the unbalanced dq coordinates, which is a vector of the dq coordinate system. The current command vector I dqbr is generated and output to the total current command calculator 222.

総和電流指令演算器222は、式(8)で表されるように、入力される各dq座標の電流指令のq軸成分を加算して、総和無効電流指令iqrとしてdq座標電流偏差演算器224に出力する。また、総和電流指令演算器222は、入力される各dq座標の電流指令のd軸成分を加算して、総和有効電流指令idrとしてdq座標電流偏差演算器224に出力する。なお、式(8)において、iq5rは5次高調波dq座標電流指令ベクトルidq5rのq軸成分である。iq7rは7次高調波dq座標電流指令ベクトルidq7rのq軸成分である。iq11rは11次高調波dq座標電流指令ベクトルidq11rのq軸成分である。iq13rは13次高調波dq座標電流指令ベクトルidq13rのq軸成分である。id5rは5次高調波dq座標電流指令ベクトルidq5rのd軸成分である。id7rは7次高調波dq座標電流指令ベクトルidq7rのd軸成分である。id11rは11次高調波dq座標電流指令ベクトルidq11rのd軸成分である。id13rは13次高調波dq座標電流指令ベクトルidq13rのq軸成分である。 As represented by the equation (8), the total current command calculator 222 adds the q-axis components of the current commands of each input dq coordinate to obtain the sum invalid current command i qr as the dq coordinate current deviation calculator. Output to 224. Further, the total current command calculator 222 adds the d-axis components of the current commands of each input dq coordinate and outputs the sum effective current command idr to the dq coordinate current deviation calculator 224. In equation (8), i q5r is the q-axis component of the fifth harmonic dq coordinate current command vector i dq5r. i q7r is the q-axis component of the 7th harmonic dq coordinate current command vector i dq7r. i q11r is the q-axis component of the 11th harmonic dq coordinate current command vector i dq11r. i q13r is the q-axis component of the 13th harmonic dq coordinate current command vector i dq13r. i d5r is a d-axis component of the fifth harmonic dq coordinate current command vector i dq5r. i d7r is the d-axis component of the 7th harmonic dq coordinate current command vector i dq7r. i d11r is a d-axis component of the 11th harmonic dq coordinate current command vector i dq11r. i d13r is the q-axis component of the 13th harmonic dq coordinate current command vector i dq13r.

Figure 0006901911
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dq座標変換器223は、無効電力補償装置2の出力電流iαβを電圧位相θで負方向に回転座標変換することで、dq座標系のベクトルであるdq座標電流ベクトルIdqに変換する。dq座標変換器223は、dq座標電流ベクトルIdqのq軸成分iqおよびd軸成分idをdq座標電流偏差演算器224に出力する。 The dq coordinate converter 223 converts the output current i αβ of the invalid power compensator 2 into the dq coordinate current vector I dq , which is a vector of the dq coordinate system, by converting the output current i αβ in the negative direction in the voltage phase θ. The dq coordinate converter 223 outputs the q-axis component i q and the d-axis component i d of the dq coordinate current vector I dq to the dq coordinate current deviation calculator 224.

dq座標電流偏差演算器224は、総和電流指令演算器222から出力された総和無効電流指令iqrと、dq座標変換器223から出力されたdq座標電流ベクトルIdqのq軸成分iqとの偏差を無効電流制御器225に出力する。また、dq座標電流偏差演算器224は、総和電流指令演算器222から出力された総和有効電流指令idrと、dq座標変換器223から出力されたdq座標電流ベクトルIdqのd軸成分idとの偏差を有効電流制御器226に出力する。 The dq coordinate current deviation calculator 224 is composed of the sum invalid current command i qr output from the sum current command calculator 222 and the q-axis component i q of the dq coordinate current vector I dq output from the dq coordinate converter 223. The deviation is output to the invalid current controller 225. Further, the dq coordinate current deviation calculation unit 224 is outputted from the sum current command calculator 222 total active current command i dr and, in the dq coordinate current vector I dq output from the dq coordinate converter 223 d-axis component i d The deviation from and is output to the effective current controller 226.

無効電流制御器225は、dq座標電流偏差演算器224から出力されたq軸成分の偏差を比例積分増幅し、当該偏差が0になるような無効電圧指令vqfbrをdq座標電圧指令演算器23に出力する。すなわち、無効電流制御器225は、無効電力補償装置2の出力電流iαβの連系点電圧の方向と直交する方向の無効電流成分が、無効電流指令iqfrに追従するように、無効電力補償装置2を制御する。 The reactive current controller 225 proportionally integrates and amplifies the deviation of the q-axis component output from the dq coordinate current deviation calculator 224, and issues a reactive voltage command v qfbr such that the deviation becomes 0 to the dq coordinate voltage command calculator 23. Output to. That is, the reactive current controller 225 compensates for the reactive power so that the reactive current component in the direction orthogonal to the direction of the interconnection point voltage of the output current i αβ of the reactive power compensator 2 follows the reactive current command i qfr. Control device 2.

有効電流制御器226は、dq座標電流偏差演算器224から出力されたd軸成分の偏差を比例積分増幅し、当該偏差が0になるような有効電圧指令vdfbrをdq座標電圧指令演算器23に出力する。 The effective current controller 226 proportionally integrates and amplifies the deviation of the d-axis component output from the dq coordinate current deviation calculator 224, and issues an effective voltage command v dfbr such that the deviation becomes 0 to the dq coordinate voltage command calculator 23. Output to.

なお、不平衡電圧の補償に着目すると、不平衡dq座標変換器221により不平衡補償電流指令ベクトルixybrを不平衡dq座標電流指令ベクトルIdqbrに変換し、dq座標電流偏差演算器224により不平衡dq座標電流指令ベクトルIdqbrとdq座標電流ベクトルIdqとの偏差を無効電流制御器225と有効電流制御器226に出力し、無効電流制御器225および有効電流制御器226により、無効電力補償装置2の出力電流iαβのxyb座標系の各成分が、不平衡補償電流指令ベクトルixybr(不平衡補償電流指令)の各成分に追従するように無効電力補償装置2を制御している。したがって、不平衡dq座標変換器221、dq座標変換器223、dq座標電流偏差演算器224、無効電流制御器225および有効電流制御器226は、無効電力補償装置2の出力電流iαβのxyb座標系の各成分が、不平衡補償電流指令ベクトルixybr(不平衡補償電流指令)の各成分に追従するように無効電力補償装置2を制御する不平衡電流制御器232を構成する。 Focusing on the compensation of the unbalanced voltage, the unbalanced compensation current command vector i xybr is converted into the unbalanced dq coordinate current command vector I dqbr by the unbalanced dq coordinate converter 221, and the dq coordinate current deviation calculator 224 does not. The deviation between the balanced dq coordinate current command vector I dqbr and the dq coordinate current vector I dq is output to the invalid current controller 225 and the effective current controller 226, and the invalid power compensation is performed by the invalid current controller 225 and the effective current controller 226. The ineffective power compensation device 2 is controlled so that each component of the xyb coordinate system of the output current i αβ of the device 2 follows each component of the unbalance compensation current command vector i xybr (unbalance compensation current command). Therefore, the unbalanced dq coordinate converter 221 and the dq coordinate converter 223, the dq coordinate current deviation calculator 224, the reactive current controller 225 and the reactive current controller 226 are the xyb coordinates of the output current i αβ of the reactive power compensator 2. The unbalanced current controller 232 that controls the reactive power compensating device 2 so that each component of the system follows each component of the unbalanced compensating current command vector i xybr (unbalanced compensating current command) constitutes.

