(57)【要約】【課題】複数のＡＣ炉、ＤＣ炉が電力系統に負荷として接続されている場合に、どちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを検知するための解析装置および解析方法を提供する。【解決手段】電圧フリッカ解析装置２０は、母線１０の電圧の位相を基準にして負荷線１２を流れる電流を、有効分、無効分、逆相分、および歪波分の４つの電流成分に分解する。次に、解析装置２０は、等価測定法を用いて、これらの電流成分に基づくΔＶ10を計算する。このとき、解析装置２０は、無効分および逆相分のΔＶ10が他の電流成分のΔＶ10に比べて大きい場合、ＡＣ炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、無効分のΔＶ10が他の電流成分のΔＶ10に比べて大きい場合、ＤＣ炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する。【選択図】図１
2010068624.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統から電力の供給を受ける受電母線の母線電圧を検出する電圧検出器と、
前記受電母線に接続された負荷線を流れる負荷電流を検出する電流検出器とを備え、
前記負荷線の負荷側には、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続され、
前記母線電圧の位相を基準に、前記負荷電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、前記正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解する因子分解部と、
等価測定法によって、前記有効電流成分、前記無効電流成分、および前記逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する前記受電母線の複数の電圧成分を算出する電圧成分算出部と、
前記複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出するフリッカ指標値算出部と、
前記複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、前記複数の交流アーク炉および前記複数の直流アーク炉のうちいずれの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する判定部とをさらに備える、電圧フリッカ解析装置。
【請求項２】
複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続された配電母線の母線電圧を検出する電圧検出器と、
電力系統から電力の供給を受けるために前記配電母線に接続された受電線を流れる受電電流を検出する電流検出器と、
前記母線電圧の位相を基準に、前記受電電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、前記正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解する因子分解部と、
等価測定法によって、前記有効電流成分、前記無効電流成分、および前記逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する前記配電母線の複数の電圧成分を算出する電圧成分算出部と、
前記複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出するフリッカ指標値算出部と、
前記複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、前記複数の交流アーク炉および前記複数の直流アーク炉のうちいずれの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する判定部とをさらに備える、電圧フリッカ解析装置。
【請求項３】
前記判定部は、前記逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値に対して、前記無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超える場合に直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、前記第１の基準値以下の場合に交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する、請求項１または２に記載の電圧フリッカ解析装置。
【請求項４】
前記判定部は、前記複数の電圧フリッカ指標値の総計に対して、前記無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超え、かつ、前記逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第２の基準値以下の場合に、直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、前記総計に対して、前記無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が前記第１の基準値を超え、かつ、前記逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が前記第２の基準値を超える場合に、交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する、請求項１または２に記載の電圧フリッカ解析装置。
【請求項５】
電力系統から電力の供給を受ける受電母線の母線電圧を検出するステップと、
前記受電母線に接続された負荷線を流れる負荷電流を検出するステップとを備え、
前記負荷線の負荷側には、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続され、
前記母線電圧の位相を基準に、前記負荷電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、前記正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解するステップと、
等価測定法によって、前記有効電流成分、前記無効電流成分、および前記逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する前記受電母線の複数の電圧成分を算出するステップと、
前記複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出するステップと、
前記複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、前記複数の交流アーク炉および前記複数の直流アーク炉のうちいずれの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定するステップとをさらに備える、電圧フリッカ解析方法。
【請求項６】
複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続された配電母線の母線電圧を検出するステップと、
