(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記交流系統の短絡容量が小さくなることに伴って生ずる、前記静止型無効電力補償装置の交流電流の振動成分を検出する検出手段と、
この検出した交流電流の振動成分をもって振動継続を判定する判定手段と、
この判定手段により振動継続と判定したとき前記振動成分を限定するべく、前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項２】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記交流系統の短絡容量が小さくなることに伴って生ずる、前記静止型無効電力補償装置の無効電力の振動成分を検出する検出手段と、
この検出した無効電力の振動成分をもって振動継続を判定する判定手段と、
この判定手段により振動継続と判定したとき前記振動成分を限定するべく、前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項３】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記静止型無効電力補償装置の制御出力信号の振動継続を判断する判断手段と、
この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項４】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
当該制御装置の制御出力信号の振動継続を判断する判断手段と、
この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項５】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の振動継続を判断する判断手段と、
この判断手段の判断出力に基づき前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項６】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の変動振幅と前記静止型無効電力補償装置の交流電流出力の振幅との比率を検出する検出手段と、
この検出手段の検出出力に応じて前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項７】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の変動振幅と前記静止型無効電力補償装置の無効電力出力の振幅との比率を検出する検出手段と、
この検出手段の検出出力に応じて前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項８】
交流系統に設けられ、少なくとも無効電力補償及び交流電圧制御を行う静止型無効電力補償装置の制御装置において、
前記静止型無効電力補償装置における交流電圧の変動振幅と前記静止型無効電力補償装置の制御出力信号の振幅の比率を検出する検出手段と、
この検出手段の検出出力に応じて前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する調整手段と
を具備することを特徴とする静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項９】
前記調整手段は、前記検出手段又は前記判断手段における検出又は判断の対象とする振動の周波数を、前記制御装置の特性から決定される周波数付近に限定する手段を具備することを特徴とする請求項３乃至８項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１０】
前記調整手段は、前記検出手段及び前記判断手段における検出及び判断の対象とする振動継続を判断するため、振動の振幅が増加していることを判断する手段を具備することを特徴とする請求項３乃至８項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１１】
前記調整手段は、制御パラメータを調整前の値に戻す手段を具備することを特徴とする請求項３乃至１０項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１２】
前記調整手段は、
制御パラメータを調整し振動が収まった後、所定時間後、制御パラメータを事前値に戻す手段と、
再度振動が発生する回数をカウントする手段と、
振動再現回数が所定値以上の場合には、時前値に戻す手段をロックする手段と
を具備することを特徴とする請求項２乃至１１項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１３】
前記調整手段は、振動の大きさに応じて、制御パラメータを自動的に調整する調整手段を具備することを特徴とする請求項２乃至５項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１４】
前記調整手段は、振幅の比率の大きさに応じて、制御パラメータを自動的に調整する調整手段を具備することを特徴とする請求項６乃至８項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【請求項１５】
前記静止型無効電力補償装置は、リアクトルに流れる電流を半導体スイッチで制御するサイリスタ制御リアクトルと、交流フィルタとを備え、前記制御装置は、前記サイリスタ制御リアクトルの半導体スイッチを制御するものである請求項１乃至１４項のいずれか一項に記載の静止型無効電力補償装置の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交流系統に設置され、当該交流系統における無効電力補償、交流電圧制御等を行う静止型無効電力補償装置（以下「ＳＶＣ：  Ｓｔａｔｉｃ  ＶＡＲＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ」と称する。）にかかり、特にＳＶＣの制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１８にＳＶＣの概略構成図を示す。図１８は、ＳＶＣの中でもリアクトルに流れる電流をサイリスタスイッチで制御するサイリスタ制御リアクトル（ＴＣＲ）と交流フィルタ（ＦＣ）から構成されるＳＶＣを示している。