また、高調波電圧の抑制に着目すると、dq座標電流制御器22は、n次高調波dq座標電流変換器215の出力の各成分と、電流検出器12の出力の各成分との偏差を比例積分増幅して出力する。しかしながら、電力系統1の周波数で順方向に回転するdq座標系において比例積分増幅しても積分項に対応するゲインは、dq座標系に対応したゲインに設計しているため、ゲインの低下や位相遅れを生じてしまう。そのため、高調波電流制御器21で、対応するxyn座標系で適切な積分ゲインによって積分増幅している。 Focusing on the suppression of the harmonic voltage, the dq coordinate current controller 22 proportionalizes the deviation between each component of the output of the nth harmonic dq coordinate current converter 215 and each component of the output of the current detector 12. It is integrated and amplified and output. However, in the dq coordinate system that rotates in the forward direction at the frequency of the power system 1, the gain corresponding to the integration term is designed to be the gain corresponding to the dq coordinate system even if the proportional integral amplification is performed. It causes a delay. Therefore, the harmonic current controller 21 integrates and amplifies the integral gain with an appropriate integral gain in the corresponding xyn coordinate system.

すなわち、dq座標系では比例増幅、xyn座標系では積分増幅を行うことで、無効電力補償装置2の出力電流をn次高調波補償電流指令ベクトルixynrに速やかに一致させることが出来る。 That is, the output current of the static power compensator 2 can be quickly matched with the nth harmonic compensation current command vector i xynr by performing proportional amplification in the dq coordinate system and integral amplification in the xyn coordinate system.

図1を再び参照すると、dq座標電圧指令演算器23(電圧指令演算器)は、式(9)に示す、無効電流制御器225から出力された無効電圧指令vqfbrの各成分の総和である総和q軸電圧指令vqrを無効電力補償装置2に出力する。また、dq座標電圧指令演算器23は、有効電流制御器226から出力された有効電圧指令vdfbrの各成分の総和である総和d軸電圧指令vdrを無効電力補償装置2に出力する。なお、式(9)において、vq5rは5次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq5rのq軸成分である。vq7rは7次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq7rのq軸成分である。vq11rは11次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq11rのq軸成分である。vq13rは13次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq13rのq軸成分である。vd5rは5次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq5rのd軸成分である。vd7rは7次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq7rのd軸成分である。vd11rは11次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq11rのd軸成分である。vd13rは13次高調波dq座標電圧指令ベクトルvdq13rのd軸成分である。 Referring to FIG. 1 again, the dq coordinate voltage command calculator 23 (voltage command calculator) is the sum of the components of the reactive current command v qfbr output from the reactive current controller 225 shown in the equation (9). The total q-axis voltage command v qr is output to the reactive power compensator 2. Further, the dq coordinate voltage command calculator 23 outputs the total d-axis voltage command v dr , which is the sum of each component of the effective voltage command v dfbr output from the active current controller 226, to the static power compensator 2. In equation (9), v q5r is the q-axis component of the fifth harmonic dq coordinate voltage command vector v dq5r. v q7r is the q-axis component of the 7th harmonic dq coordinate voltage command vector v dq7r. v q11r is the q-axis component of the 11th harmonic dq coordinate voltage command vector v dq11r. v q13r is the q-axis component of the 13th harmonic dq coordinate voltage command vector v dq13r. v d5r is the d-axis component of the fifth harmonic dq coordinate voltage command vector v dq5r. v d7r is the d-axis component of the 7th harmonic dq coordinate voltage command vector v dq7r. v d11r is the d-axis component of the 11th harmonic dq coordinate voltage command vector v dq11r. v d13r is the d-axis component of the 13th harmonic dq coordinate voltage command vector v dq13r.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

このように、本実施形態に係る無効電力補償装置2の制御装置10によれば、電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御といった各種の制御を実現することができる。 As described above, according to the control device 10 of the static power compensator 2 according to the present embodiment, various controls such as voltage control, imbalance compensation control, and harmonic suppression control can be realized.

(第2の実施形態)
図14は、本発明の第2の実施形態に係る無効電力補償装置2の制御装置10Aの構成の一例を示す図である。なお、図14において、図1と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
(Second embodiment)
FIG. 14 is a diagram showing an example of the configuration of the control device 10A of the static power compensator 2 according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 14, the same components as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図14においては、無効電力補償装置2は、三相電力変換器3と、変換器側リアクトル4と、フィルタコンデンサ5と、変圧器6と、変換器電流検出器7と、フィルタ電圧検出器8とを備える例を示している。 In FIG. 14, the ineffective power compensator 2 includes a three-phase power converter 3, a converter side reactor 4, a filter capacitor 5, a transformer 6, a converter current detector 7, and a filter voltage detector 8. An example with and is shown.

三相電力変換器3は、dq座標電圧指令演算器23から出力される指令値(総和q軸電圧指令vqrおよび総和d軸電圧指令vdr)に従った三相電圧を出力する。 The three-phase power converter 3 outputs a three-phase voltage according to the command values (total q-axis voltage command v qr and total d-axis voltage command v dr) output from the dq coordinate voltage command calculator 23.

変換器側リアクトル4は、一端が三相電力変換器3の出力に接続されている。変換器側リアクトル4は、三相電力変換器3の三相の出力それぞれに対応して設けられている。 One end of the converter side reactor 4 is connected to the output of the three-phase power converter 3. The converter side reactor 4 is provided corresponding to each of the three-phase outputs of the three-phase power converter 3.

フィルタコンデンサ5は、三相電力変換器3の三相の出力それぞれに対応して設けられ、一端が変換器側リアクトル4の他端に接続されている。また、フィルタコンデンサ5は、他端が互いに接続されている。 The filter capacitor 5 is provided corresponding to each of the three-phase outputs of the three-phase power converter 3, and one end thereof is connected to the other end of the reactor 4 on the converter side. Further, the other ends of the filter capacitors 5 are connected to each other.

変圧器6は、一端がフィルタコンデンサ5の一端に接続され、他端が電力系統1に接続されている。なお、変圧器6は、リアクトル(系統側リアクトル)としてもよい。 One end of the transformer 6 is connected to one end of the filter capacitor 5, and the other end is connected to the power system 1. The transformer 6 may be a reactor (system side reactor).

変換器電流検出器7は、三相電力変換器3から出力され、変換器側リアクトル4に流れる電流iαβを検出し、検出結果を後述する高調波電流制御器21Aおよびdq座標電流制御器22Aに出力する。 The converter current detector 7 detects the current i αβ output from the three-phase power converter 3 and flows through the reactor 4 on the converter side, and the detection results are described later in the harmonic current controller 21A and the dq coordinate current controller 22A. Output to.

フィルタ電圧検出器8は、フィルタコンデンサ5の電圧(フィルタ電圧Vcαβ)を検出し、検出結果を高調波電流制御器21Aおよびdq座標電流制御器22Aに出力する。 The filter voltage detector 8 detects the voltage of the filter capacitor 5 (filter voltage V cαβ ) and outputs the detection result to the harmonic current controller 21A and the dq coordinate current controller 22A.