電力系統から電力の供給を受けるために前記配電母線に接続された受電線を流れる受電電流を検出するステップと、
前記母線電圧の位相を基準に、前記受電電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、前記正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解するステップと、
等価測定法によって、前記有効電流成分、前記無効電流成分、および前記逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する前記配電母線の複数の電圧成分を算出するステップと、
前記複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出するステップと、
前記複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、前記複数の交流アーク炉および前記複数の直流アーク炉のうちいずれの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定するステップとを備える、電圧フリッカ解析方法。
【請求項７】
前記判定するステップは、前記逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値に対して、前記無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超える場合に直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、前記第１の基準値以下の場合に交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定するステップを含む、請求項５または６に記載の電圧フリッカ解析方法。
【請求項８】
前記判定するステップは、前記複数の電圧フリッカ指標値の総計に対して、前記無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超え、かつ、前記逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第２の基準値以下の場合に、直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、前記総計に対して、前記無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が前記第１の基準値を超え、かつ、前記逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が前記第２の基準値を超える場合に、交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定するステップを含む、請求項５または６に記載の電圧フリッカ解析方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、交流配電網の電圧フリッカを解析する電圧フリッカ解析装置および方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄鋼用アーク炉などによって生じる交流配電網の電圧変動は電圧フリッカと呼ばれる。電圧フリッカは、照明機器のちらつきを引き起こす原因となるので、一般に「ΔＶ10」という指標値を用いて、この指標値が規制値以下となるように管理されている。
【０００３】
電圧フリッカの発生要因には、無効電力の変動の他に、不平衡（逆相）電流、歪波（高調波）電流の影響が考えられる。たとえば、芦崎（芦崎祐介、「新しいフリッカ分析技術とアクティブフィルタを用いたフリッカ制御装置」、機関誌エレクトロヒート、日本エレクトロヒートセンター、１９９６年１１月、Ｎｏ．９０、ｐｐ．１５−２３（非特許文献１））は、アーク炉電流と母線電圧とに基づいて、フリッカ発生因子を、有効電力変動、無効電力変動、不平衡電流の変動、および歪波電流の変動の４因子に分離を行う方法について開示している。この文献によれば、不平衡電流変動、歪波電流変動に起因するフリッカは、無効電力変動によるフリッカに比べて無視できない大きさであると報告されている。
【０００４】
このような電圧フリッカを抑制するために、従来からサイリスタ位相制御リアクトル（ＴＣＲ：Thyristor  Controlled  Reactor）方式の無効電力補償（ＳＶＣ：Static  Var  Compensation）装置が用いられている。また、ＧＴＯ（Gate  Turn-Off）サイリスタやＩＧＢＴ（Insulated  Gate  Bipolar  Transistor）を用いてＰＷＭ（Pulse  Width  Modulation）インバータで構成する自励式のＳＶＣ装置も実用化されている（たとえば、芦崎祐介、外１名、「自励式ＳＶＣＳによる電圧変動対策の各種応用事例」、電気学会静止器研究会資料、１９９９年、ＳＡ−９９−３４、ｐ．２５−３０（非特許文献２）参照）。近年、自励式のＳＶＣ装置が適用される場合が増加してきているが、大容量の電圧フリッカ装置が必要となる場合は設備投資が低く、電力損失も小さいＴＣＲ方式のＳＶＣ装置が適用されることが多い。
【非特許文献１】芦崎祐介、「新しいフリッカ分析技術とアクティブフィルタを用いたフリッカ制御装置」、機関誌エレクトロヒート、日本エレクトロヒートセンター、１９９６年１１月、Ｎｏ．９０、ｐｐ．１５−２３
【非特許文献２】芦崎祐介、外１名、「自励式ＳＶＣＳによる電圧変動対策の各種応用事例」、電気学会静止器研究会資料、１９９９年、ＳＡ−９９−３４、ｐ．２５−３０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ＳＶＣ装置は、フリッカ発生源となる需要家設備内のアーク炉に並列設置され、電力変動を相殺する補償成分を出力する。このとき、需要家設備内に設置されたＳＶＣ装置の補償効果が不十分な場合は、電力会社の変電所の母線に電圧フリッカが生じる。この結果、他の一般需要家に影響を与えることになる。そこで、電力会社の変電所の母線にもフリッカ対策のためのＳＶＣ装置を設置する場合がある。
【０００６】
ところが、需要家設備内には交流アーク炉と直流アーク炉とが複数台設置されている場合があり、この場合、これらのアーク炉のうちのどの炉が稼動状態にあるかは日によって異なるのが通常である。したがって、交流アーク炉および直流アーク炉のうちどちらの種類の炉がどの程度の出力で動作しているかによってＳＶＣ装置の制御に大きな誤差が生じることになる。この結果、電圧フリッカの低減効果がほとんど得られない場合がある。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が電力系統に負荷として接続されている場合において、どちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを検知するために負荷に供給される電流および電圧の変動を解析する解析装置および解析方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明は、一局面において、電圧フリッカ解析装置であって、電圧検出器と、電流検出器と、因子分解部と、電圧成分算出部と、フリッカ指標値算出部と、判定部とを備える。電圧検出器は、電力系統から電力の供給を受ける受電母線の母線電圧を検出する。電流検出器は、受電母線に接続された負荷線を流れる負荷電流を検出する。ここで、負荷線の負荷側には、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続される。因子分解部は、母線電圧の位相を基準に、負荷電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解する。電圧成分算出部は、等価測定法によって、有効電流成分、無効電流成分、および逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する受電母線の複数の電圧成分を算出する。フリッカ指標値算出部は、複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出する。判定部は、複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉のうちどちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する。