【０００３】
図１８のＳＶＣにおいては、交流系統１に接続する交流母線２に変圧器３を介して２次母線３が接続し、２次母線３にＴＣＲ４と交流フィルタ５とが接続する。さらに、交流母線２の電圧を検出する計器用変成器６、ＳＶＣ出力電流を検出する変流器７を備えている。ＴＣＲ４はサイリスタ装置とリアクトルから構成される。
【０００４】
図１９に、図１８のＳＶＣにおける従来の制御装置の一例を示す。この制御装置は、電圧制御回路１１と、無効電力／制御角変換回路１２と、位相制御回路１３と、交流電圧検出回路１４と、交流電流検出回路１５とから構成される。
【０００５】
図１９に示す制御装置において、無効電力／制御角変換回路１２は、電圧制御回路１１から出力される無効電力基準ＱｒｅｆをＴＣＲ４を位相制御するための制御角αに変換する。位相制御回路１３は、交流系統電圧に同期した制御角αの制御パルスをＴＣＲ４に出力し、ＴＣＲ４を構成するサイリスタ装置の位相制御を行う。交流電圧検出回路１４は、図１８の計器用変成器７からの電圧信号から交流電圧実効値Ｖａｃを演算する。交流電流検出回路１５は、図１８の変流器８からの電流信号からＳＶＣの交流電流実効値Ｉｓｖｃを演算する。
【０００６】
電圧制御回路１１は、交流母線２の交流電圧を一定に保つことを目的にする制御ブロックである。電圧制御回路１１の１例として、ゲイン１０１、積分回路１０２、スロープゲイン１０３、加算回路１０４から構成される例について説明するが、積分回路１０２の代わりに、比例積分、進み遅れ関数、１次遅れ関数等の関数の回路を用いても良いし、また、その組合せとしても良い。本例では説明の簡単化のため、最も基本的なゲイン１０１、積分回路１０２から構成される制御ブロックで説明する。電圧制御回路１１は、交流電圧の基準電圧Ｖｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃ、さらに、ＳＶＣの出力電流Ｉｓｖｃとスロープゲイン１０３との積を加算回路１０４に入力し、電圧偏差信号ΔＶを下式に基づき作成する。
【０００７】
ΔＶ＝Ｖａｃ＋Ｋｄ×Ｉｓｖｃ−Ｖｒｅｆ                …（１）
電圧制御回路１１は、この電圧偏差信号ΔＶを用いて、ＳＶＣの出力すべき無効電力基準Ｑｒｅｆを決定する。この無効電力基準Ｑｒｅｆは、無効電力／制御角変換回路１２により制御角αに変換され、このαに応じＴＣＲ４が位相制御され、ＴＣＲ４を流れる電流が決定される。そして、ＴＣＲ４と交流フィルタ５の無効電力の和がＳＶＣの無効電力となる。
【０００８】
以下に電圧制御回路１１により、交流電圧が制御される動作を説明する。
【０００９】
制御の事前状態では、交流電圧基準Ｖｒｅｆと交流電圧Ｖａｃとが一致しており、ＳＶＣの出力電流Ｉｓｖｃは零であったと想定する。ここで、交流電圧基準Ｖｒｅｆが増加する場合の動作を説明する。この場合は、交流電圧基準Ｖｒｅｆ＞交流電圧Ｖａｃとなるので、電圧偏差ΔＶ＞０となり、ゲイン１０１を介して積分回路１０２により偏差が積算される。
【００１０】
積分回路１０２からの出力は、ＳＶＣの無効電力基準Ｑｒｅｆになる。ＳＶＣの出力電流がこの無効電力基準ＱｒｅｆとなるようＴＣＲ４が制御される。ＳＶＣの出力が無効電力基準Ｑｒｅｆに応じた値になると、交流電圧が上昇する。電圧偏差ΔＶは減少し、積分回路１０２への入力信号が減少する。このようなループが連続的に繰り返され、定常状態に落ち着く（図２０）。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
このようなＳＶＣの制御において、交流系統の状態が変化し、特に、系統の短絡容量が小さくなると、ハンチングを起し、本来、交流系統電圧を一定に維持するＳＶＣ期待される機能が実現できなくなるばかりでなく、逆に、電圧変動の原因となり、交流系統に悪影響を及ぼす。
【００１２】
即ち、交流系統の短絡容量が小さくなると、ＳＶＣの無効電力出力の僅かな変動でも、交流電圧が大きく影響を受ける状態になり、ＳＶＣの制御回路と交流系統とを合わせた制御ループ全体のゲインが増加し、制御系として不安定な動作をするおそれがあった。ハンチングの様子を図２１に示す。
【００１３】
この現象を回避するためには、電圧制御回路のゲイン１０１を小さく設定しておけば良いが、その場合は、通常の系統状態でのＳＶＣの制御応答が非常に遅くなり、ＳＶＣに要求される高速の電圧変動抑制効果が期待できない。
【００１４】
以上説明したように、従来のＳＶＣ制御方式では、交流系統の大きな状態に対し、適切な動作が取れないという不具合があった。
【００１５】
本発明の目的は、交流系統の大きな状態変化に対応して、ＳＶＣの安定な運転を継続させることのできる制御装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を解決するために本発明は、交流系統の状態及び前記静止型無効電力補償装置の運転状態のうち少なくとも一方を検出する検出手段と、
この検出手段の検出出力に基づき前記静止型無効電力補償装置を制御するための制御パラメータを調整する手段とを具備し、検出手段により、交流系統の状態変化したことを検出し、ＳＶＣ制御の電圧制御回路のパラメータをその短絡容量に見合ったものに変更する。
【００１７】
また、ＳＶＣが接続する交流系統で事故が発生し、送電線回線数の減少、発電機台数の減少等により短絡容量が減少すると、ＳＶＣ制御がハンチングするあるいはハンチング傾向になるので、この状態を検出手段により検出する。検出手段の出力に応じ、電圧制御回路のゲイン、積分時定数あるいは補助的制御回路のゲイン、時定数等を制御パラメータ変更手段により変更する。
