JP6969152B2 - Control device and static VAR compensator - Google Patents
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Description
本発明は制御装置及び無効電力補償装置に関する。以下の説明において、無効電力補償装置とは、ＳＶＣ（Static Var Compensator）及びＳＴＡＴＣＯＭ（Static Synchronous Compensator））に加え、無効電力又は無効電流を出力する機能を含む装置を広く指す。例えば、以下の説明において、無効電力補償装置は、こうした機能を含むパワーコンディショナ（ＰＣＳ（Power Conditioning System））、蓄電池システム、及び同期発電機等を含む。 The present invention relates to a control device and a static power compensator. In the following description, the static power compensator broadly refers to a device including a function of outputting reactive power or reactive current in addition to SVC (Static Var Compensator) and STATCOM (Static Synchronous Compensator). For example, in the following description, the static VAR compensator includes a power conditioner (PCS (Power Conditioning System)) including such a function, a storage battery system, a synchronous generator, and the like.
電力系統では、系統電圧を所定の範囲内に維持することが望ましい。また、太陽光発電等の分散型電源を導入した電力系統では、系統電圧の変動を抑制することが望ましい。そこで、こうした目的から無効電力補償装置が設置され得る。 In the power system, it is desirable to keep the system voltage within a predetermined range. Further, in a power system in which a distributed power source such as photovoltaic power generation is introduced, it is desirable to suppress fluctuations in the system voltage. Therefore, a static VAR compensator can be installed for this purpose.
しかしながら、事故の発生やメンテナンス等のために上位系統や配電系統が切り換えられることによって電力系統の状態が変化し、短絡容量が減少した場合、ハンチング現象が生じ得る。また、例えば、無効電力補償装置が多数導入されている配電系統では、系統切換により同一フィーダに複数の無効電力補償装置が設置されると、ハンチング現象が生じ得る。ハンチング現象とは、無効電力補償装置と電力系統とを合わせた制御ループ全体のゲインが増加することにより、無効電力補償装置の出力が電圧変動を助長して系統電圧を不安定にする現象を指す。 However, when the state of the power system changes and the short-circuit capacity decreases due to the switching of the upper system or the distribution system due to the occurrence of an accident or maintenance, a hunting phenomenon may occur. Further, for example, in a distribution system in which a large number of static VAR compensators are introduced, a hunting phenomenon may occur if a plurality of static VAR compensators are installed in the same feeder by system switching. The hunting phenomenon refers to a phenomenon in which the output of the static VAR compensator promotes voltage fluctuations and destabilizes the system voltage by increasing the gain of the entire control loop that combines the static VAR compensator and the power system. ..
このハンチング現象を抑制する技術として、例えば特許文献１に記載の次のような技術が知られている。特許文献１の静止型無効電力補償装置は、交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行い、検出手段、判定手段、及び調整手段を具備する。検出手段は、交流系統の短絡容量が小さくなることに伴って生じる、静止型無効電力補償装置の交流電流（或いは交流電力）の振動成分を検出する。判定手段は、検出した交流電流（或いは交流電力）の振動成分をもって振動継続を判定する。調整手段は、判定手段により振動継続と判定したとき振動成分を限定すべく、静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する。これにより、交流系統の短絡容量が小さくなることに伴って生じるハンチング現象を抑制する。
As a technique for suppressing this hunting phenomenon, for example, the following technique described in
さらに、制御パラメータを調整し振動が収まった後の所定時間後、制御パラメータを事前値に戻し、再度振動が発生した場合は回数をカウントし、振動再現回数が所定値以上の場合には、事前値に戻す手段をロックする。これにより、交流系統の短絡容量が通常状態に戻った場合に制御パラメータが事前値に戻るので、適正な無効電力補償及び交流電圧制御ができるとしている。 Furthermore, after a predetermined time after adjusting the control parameters and the vibration has subsided, the control parameters are returned to the predetermined values, the number of times when vibration occurs again is counted, and when the number of vibration reproductions is equal to or more than the predetermined value, the control parameters are returned in advance. Lock the means to return to the value. As a result, when the short-circuit capacity of the AC system returns to the normal state, the control parameters return to the predetermined values, so that appropriate static vars compensation and AC voltage control can be performed.
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、検出された振動成分が、例えば配電系統に設置されたＳＶＲ（Step Voltage Regulator）のタップ切換や、太陽光発電の出力変動といった外部要因により発生したのか、それともハンチング現象により発生したのかを判別するのが困難（或いはハンチングに起因する特定の周波数を抽出するためのフィルタ等の設計が困難）である。
However, in the technique described in
本発明の一側面にかかる目的は、電力系統の状態が変化しハンチングが発生した場合にはこれを速やかに抑制し、また電力系統の状態が再度変化し元の状態に戻った場合にも適切な無効電力又は無効電流を出力する様に制御パラメータを調整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である。 An object according to one aspect of the present invention is appropriate when the state of the power system changes and hunting occurs, which is promptly suppressed, and when the state of the power system changes again and returns to the original state. It is to provide a control device of a static power compensator capable of adjusting control parameters to output a reactive power or reactive current.
一実施形態に従った制御装置は、同期信号生成部、制御パラメータ決定部、及び指令値演算部を備える。同期信号生成部は、系統電圧に直交するｑ（quadrature）軸電圧を生成する。制御パラメータ決定部は、ｑ軸電圧に従って、電力系統へ出力される無効電力に対する制御パラメータを決定する。指令値演算部は、系統電圧の大きさと制御パラメータとに従って無効電力の指令値を演算する。 The control device according to one embodiment includes a synchronization signal generation unit, a control parameter determination unit, and a command value calculation unit. The synchronization signal generator generates a q (quadrature) axis voltage orthogonal to the system voltage. The control parameter determination unit determines the control parameters for the reactive power output to the power system according to the q-axis voltage. The command value calculation unit calculates the command value of the reactive power according to the magnitude of the system voltage and the control parameters.
一実施形態に従った制御装置によれば、電力系統の状態が変化しハンチングが発生した場合にはこれを速やかに抑制し、また電力系統の状態が再度変化し元の状態に戻った場合にも適切な無効電力又は無効電流を無効電力補償装置から出力することができる。 According to the control device according to one embodiment, when the state of the power system changes and hunting occurs, it is promptly suppressed, and when the state of the power system changes again and returns to the original state. Can also output the appropriate reactive power or reactive current from the static power compensator.