【０００９】
この発明の他の局面において、電圧検出器は、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続された配電母線の母線電圧を検出する。電流検出器は、電力系統から電力の供給を受けるために配電母線に接続された受電線を流れる受電電流を検出する。因子分解部は、母線電圧の位相を基準に、受電電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解する。電圧成分算出部は、等価測定法によって、有効電流成分、無効電流成分、および逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する配電母線の複数の電圧成分を算出する。フリッカ指標値算出部は、複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出する。判定部は、複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉のうちどちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する。
【００１０】
好ましくは、判定部は、逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値に対して、無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超える場合に直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、第１の基準値以下の場合に交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する。
【００１１】
あるいは、判定部は、複数の電圧フリッカ指標値の総計に対して、無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超え、かつ、逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第２の基準値以下の場合に、直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、総計に対して、無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が第１の基準値を超え、かつ、逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が第２の基準値を超える場合に、交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定してもよい。
【００１２】
この発明は、さらに他の局面において、電圧フリッカ解析方法であって、電力系統から電力の供給を受ける受電母線の母線電圧を検出するステップと、受電母線に接続された負荷線を流れる負荷電流を検出するステップとを備える。ここで、負荷線の負荷側には、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続される。この発明の電圧フリッカ解析方法は、母線電圧の位相を基準に、負荷電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解するステップと、等価測定法によって、有効電流成分、無効電流成分、および逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する受電母線の複数の電圧成分を算出するステップと、複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出するステップと、複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉のうちどちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定するステップとをさらに備える。
【００１３】
この発明は、さらに他の局面において、電圧フリッカ解析方法であって、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が接続された配電母線の母線電圧を検出するステップと、電力系統から電力の供給を受けるために配電母線に接続された受電線を流れる受電電流を検出するステップと、母線電圧の位相を基準に、受電電流を正相電流成分と逆相電流成分とに分解し、正相電流成分をさらに有効電流成分と無効電流成分とに分解するステップと、等価測定法によって、有効電流成分、無効電流成分、および逆相電流成分の各基本波を含む複数の電流成分にそれぞれ対応する配電母線の複数の電圧成分を算出するステップと、複数の電圧成分にそれぞれ対応する複数の電圧フリッカ指標値を算出するステップと、複数の電圧フリッカ指標値の相互の比率に基づいて、複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉のうちどちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定するステップとを備える。
【００１４】
好ましくは、判定するステップは、逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値に対して、無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超える場合に直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、第１の基準値以下の場合に交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定するステップを含む。
【００１５】
あるいは、判定するステップは、複数の電圧フリッカ指標値の総計に対して、無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第１の基準値を超え、かつ、逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が予め定める第２の基準値以下の場合に、直流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定し、総計に対して、無効電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が第１の基準値を超え、かつ、逆相電流成分に基づく電圧フリッカ指標値の比率が第２の基準値を超える場合に、交流アーク炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定するステップを含んでもよい。