三相インバータなどで構成される三相電力変換器3の出力電圧に含まれるスイッチング周波数倍の成分を除去する必要がある。そのため、図14に示す無効電力補償装置2においては、フィルタコンデンサ5が設けられている。しかしながら、フィルタコンデンサ5を含み、かつ、変換器電流検出器7が変換器側リアクトル4を流れる電流iαβを検出する場合、無効電力補償装置2の出力電流iαβを制御するのではなく、三相電力変換器3の出力電流を制御することとなってしまう。そのため、電圧大きさ制御器14、不平衡電圧制御器18および高調波電圧制御器20から出力される各電流指令を、対応する回転座標系でのフィルタコンデンサ5の電流の推定値で補正する必要がある。本実施形態に係る無効電力補償装置2の制御装置10Aは、上述した各電流指令の補正を行うものである。 It is necessary to remove the component of the switching frequency times included in the output voltage of the three-phase power converter 3 composed of a three-phase inverter or the like. Therefore, in the static power compensator 2 shown in FIG. 14, a filter capacitor 5 is provided. However, when the filter capacitor 5 is included and the converter current detector 7 detects the current i αβ flowing through the converter side reactor 4, the output current i αβ of the ineffective power compensator 2 is not controlled, but three. The output current of the phase power converter 3 will be controlled. Therefore, it is necessary to correct each current command output from the voltage magnitude controller 14, the unbalanced voltage controller 18, and the harmonic voltage controller 20 with the estimated value of the current of the filter capacitor 5 in the corresponding rotating coordinate system. There is. The control device 10A of the static power compensator 2 according to the present embodiment corrects each of the above-mentioned current commands.

図14に示す制御装置10Aは、図1に示す制御装置10と比較して、高調波電流制御器21を高調波電流制御器21Aに変更した点と、dq座標電流制御器22をdq座標電流制御器22Aに変更した点とが異なる。 In the control device 10A shown in FIG. 14, the harmonic current controller 21 was changed to the harmonic current controller 21A and the dq coordinate current controller 22 was changed to the dq coordinate current as compared with the control device 10 shown in FIG. It is different from the point changed to the controller 22A.

図15は、高調波電流制御器21Aの構成の一例を示す図である。高調波電流制御器21Aは、図15に示す構成を、各次数の高調波に対応して備えている。なお、図15において、図12と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。 FIG. 15 is a diagram showing an example of the configuration of the harmonic current controller 21A. The harmonic current controller 21A includes the configuration shown in FIG. 15 corresponding to the harmonics of each order. In FIG. 15, the same reference numerals are given to the same configurations as those in FIG. 12, and the description thereof will be omitted.

図15に示す高調波電流制御器21Aは、図12に示す高調波電流制御器21と比較して、フィルタn次高調波電圧検出器216と、コンデンサn次高調波電流推定器217(コンデンサ電流推定器)と、n次高調波電流指令補正器218とを追加で備える。 The harmonic current controller 21A shown in FIG. 15 has a filter nth harmonic voltage detector 216 and a condenser nth harmonic current estimator 217 (condenser current) as compared with the harmonic current controller 21 shown in FIG. An estimator) and an nth harmonic current command corrector 218 are additionally provided.

フィルタn次高調波電圧検出器216は、フィルタ電圧検出器8により検出されたフィルタ電圧Vcαβを電圧位相θのn倍(nθ)で回転座標変換し、電力系統1の半周期で移動平均を演算することで、フィルタn次高調波電圧ベクトルVcxyn(コンデンサ電圧)を取得する。フィルタn次高調波電圧検出器216は、取得したフィルタn次高調波電圧ベクトルVcxynをコンデンサn次高調波電流推定器217に出力する。 The filter nth harmonic voltage detector 216 converts the filter voltage V cαβ detected by the filter voltage detector 8 into rotational coordinates at n times the voltage phase θ (nθ), and calculates the moving average in a half cycle of the power system 1. By calculating, the filter nth harmonic voltage vector V cxyn (capacitor voltage) is acquired. The filter nth harmonic voltage detector 216 outputs the acquired filter nth harmonic voltage vector V cxyn to the capacitor nth harmonic current estimator 217.

コンデンサn次高調波電流推定器217は、フィルタn次高調波電圧検出器216から出力されたフィルタn次高調波電圧ベクトルVcxynを用いて、以下の式(10)に基づき、フィルタコンデンサ5を流れる電流であるn次高調波コンデンサ電流ベクトルicxyn(xn軸成分icxnおよびyn軸成分icyn)を推定する。なお、式(10)において、ωは電力系統1の角周波数であり、Cfはフィルタコンデンサ5の容量である。 The capacitor nth harmonic current estimator 217 uses the filter nth harmonic voltage vector V cxyn output from the filter nth harmonic voltage detector 216 to obtain the filter capacitor 5 based on the following equation (10). The nth harmonic capacitor current vector i cxyn (xn-axis component i cxn and yn-axis component i cyn ), which is the flowing current, is estimated. In equation (10), ω is the angular frequency of the power system 1, and C f is the capacitance of the filter capacitor 5.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

コンデンサn次高調波電流推定器217は、推定したn次高調波コンデンサ電流ベクトルicxynをn次高調波電流指令補正器218に出力する。 The capacitor nth harmonic current estimator 217 outputs the estimated nth harmonic capacitor current vector i cxyn to the nth harmonic current command corrector 218.

n次高調波電流指令補正器218(高調波電流指令補正器)は、n次高調波補償電流指令ベクトルixynrを、コンデンサn次高調波電流推定器217から出力されたn次高調波コンデンサ電流ベクトルicxynを用いて、以下の式(11)に基づき補正する。補正後のn次高調波補償電流指令ベクトルi’xynrは、変換器側リアクトル4に流れる電流であるリアクトル電流を指示するリアクトル電流指令である。n次高調波電流指令補正器218は、n次高調波補償電流指令ベクトルi’xynr(xn軸成分i’xnrおよびyn軸成分iynr)をn次高調波電流偏差演算器212に出力する。 The nth harmonic current command corrector 218 (harmonic current command corrector) transmits the nth harmonic compensation current command vector i xynr to the nth harmonic capacitor current output from the nth harmonic current estimator 217. Using the vector i cxyn , correction is performed based on the following equation (11). The corrected nth harmonic compensation current command vector i'xynr is a reactor current command that indicates a reactor current that is a current flowing through the converter side reactor 4. n-th harmonic current command compensator 218 outputs the n-th harmonic compensation current command vector i 'xynr (xn-axis component i' the xnr and yn-axis component i ynr) to the n-th harmonic current deviation calculator 212.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

図16は、dq座標電流制御器22Aの構成の一例を示す図である。図16において、図13と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。 FIG. 16 is a diagram showing an example of the configuration of the dq coordinate current controller 22A. In FIG. 16, the same components as those in FIG. 13 are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

図16に示すdq座標電流制御器22Aは、図13に示すdq座標電流制御器22と比較して、フィルタdq座標電圧検出器227、コンデンサdq座標電流推定器228、フィルタ不平衡電圧検出器229、コンデンサ不平衡電流推定器230および不平衡電流指令推定器231を追加した点と、不平衡dq座標変換器221を不平衡dq座標変換器221Aに変更した点と、総和電流指令演算器222を総和電流指令演算器222Aに変更した点とが異なる。 Compared with the dq coordinate current controller 22 shown in FIG. 13, the dq coordinate current controller 22A shown in FIG. 16 has a filter dq coordinate voltage detector 227, a capacitor dq coordinate current estimator 228, and a filter unbalanced voltage detector 229. , The point that the capacitor unbalanced current estimator 230 and the unbalanced current command estimator 231 were added, the point that the unbalanced dq coordinate converter 221 was changed to the unbalanced dq coordinate converter 221A, and the total current command calculator 222. This is different from the change to the total current command calculator 222A.