以下、図面に基づいて実施形態について詳細を説明する。
図１は、実施形態に従った無効電力補償装置の構成例を示す図である。図１に示す一例では、無効電力補償装置１は、交流の電力系統６に連系している。無効電力補償装置１は、電力系統６の電圧、すなわち系統電圧が一定になるように、或いは該系統電圧の変動が抑制されるように、計測された系統電圧の実効値に応じて無効電力（無効電流）を出力する。なお、以下の説明及び図面において括弧書きした要素が括弧していない要素と異なる要素である場合、括弧書きした要素は、一連の説明及び図面において括弧していない要素に代替してもよいことを表す。すなわち、例えば、互いに異なる要素である無効電力及び無効電流を「無効電力（無効電流）」と記載した場合には、一連の説明及び図面において当該要素は無効電力及び無効電流の何れであってもよいことを表す。
Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration example of a static VAR compensator according to an embodiment. In the example shown in FIG. 1, the
図１に示す構成例では、無効電力補償装置１は、制御装置２及び変換器３を含む。
制御装置２は、電圧計測器４が測定した系統電圧の計測値に従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算し、演算した指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を変換器３へ出力する。制御装置２は、例えば、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、プログラマブルなデバイス（ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）やＰＬＤ（Programmable Logic Device）等）、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、又はマルチコアＣＰＵ等により構成する。
In the configuration example shown in FIG. 1, the
The
図２は、実施形態に従った制御装置の構成例を示す図である。図２に示す構成例では、制御装置２は、同期信号生成部２１、制御パラメータ決定部２２、電圧実効値演算部２３、及び指令値演算部２４を含む。
FIG. 2 is a diagram showing a configuration example of a control device according to an embodiment. In the configuration example shown in FIG. 2, the
同期信号生成部２１は、入力した３相交流電圧を、ｄ（direct）軸及びｑ軸（quadrature）から構成される回転座標で表される電圧値へ変換する。すなわち、同期信号生成部２１は、電圧計測器４が計測した系統電圧の計測値Ｖｍから、系統電圧に同期するｄ軸電圧と、ｄ軸電圧に直交するｑ軸電圧Ｖｑとを生成する。同期信号生成部２１は、生成したｑ軸電圧Ｖｑを制御パラメータ決定部２２へ出力する。なお、同期信号生成部２１は、例えば、ＰＬＬ（Phase Locked Loop）等により構成してもよい。
The synchronization signal generation unit 21 converts the input three-phase AC voltage into a voltage value represented by a rotating coordinate composed of a d (direct) axis and a q axis (quadrature). That is, the synchronization signal generation unit 21 generates a d-axis voltage synchronized with the system voltage and a q-axis voltage Vq orthogonal to the d-axis voltage from the measured value Vm of the system voltage measured by the voltage measuring instrument 4. The synchronization signal generation unit 21 outputs the generated q-axis voltage Vq to the control
制御パラメータ決定部２２は、入力したｑ軸電圧Ｖｑに従って、電力系統６へ出力する無効電力（無効電流）に対する制御パラメータを決定する。制御パラメータは、無効電力（無効電流）指令値を増減させるためのパラメータであり、例えば、無効電力（無効電流）に対する制御ゲインである。以下では、制御パラメータとして制御ゲインを用いて実施例を説明するが、制御パラメータは制御ゲインに限定されない。
The control
制御パラメータ決定部２２は、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値が所定の閾値を超える場合には制御ゲインを減少させ、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値が所定の閾値未満である場合には制御ゲインを増加させる。制御パラメータ決定部２２は、決定した制御ゲインを示す制御ゲイン信号Ｇｏを指令値演算部２４へ出力する。制御ゲイン信号Ｇｏは、制御パラメータとして制御ゲインを用いた場合に制御パラメータ決定部２２が指令値演算部２４へ出力する制御パラメータ信号である。
The control
電圧実効値演算部２３は、電圧計測器４が計測した系統電圧の計測値Ｖｍから、系統電圧の大きさとして系統電圧の実効値Ｖｍｓを演算する。電圧実効値演算部２３は、演算した系統電圧の実効値Ｖｍｓを指令値演算部２４へ出力する。なお、実施例によっては、系統電圧の大きさとして、系統電圧の実効値Ｖｍｓではなく系統電圧に同期するｄ軸電圧を代用してもよい。以下では、系統電圧の大きさとして系統電圧の実効値Ｖｍｓを用いて実施例を説明するが、系統電圧の大きさは系統電圧の実効値Ｖｍｓに限定されない。
The voltage effective
指令値演算部２４には、系統電圧の実効値Ｖｍｓと制御ゲイン信号Ｇｏとが入力する。指令値演算部２４は、入力した制御ゲイン信号Ｇｏに従って制御ゲインを設定する。そして、指令値演算部２４は、系統電圧の実効値Ｖｍｓと制御ゲインとに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算し、演算した指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を変換器３へ出力する。
The effective value Vms of the system voltage and the control gain signal Go are input to the command
変換器３は、入力した無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従って無効電力（無効電流）を生成し、生成した無効電力（無効電流）を変圧器５を介して電力系統６へ出力する。
The
＜指令値演算部＞
系統電圧に対して電圧一定制御が実行される場合、指令値演算部２４は、図３又は図４に示すように構成してもよい。また、系統電圧に対して電圧変動抑制制御が実行される場合、指令値演算部２４は、図５に示すように構成してもよい。
<Command value calculation unit>
When the constant voltage control is executed with respect to the system voltage, the command
図３は、実施形態に従った指令値演算部の第１の構成例を示す図である。図３に示す構成例では、指令値演算部２４は、減算部２４１及び比例制御部２４２を含む。減算部２４１は、系統電圧の実効値Ｖｍｓを電圧指令値Ｖｒｅｆから減算することで比較値を算出して出力する。比例制御部２４２は、系統電圧を比例制御する回路であり、制御パラメータ乗算部２４２Ａを含む。制御パラメータ乗算部２４２Ａは、制御パラメータ決定部２２から入力した制御ゲイン信号Ｇｏに従って制御ゲインを設定する。制御パラメータ乗算部２４２Ａは、減算部２４１から入力した比較値に、設定した制御ゲインを乗算することにより無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を算出して出力する。
FIG. 3 is a diagram showing a first configuration example of the command value calculation unit according to the embodiment. In the configuration example shown in FIG. 3, the command
図４は、実施形態に従った指令値演算部の第２の構成例を示す図である。図４に示す構成例では、指令値演算部２４は、減算部２４１及び比例積分制御部２４３を含む。減算部２４１は、系統電圧の実効値Ｖｍｓを電圧指令値Ｖｒｅｆから減算することで比較値を算出して出力する。比例積分制御部２４３は、系統電圧を比例積分制御する回路であり、比例部２４３Ａ、積分部２４３Ｂ、加算部２４３Ｃ、及び制御パラメータ乗算部２４３Ｄを含む。比例部２４３Ａは、入力した比較値に対して比例動作を実行し、積分部２４３Ｂは、入力した比較値に対して積分動作を実行する。加算部２４３Ｃは、比例部２４３Ａ及び積分部２４３Ｂ夫々の出力を加算する。制御パラメータ乗算部２４３Ｄは、制御パラメータ決定部２２から入力した制御ゲイン信号Ｇｏに従って制御ゲインを設定する。制御パラメータ乗算部２４３Ｄは、加算部２４３Ｃの加算結果に、設定した制御ゲインを乗算することにより無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を算出して出力する。
FIG. 4 is a diagram showing a second configuration example of the command value calculation unit according to the embodiment. In the configuration example shown in FIG. 4, the command