【発明の効果】
【００１６】
この発明によれば、負荷に供給される電流を複数の電流成分に分解した後、各電流成分に対応する電圧フリッカ指標値を算出する。このとき、算出した電圧フリッカ指標値の相互に比率に基づいて、どちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して詳しく説明する。なお、同一または相当する部分には同一の参照符号を付して、その説明を繰返さない。
【００１８】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電圧フリッカ解析装置２０が適用される配電系統１００の構成を示す系統図である。
【００１９】
図１を参照して、配電系統１００は、変電所３から需要家設備４，５に電力を供給する。需要家設備４は、電圧フリッカ源となる複数の直流アーク炉４３（ＤＣ炉とも称する）と、複数の交流アーク炉４５（ＡＣ炉とも称する）とを含む。直流アーク炉４３には、三相交流が直流変換器４２によって直流に変換されて供給される。
【００２０】
具体的に、配電系統１００は、変電所３内に設けられる母線１０（受電母線）および変圧器１１と、変電所３から需要家設備４に電力を供給するための負荷線１２と、変電所３から需要家設備５に電力を供給するための負荷線１４とを含む。変圧器１１は、送電系統から送られた電力を降圧する。母線１０は、変圧器１１の２次側に接続される。また、図１に示すように、変圧器１１から上位の電力系統は、背後電圧１および背後インピーダンス２によって表わされるものとする。
【００２１】
需要家設備４内の配電系統１００は、母線４０と、各直流アーク炉４３に対応して設けられる変圧器４１と、各交流アーク炉４５に対応して設けられる変圧器４４とを含む。母線４０と各直流アーク炉４３との間には、変圧器４１および直流変換器４２が直列に接続され、母線４０と各交流アーク炉４５との間には、変圧器４４が接続される。需要家設備４内の母線４０には、直流アーク炉４３および交流アーク炉４５の電圧フリッカ抑制用のＳＶＣ装置（図示省略）が接続されている。
【００２２】
変電所３内には、母線１０に接続される無効電力補償（ＳＶＣ：Static  Var  Compensation）装置３８と、電圧フリッカ解析装置２０とが設けられる。変電所３内にもＳＶＣ装置３８を設ける理由は、需要家設備４におけるフリッカ対策が不十分な場合を考慮して、他の需要家設備５などの一般需要家にフリッカの影響を及ぼさないようにするためである。
【００２３】
電圧フリッカ解析装置２０は、ＳＶＣ装置３８を用いて効率的に制御を行なうために、母線１０の電圧フリッカを解析する。電圧フリッカ解析装置２０は、負荷線１２を流れる負荷電流を検出するための電流検出器３２と、母線１０の母線電圧を検出するための電圧検出器３１と、本体制御部３０とを含む。本体制御部３０は、マイクロコンピュータを用いて構成され、電流検出器３２によって検出された負荷電流（瞬時値）および電圧検出器３１によって検出された母線電圧（瞬時値）に基づいて、需要家設備４のアーク炉４３，４５に起因する電圧フリッカを指標値ΔＶ10を算出する。
【００２４】
ここで、実施の形態１と異なり、母線４０の母線電圧の実測値のみに基づいてフリッカ指標値ΔＶ10を計算した場合には、他の需要家設備５などに起因する電圧変動を合成したフリッカ指標値ΔＶ10を計算することになる。このため、注目している需要家設備４のアーク炉４３，４５に基づく電圧フリッカを分離して評価することができない。そこで、実施の形態１では、いわゆる等価測定法を用いて、負荷線１２の負荷電流の電流変動を電圧変動に変換することによって他の需要家設備５の影響を取除く。
【００２５】
図２は、等価測定法によるフリッカ解析のモデル系統図である。図２を参照して、母線１０に注目するフリッカ源９が接続されているとする。また、母線１０からフリッカ源９に流れる電流をｉとする。さらに、母線１０から上位の電力系統を見た背後電圧１をｖ0とし、母線１０の上位の電力系統のインピーダンス（以下、「系統インピーダンス」と称する）をＺｓとする。系統インピーダンスＺｓは、背後インピーダンス２と変電所３の変圧器１１のインピーダンスとの和である。系統インピーダンスＺｓの抵抗分を無視できるものとすれば、系統インピーダンスＺｓは、リアクタンス分ｘのみで表わされる。すなわち、虚数単位をｊとすると、Ｚｓ＝ｊｘである。なお、ｊｘを系統リアクタンスとも称する。このようなモデル系統図において、フリッカ源９の影響のみを取入れた母線１０の電圧ｖ1（クリティカル母線電圧ｖ1とも称する。）は、電流ｉと系統インピーダンスｊｘとの積を背後電圧ｖ0から減じることによって、次式（１）で与えられる。
【００２６】
【数１】
2010068624.tif 000003
【００２７】
このように、等価測定法は、注目フリッカ源９に流れる電流ｉに対応する母線１０の電圧ｖ1を上式（１）に従って算出する手法である。このクリティカル母線電圧ｖ1を用いてフリッカ指標値ΔＶ10を計算することによって他箇所の影響を除外することができる。
【００２８】
以下、本体制御部３０の構成および動作についてさらに詳しく説明する。
図３は、図１の本体制御部３０の構成をさらに詳しく示す機能ブロック図である。図３を参照して、本体制御部３０は、レコーダ３３と、Ｙ−Δ変換部５１Ａ，５１Ｂと、因子分解部３４と、電圧成分算出部３５と、フリッカ指標値算出部３６と、判定部３７とを含む。
【００２９】
レコーダ３３は、図１の電流検出器３２によって検出された負荷電流および図１の電圧検出器３１によって検出された母線電圧をＡ／Ｄ（Analog  to  Digital）変換してメモリに蓄積する。このときの負荷電流および母線電圧は、三相電流ｉa，ｉb，ｉc、三相電圧ｖa，ｖb，ｖcである。
【００３０】
Ｙ−Δ変換部５１Ａは、三相電圧ｖa，ｖb，ｖcを線間電圧ｖab，ｖbc，ｖcaに変換する。また、Ｙ−Δ変換部５１Ｂは、三相電流ｉa，ｉb，ｉcを線間の差電流ｉab＝ｉb−ｉa，ｉbc＝ｉc−ｉb，ｉca＝ｉa−ｉcに変換する。Ｙ−Δ変換部５１Ａ，５１Ｂを設けた理由は、フリッカ指標値算出部３６（フリッカメータ７１Ａ〜７１Ｄ）は、線間電圧を用いてフリッカ指標値を計算するためである。このため、計算の便宜を考慮して、予め相電圧および相電流をそれぞれ線間電圧および線間電流差に変換している。したがって、実施の形態１と異なり、三相電圧ｖa，ｖb，ｖcおよび三相電流ｉa，ｉb，ｉcのままで計算を進め、フリッカメータ７１Ａ〜７１Ｄに入力する前に線間電圧に変換する計算してもよい。
【００３１】
因子分解部３４は、線間電圧ｖabの位相を基準に、線間差電流ｉab，ｉbc，ｉcaを正相電流成分と逆相電流成分とに分解する。このとき、ローパスフィルタを利用して、分解した正相電流成分および逆相電流成分から基本波が取出される。その後、因子分解部３４は、正相電流成分の基本波を有効電流成分と無効電流成分とに分解する。これとは別に、因子分解部３４は、線間電圧ｖabの周波数を基準に、バンドパスフィルタを利用して線間差電流ｉab，ｉbc，ｉcaの歪波（高調波）成分を取出す。