フィルタdq座標電圧検出器227は、フィルタ電圧検出器8により検出されたフィルタ電圧Vcαβを負方向の電圧位相θで回転座標変換し、電力系統1の半周期で移動平均することで、フィルタdq座標電圧ベクトルVcdqを取得する。フィルタdq座標電圧検出器227は、取得したフィルタdq座標電圧ベクトルVcdqをコンデンサdq座標電流推定器228に出力する。 The filter dq coordinate voltage detector 227 converts the filter voltage V cαβ detected by the filter voltage detector 8 into rotational coordinates in the negative voltage phase θ, and moves and averages the filter dq in a half cycle of the power system 1. Get the coordinate voltage vector V cdq . The filter dq coordinate voltage detector 227 outputs the acquired filter dq coordinate voltage vector V cdq to the capacitor dq coordinate current estimator 228.

コンデンサdq座標電流推定器228は、フィルタdq座標電圧検出器227から出力されたフィルタdq座標電圧ベクトルVcdqを用いて、以下の式(12)に基づき、dq座標補償電流ベクトルIcdq(q軸成分icqおよびd軸成分icd)する。 The capacitor dq coordinate current estimator 228 uses the filter dq coordinate voltage vector V cdq output from the filter dq coordinate voltage detector 227, and the dq coordinate compensation current vector I cdq (q axis) based on the following equation (12). Component i cq and d-axis component i cd ).

Figure 0006901911
Figure 0006901911

コンデンサdq座標電流推定器228は、推定したdq座標補償電流ベクトルIcdqを総和電流指令演算器222Aに出力する。 The capacitor dq coordinate current estimator 228 outputs the estimated dq coordinate compensation current vector I cdq to the total current command calculator 222A.

フィルタ不平衡電圧検出器229は、フィルタ電圧検出器8により検出されたフィルタ電圧Vcαβを電圧位相θで回転座標変換し、電力系統1の半周期で移動平均することで、フィルタ不平衡電圧ベクトルVcxybを取得する。フィルタ不平衡電圧検出器229は、取得したフィルタ不平衡電圧ベクトルVcxybをコンデンサ不平衡電流推定器230に出力する。 The filter unbalanced voltage detector 229 converts the filter voltage V cαβ detected by the filter voltage detector 8 into rotational coordinates with the voltage phase θ, and moves and averages the filter voltage V cαβ in a half cycle of the power system 1 to obtain a filter unbalanced voltage vector. Get V cxyb . The filter unbalanced voltage detector 229 outputs the acquired filter unbalanced voltage vector V cxyb to the capacitor unbalanced current estimator 230.

コンデンサ不平衡電流推定器230は、フィルタ不平衡電圧検出器229から出力されたフィルタ不平衡電圧ベクトルVcxybを用いて、以下の式(13)に基づき、不平衡コンデンサ電流ベクトルIcxyb(x軸成分icxbおよびy軸成分icyb)を推定する。 The capacitor unbalanced current estimator 230 uses the filter unbalanced voltage vector V cxyb output from the filter unbalanced voltage detector 229, and uses the unbalanced capacitor current vector I cxyb (x-axis) based on the following equation (13). The component i cxb and the y-axis component i cyb ) are estimated.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

コンデンサ不平衡電流推定器230は、推定した不平衡コンデンサ電流ベクトルIcxybを不平衡電流指令推定器231に出力する。 The capacitor unbalanced current estimator 230 outputs the estimated unbalanced capacitor current vector I cxyb to the unbalanced current command estimator 231.

不平衡電流指令推定器231は、不平衡補償電流指令ベクトルixybrの各成分と、コンデンサ不平衡電流推定器230から出力された不平衡コンデンサ電流ベクトルIcxybの各成分とを用いて、以下の式(14)に基づき、不平衡補償電流指令ベクトルI’xybrを生成する。不平衡電流指令推定器231は、生成した不平衡補償電流指令ベクトルI’xybr(x軸成分i’xbrおよびy軸成分i’ybr)を不平衡dq座標変換器221Aに出力する。 The unbalanced current command estimator 231 uses each component of the unbalanced compensation current command vector i xybr and each component of the unbalanced capacitor current vector I cxyb output from the capacitor unbalanced current estimator 230 as follows. Based on the equation (14), the imbalance compensation current command vector I'xybr is generated. The unbalanced current command estimator 231 outputs the generated unbalanced compensation current command vector I'xybr (x-axis component i'xbr and y-axis component i'ybr ) to the unbalanced dq coordinate converter 221A.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

不平衡dq座標変換器221Aは、不平衡電流指令推定器231から出力された不平衡補償電流指令ベクトルI’xybrを、電圧位相θで回転座標変換することでdq座標系のベクトルである不平衡dq座標電流指令ベクトルIdqbrを生成し、総和電流指令演算器222Aに出力する。 The unbalanced dq coordinate converter 221A is an unbalanced dq coordinate system vector by converting the unbalanced compensation current command vector I'xybr output from the unbalanced current command estimator 231 into rotational coordinates with the voltage phase θ. The dq coordinate current command vector I dqbr is generated and output to the total current command calculator 222A.

総和電流指令演算器222Aは、式(15)で表されるように、入力される各dq座標の電流指令のq軸成分およびdq座標補償電流ベクトルIcdqのd軸成分を加算して、総和無効電流指令iqrとしてdq座標電流偏差演算器224に出力する。また、総和電流指令演算器92は、入力される各dq座標の電流指令のd軸成分の和からdq座標補償電流ベクトルのq軸成分を減算して、総和有効電流指令idrとしてdq座標電流偏差演算器224に出力する。 As represented by the equation (15), the total current command calculator 222A adds the q-axis component of the current command of each input dq coordinate and the d-axis component of the dq coordinate compensation current vector I cdq, and sums them. It is output to the dq coordinate current deviation calculator 224 as an invalid current command i qr. Further, the total current command calculator 92 subtracts the q-axis component of the dq coordinate compensation current vector from the sum of the d-axis components of the current command of each input dq coordinate, and sets the total effective current command id r to the dq coordinate current. Output to the deviation calculator 224.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

このように、本実施形態に係る無効電力補償装置2の制御装置10Aによれば、電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御といった各種の制御をより高精度に実現することができる。 As described above, according to the control device 10A of the static power compensator 2 according to the present embodiment, various controls such as voltage control, imbalance compensation control, and harmonic suppression control can be realized with higher accuracy.

(第3の実施形態)
図17は、本発明の第3の実施形態に係る無効電力補償装置2の制御装置10Bの構成の一例を示す図である。なお、図17において、図14と同様の構成には同じ符号を付し、説明を省略する。
(Third Embodiment)
FIG. 17 is a diagram showing an example of the configuration of the control device 10B of the static power compensator 2 according to the third embodiment of the present invention. In FIG. 17, the same reference numerals are given to the configurations similar to those in FIG. 14, and the description thereof will be omitted.