図５は、実施形態に従った指令値演算部の第３の構成例を示す図である。図５に示す構成例では、指令値演算部２４は、電圧変動抑制制御部２４４を含み、電圧変動抑制制御部２４４は、ハイパスフィルタ２４４Ａ及び制御パラメータ乗算部２４４Ｂを含む。ハイパスフィルタ２４４Ａは、入力した系統電圧の計測値Ｖｍｓから電圧変動成分を抽出して出力する。制御パラメータ乗算部２４４Ｂは、制御パラメータ決定部２２から入力した制御ゲイン信号Ｇｏに従って制御ゲインを設定する。制御パラメータ乗算部２４４Ｂは、ハイパスフィルタ２４４Ａから入力した電圧変動成分に、設定した制御ゲインを乗算することにより無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を算出して出力する。
FIG. 5 is a diagram showing a third configuration example of the command value calculation unit according to the embodiment. In the configuration example shown in FIG. 5, the command
なお、指令値演算部２４は、図３〜図５を参照しながら上述した構成例以外の周知の構成であってもよい。
The command
＜制御パラメータ決定部＞
制御パラメータ決定部２２は、図６〜図１２を参照しながら以下で説明するように構成してもよい。
<Control parameter determination unit>
The control
図６は、実施形態に従った制御パラメータ決定部の第１の構成例を示す図である。図６に示す第１の構成例では、制御パラメータ決定部２２は、絶対値演算部２２１、高周波成分除去フィルタ２２２、比較値演算部２２３、及びパラメータ制御部２２４を含む。第１の構成例の制御パラメータ決定部２２に含まれる各構成要素２２１〜２２４は、例えば、次の説明のように動作する。
FIG. 6 is a diagram showing a first configuration example of the control parameter determination unit according to the embodiment. In the first configuration example shown in FIG. 6, the control
絶対値演算部２２１は、同期信号生成部２１から入力されたｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を演算して出力する。ｑ軸電圧Ｖｑはハンチング発生時に正負に変動する。絶対値演算部２２１は、ハンチングの大きさに従って無効電力（無効電流）を制御するために、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を演算する。
The absolute
高周波成分除去フィルタ２２２は、ｑ軸電圧Ｖｑの急峻な変動に対して安定的に無効電力（無効電流）を制御するために、演算されたｑ軸電圧Ｖｑの絶対値から高周波成分を除去する。高周波成分を除去するものであれば、例えば移動平均処理でもよい。なお、実施形態によっては、高周波成分除去フィルタ２２２は制御パラメータ決定部２２に含まれなくてもよい。比較値演算部２２３は、高周波成分除去フィルタ２２２から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を所定の閾値から減算することにより比較値を演算する。
The high frequency
パラメータ制御部２２４は、制御ゲインの基準値をリミッタ上限値とし、制御ゲインの下限値をリミッタ下限値として、比較値に対して積分制御又は比例積分制御を行うことにより、制御ゲインを制御し、該制御ゲインを示す制御ゲイン信号Ｇｏを生成する。制御ゲインの基準値は、定常時における制御ゲインの既定値であり、例えば、定常時における電力系統６の系統インピーダンスを基に予め設定され得る。制御ゲインの下限値は、ハンチングが発生した場合に減少させる下限の制御ゲインであり、零以上の値に予め設定され得る。
The
第１の構成例の制御パラメータ決定部２２は、例えば、図７に示すように、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値に応じて制御ゲインを制御する。図７は、第１の構成例の制御パラメータ決定部による制御パラメータの制御の一例を説明する図である。図７には、高周波成分除去フィルタ２２２を経たｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜の時間変化と、制御パラメータ決定部２２により制御される制御ゲインＧの時間変化との関係が示されている。
The control
図７に示すように、定常時において、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値よりも小さな値（例えば、０）で推移する。このため、比較値演算部２２３により演算された比較値は正の値になり、パラメータ制御部２２４による比例積分制御又は積分制御によって制御ゲインＧはリミッタ上限値、すなわち制御ゲインＧの基準値に制御される。指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。
As shown in FIG. 7, in the steady state, the absolute value | Vq | of the q-axis voltage changes at a value smaller than a predetermined threshold value (for example, 0). Therefore, the comparison value calculated by the comparison
例えば、事故の発生やメンテナンス等のために系統切換が実行されると、ハンチング現象が発生し、時刻ｔ１においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値を超える。このため、比較値演算部２２３が演算した比較値は負の値になり、パラメータ制御部２２４による比例積分制御又は積分制御によって制御ゲインＧは減少するように制御される。ただし、制御ゲインＧはリミッタ下限値、すなわち制御ゲインＧの下限値で制約される。
For example, when system switching is executed due to the occurrence of an accident, maintenance, or the like, a hunting phenomenon occurs, and the absolute value | Vq | of the q-axis voltage exceeds a predetermined threshold value at time t1. Therefore, the comparison value calculated by the comparison
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ハンチング現象は抑制され、時刻ｔ２においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値まで減少する。
The command
その後、例えば、事故の復旧やメンテナンスの終了等のために元の状態に系統切換が実行されると、時刻ｔ３においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は閾値未満に減少する。このため、比較値演算部２２３が演算した比較値は正の値になり、パラメータ制御部２２４による比例積分制御又は積分制御によって制御ゲインＧは増加するように制御される。
After that, for example, when system switching is executed to the original state for recovery from an accident or completion of maintenance, the absolute value | Vq | of the q-axis voltage decreases below the threshold value at time t3. Therefore, the comparison value calculated by the comparison
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜が閾値未満の状態が継続すると、時刻ｔ４において制御ゲインＧは系統切換前と同様にリミッタ上限値、すなわち制御ゲインＧの基準値まで増加する。
The command
前述したように、例えば、特許文献１に記載の技術では、静止型無効電力補償装置の交流電流（或いは交流電力）の振動成分が検出され、検出された交流電流（或いは交流電力）の振動成分をもって振動継続が判定されたときに制御パラメータが調整される。特許文献１に記載のこうした技術では、検出された振動成分が、例えば配電系統に設置されたＳＶＲのタップ切換や、太陽光発電の出力変動といった外部要因により発生したのか、それともハンチング現象により発生したのかを判別するのが困難（或いはハンチングに起因する特定の周波数を抽出するためのフィルタ等の設計が困難）である。或いは、ハンチング現象による振動であると確実に判定するために、振動継続を条件に制御パラメータが調整されるため、ハンチングの抑制が遅延する虞がある。
As described above, for example, in the technique described in
また、特許文献１に記載の技術では、制御パラメータを調整し振動が収まった後、所定時間後、制御パラメータを事前値に戻すので、その時、交流系統の短絡容量が通常状態に戻っていなければ、短時間とはいえハンチング現象を再度発生させることになる。また、制御パラメータを事前値に戻す動作の度にそれを繰り返すことになる。更に、振動再現回数が所定値以上になると事前値に戻す手段をロックしてしまうので、その後、交流系統の短絡容量が通常状態に戻っても制御パラメータは事前値に戻らず、適切な無効電力補償及び交流電圧制御ができなくなってしまう。更に、振動再現回数が所定値以上になると事前値に戻す手段をロックしてしまうので、その後、交流系統の短絡容量が通常状態に戻っても制御パラメータは事前値に戻らず、適切な無効電力補償及び交流電圧制御ができなくなってしまう。