【００３２】
図４は、図３の因子分解部３４の構成を詳しく示す機能ブロック図である。図４を参照して、因子分解部３４は、ａｂｃ座標をαβ座標に変換する三相−二相変換部６１と、αβ座標をｄｑ座標に変換する回転座標変換部６２Ａ，６２Ｂと、ローパスフィルタ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄと、ｄｑ座標をαβ座標に変換する静止座標変換部６４Ａ，６４Ｂ，６４Ｃと、αβ座標をａｂｃ座標に変換する二相−三相変換部６５Ａ，６５Ｂ，６５Ｃと、バンドパスフィルタ６６とを含む。
【００３３】
三相−二相変換部６１は、線間差電流ｉab，ｉbc，ｉcaを次式（２）に従ってαβ座標の二相電流ｉα，ｉβに変換する。
【００３４】
【数２】
2010068624.tif 000004
【００３５】
回転座標変換部６２Ａは、三相−二相変換部６１から出力された二相電流ｉα，ｉβを、次式（３）に従ってｄｑ座標の正相電流ｉd，ｉqに変換する。
【００３６】
【数３】
2010068624.tif 000005
【００３７】
上式（３）において、ｆは系統周波数であり、ｔは負荷電流の波形が母線電圧の波形と同位相になるのに要する時間（同期時間）である。系統周波数ｆおよび同期時間ｔは、電圧成分算出部（図１の参照符号３５）の位相同期ループ（ＰＬＬ：Phase-Locked  Loop）５２から与えられる。また、位相同期ループ５２は、線間電圧ｖabの周波数および位相に同期するように背後電圧ｖ0を生成する。
【００３８】
回転座標変換部６２Ｂは、三相−二相変換部６１から出力された二相電流ｉα，ｉβを、次式（４）に従ってｄｑ座標の逆相電流ｉd，ｉqに変換する。
【００３９】
【数４】
2010068624.tif 000006
【００４０】
上式（４）のｆおよびｔは、式（３）と同様に、それぞれ系統周波数および同期時間である。上式（４）の右辺の２行２列の行列は、式（３）の右辺の２行２列の行列の逆行列になっている。
【００４１】
ローパスフィルタ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄは、それぞれ、正相電流ｉd、正相電流ｉq、逆相電流ｉd、逆相電流ｉqから、カットオフ周波数ｆc：７０Ｈｚ以下の成分を取出す。これによって、系統周波数（商用周波数）を有する基本波の正相電流ｉd，ｉqおよび逆相電流ｉd，ｉqが取出されることになる。
【００４２】
実施の形態１の場合、ローパスフィルタ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄは、ディジタル信号処理におけるフィルタで最も一般的な有限インパルス応答（ＦＩＲ：Finite  Impulse  Response）フィルタである。ＦＩＲフィルタの位相特性は、入力に対して一定の遅延時間があるだけで、入力信号の周波数の違いによる相対的な位相歪が生じないという利点がある。ただし、ＦＩＲで急峻な周波数特性を得るためには、多段構成にする必要がある。実施の形態１のローパスフィルタ６３Ａ，６３Ｂ，６３Ｃ，６３Ｄでは、フィルタ段数Ｎ＝４０１を採用している。
【００４３】
ローパスフィルタとして使用する場合のＦＩＲフィルタの出力は、次式（５）〜（８）で表される。
【００４４】
【数５】
2010068624.tif 000007
【００４５】
上式（５）に示すように、第ｉ番目の出力は、第ｉ−ｎ番目から第ｉ＋ｎ番目までの入力の線形結合として表わされる。ここで、上式（５），（６）において、フィルタ段数Ｎとｎとの関係は、Ｎ＝２ｎ＋１である。また、上式（８）において、ｆcはカットオフ周波数であり、ｆsはサンプリング周波数である。
【００４６】
上記のＦＩＲフィルタに、さらにハミング窓を窓関数として適用することができる。ハミング窓係数Ｗは、次式（９）で示される。次式（９）において、Ｎはフィルタ段数である。
【００４７】
【数６】
2010068624.tif 000008
【００４８】
したがって、窓関数を利用した場合の最終的なＦＩＲフィルタの出力は次式（１０）で表わされる。
【００４９】
【数７】
2010068624.tif 000009
【００５０】
静止座標変換部６４Ａは、ローパスフィルタ６３Ａの出力を用いて、次式（１１）に従ってｄｑ座標の基本波正相電流ｉdをαβ座標に変換する。このとき、ｉq＝０を代入することによって、有効分が算出される。
【００５１】
【数８】
2010068624.tif 000010
【００５２】
上式（１１）において、系統周波数ｆおよび同期時間ｔは位相同期ループ５２によって与えられる。なお、上式（１１）は、式（３）の逆変換である。
【００５３】
静止座標変換部６４Ｂは、ローパスフィルタ６３Ｂの出力を用いて、上式（１１）に従ってｄｑ座標の基本波正相電流ｉqをαβ座標に変換する。このとき、ｉd＝０を代入することによって、無効分が算出される。
【００５４】
静止座標変換部６４Ｃは、ローパスフィルタ６３Ｃ，６３Ｄの出力を用いて、次式（１２）に従ってｄｑ座標の基本波逆相電流ｉd，ｉqをαβ座標に変換する。
【００５５】
【数９】
2010068624.tif 000011
【００５６】
上式（１２）において、系統周波数ｆおよび同期時間ｔは位相同期ループ５２によって与えられる。なお、上式（１２）は、式（４）の逆変換である。
【００５７】
二相−三相変換部６５Ａは、静止座標変換部６４Ａの出力を用いて、次式（１３）に従ってαβ座標の基本波有効電流ｉα，ｉβを三相交流座標系に変換する。こうして、有効電流成分ｉPab，ｉPbc，ｉPcaが得られる。なお、次式（１３）は、式（２）の逆変換である。
【００５８】
【数１０】
2010068624.tif 000012
【００５９】
二相−三相変換部６５Ｂは、静止座標変換部６４Ｂの出力を用いて、上式（１３）に従ってαβ座標の基本波無効電流ｉα，ｉβを三相交流座標系に変換する。こうして、無効電流成分ｉQab，ｉQbc，ｉQcaが得られる。
【００６０】
二相−三相変換部６５Ｃは、静止座標変換部６４Ｃの出力を用いて、上式（１３）に従ってαβ座標の基本波逆相電流ｉα，ｉβを三相交流座標系に変換する。こうして、逆相電流成分ｉNab，ｉNbc，ｉNcaが得られる。
【００６１】
次に、歪波電流成分の計算について説明する。
バンドパスフィルタ６６は、線間差電流ｉabを用いて、系統周波数成分を取除いた低次の高調波成分（第２〜第７調波）を算出する。これによって、歪波電流成分ｉHabが得られる。
【００６２】
図５は、図４のバンドパスフィルタ６６の構成を示す機能ブロック図である。バンドパスフィルタ６６は、第２〜第７調波の各調波にそれぞれ対応するバンドパスフィルタ６６Ａ〜６６Ｆを含む。すなわち、バンドパスフィルタ６６Ａ〜６６Ｆは、線間差電流ｉabを用いて、第２〜第７調波の歪波電流成分ｉHab_2th〜ｉHab_7thをそれぞれ生成する。系統周波数（基本波周波数）をｆとしたとき、バンドパスフィルタ６６Ａの中心周波数は２ｆになる。同様にバンドパスフィルタ６６Ｂ〜６６Ｆの中心周波数は、それぞれ３ｆ，４ｆ，５ｆ，６ｆ，７ｆになる。
【００６３】
次に、再び図３を参照して、電圧成分算出部３５の構成および動作について説明する。