図17に示す制御装置10Bは、図14に示す制御装置10Aと比較して、連系点電圧検出器11を削除した点と、電圧補正器24を追加した点とが異なる。 The control device 10B shown in FIG. 17 is different from the control device 10A shown in FIG. 14 in that the interconnection point voltage detector 11 is deleted and the voltage corrector 24 is added.

電圧補正器24は、フィルタ電圧検出器8により検出されたフィルタ電圧Vcαβと、電圧大きさ制御器14の出力である無効電流指令iqfrをdq座標ベクトルとしたidqfr(d軸成分は0である)と、不平衡電圧制御器18の出力である不平衡補償電流指令ベクトルixybrと、高調波電圧制御器20の出力であるn次高調波補償電流指令ベクトルixynrとを用いて、変圧器6の低圧側漏れインダクタンスL1による電圧降下分および変圧比N分を補正するように、以下の式(16)に基づき、連系点電圧V’αβ(α軸成分v’αおよびβ軸成分v’β)を推定する。つまり、式16の第2項以降が高圧側から見た変圧器6の高圧側と低圧側の合成漏れインダクタンスL1による電圧降下分となる。 The voltage corrector 24 uses the filter voltage V cαβ detected by the filter voltage detector 8 and the invalid current command i qfr , which is the output of the voltage magnitude controller 14, as the dq coordinate vector i dqfr (d-axis component is 0). The unbalanced compensation current command vector i xybr , which is the output of the unbalanced voltage controller 18, and the nth harmonic compensation current command vector i xynr , which is the output of the harmonic voltage controller 20, are used. so as to correct the voltage drop and the transformer ratio N caused by the low-pressure side leakage inductance L 1 of the transformer 6, based on the following equation (16), interconnection node voltage V '.alpha..beta (alpha -axis component v' alpha and β Estimate the axis component v'β). That is, the second and subsequent terms of the equation 16 are the voltage drops due to the combined leakage inductance L 1 on the high voltage side and the low voltage side of the transformer 6 when viewed from the high voltage side.

Figure 0006901911
Figure 0006901911

電圧補正器24は、推定した連系点電圧V’αβを電圧大きさ検出器13、dq座標電圧変換器15、不平衡電圧検出器17および高調波電圧検出器19に出力する。 The voltage corrector 24 outputs the estimated interconnection point voltage V'αβ to the voltage magnitude detector 13, the dq coordinate voltage converter 15, the unbalanced voltage detector 17, and the harmonic voltage detector 19.

本実施形態においては、連系点電圧検出器11を設けることなく、電圧制御、不平衡補償制御、高調波抑制制御といった各種の制御を実現することができる。 In the present embodiment, various controls such as voltage control, imbalance compensation control, and harmonic suppression control can be realized without providing the interconnection point voltage detector 11.

本発明を図面および実施形態に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形または修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形または修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。例えば、各ブロックなどに含まれる機能などは論理的に矛盾しないように再配置可能であり、複数のブロックを1つに組み合わせたり、或いは分割したりすることが可能である。 Although the present invention has been described with reference to the drawings and embodiments, it should be noted that those skilled in the art can easily make various modifications or modifications based on the present disclosure. Therefore, it should be noted that these modifications or modifications are within the scope of the present invention. For example, the functions included in each block and the like can be rearranged so as not to be logically inconsistent, and a plurality of blocks can be combined or divided into one.

1 電力系統
2 無効電力補償装置
3 三相電力変換器
4 変換器側リアクトル
5 フィルタコンデンサ
6 変圧器
7 変換器電流検出器
8 フィルタ電圧検出器
10 制御装置
11 連系点電圧検出器
12 電流検出器
13 電圧大きさ検出器
14 電圧大きさ制御器
15 dq座標電圧変換器
16 位相調整器
17 不平衡電圧検出器
18 不平衡電圧制御器
19 高調波電圧検出器
20 高調波電圧制御器
21,21A 高調波電流制御器
22,22A dq座標電流制御器
23 dq座標電圧指令演算器
24 電圧補正器
141 電圧偏差演算器
142 電圧不感帯検出器
143 誤差演算器
144 電流不感帯検出器
145 フィルタ出力切替器
146 一次遅れフィルタ
147 減算器
148 誤差増幅器
181 不平衡補償電流指令生成器
182 不感帯付き不平衡電圧ベクトル生成器
183 不平衡電圧大きさ演算器
184 不平衡電圧不感帯検出器
185 不平衡補償電流指令生成器
201 n次高調波抑制電流指令生成器
202 不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器
203 n次高調波電圧大きさ演算器
204 n次高調波電圧不感帯検出器
205 n次高調波抑制電流指令生成器
211 n次高調波電流検出器
212 n次高調波電流偏差演算器
213 xyn座標系積分器
214 n次高調波dq座標電圧変換器
215 n次高調波dq座標電流変換器
216 フィルタn次高調波電圧検出器
217 コンデンサn次高調波電圧推定器
218 n次高調波電流指令補正器
221,221A 不平衡dq座標変換器
222,222A 総和電流指令演算器
223 dq座標電流偏差演算器
224 dq座標変換器
225 無効電流制御器
226 有効電流制御器
227 フィルタdq座標電圧検出器
228 コンデンサdq座標電流推定器
229 フィルタ不平衡電圧検出器
230 コンデンサ不平衡電流推定器
231 不平衡電流指令推定器
301 ゲイン増幅器
302,302a,302b−1,302b−2,302c 一次遅れフィルタ
303,303a,303c 加算器
304,304a,304b,304c 出力切替器
305 乗算器
306 積分器
1 Power system 2 Invalid power compensator 3 Three-phase power converter 4 Converter side reactor 5 Filter capacitor 6 Transformer 7 Converter Current detector 8 Filter voltage detector 10 Controller 11 Interconnection point voltage detector 12 Current detector 13 Voltage magnitude detector 14 Voltage magnitude controller 15 dq coordinate voltage converter 16 Phase adjuster 17 Unbalanced voltage detector 18 Unbalanced voltage controller 19 Harmonic voltage detector 20 Harmonic voltage controller 21,21A Harmonic Wave current controller 22,22A dq coordinate current controller 23 dq coordinate voltage command calculator 24 voltage corrector 141 voltage deviation calculator 142 voltage dead zone detector 143 error calculator 144 current dead band detector 145 filter output switcher 146 primary delay Filter 147 Subtractor 148 Error amplifier 181 Unbalanced compensation current command generator 182 Unbalanced voltage vector generator with dead zone 183 Unbalanced voltage magnitude calculator 184 Unbalanced voltage Dead zone detector 185 Unbalanced compensation current command generator 201 nth order Harmonic suppression current command generator 202 Nth harmonic voltage vector generator with dead band 203 nth harmonic voltage magnitude calculator 204 nth harmonic voltage dead band detector 205 nth harmonic suppression current command generator 211 nth order Harmonic current detector 212 nth harmonic current deviation calculator 213 xyn coordinate system integrator 214 nth harmonic dq coordinate voltage converter 215 nth harmonic dq coordinate current converter 216 filter nth harmonic voltage detector 217 Condenser nth harmonic voltage estimator 218 nth harmonic current command corrector 221,221A Unbalanced dq coordinate converter 222, 222A Total current command calculator 223 dq coordinate current deviation calculator 224 dq coordinate converter 225 Invalid current control 226 Effective current controller 227 Filter dq coordinate voltage detector 228 Condenser dq coordinate voltage detector 229 Filter unbalanced voltage detector 230 Condenser unbalanced current estimator 231 Unbalanced current command estimator 301 Gain amplifier 302, 302a, 302b- 1,302b-2,302c First-order lag filter 303, 303a, 303c Adder 304, 304a, 304b, 304c Output switcher 305 Multiplier 306 Integrator