Further, in the technique described in
一方、実施形態に従った制御装置及び/又は無効電力補償装置によれば、系統電圧から生成されたｑ軸電圧Ｖｑに従って、出力する無効電力（無効電流）の制御パラメータを決定する。具体的には、ハンチング現象が発生していない定常時には、系統電圧から生成されるｄ軸電圧は系統電圧に一致し、ｑ軸電圧Ｖｑは零（０）である。一方、系統切換等によりハンチング現象が発生した場合、系統電圧から生成されるｄ軸電圧は系統電圧に一致するが、ｑ軸電圧Ｖｑは、当該無効電力補償装置１或いは隣接の無効電力補償装置による系統電圧の過制御に起因して正負に変動する。そのため、ｑ軸電圧Ｖｑに応じて制御パラメータを調整することで、ＳＶＲのタップ切換や、太陽光発電の出力変動といった外部要因では不要に制御パラメータを調整することなく、ハンチング発生時のみ制御パラメータを調整することが容易に実現できる。
On the other hand, according to the control device and / or the reactive power compensator according to the embodiment, the control parameter of the reactive power (reactive current) to be output is determined according to the q-axis voltage Vq generated from the system voltage. Specifically, in the steady state where the hunting phenomenon does not occur, the d-axis voltage generated from the system voltage corresponds to the system voltage, and the q-axis voltage Vq is zero (0). On the other hand, when a hunting phenomenon occurs due to system switching or the like, the d-axis voltage generated from the system voltage matches the system voltage, but the q-axis voltage Vq is determined by the
また、実施形態に従った制御装置及び/又は無効電力補償装置によれば、ｑ軸電圧Ｖｑが所定の閾値を超えたか否かに従って、閾値を超えた場合には速やかにハンチング現象を抑制し、適切な無効電力又は無効電流を出力することができる。 Further, according to the control device and / or the reactive power compensator according to the embodiment, the hunting phenomenon is promptly suppressed when the q-axis voltage Vq exceeds a predetermined threshold value according to whether or not the threshold value is exceeded. Appropriate reactive power or reactive current can be output.
更に、実施形態に従った制御装置及び/又は無効電力補償装置によれば、電力系統が元の状態に戻った場合に、ｑ軸電圧Ｖｑが所定の閾値を下回ることから、制御パラメータを当初の適切な値である基準値まで戻し、適切な無効電力又は無効電流を出力することができる。 Further, according to the control device and / or the reactive power compensator according to the embodiment, when the power system returns to the original state, the q-axis voltage Vq falls below a predetermined threshold value, so that the control parameter is initially set. It is possible to return to the reference value, which is an appropriate value, and output an appropriate reactive power or reactive current.
図８は、実施形態に従った制御パラメータ決定部の第２の構成例を示す図である。図８に示す第２の構成例では、制御パラメータ決定部２２は、絶対値演算部２２１、高周波成分除去フィルタ２２２、比較値演算部２２３、パラメータ制御部２２４、及び加算部２２５を含む。第２の構成例の制御パラメータ決定部２２が含む各構成要素２２１〜２２５は、例えば、次の説明のように動作する。
FIG. 8 is a diagram showing a second configuration example of the control parameter determination unit according to the embodiment. In the second configuration example shown in FIG. 8, the control
絶対値演算部２２１は、第１の構成例と同様に、同期信号生成部２１から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を演算して出力する。また、高周波成分除去フィルタ２２２は、第１の構成例と同様に、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値から高周波成分を除去する。比較値演算部２２３は、第１の構成例と同様に、高周波成分除去フィルタ２２２から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を所定の閾値から減算することにより比較値を演算する。
The absolute
パラメータ制御部２２４は、零をリミッタ上限値とし、制御ゲインの下限値から制御ゲインの基準値を減算した負の値をリミッタ下限値として、比較値に対して積分制御又は比例積分制御を行うことにより、制御ゲインの補正値を生成し、該補正値を出力する。
The
加算部２２５は、制御ゲインの基準値に制御ゲインの補正値を加算することにより制御ゲインを算出し、算出した制御ゲインを示す制御ゲイン信号Ｇｏを出力する。
第２の構成例の制御パラメータ決定部２２は、例えば、図７を参照しながら以下で説明するように、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値に応じて制御ゲインを制御する。
The
The control
図７に示すように、定常時において、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値よりも小さな値（例えば、０）で推移する。このため、比較値演算部２２３により演算された比較値は正の値になり、パラメータ制御部２２４による比例積分制御又は積分制御によって制御ゲインＧの補正値はリミッタ上限値、すなわち零に制御される。この結果、加算部２２５からの出力は、制御ゲインＧの基準値になる。指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２により決定された制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。
As shown in FIG. 7, in the steady state, the absolute value | Vq | of the q-axis voltage changes at a value smaller than a predetermined threshold value (for example, 0). Therefore, the comparison value calculated by the comparison
例えば、事故の発生やメンテナンス等のために系統切換が実行されると、ハンチング現象が発生し、時刻ｔ１においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値を超える。このため、比較値演算部２２３により演算された比較値は負の値になり、パラメータ制御部２２４による比例積分制御又は積分制御によって制御ゲインＧの補正値は減少するように制御される。この結果、加算部２２５から出力される制御ゲイン信号Ｇｏが示す制御ゲインＧは減少する。
For example, when system switching is executed due to the occurrence of an accident, maintenance, or the like, a hunting phenomenon occurs, and the absolute value | Vq | of the q-axis voltage exceeds a predetermined threshold value at time t1. Therefore, the comparison value calculated by the comparison
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ハンチング現象は抑制され、時刻ｔ２においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値まで減少する。
The command
その後、例えば、事故の復旧やメンテナンスの終了等のために元の状態に系統切換が実行されると、時刻ｔ３においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値未満に減少する。このため、比較値演算部２２３が演算した比較値は正の値になり、パラメータ制御部２２４による比例積分制御又は積分制御によって制御ゲインＧの補正値は増加するように制御される。この結果、加算部２２５から出力される制御ゲイン信号Ｇｏが示す制御ゲインＧは増加する。