電圧成分算出部３５は、位相同期ループ５２と、電圧変換部５４Ａ〜５４Ｄと、減算器５５Ａ〜５５Ｄとを含む。位相同期ループ５２は、線間電圧ｖabの周波数および位相に同期する理想的な正弦波である背後電圧ｖ0を生成する。背後電圧ｖ0の大きさは、実際の電力系統の背後電圧に等しい大きさ（１．０ｐｕ）に設定される。電圧変換部５４Ａ〜５４Ｄは、有効電流成分ｉPab，ｉPbc，ｉPca、無効電流成分ｉQab，ｉQbc，ｉQca、逆相電流成分ｉNab，ｉNbc，ｉNca、および歪波電流成分ｉHab_2th〜ｉHab_7thの各々に系統リアクタンスｊｘを乗ずることによって電圧変動分Δｖに変換する。各減算器５５Ａ〜５５Ｄは、背後電圧ｖ0から各電流成分に基づく電圧変動分Δｖを減じることによってクリティカル母線電圧ｖ1を算出する。
【００６４】
図６は、負荷電流ｉ、クリティカル母線電圧ｖ1、および背後電圧ｖ0の関係を示すベクトル図である。図６に示すように、図１の負荷線１２を流れる負荷電流ｉは、図１の母線電圧に同期した背後電圧ｖ0からθだけ位相が遅れている。この場合、負荷電流ｉは背後電圧ｖ0と同位相の有効電流成分ｉPと背後電圧ｖ0から９０°位相が遅れた無効電流成分ｊｉQとに分解することができる。ここで、ｊは虚数単位である。
【００６５】
クリティカル母線電圧ｖ1は、負荷電流ｉに系統リアクタンスｊｘを乗じて得られる電流変動分Δｖ＝ｊｘ×ｉを、背後電圧ｖ0から減じることによって得られる。電流変動分Δｖは、有効電流成分ｉPに系統リアクタンスｊｘを乗じたｊｘ×ｉPと、無効電流成分ｊｉQに系統リアクタンスｊｘを乗じた-ｘ×ｉQとに分解される。
【００６６】
図６のベクトル図を基に、有効電流成分ｉPに基づくクリティカル母線電圧ｖ1P、無効電流成分ｉQに基づくクリティカル母線電圧ｖ1Q、逆相電流成分ｉNに基づくクリティカル母線電圧ｖ1N、および２次〜７次の歪波電流ｉHk（ただし、ｋ＝２〜７）に基づくクリティカル母線電圧ｖ1Hを式で表わすと、次式（１４）〜（１７）のようになる。
【００６７】
【数１１】
2010068624.tif 000013
【００６８】
次に、上式（１４）〜（１７）を具体化した電圧成分算出部３５の動作について説明する。
【００６９】
図７は、図５の電圧成分算出部３５による有効分、無効分、および逆相分の算出方法についての説明図である。図７の説明図は、ａ相とｂ相との間の線間電圧ｖabおよび差電流ｉabの処理について示すものであるが、他の線間電圧および差電流の処理も同様である。
【００７０】
図７を参照して、各電圧変換部５４Ａ〜５４Ｃは、入力された電流成分ｉabの位相を電気角で９０°進ませる進相部８１と、電流成分ｉabの振幅を系統リアクタンスの大きさであるｘ倍する係数部８３とを含む。進相部８１は、式（１４）〜（１６）の虚数単位ｊに対応する。各電圧変換部５４Ａ〜５４Ｃから出力された電圧変動分Δｖabは、対応する減算器５５Ａ〜５５Ｃによって、ａ相、ｂ相間の背後電圧ｖ0から差引かれる。これによって、ａ相、ｂ相間のクリティカル母線電圧ｖ1abが算出される。
【００７１】
図８は、図５の電圧成分算出部３５による歪波分の算出方法についての説明図である。図８の説明図は、ａ相とｂ相との間の線間電圧ｖabおよび差電流ｉabの処理について示すものであるが、他の線間電圧および差電流の処理も同様である。
【００７２】
図８を参照して、電圧変換部５４Ｄは、第２〜第７の各調波に対応して、進相部８１と、係数部８２，８３とを含む。進相部８１は、入力された歪波電流成分ｉHabの位相を電気角で９０°進ませるもので、式（１７）の虚数単位ｊに対応する。係数部８２は、ｋ次高調波電流の場合に振幅をｋ倍する。係数部８３は、電流成分ｉabの振幅を系統リアクタンスの大きさであるｘ倍する。進相部８１および係数部８２，８３は、式（１７）のうち、ｋ次の歪波電流成分ｉHkの入力をｊｋｘ倍する処理に対応する。
【００７３】
電圧変換部５４Ｄは加算器８４をさらに含む。加算器８４は、第２〜第７次の各歪波電流成分ｉHkに対して行なう上記と同様の処理結果を加算する。減算器５５Ｄは、加算器８４の出力である電圧変動分を、ａ相、ｂ相間の背後電圧ｖ0から減じることによって、クリティカル母線電圧ｖ1Habを生成する。
【００７４】
図９は、クリティカル母線電圧および背後電圧の波形の一例を示す図である。図９（Ａ）は、有効分、無効分、逆相分、および歪波分の各電圧成分の波形を示し、図９（Ｂ）は背後電圧ｖ0の波形を示す。図９の横軸は経過時間であり、縦軸は電圧［単位：ｋＶ]である。
【００７５】
再び図３を参照して、次にフリッカ指標値算出部３６の構成と動作について説明する。フリッカ指標値算出部３６は、フリッカ指標値を計算するフリッカメータ７１Ａ〜７１Ｅと、総計部７２とを含む。フリッカメータ７１Ａ〜７１Ｅを総称する場合、または不特定のものを示す場合にフリッカメータ７１とも記載する。実施の形態１の場合、各フリッカメータ７１で算出するフリッカ指標値はΔＶ10である。
【００７６】
フリッカメータ７１Ａ〜７１Ｄは、電圧成分算出部３５から出力されたクリティカル母線電圧ｖ1の有効分、無効分、逆相分、および歪波分にそれぞれ対応して設けられ、対応する電圧成分のフリッカ指標値を計算する。フリッカメータ７１Ｅは、Ｙ−Δ変換部５１Ａから出力された線間電圧ｖab，ｖbc，ｖcaのフリッカ指標値を計算する。総計部７２は、フリッカメータ７１Ａ〜７１Ｄから出力されるフリッカ指標値の２乗和の平方根を算出する。
【００７７】
図１０は、図３の各フリッカメータ７１の構成を示す機能ブロック図である。図１０を参照して、フリッカメータ７１は、実効値変換部７３と、ラグランジェ補間部７４と、高速フーリエ変換（ＦＦＴ：）部７５と、平均値算出部７６と、視感度係数記憶部７７と、ΔＶ１０算出部７８とを含む。
【００７８】
実効値変換部７３は、入力された１分間分の線間電圧を実効値Ｖrmsに変換する。具体的には、実効値変換部７３は、次式（１８）に従って商用周波数の周期Ｔの間の線間電圧の２乗平均値を求める。
【００７９】
【数１２】
2010068624.tif 000014
【００８０】
図１１は、実効値に変換された線間電圧の波形を模式的に示す図である。図１１の横軸は１分間分の時間を示し、縦軸は線間電圧の実効値Ｖrmsを示す。また、１分間分の線間電圧の実効値Ｖrmsの平均値を図中のＶmeanで示す。
【００８１】
図１１に示すように、電圧フリッカによって実効値Ｖrmsの値が変動する。電圧フリッカの指標値ΔＶ10は、この電圧変動分の振幅（peak-to-peak)ΔＶnを人間の目に感じられる照明器具のちらつきに換算したものである。この換算には、周波数ｆnに対応して定められた視感度係数αnが用いられる。視感度係数αnは次式（１９）で表わされる。
【００８２】
【数１３】
2010068624.tif 000015
【００８３】
また、図１２は、視感度係数αnと周波数ｆnとの関係を示す図である。図１２は、上式（１９）をグラフにしたものである。人間の目には１０Ｈｚの場合に最もちらつきが感じられるので、この１０Ｈｚの場合に視感度係数αnは１となって最大値を示す。
【００８４】
再び図１０を参照して、ラグランジュ補間部７４は、実効値変換部７３から出力された１分間分の線間電圧を実効値Ｖrmsのデータの補間を行なう。次のＦＦＴの計算のために、補間によってデータ数が２の累乗個になるように調整する。たとえば、実施の形態１の場合には、補間によってデータ数を２19個にしている。補間によって得られたデータは、高速フーリエ変換部７５によってフーリエ変換される。
【００８５】
平均値算出部７６は、実効値変換部７３から出力された１分間分の線間電圧の実効値Ｖrmsの平均値Ｖmeanを算出する。
【００８６】