Claims (9)

電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、
前記無効電力補償装置が出力する無効電流を指示する無効電流指令を出力する電圧大きさ制御器と、
前記無効電力補償装置の出力電流の、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧の方向に直交する無効電流成分が、前記無効電流指令に追従するように前記無効電力補償装置を制御する無効電流制御器と、を備え、
前記電圧大きさ制御器は、
前記連系点電圧の電圧指令と前記連系点電圧の大きさとの偏差を演算する電圧偏差演算器と、
前記偏差が所定の不感帯の上限値以上である場合には、前記偏差から前記上限値を引いた値を出力し、前記偏差が前記不感帯の下限値以下である場合には、前記偏差から前記下限値を引いた値を出力し、前記偏差が前記下限値より大きく、前記上限値より小さい場合には、0を出力する電圧不感帯検出器と、
前記電圧不感帯検出器の出力が0でない場合には、前記電圧不感帯検出器の出力を比例積分増幅して前記無効電流指令として出力し、前記電圧不感帯検出器の出力が0である場合には、前記無効電流指令を所定の時定数で0に近づける誤差増幅器と、を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the static VAR compensator connected to the power system.
A voltage magnitude controller that outputs a reactive current command that indicates the reactive current output by the reactive power compensator, and
The reactive current component of the output current of the reactive power compensator, which is orthogonal to the direction of the interconnection point voltage which is the voltage at the connection point between the power system and the reactive power compensator, follows the reactive current command. A reactive current controller that controls the reactive power compensator is provided.
The voltage magnitude controller is
A voltage deviation calculator that calculates the deviation between the voltage command of the interconnection point voltage and the magnitude of the interconnection point voltage, and
When the deviation is equal to or more than the upper limit value of the predetermined dead zone, a value obtained by subtracting the upper limit value from the deviation is output, and when the deviation is equal to or less than the lower limit value of the dead zone, the lower limit is obtained from the deviation. A voltage dead zone detector that outputs a value obtained by subtracting a value and outputs 0 when the deviation is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value.
When the output of the voltage dead zone detector is not 0, the output of the voltage dead zone detector is proportionally integrated and amplified and output as the reactive current command. When the output of the voltage dead zone detector is 0, the output is A control device including an error amplifier that brings the reactive current command close to 0 with a predetermined time constant.
電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、
前記無効電力補償装置が出力する無効電流を指示する無効電流指令を出力する電圧大きさ制御器と、
前記無効電力補償装置の出力電流の、前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧の方向と直交する無効電流成分が、前記無効電流指令に追従するように前記無効電力補償装置を制御する無効電流制御器と、を備え、
前記電圧大きさ制御器は、
入力された電圧指令に対して一次遅れ処理を行った電圧指令を出力する一次遅れフィルタと、
前記一次遅れフィルタから出力された電圧指令と前記連系点電圧の大きさとの偏差を比例積分増幅し、前記無効電流指令として出力する誤差増幅器と、
前記誤差増幅器により出力された無効電流指令が、前記無効電流の不感帯の上限値以上である場合には、下限の電圧指令を前記一次遅れフィルタに入力し、前記誤差増幅器により出力された無効電流指令が、前記不感帯の下限値以下である場合には、上限の電圧指令を前記一次遅れフィルタに入力し、前記誤差増幅器により出力された無効電流指令が、前記下限値より大きく、前記上限値より小さい場合には、前記一次遅れフィルタの出力を前記一次遅れフィルタに入力するフィルタ出力切替器と、を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the static VAR compensator connected to the power system.
A voltage magnitude controller that outputs a reactive current command that indicates the reactive current output by the reactive power compensator, and
The reactive current component of the output current of the reactive power compensator, which is orthogonal to the direction of the interconnection point voltage which is the voltage at the connection point between the power system and the reactive power compensator, follows the reactive current command. A reactive current controller that controls the reactive power compensator is provided.
The voltage magnitude controller is
A primary lag filter that outputs a voltage command that has undergone primary lag processing for the input voltage command,
An error amplifier that proportionally integrates and amplifies the deviation between the voltage command output from the primary delay filter and the magnitude of the interconnection point voltage and outputs it as the reactive current command.
When the reactive current command output by the error amplifier is equal to or greater than the upper limit of the dead band of the reactive current, the lower limit voltage command is input to the primary delay filter and the reactive current command output by the error amplifier is input. However, when it is equal to or less than the lower limit value of the dead zone, the upper limit voltage command is input to the first-order lag filter, and the reactive current command output by the error amplifier is larger than the lower limit value and smaller than the upper limit value. In the case of a control device, the control device includes a filter output switch that inputs the output of the primary lag filter to the primary lag filter.
電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、
前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、
前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、
前記連系点電圧を前記電圧位相で回転座標変換して得られる、前記電力系統の周波数で逆方向に回転する直交するxb軸とyb軸とからなるxyb座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値である不平衡電圧ベクトルを出力する不平衡電圧検出器と、
前記不平衡電圧ベクトルの前記xyb座標系の各成分を比例積分増幅し、不平衡補償電流指令として出力する不平衡補償電流指令生成器と、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyb座標系の各成分が、前記不平衡補償電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する不平衡電流制御器と、を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the static VAR compensator connected to the power system.
The interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point between the power system and the ineffective power compensator, is subjected to rotational coordinate conversion with a negative voltage phase, and the orthogonal d-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of the components of the dq coordinate system consisting of the q axis,
A phase adjuster that outputs the voltage phase such that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system.
The voltage vector of a component of the xyb coordinate system composed of orthogonal xb axes and yb axes that rotate in opposite directions at the frequency of the power system, which is obtained by converting the interconnection point voltage into rotational coordinates with the voltage phase. An unbalanced voltage detector that outputs an unbalanced voltage vector, which is the average value in a half cycle,
An unbalanced compensation current command generator that proportionally integrates and amplifies each component of the xyb coordinate system of the unbalanced voltage vector and outputs it as an unbalanced compensation current command.
Each component of the xyb coordinate system of the output current of the static VAR compensator is provided with an unbalanced current controller that controls the static VAR compensator so that each component of the xyb coordinate system follows each component of the unbalanced compensation current command. A control device characterized by.
電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、
前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、
前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、
前記連系点電圧を前記電圧位相で回転座標変換して得られる、前記電力系統の周波数で逆方向に回転する直交するxb軸とyb軸とからなるxyb座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値である不平衡電圧ベクトルを出力する不平衡電圧検出器と、
前記不平衡電圧ベクトルの大きさが、前記不平衡電圧の不感帯の幅未満である場合には、大きさが0の出力電圧ベクトルを出力し、前記不平衡電圧ベクトルの大きさが、前記不感帯の幅以上である場合には、前記不平衡電圧ベクトルと同じ向きで前記不平衡電圧の不感帯の幅の大きさを有するベクトルを出力電圧ベクトルとして出力する不平衡電圧不感帯検出器と、