After that, for example, when system switching is executed to the original state for recovery from an accident, completion of maintenance, or the like, the absolute value | Vq | of the q-axis voltage decreases to less than a predetermined threshold value at time t3. Therefore, the comparison value calculated by the comparison
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜が閾値未満の状態が継続すると、時刻ｔ４において制御ゲインＧは系統切換前と同様にリミッタ上限値、すなわち制御ゲインＧの基準値まで増加する。
The command
このように、制御パラメータ決定部２２を上述した第２の構成例のように構成した場合にも、制御パラメータ決定部２２を第１の構成例のように構成した場合と同様の効果を得ることができる。
As described above, even when the control
図９は、実施形態に従った制御パラメータ決定部の第３の構成例を示す図である。図９に示す第３の構成例では、制御パラメータ決定部２２は、絶対値演算部２２１、高周波成分除去フィルタ２２２、比較値演算部２２３、パラメータ制御部２２４、及び不感帯設定部２２６を含む。第３の構成例の制御パラメータ決定部２２が含む各構成要素２２１〜２２４、２２６は、例えば、次の説明のように動作する。
FIG. 9 is a diagram showing a third configuration example of the control parameter determination unit according to the embodiment. In the third configuration example shown in FIG. 9, the control
絶対値演算部２２１は、第１の構成例と同様に、同期信号生成部２１から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を演算して出力する。また、高周波成分除去フィルタ２２２は、第１の構成例と同様に、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値から高周波成分を除去する。比較値演算部２２３は、第１の構成例と同様に、高周波成分除去フィルタ２２２から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を所定の閾値から減算することにより比較値を演算する。
The absolute
不感帯設定部２２６は、入力した比較値に対して、所定の閾値を含む不感帯を設定する。
The dead
パラメータ制御部２２４は、制御ゲインの基準値をリミッタ上限値とし、制御ゲインの下限値をリミッタ下限値として、不感帯が設定された比較値に対して積分制御又は比例積分制御を行うことにより制御ゲインを制御する。そして、パラメータ制御部２２４は、制御された制御ゲインを示す制御ゲイン信号Ｇｏを生成する。
The
第３の構成例の制御パラメータ決定部２２は、例えば、図１０を参照しながら以下で説明するように、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値に応じて制御ゲインを制御する。図１０は、第３の構成例の制御パラメータ決定部による制御パラメータの制御の一例を説明する図である。図１０には、不感帯が設定されたｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜の時間変化と、制御パラメータ決定部２２が制御する制御ゲインＧの時間変化との関係が示されている。
The control
図１０に示すように、定常時には図７を参照しながら前述した第１の構成例の制御パラメータ決定部２２と同様に制御ゲインＧはリミッタ上限値、すなわち制御ゲインＧの基準値に制御される。
As shown in FIG. 10, the control gain G is controlled to the limiter upper limit value, that is, the reference value of the control gain G in the same manner as the control
例えば、事故の発生やメンテナンス等のために系統切換が実行されると、ハンチング現象が発生し、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は、時刻ｔ１において所定の閾値を越え、時刻ｔ１より後の時刻ｔ５において不感帯を更に超える。そこで、制御パラメータ決定部２２は制御ゲインＧを減少させる。
For example, when system switching is executed due to the occurrence of an accident or maintenance, a hunting phenomenon occurs, and the absolute value | Vq | of the q-axis voltage exceeds a predetermined threshold value at time t1 and is after time t1. Further beyond the dead zone at time t5. Therefore, the control
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ハンチング現象は抑制され、時刻ｔ６においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は所定の閾値を含む不感帯の内側のレベルまで減少する。
The command
その後、例えば、事故の復旧やメンテナンスの終了等のために元の状態に系統切換が実行されると、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は、時刻ｔ６より後の時刻ｔ３において閾値未満に減少し、時刻ｔ３より後の時刻ｔ７において不感帯未満に更に減少する。そこで、制御パラメータ決定部２２は制御ゲインＧを増加させる。
After that, for example, when system switching is executed to the original state for recovery from an accident or completion of maintenance, the absolute value | Vq | of the q-axis voltage decreases below the threshold value at time t3 after time t6. Then, at time t7 after time t3, the voltage further decreases below the dead zone. Therefore, the control
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜が不感帯未満の状態が継続すると、時刻ｔ８において制御ゲインＧは系統切換前と同様に基準値まで増加する。
The command
このように、制御パラメータ決定部２２を上述した第３の構成例のように構成した場合にも、制御パラメータ決定部２２を第１の構成例のように構成した場合と同様の効果を得ることができる。また、上述した第３の構成例のように不感帯が設けられるように制御パラメータ決定部２２を構成した場合には、ハンチングを抑制するべく制御ゲインＧを減少させ、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜が所定の閾値を含む不感帯の内側のレベルに達すると、制御ゲインが変化しなくなるため、制御装置から出力される制御パラメータの微小変動が系統電圧を過度に変動させる外乱発生源となることを防止することができる。
In this way, even when the control
なお、上述では、制御パラメータ決定部２２の第３の構成例を第１の構成例と組み合わせて説明したが、制御パラメータ決定部２２の第３の構成例は第２の構成例と組み合わせてもよい。
In the above description, the third configuration example of the control
図１１は、実施形態に従った制御パラメータ決定部の第４の構成例を示す図である。図１１に示す第４の構成例では、制御パラメータ決定部２２は、絶対値演算部２２１、高周波成分除去フィルタ２２２、パラメータ制御部２２４、及び比較値演算部２２７を含む。第３の構成例の制御パラメータ決定部２２が含む各構成要素２２１、２２２、２２４、２２７は、例えば、次の説明のように動作する。
FIG. 11 is a diagram showing a fourth configuration example of the control parameter determination unit according to the embodiment. In the fourth configuration example shown in FIG. 11, the control
絶対値演算部２２１は、第１の構成例と同様に、同期信号生成部２１から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を演算して出力する。また、高周波成分除去フィルタ２２２は、第１の構成例と同様に、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値から高周波成分を除去する。
The absolute
比較値演算部２２７は、高周波成分除去フィルタ２２２から入力したｑ軸電圧Ｖｑの絶対値と所定の閾値とを用いて比較値を演算する。比較値演算部２２７に用いられる閾値には、不感帯の上限値に対応する上限閾値と、該不感帯の下限値に対応する下限閾値とが含まれる。