視感度係数記憶部７７は、周波数ｆnに対するちらつきの視感度係数αnを記憶する。実施の形態１の場合、１／６０Ｈｚごとに１／６０Ｈｚ〜３０Ｈｚの範囲のＮ＝１８００個の周波数ｆnに対する視感度係数αnがコンピュータのメモリに記憶されている。
【００８７】
ΔＶ１０算出部７８は、高速フーリエ変換部７５の計算結果、平均値算出部７６で算出された平均値Ｖmean、および視感度係数記憶部７７に記憶される視感度係数αnを用いて、次式（２０）に従って、フリッカ指標値であるΔＶ10を算出する。
【００８８】
【数１４】
2010068624.tif 000016
【００８９】
上式（２０）において、Ｎ＝１８００である。また、ΔＶ10は、実効値を１００Ｖとしたときの電圧値［Ｖ］として定義されるので、式（２０）で１００／Ｖmeanの換算係数を乗じている。
【００９０】
以上の計算は、有効分、無効分、逆相分、および歪波分の各電圧成分について計算される。なお、フリッカメータは、１相分の線間電圧を測定するのが一般的である。このため、図３の各フリッカメータ７１は、ａ相ｂ相間、ｂ相ｃ相間、ｃ相ａ相間の各線間電圧のうち、たとえばａ相ｂ相間について計算を行い、対応の電圧成分に対するΔＶ10を求める。
【００９１】
さて、発明者らは、これまで説明した方法によって、図１のように複数の交流アーク炉および複数の直流アーク炉が含まれる実際の配電系統についてΔＶ10の実測を行なった。これらの複数のアーク炉のうちのどの炉が稼動しているかは日によって異なるのが通常である。このため、アーク炉の稼動状態に応じてΔＶ10の実測値が異なることが予測される。このような場合の典型的な測定結果を次に説明する。
【００９２】
図１３、図１４は、図１の電圧フリッカ解析装置２０によるフリッカ指標値ΔＶ10の測定結果の一例を示す図である。図１３、図１４において、（Ａ）は有効分を示し、（Ｂ）は無効分を示し、（Ｃ）は逆相分を示し、（Ｄ）は歪波分を示す。また、各図の横軸は時間経過を示し、縦軸はΔＶ10［Ｖ］を示す。
【００９３】
図１３は、ＡＣ炉の稼動台数がＤＣ炉の稼働台数よりも多い場合の実測結果の一例を示す図である。各成分ごとのΔＶ10の２乗和の平方根で全体のΔＶ10を表わしたとき、全体に対する比率は、有効分が４．３％であり、無効分は７４．３％であり、逆相分６６．２％であり、歪波分が３．４％である。このように、ＡＣ炉が稼動台数がＤＣ炉の稼働台数よりも多い場合には、無効分および逆相分の割合が他の成分よりも大きい。
【００９４】
図１４は、ＤＣ炉の稼動台数がＡＣ炉の稼働台数よりも多い場合の実測結果の一例を示す図である。各成分ごとのΔＶ10の２乗和の平方根で全体のΔＶ10を表わしたとき、全体に対する比率は、有効分が１３．７％であり、無効分は９６．０％であり、逆相分１６．８％であり、歪波分が１１．３％である。このように、ＤＣ炉が稼動台数がＡＣ炉の稼働台数よりも多い場合には、無効分の割合が他の成分よりも大きい。
【００９５】
このように、複数台のＡＣ炉およびＤＣ炉の稼動状態によって各電圧成分に対応したΔＶ10の相互の比率が異なっている。この点を利用して、図３の判定部３７は、複数の交流アーク炉４５および複数の直流アーク炉４３のうちどちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定するものである。
【００９６】
再び図３を参照して、判定部３７は、有効分、無効分、逆相分、および歪波分の各成分についての電圧フリッカ指標値ΔＶ10、ならびにこれらの成分全体の総計をフリッカ指標値算出部３６の入力を受ける。判定部３７は、どちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定し、この判定結果に基づいて適切な制御を行なうように、図１のＳＶＣ装置３８に指令する。以下、図１５〜図１７のフローチャートを参照して、具体的な判定部３７の判定手順について説明する。
【００９７】
図１５は、判定部３７による判定の前提として、図１の電圧フリッカ解析装置２０によるフリッカ指標値ΔＶ10の算出手順を示すフローチャートである。これまでの説明を総括して各ステップの概略を述べると以下のとおりである。
【００９８】
図１、図１５を参照して、最初に電圧検出器３１によって母線１０の母線電圧の瞬時値が検出され（ステップＳ１）、電流検出器３２によって、負荷線１２の負荷電流の瞬時値が検出される（ステップＳ２）。
【００９９】
次のステップＳ３で、本体制御部３０の因子分解部３４は、検出した母線電圧の位相を基準にして、負荷電流を有効電流成分、無効電流成分、逆相電流成分、および歪波電流成分に因子分解する。
【０１００】
次のステップＳ４で、電圧成分算出部３５は、母線１０から上位の電力系統を見たときの背後電圧を母線１０の母線電圧に同期するように定める。そして、電圧成分算出部３５は、各電流成分に系統インピーダンス（系統リアクタンス）を乗じて電圧変動分を算出し、この電圧変動分を背後電圧から減じることによって、各電流成分に対応する電圧成分を算出する。
【０１０１】
次のステップＳ５で、フリッカ指標値算出部３６は、算出した各電圧成分に対応するΔＶ10を算出する。
【０１０２】
次のステップＳ６で、判定部３７は、ΔＶ10の相互の比率に基づいて、複数の交流アーク炉４５および複数の直流アーク炉４３のうちどちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する。
【０１０３】
図１６は、図１５のステップＳ６の判定手順を詳しく示すフローチャートである。
図１６を参照して、ステップＳ１１で、判定部３７は、有効分、無効分、逆相分、および歪波分の各成分についての電圧フリッカ指標値ΔＶ10、ならびにこれらの成分の総計（全体）をフリッカ指標値算出部３６の入力を受ける。成分の総計は、各成分のΔＶ10の２乗和の平方根によって計算する。
【０１０４】
次のステップＳ１２で、判定部３７は、ΔＶ10の全体に対する無効分の比率が予め定める閾値Ｘ１を超えるか否かを判定する。無効分の比率が閾値Ｘ１以下の場合は（ステップＳ１２でＮＯ）、電圧フリッカの影響は問題にならないレベルであるので、判定手順を終了する。無効分の比率が閾値Ｘ１を超える場合は（ステップＳ１２でＹＥＳ）、ステップＳ１３に進む。
【０１０５】
ステップＳ１３で、判定部３７は、ΔＶ10の全体に対する逆相分の比率が予め定める閾値Ｘ２を超えるか否かを判定する。逆相分の比率が閾値Ｘ２以下の場合は（ステップＳ１３でＮＯ）、判定部３７は、ＤＣ炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する（ステップＳ１５）。他方、逆相分の比率が閾値Ｘ２を超える場合は（ステップＳ１３でＹＥＳ）、判定部３７は、ＡＣ炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する（ステップＳ１４）。こうして、判定部３７による判定手順が終了する。
【０１０６】
図１７は、図１５のステップＳ６の判定手順の他の例を示すフローチャートである。
図１７を参照して、ステップＳ２１で、判定部３７は、有効分、無効分、逆相分、および歪波分の各成分についての電圧フリッカ指標値ΔＶ10、ならびにこれらの成分の総計（全体）をフリッカ指標値算出部３６の入力を受ける。成分の総計は、各成分のΔＶ10の２乗和の平方根によって計算する。
【０１０７】