前記出力電圧ベクトルの大きさが0でない場合には、前記出力電圧ベクトルの各成分を比例積分増幅して不平衡補償電流指令として出力し、前記出力電圧ベクトルの大きさが0である場合には、前記不平衡補償電流指令が所定の時定数で0に近づくような不平衡補償電流指令を出力する不平衡補償電流指令生成器と、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyb座標系の各成分が、前記不平衡補償電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する不平衡電流制御器と、を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the static VAR compensator connected to the power system.
The interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point between the power system and the ineffective power compensator, is subjected to rotational coordinate conversion with a negative voltage phase, and the orthogonal d-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of the components of the dq coordinate system consisting of the q axis,
A phase adjuster that outputs the voltage phase such that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system.
The voltage vector of a component of the xyb coordinate system composed of orthogonal xb axes and yb axes that rotate in opposite directions at the frequency of the power system, which is obtained by converting the interconnection point voltage into rotational coordinates with the voltage phase. An unbalanced voltage detector that outputs an unbalanced voltage vector, which is the average value in a half cycle,
When the magnitude of the unbalanced voltage vector is less than the width of the dead zone of the unbalanced voltage, an output voltage vector having a magnitude of 0 is output, and the magnitude of the unbalanced voltage vector is the magnitude of the dead zone. When the width is greater than or equal to the width, an unbalanced voltage dead zone detector that outputs a vector having the width of the unbalanced voltage dead zone in the same direction as the unbalanced voltage vector as an output voltage vector.
When the magnitude of the output voltage vector is not 0, each component of the output voltage vector is proportionally integrated and amplified and output as an imbalance compensation current command, and when the magnitude of the output voltage vector is 0, it is output. An unbalanced compensation current command generator that outputs an unbalanced compensation current command so that the unbalanced compensation current command approaches 0 with a predetermined time constant.
Each component of the xyb coordinate system of the output current of the static VAR compensator is provided with an unbalanced current controller that controls the static VAR compensator so that each component of the xyb coordinate system follows each component of the unbalanced compensation current command. A control device characterized by.
電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、
前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、
前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、
前記連系点電圧を、前記電圧位相のn(nは6の倍数±1)倍の角度で回転座標変換して得られる前記電力系統の周波数のn倍の周波数で回転する直交するxn軸とyn軸とからなるxyn座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電圧ベクトルを出力する高調波電圧検出器と、
前記n次高調波電圧ベクトルの各成分を比例積分増幅して、n次高調波抑制電流指令として出力する高調波抑制電流指令生成器と、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyn座標系の各成分が、前記n次高調波抑制電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する高調波電流制御器と、を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the static VAR compensator connected to the power system.
The interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point between the power system and the ineffective power compensator, is subjected to rotational coordinate conversion with a negative voltage phase, and the orthogonal d-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of the components of the dq coordinate system consisting of the q axis,
A phase adjuster that outputs the voltage phase such that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system.
With the orthogonal xn axis rotating at a frequency n times the frequency of the power system obtained by rotating the interconnection point voltage at an angle n (n is a multiple of 6 ± 1) times the voltage phase. A harmonic voltage detector that outputs the nth harmonic voltage vector, which is the average value in the half cycle of the voltage vector of the component of the xyn coordinate system including the yn axis,
A harmonic suppression current command generator that proportionally integrates and amplifies each component of the nth harmonic voltage vector and outputs it as an nth harmonic suppression current command.
A harmonic current controller that controls the static VAR compensator so that each component of the xyn coordinate system of the output current of the static VAR compensator follows each component of the nth harmonic suppression current command. A control device characterized by being provided.
電力系統に接続される無効電力補償装置を制御する制御装置であって、
前記電力系統と前記無効電力補償装置との接続点の電圧である連系点電圧を、負の電圧位相で回転座標変換して、前記電力系統の周波数で順方向に回転する直交するd軸とq軸とからなるdq座標系の成分の電圧ベクトルにして出力するdq座標電圧変換器と、
前記電力系統の周波数の半周期における、前記電圧ベクトルのq軸成分の平均値が0となるような前記電圧位相を出力する位相調整器と、
前記連系点電圧を、前記電圧位相のn(nは6の倍数±1)倍の角度で回転座標変換して得られる前記電力系統の周波数のn倍の周波数で回転する直交するxn軸とyn軸とからなるxyn座標系の成分の電圧ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電圧ベクトルを出力する高調波電圧検出器と、
前記n次高調波電圧ベクトルの大きさが、前記n次高調波電圧の不感帯の幅未満である場合には、大きさが0の出力電圧ベクトルを生成し、前記n次高調波電圧ベクトルの大きさが、前記n次高調波電圧の不感帯の幅以上である場合には、前記n次高調波電圧ベクトルと同じ向きで前記n次高調波電圧の所定の不感帯の大きさを有するベクトルを前記n次高調波電圧ベクトルから減算して出力電圧ベクトルとして出力する不感帯付きn次高調波電圧ベクトル生成器と、
前記出力電圧ベクトルの大きさが0でない場合には、前記出力電圧ベクトルの各成分を比例積分増幅してn次高調波抑制電流指令として出力し、前記出力電圧ベクトルの大きさが0である場合には、前記n次高調波抑制電流指令が所定の時定数で0に近づくようなn次高調波抑制電流指令を出力するn次高調波抑制電流指令生成器と、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyn座標系の各成分が、前記n次高調波抑制電流指令の各成分に追従するように前記無効電力補償装置を制御する高調波電流制御器と、を備えることを特徴とする制御装置。
A control device that controls the static VAR compensator connected to the power system.
The interconnection point voltage, which is the voltage at the connection point between the power system and the ineffective power compensator, is subjected to rotational coordinate conversion with a negative voltage phase, and the orthogonal d-axis that rotates in the forward direction at the frequency of the power system. A dq coordinate voltage converter that outputs a voltage vector of the components of the dq coordinate system consisting of the q axis,
A phase adjuster that outputs the voltage phase such that the average value of the q-axis components of the voltage vector becomes 0 in a half cycle of the frequency of the power system.
With the orthogonal xn axis rotating at a frequency n times the frequency of the power system obtained by rotating the interconnection point voltage at an angle n (n is a multiple of 6 ± 1) times the voltage phase. A harmonic voltage detector that outputs the nth harmonic voltage vector, which is the average value in the half cycle of the voltage vector of the component of the xyn coordinate system including the yn axis,
When the magnitude of the nth harmonic voltage vector is less than the width of the dead zone of the nth harmonic voltage, an output voltage vector having a magnitude of 0 is generated, and the magnitude of the nth harmonic voltage vector is large. When is equal to or greater than the width of the dead zone of the nth harmonic voltage, a vector having a predetermined dead zone magnitude of the nth harmonic voltage in the same direction as the nth harmonic voltage vector is used as the nth harmonic voltage vector. An nth harmonic voltage vector generator with a dead band that is subtracted from the second harmonic voltage vector and output as an output voltage vector,