The comparison
比較値演算部２２７は、第１の比較値演算部２２７Ａ、第１のリミッタ部２２７Ｂ、第１の乗算部２２７Ｃ、第２の比較値演算部２２７Ｄ、第２のリミッタ部２２７Ｅ、第２の乗算部２２７Ｆ、及び加算部２２７Ｇを含む。
The comparison
第１の比較値演算部２２７Ａは、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を上限閾値から減算することにより第１の比較値を演算し、演算した第１の比較値を第１のリミッタ部２２７Ｂへ出力する。第１のリミッタ部２２７Ｂは、入力した第１の比較値の内、零以下の第１の比較値を第１の乗算部２２７Ｃへ出力する。第１の乗算部２２７Ｃは、入力した第１の比較値に第１の係数を乗算する。第１の係数は、制御ゲインを減少させるために乗算される係数であり、後述する第２の係数よりも大きい値であってもよい。
The first comparison value calculation unit 227A calculates the first comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage Vq from the upper limit threshold value, and outputs the calculated first comparison value to the first limiter unit 227B. do. The first limiter unit 227B outputs the first comparison value of zero or less among the input first comparison values to the
第２の比較値演算部２２７Ｄは、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値を下限閾値から減算することにより第２の比較値を演算し、演算した第２の比較値を第２のリミッタ部２２７Ｅへ出力する。第２のリミッタ部２２７Ｅは、入力した第２の比較値の内、零以上の第２の比較値を第２の乗算部２２７Ｆへ出力する。第２の乗算部２２７Ｆは、入力した第２の比較値に第２の係数を乗算する。第２の係数は、制御ゲインを増加させるために乗算される係数であり、第１の係数よりも小さい値であってもよい。
The second comparison
加算部２２７Ｇは、第１の乗算部２２７Ｃの出力と第２の乗算部２２７Ｆの出力とを加算する。加算部２２７Ｇは、加算結果を比較値としてパラメータ制御部２２４へ出力する。
The addition unit 227G adds the output of the
パラメータ制御部２２４は、制御ゲインの基準値をリミッタ上限値とし、制御ゲインの下限値をリミッタ下限値として、比較値に対して積分制御又は比例積分制御を行うことにより、制御ゲインを制御し、該制御ゲインを示す制御ゲイン信号Ｇｏを生成して出力する。
The
第４の構成例の制御パラメータ決定部２２は、例えば、図１２を参照しながら以下で説明するように、ｑ軸電圧Ｖｑの絶対値に応じて制御ゲインを制御する。図１２は、第４の構成例の制御パラメータ決定部による制御パラメータの制御の一例を説明する図である。図１２には、上限閾値ＴＨと下限閾値ＴＬとの間が不感帯に設定されたｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜の時間変化と、制御パラメータ決定部２２が制御する制御ゲインＧの時間変化との関係が示されている。
The control
図１２に示すように、定常時には図７を参照しながら前述した第１の構成例の制御パラメータ決定部２２と同様に制御ゲインＧはリミッタ上限値、すなわち制御ゲインＧの基準値に制御される。
As shown in FIG. 12, the control gain G is controlled to the limiter upper limit value, that is, the reference value of the control gain G in the same manner as the control
例えば、事故の発生やメンテナンス等のために系統切換が実行されると、ハンチング現象が発生し、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は、時刻ｔ９において上限閾値ＴＨを越える。そこで、制御パラメータ決定部２２は制御ゲインＧを減少させる。この場合、第１の係数を比較的大きな値に設定すれば、制御ゲインＧは比較的速やかに減少する。
For example, when system switching is executed due to the occurrence of an accident, maintenance, or the like, a hunting phenomenon occurs, and the absolute value | Vq | of the q-axis voltage exceeds the upper limit threshold value TH at time t9. Therefore, the control
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ハンチング現象は抑制され、時刻ｔ１０においてｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は、不感帯内まで減少する。
The command
その後、例えば、事故の復旧やメンテナンスの終了等のために元の状態に系統切換が実行されると、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜は、時刻ｔ１１において下限閾値未満に減少する。そこで、制御パラメータ決定部２２は制御ゲインＧを増加させる。この場合、第２の係数を比較的小さな値に設定すれば、制御ゲインＧは比較的緩やかに増加する。
After that, for example, when system switching is executed to the original state for recovery from an accident, completion of maintenance, or the like, the absolute value | Vq | of the q-axis voltage decreases below the lower limit threshold value at time t11. Therefore, the control
指令値演算部２４は、制御パラメータ決定部２２が決定した制御ゲインＧに従って無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を演算及び出力し、変換器３は、該指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）に従った無効電力（無効電流）を出力する。この結果、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜が下限閾値未満の状態が継続すると、時刻ｔ１２において制御ゲインＧは系統切換前と同様に基準値まで増加する。
The command
このように、制御パラメータ決定部２２を上述した第４の構成例のように構成した場合にも、制御パラメータ決定部２２を第１の構成例のように構成した場合と同様の効果を得ることができる。また、上述した第４の構成例のように、不感帯が設けられるように制御パラメータ決定部２２を構成した場合には、ハンチングを抑制するべく制御ゲインＧを減少させ、ｑ軸電圧の絶対値｜Ｖｑ｜が上限閾値ＴＨと下限閾値ＴＬとの間に設定された不感帯の内側のレベルに達すると、制御ゲインが変化しなくなるため、制御装置から出力されるパラメータの微小変動が系統電圧を過度に変動させる外乱発生源となることを防止することができる。
As described above, even when the control
更に、第１の係数を相対的に大きな値に設定すれば、ｑ軸電圧の絶対値を上限閾値から減算した値が負である場合に制御ゲインは相対的に速やかに減少する。したがって、制御パラメータ決定部２２を第４の構成例のように構成すれば、無効電力補償装置から出力される無効電力（無効電流）を速やかに減少させることによって、発生したハンチング現象を速やかに抑制できる。また、第２の係数を相対的に小さな値に設定すれば、ｑ軸電圧の絶対値を下限閾値から減算した値が正である場合に制御ゲインが相対的に緩やかに増加する。したがって、制御パラメータ決定部２２を第４の構成例のように構成すれば、無効電力補償装置から出力される無効電力（無効電流）の急激な増加に起因するハンチング再発を生じさせることなく、系統切換前の基準値に制御パラメータを戻すことができる。
Further, if the first coefficient is set to a relatively large value, the control gain decreases relatively quickly when the value obtained by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the upper limit threshold value is negative. Therefore, if the control
なお、上述では、制御パラメータ決定部２２の第４の構成例を第１の構成例と組み合わせて説明したが、制御パラメータ決定部２２の第４の構成例は第２の構成例と組み合わされてもよい。
In the above description, the fourth configuration example of the control
本発明は、以上の実施の形態に限定されるものでなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良、変更が可能である。 The present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and changes can be made without departing from the gist of the present invention.