次のステップＳ２２で、判定部３７は、ΔＶ10の全体が予め定める閾値Ｘ３を超えるか否かを判定する。ΔＶ10の全体が閾値Ｘ３以下の場合は（ステップＳ２２でＮＯ）、電圧フリッカの影響は問題にならないレベルであるので、判定手順を終了する。ΔＶ10の全体が閾値Ｘ３を超える場合は（ステップＳ２２でＹＥＳ）、ステップＳ２３に進む。
【０１０８】
ステップＳ２３で、判定部３７は、逆相分に対する無効分の比率が予め定める閾値Ｘ４を超えるか否かを判定する。逆相分に対する無効分の比率が閾値Ｘ４以下の場合は（ステップＳ２３でＮＯ）、判定部３７は、ＡＣ炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する（ステップＳ２５）。他方、逆相分に対する無効分の比率が閾値Ｘ４を超える場合は（ステップＳ２３でＹＥＳ）、判定部３７は、ＤＣ炉が主として電圧フリッカの原因となっていると判定する（ステップＳ２４）。こうして、判定部３７による判定手順が終了する。
【０１０９】
このように実施の形態１の電圧フリッカ解析装置２０Ａによれば、複数の交流アーク炉４５および複数の直流アーク炉４３が負荷として電力系統に接続されている場合において、因子分解部３４によって負荷に供給される電流を複数の電流成分に分解した後、フリッカ指標値算出部３６によって各電流成分に対応する電圧フリッカ指標値ΔＶ10が算出される。判定部３７は、算出した電圧フリッカ指標値ΔＶ10の相互の比率に基づいて、どちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する。判定結果に応じて効率的にＳＶＣ装置３７を動作させることができる。
【０１１０】
上記の実施の形態１の説明においてフリッカ指標値としてΔＶ10を用いる場合について説明したけれども、フリッカ指標値はΔＶ10に限定する必要はない。たとえば、国際電気標準会議（ＩＥＣ：International  Electrotechnical  Commission）の規格であるＰst（Short-Time  Flicker  Severity）またはＰlt（Long-Time  Flicker  Severity）などをフリッカ指標値として用いることができる。
【０１１１】
［実施の形態２］
図１８は、この発明の実施の形態２による電圧フリッカ解析装置２０Ａが適用される配電系統１０１の構成を示す系統図である。実施の形態２は、ＳＶＣ装置３８および電圧フリッカ解析装置２０Ａを需要家設備４内に設けた場合の例である。実施の形態１の場合と同様に、需要家設備４は、電圧フリッカ源となる複数の直流アーク炉４３と、複数の交流アーク炉４５とを含む。直流アーク炉４３には、三相交流が直流変換器４２によって直流に変換されて供給される。
【０１１２】
図１８を参照して、配電系統１０１は、配電用の母線４０（配電母線）と、各直流アーク炉４３に対応して設けられる変圧器４１と、各交流アーク炉４５に対応して設けられる変圧器４４とを含む。母線４０と各直流アーク炉４３との間には、変圧器４１および直流変換器４２が直列に接続され、母線４０と各交流アーク炉４５との間には、変圧器４４が接続される。母線４０には、受電線１２を介して上位の電力系統から電力が供給される。母線４０から上位の電力系統は、背後電圧１Ａおよび背後インピーダンス２Ａ（この場合、系統インピーダンスＺｓに等しい）によって表わされる。
【０１１３】
電圧フリッカ解析装置２０Ａは、ＳＶＣ装置３８によって効率的な制御を行なうために、母線４０の電圧フリッカを解析する。電圧フリッカ解析装置２０Ａは、受電線１２を流れる受電電流を検出するための電流検出器３２と、母線４０の母線電圧を検出するための電圧検出器３１と、本体制御部３０とを含む。本体制御部３０の構成および動作は実施の形態１と同様であるので説明を繰返さない。
【０１１４】
上記構成においても、実施の形態１の場合と同様に、因子分解部３４によって負荷に供給される電流を複数の電流成分に分解した後、フリッカ指標値算出部３６によって各電流成分に対応する電圧フリッカ指標値ΔＶ10が算出される。判定部３７は、算出した電圧フリッカ指標値ΔＶ10の相互に比率に基づいて、どちらの種類のアーク炉が主として電圧フリッカの原因となっているかを判定する。判定結果に応じて効率的にＳＶＣ装置３７を動作させることができる。特に、実施の形態２の場合には、各アーク炉４３，４５に供給される電流を個別に検出するのでなく、受電線１２に流れる電流のみを検出することによって電圧フリッカの主たる原因を容易に特定することができる。
【０１１５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものでないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【０１１６】
【図１】この発明の実施の形態１による電圧フリッカ解析装置２０が適用される配電系統１００の構成を示す系統図である。
【図２】等価測定法によるフリッカ解析のモデル系統図である。
【図３】図１の本体制御部３０の構成をさらに詳しく示す機能ブロック図である。
【図４】図３の因子分解部３４の構成を詳しく示す機能ブロック図である。
【図５】図４のバンドパスフィルタ６６の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】負荷電流ｉ、クリティカル母線電圧ｖ1、および背後電圧ｖ0の関係を示すベクトル図である。
【図７】図５の電圧成分算出部３５による有効分、無効分、および逆相分の算出方法についての説明図である。
【図８】図５の電圧成分算出部３５による歪波分の算出方法についての説明図である。
【図９】クリティカル母線電圧および背後電圧の波形の一例を示す図である。
【図１０】図３の各フリッカメータ７１の構成を示す機能ブロック図である。
【図１１】実効値に変換された線間電圧の波形を模式的に示す図である。
【図１２】視感度係数αnと周波数ｆnとの関係を示す図である。
【図１３】図１の電圧フリッカ解析装置２０によるフリッカ指標値ΔＶ10の測定結果の一例を示す図である（ＡＣ炉の稼動台数がＤＣ炉よりも多い場合）。
【図１４】図１の電圧フリッカ解析装置２０によるフリッカ指標値ΔＶ10の測定結果の一例を示す図である（ＤＣ炉の稼動台数がＡＣ炉よりも多い場合）。
【図１５】図１の電圧フリッカ解析装置２０によるフリッカ指標値ΔＶ10の算出手順を示すフローチャートである。
【図１６】図１５のステップＳ６の判定手順を詳しく示すフローチャートである。
【図１７】図１５のステップＳ６の判定手順の他の例を示すフローチャートである。
【図１８】この発明の実施の形態２による電圧フリッカ解析装置２０Ａが適用される配電系統１０１の構成を示す系統図である。
【符号の説明】
【０１１７】
１，１Ａ  背後電圧、２，２Ａ  背後インピーダンス、１０  母線（受電母線）、１１  変圧器、１２  負荷線（受電線）、１４  負荷線、２０，２０Ａ  電圧フリッカ解析装置、３０  本体制御部、３１  電圧検出器、３２  電流検出器、３３  レコーダ、３４  因子分解部、３５  電圧成分算出部、３６  フリッカ指標値算出部、３７  判定部、３８  ＳＶＣ装置、４０  母線（配電母線）、４３  直流アーク炉、４５  交流アーク炉、５２  位相同期ループ、１００，１０１  配電系統、ｖ0  背後電圧、ｖ1  クリティカル母線電圧、Ｚｓ  系統インピーダンス。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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