When the magnitude of the output voltage vector is not 0, each component of the output voltage vector is proportionally integrated and amplified and output as an nth harmonic suppression current command, and the magnitude of the output voltage vector is 0. The nth harmonic suppression current command generator that outputs the nth harmonic suppression current command such that the nth harmonic suppression current command approaches 0 with a predetermined time constant is used.
A harmonic current controller that controls the static VAR compensator so that each component of the xyn coordinate system of the output current of the static VAR compensator follows each component of the nth harmonic suppression current command. A control device characterized by being provided.
請求項5または6に記載の制御装置において、
前記高調波電流制御器は、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記xyn座標系の各成分の電流ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電流ベクトルを出力するn次高調波電流検出器と、
前記n次高調波抑制電流指令の各成分と、前記n次高調波電流ベクトルの各成分との偏差を比例積分増幅して出力するxyn座標系積分器と、
前記n次高調波抑制電流指令を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電流変換器と、
前記xyn座標系積分器の出力を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電圧変換器と、を備え、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記dq座標系の各成分を検出して出力する電流検出器と、
前記n次高調波dq座標電流変換器の出力の各成分と、前記電流検出器の出力の各成分との偏差を比例積分増幅して出力するdq座標電流制御器と、
前記高調波電流制御器の出力と、前記dq座標電流制御器の出力との和を前記無効電力補償装置の出力電圧の指令値として出力する電圧指令演算器と、をさらに備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to claim 5 or 6.
The harmonic current controller
An nth harmonic current detector that outputs an nth harmonic current vector that is an average value in the half cycle of the current vector of each component of the xyn coordinate system of the output current of the static power compensator.
An xyn coordinate system integrator that proportionally integrates and amplifies the deviation between each component of the nth harmonic suppression current command and each component of the nth harmonic current vector and outputs it.
An nth harmonic dq coordinate current converter that converts the nth harmonic suppression current command into components of the dq coordinate system and outputs the nth harmonic suppression current command.
The nth harmonic dq coordinate voltage converter that converts the output of the xyn coordinate system integrator into the components of the dq coordinate system and outputs the integrator is provided.
A current detector that detects and outputs each component of the dq coordinate system of the output current of the static power compensator, and
A dq coordinate current controller that proportionally integrates and amplifies the deviation between each component of the output of the nth harmonic dq coordinate current converter and each component of the output of the current detector and outputs the output.
A voltage command calculator that outputs the sum of the output of the harmonic current controller and the output of the dq coordinate current controller as a command value of the output voltage of the static VAR compensator is further provided. Control device.
請求項5または6に記載の制御装置において、
前記無効電力補償装置は、
指令値に従った電圧を出力する三相電力変換器と、
前記三相電力変換器の出力に一端が接続された変換器側リアクトルと、
前記変換器側リアクトルの他端に接続された接続されたフィルタコンデンサと、
一端が前記フィルタコンデンサの一端に接続され、他端が前記電力系統に接続された系統側リアクトルまたは変圧器と、を備え、
前記高調波電流制御器は、
前記フィルタコンデンサの電圧であるフィルタ電圧を検出するフィルタ電圧検出器と、
前記コンデンサ電圧に基づき、前記フィルタコンデンサを流れる電流を推定するコンデンサ電流推定器と、
前記n次高調波抑制電流指令を前記電流により補正して、前記変換器側リアクトルに流れる電流であるリアクトル電流を指示するリアクトル電流指令を生成して出力する高調波電流指令補正器と、
前記リアクトル電流の前記xyn座標系の各成分の電流ベクトルの、前記半周期における平均値であるn次高調波電流ベクトルを出力するn次高調波電流検出器と、
前記n次高調波抑制電流指令の各成分と、前記n次高調波電流ベクトルの各成分との偏差を比例積分増幅して出力するxyn座標系積分器と、
前記n次高調波抑制電流指令を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電流変換器と、
前記xyn座標系積分器の出力を前記dq座標系の成分に変換して出力するn次高調波dq座標電圧変換器と、を備え、
前記無効電力補償装置の出力電流の前記dq座標系の各成分を検出して出力する電流検出器と、
前記n次高調波dq座標電流変換器の出力の各成分と、前記電流検出器の出力の各成分との偏差を比例積分増幅して出力するdq座標電流制御器と、
前記高調波電流制御器の出力と、前記dq座標電流制御器の出力との和を前記無効電力補償装置の出力電圧の指令値として出力する電圧指令演算器と、を備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to claim 5 or 6.
The static power compensator is
A three-phase power converter that outputs a voltage according to the command value,
The reactor on the converter side, one end of which is connected to the output of the three-phase power converter,
A connected filter capacitor connected to the other end of the converter side reactor,
A system-side reactor or transformer, one end connected to one end of the filter capacitor and the other end connected to the power system.
The harmonic current controller
A filter voltage detector that detects the filter voltage, which is the voltage of the filter capacitor, and
A capacitor current estimator that estimates the current flowing through the filter capacitor based on the capacitor voltage, and
A harmonic current command corrector that corrects the nth harmonic suppression current command with the current to generate and output a reactor current command that indicates a reactor current that is a current flowing through the converter-side reactor.
An nth harmonic current detector that outputs an nth harmonic current vector that is an average value in the half cycle of the current vector of each component of the xyn coordinate system of the reactor current.
An xyn coordinate system integrator that proportionally integrates and amplifies the deviation between each component of the nth harmonic suppression current command and each component of the nth harmonic current vector and outputs it.
An nth harmonic dq coordinate current converter that converts the nth harmonic suppression current command into components of the dq coordinate system and outputs the nth harmonic suppression current command.
The nth harmonic dq coordinate voltage converter that converts the output of the xyn coordinate system integrator into the components of the dq coordinate system and outputs the integrator is provided.
A current detector that detects and outputs each component of the dq coordinate system of the output current of the static power compensator, and
A dq coordinate current controller that proportionally integrates and amplifies the deviation between each component of the output of the nth harmonic dq coordinate current converter and each component of the output of the current detector and outputs the output.
A control including a voltage command calculator that outputs the sum of the output of the harmonic current controller and the output of the dq coordinate current controller as a command value of the output voltage of the static power compensator. apparatus.
請求項1から7のいずれか一項に記載の制御装置において、
前記無効電力補償装置は、
指令値に従った電圧を出力する三相電力変換器と、
前記三相電力変換器の出力に一端が接続された変換器側リアクトルと、
前記変換器側リアクトルの他端に接続された接続されたフィルタコンデンサと、
一端が前記フィルタコンデンサの一端に接続され、他端が前記電力系統に接続された系統側リアクトルまたは変圧器と、を備え、
前記フィルタコンデンサの電圧であるフィルタ電圧の大きさから、前記変圧器による電圧降下分を補正し、前記連系点電圧として出力する電圧補正器をさらに備えることを特徴とする制御装置。
In the control device according to any one of claims 1 to 7.
The static power compensator is
A three-phase power converter that outputs a voltage according to the command value,
The reactor on the converter side, one end of which is connected to the output of the three-phase power converter,
A connected filter capacitor connected to the other end of the converter side reactor,
A system-side reactor or transformer, one end connected to one end of the filter capacitor and the other end connected to the power system.
A control device further comprising a voltage corrector that corrects a voltage drop due to the transformer from the magnitude of the filter voltage, which is the voltage of the filter capacitor, and outputs the voltage as the interconnection point voltage.
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