例えば、上述では、無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を制御ゲインで調整する実施例について説明した。しかしながら、制御パラメータ決定部２２からの制御パラメータ信号に応じて無効電力（無効電流）指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）が増減できれば、無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を増減させる制御パラメータ乗算部２４２Ａ、２４３Ｄ、又は２４４Ｂは様々な関数により構成しても構わない。そこで、例えば、制御パラメータ乗算部２４２Ａ、２４３Ｄ、又は２４４Ｂをローパスフィルタで構成し、制御パラメータ信号である制御時定数信号Ｔｏに基づいてローパスフィルタの時定数を調整してもよい。
For example, in the above description, an embodiment in which the command value QRef (Iref) of the reactive power (reactive current) is adjusted by the control gain has been described. However, if the reactive power (reactive current) command value Qref (Iref) can be increased or decreased according to the control parameter signal from the control
無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を増減させるローパスフィルタの時定数を制御パラメータに用いる実施例では、無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を制御ゲインで調整する実施例において制御ゲイン信号Ｇｏを減少させる動作に対応してローパスフィルタの時定数を長くする。これによりローパスフィルタを通過する周波数帯域が狭まり、ローパスフィルタからの出力信号である無効電力（無効電流）指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）が減少するので、制御ゲイン信号Ｇｏを減少させる場合と同様の効果が得られる。 In the embodiment in which the time constant of the low-pass filter that increases / decreases the command value Qref (Iref) of the ineffective power (invalid current) is used as the control parameter, the command value Qref (Iref) of the ineffective power (invalid current) is adjusted by the control gain. In the example, the time constant of the low-pass filter is lengthened corresponding to the operation of reducing the control gain signal Go. As a result, the frequency band passing through the low-pass filter is narrowed, and the reactive power (reactive current) command value QRef (Iref), which is the output signal from the low-pass filter, is reduced, so that the same effect as when reducing the control gain signal Go is obtained. can get.
また、無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を増減させるローパスフィルタの時定数を制御パラメータに用いる実施例では、無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を制御ゲインで調整する実施例において制御ゲイン信号Ｇｏを増加させる動作に対応してローパスフィルタの時定数を短くする。これによりローパスフィルタを通過する周波数帯域が広がり、ローパスフィルタからの出力信号である無効電力（無効電流）指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）が増加するので、制御ゲイン信号Ｇｏを増加させる場合と同様の効果が得られる。 Further, in the embodiment in which the time constant of the low-pass filter that increases / decreases the command value Qref (Iref) of the ineffective power (invalid current) is used as the control parameter, the command value Qref (Iref) in the ineffective power (invalid current) is adjusted by the control gain. In the embodiment to be performed, the time constant of the low-pass filter is shortened corresponding to the operation of increasing the control gain signal Go. As a result, the frequency band passing through the low-pass filter is widened, and the reactive power (reactive current) command value QRef (Iref), which is the output signal from the low-pass filter, increases, so that the same effect as when increasing the control gain signal Go is obtained. can get.
制御パラメータ決定部２２における制御時定数信号Ｔｏの具体的な演算方法は、例えば、制御パラメータ決定部２２の第２の構成例（図４）において、制御ゲイン基準値から制御ゲイン補正信号を減算する構成とすればよい。
As a specific calculation method of the control time constant signal To in the control
このように、無効電力（無効電流）の指令値Ｑｒｅｆ（Ｉｒｅｆ）を増減させるローパスフィルタの時定数を制御パラメータに用いた場合にも、制御ゲインを制御パラメータに用いた場合と同様の効果を得ることができる。 In this way, even when the time constant of the low-pass filter that increases or decreases the command value Qref (Iref) of the reactive power (reactive current) is used as the control parameter, the same effect as when the control gain is used as the control parameter is obtained. be able to.
１ 無効電力補償装置
２ 制御装置
３ 変換器
４ 電圧計測器
５ 変圧器
６ 電力系統
２１ 同期信号生成部
２２ 制御パラメータ決定部
２３ 電圧実効値演算部
２４ 指令値演算部
２２１ 絶対値演算部
２２２ 高周波成分除去フィルタ
２２３ 比較値演算部
２２４ パラメータ制御部
２２５ 加算部
２２６ 不感帯設定部
２２７ 比較値演算部
２２７Ａ 第１の比較値演算部
２２７Ｂ 第１のリミッタ部
２２７Ｃ 第１の乗算部
２２７Ｄ 第２の比較値演算部
２２７Ｅ 第２のリミッタ部
２２７Ｆ 第２の乗算部
２２７Ｇ 加算部
２４１ 減算部
２４２ 比例制御部
２４２Ａ 制御パラメータ乗算部
２４３ 比例積分制御部
２４３Ａ 比例部
２４３Ｂ 積分部
２４３Ｃ 加算部
２４３Ｄ 制御パラメータ乗算部
２４４ 電圧変動抑制制御部
２４４Ａ ハイパスフィルタ
２４４Ｂ 制御パラメータ乗算部
1 Invalid
Claims (10)
前記ｑ軸電圧に従って、電力系統へ出力される無効電力に対する制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部と、
前記系統電圧の大きさと前記制御パラメータとに従って前記無効電力の指令値を演算する指令値演算部と
を備える、制御装置。 A synchronization signal generator that generates a q (quadrature) axis voltage orthogonal to the system voltage,
A control parameter determination unit that determines control parameters for the reactive power output to the power system according to the q-axis voltage.
A control device including a command value calculation unit that calculates a command value of the reactive power according to the magnitude of the system voltage and the control parameter.
前記ｑ軸電圧に従って、電力系統へ出力される無効電流に対する制御パラメータを決定する制御パラメータ決定部と、
前記系統電圧の大きさと前記制御パラメータとに従って前記無効電流の指令値を演算する指令値演算部と
を備える、制御装置。 A synchronization signal generator that generates a q (quadrature) axis voltage orthogonal to the system voltage,
A control parameter determination unit that determines control parameters for the reactive current output to the power system according to the q-axis voltage.
A control device including a command value calculation unit that calculates a command value of the reactive current according to the magnitude of the system voltage and the control parameter.
前記制御パラメータ決定部は、前記ｑ軸電圧の絶対値が所定の閾値を超える場合には前記制御ゲインを減少させ、前記ｑ軸電圧の絶対値が前記閾値未満である場合には前記制御ゲインを増加させる、
請求項１又は２に記載の制御装置。 The control parameter is a control gain that increases or decreases the command value of the reactive power or the command value of the reactive current.
The control parameter determination unit reduces the control gain when the absolute value of the q-axis voltage exceeds a predetermined threshold value, and determines the control gain when the absolute value of the q-axis voltage is less than the threshold value. increase,
The control device according to claim 1 or 2.
前記制御パラメータ決定部は、前記ｑ軸電圧の絶対値が所定の閾値を超える場合には前記時定数を長くし、前記ｑ軸電圧の絶対値が前記閾値未満である場合には前記時定数を短くする、
請求項１又は２に記載の制御装置。 The control parameter is a time constant of a low-pass filter that increases or decreases the command value of reactive power or the command value of reactive current.
The control parameter determination unit lengthens the time constant when the absolute value of the q-axis voltage exceeds a predetermined threshold value, and sets the time constant when the absolute value of the q-axis voltage is less than the threshold value. shorten,
The control device according to claim 1 or 2.
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を演算する絶対値演算部と、
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を前記閾値から減算することにより比較値を演算する比較値演算部と、
前記制御ゲインの基準値をリミッタ上限値とし、前記制御ゲインの下限値をリミッタ下限値として前記比較値に対して積分制御又は比例積分制御を行うことにより、前記制御ゲインを制御し、前記制御ゲインを示す制御ゲイン信号を生成するパラメータ制御部と
を備え、
前記指令値演算部は、前記制御ゲイン信号に従って前記制御ゲインを設定する、
請求項３に記載の制御装置。 The control parameter determination unit is
An absolute value calculation unit that calculates the absolute value of the q-axis voltage,
A comparison value calculation unit that calculates a comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the threshold value.
The control gain is controlled by performing integral control or proportional integral control with respect to the comparison value with the reference value of the control gain as the upper limit value of the limiter and the lower limit value of the control gain as the lower limit value of the limiter. It is equipped with a parameter control unit that generates a control gain signal indicating
The command value calculation unit sets the control gain according to the control gain signal.
The control device according to claim 3.
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を演算する絶対値演算部と、
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を前記閾値から減算することにより比較値を演算する比較値演算部と、
零をリミッタ上限値とし、前記制御ゲインの下限値から前記制御ゲインの基準値を減算した値をリミッタ下限値として前記比較値に対して積分制御又は比例積分制御を行うことにより、前記制御ゲインの補正値を生成するパラメータ制御部と、
前記基準値に前記補正値を加算することにより前記制御ゲインを算出し、算出した前記制御ゲインを示す制御ゲイン信号を出力する加算部と
を備え、
前記指令値演算部は、前記制御ゲイン信号に従って前記制御ゲインを設定する、
請求項３に記載の制御装置。 The control parameter determination unit is
An absolute value calculation unit that calculates the absolute value of the q-axis voltage,
A comparison value calculation unit that calculates a comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the threshold value.
Zero is set as the upper limit value of the limiter, and the value obtained by subtracting the reference value of the control gain from the lower limit value of the control gain is set as the lower limit value of the limiter. The parameter control unit that generates the correction value and
It is provided with an adder that calculates the control gain by adding the correction value to the reference value and outputs a control gain signal indicating the calculated control gain.
The command value calculation unit sets the control gain according to the control gain signal.
The control device according to claim 3.
前記パラメータ制御部は、前記不感帯が設定された前記比較値に対して前記積分制御又は前記比例積分制御を行う、
請求項５又は６に記載の制御装置。 Further includes a dead zone setting unit for setting a dead zone including the threshold value with respect to the comparison value.
The parameter control unit performs the integral control or the proportional integral control with respect to the comparative value in which the dead zone is set.
The control device according to claim 5 or 6.
前記比較値演算部は、
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を前記上限閾値から減算することにより第１の比較値を演算する第１の比較値演算部と、
前記第１の比較値演算部から入力された前記第１の比較値の内、零以下の前記第１の比較値を出力する第１のリミッタ部と、
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を前記下限閾値から減算することにより第２の比較値を演算する第２の比較値演算部と、
前記第２の比較値演算部から入力された前記第２の比較値の内、零以上の前記第２の比較値を出力する第２のリミッタ部と、
前記第１のリミッタ部の出力と前記第２のリミッタ部の出力とを加算し、加算結果を前記比較値として前記パラメータ制御部へ出力する加算部と
を備える、
請求項５又は６に記載の制御装置。 The threshold value includes an upper limit threshold value corresponding to the upper limit value of the dead zone and a lower limit threshold value corresponding to the lower limit value of the dead zone.
The comparison value calculation unit is
A first comparison value calculation unit that calculates a first comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the upper limit threshold value.
Among the first comparison values input from the first comparison value calculation unit, the first limiter unit that outputs the first comparison value of zero or less, and the first limiter unit.
A second comparison value calculation unit that calculates a second comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the lower limit threshold value.
Among the second comparison values input from the second comparison value calculation unit, the second limiter unit that outputs the second comparison value of zero or more, and the second limiter unit.
It is provided with an addition unit that adds the output of the first limiter unit and the output of the second limiter unit and outputs the addition result as the comparison value to the parameter control unit.
The control device according to claim 5 or 6.
前記比較値演算部は、
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を前記上限閾値から減算することにより第１の比較値を演算する第１の比較値演算部と、
前記第１の比較値演算部から入力された前記第１の比較値の内、零以下の前記第１の比較値を出力する第１のリミッタ部と、
前記第１のリミッタ部から入力された前記第１の比較値に第１の係数を乗算する第１の乗算部と、
前記ｑ軸電圧の前記絶対値を前記下限閾値から減算することにより第２の比較値を演算する第２の比較値演算部と、
前記第２の比較値演算部から入力された前記第２の比較値の内、零以上の前記第２の比較値を出力する第２のリミッタ部と、
前記第２のリミッタ部から入力された前記第２の比較値に、第１の係数よりも小さい値の第２の係数を乗算する第２の乗算部と、
前記第１の乗算部の出力と前記第２の乗算部の出力とを加算し、加算結果を前記比較値として前記パラメータ制御部へ出力する加算部と
を備える、
請求項５又は６に記載の制御装置。 The threshold value includes an upper limit threshold value corresponding to the upper limit value of the dead zone and a lower limit threshold value corresponding to the lower limit value of the dead zone.
The comparison value calculation unit is
A first comparison value calculation unit that calculates a first comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the upper limit threshold value.
Among the first comparison values input from the first comparison value calculation unit, the first limiter unit that outputs the first comparison value of zero or less, and the first limiter unit.
A first multiplication unit for multiplying the first comparison value input from the first limiter unit by a first coefficient, and a first multiplication unit.
A second comparison value calculation unit that calculates a second comparison value by subtracting the absolute value of the q-axis voltage from the lower limit threshold value.
Among the second comparison values input from the second comparison value calculation unit, the second limiter unit that outputs the second comparison value of zero or more, and the second limiter unit.
A second multiplication unit that multiplies the second comparison value input from the second limiter unit by a second coefficient having a value smaller than the first coefficient.
It is provided with an addition unit that adds the output of the first multiplication unit and the output of the second multiplication unit and outputs the addition result as the comparison value to the parameter control unit.
The control device according to claim 5 or 6.
前記指令値に従って前記無効電力を出力する変換器と
を備える、無効電力補償装置。 A q (quadrature) axis voltage orthogonal to the system voltage is generated, control parameters for the ineffective power output to the power system are determined according to the q-axis voltage, and the ineffective power is determined according to the magnitude of the system voltage and the control parameters. A control device that calculates the command value of
A static power compensator including a converter that outputs the static power according to the command value.
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