【００１８】
例えば、電圧制御回路のゲインを変更した場合の作用につき、説明する。
【００１９】
交流系統の短絡容量が小さくなると、すでに述べたように、ＳＶＣの無効電力出力の僅かな変動でも、交流電圧が大きく影響を受ける状態になり、ＳＶＣの制御回路と交流系統とを合わせた制御ループ全体のゲインが増加する。しかし、本発明によれば、この状態を検出し、電圧制御回路のゲインを小さく変更することができる。従って、制御ループ全体のゲインを下げ、交流系統が通常状態にある場合と同様、交流電圧を安定に維持する機能が実現できる。
【００２０】
また、交流系統が通常状態にある場合には、電圧制御のゲインは、通常系統用の値を使用するため、その応答速度は適正な速さを維持でき、ＳＶＣに期待される高速な電圧制御を実現できる。
【００２１】
以上説明した作用により、交流系統の状態が変化し、ＳＶＣの制御状態が変化した場合、その状態を検出して制御パラメータを変更することで、ＳＶＣの安定運転の維持、交流電圧の安定化が可能であり、また、通常の系統状態での応答速度を適正に維持することが可能である。
【００２２】
【発明の実施の形態】
（実施形態１）
（構成）
図１は、本発明の実施形態１の構成図である。本実施形態は、従来のＳＶＣの電圧制御回路１１に加え、電流検出回路１５の出力信号の振動継続を検出する振動継続検出回路２０１と、制御パラメータ変更手段２０２とから構成される。
【００２３】
（作用）
交流系統の短絡容量が小さくなると、ＳＶＣがハンチングあるいはハンチング傾向になる。即ち、図２０に示したように、ＳＶＣの無効電力出力及びＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃが振動する。従って、本実施形態では、振動継続検出回路２０１によって、ＳＶＣの交流電流Ｉｓｖｃの振動が継続していることを検出することで、ＳＶＣの制御状態が悪化していることが検出できる。
【００２４】
振動継続検出回路２０１として、振動成分抽出フィルタ３０１、振幅検出回路３０２、レベル判定回路３０３、タイマー３０４、フリップフロップ３０５とから構成される例を図２に示す。
【００２５】
図２の例により、振動継続検出回路２０１の構成例と作用を説明する。すなわち、振動成分抽出フィルタ３０１は、入力の直流分を除去し、振動成分のみを抽出するため、高域通過フィルタ、あるいは、帯域通過フィルタ等により構成される。交流系統が通常状態では、ＳＶＣの無効電力出力には振動成分は少ないので、このフィルタの出力は小さい。しかし、ＳＶＣがハンチング傾向になり振動成分が含まれるようになると、フィルタ出力は大きくなる。
【００２６】
振動成分抽出フィルタ３０１の出力は、振幅検出回路３０２に入力される。振幅検出回路は、振動成分の振幅を検出するため、絶対値回路（全波整流回路）、実効値演算回路等の振幅検出機能を有する回路から構成される。この振幅検出回路３０２により、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動の大きさが検出される。
【００２７】
一方、振幅検出回路３０２の出力は、レベル判定回路３０３に入力される。交流系統の短絡容量が減少し、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃがハンチング傾向になると、振幅検出回路３０２の出力信号が大きくなり、レベル判定回路３０３から信号が出力される。
【００２８】
また、レベル判定回路３０３の出力はタイマー３０４に入力される。交流系統が通常系統で、何らかの過渡的な擾乱が発生した場合は、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃが振動するので、レベル判定回路３０３から過渡的に信号が出力されることがある。
【００２９】
しかし、ＳＶＣ無効電力出力の振動が一過性の場合は、タイマー３０４から信号は出力されない。交流系統状態が変化し、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動が継続すると、レベル判定回路３０３から連続して信号が出力されるので、タイマー３０４から信号が出力される。タイマー３０４からの出力信号は、フリップフロップ３０５のセット入力に入力される。ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動が継続すると、フリップフロップがセットされ、出力Ｑの信号が保持される。フリップフロップ３０５のＱ出力信号が、振動継続検出回路２０１の出力信号である。
【００３０】
振動継続検出回路２０１からの出力信号は、制御パラメータ変更手段２０２に入力する。ＳＶＣ制御装置がマイクロコンピュータ応用のディジタル制御により構成されている場合は、制御パラメータに該当するメモリの内容を変更することで、制御パラメータの変更が可能である。アナログ装置の場合は、アナログ演算回路の抵抗値、コンデンサ容量等を切り替えることで制御パラメータが変更可能である。
【００３１】
以上により、制御パラメータが変更されると、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動が収まり、振動継続検出回路２０１中の振動成分抽出フィルタ３０１、振幅検出回路３０２、レベル判定回路３０３、及びタイマー３０４の出力は無くなる。
【００３２】
しかし、フリップフロップ３０５が信号を保持しているので、制御パラメータは変更されたままの状態が維持される。
【００３３】
フリップフロップ３０５が設けられていないと、振動継続検出回路２０１の出力が無くなり、再び通常系統用の制御パラメータに戻ってしまい、再び、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃが振動し、制御パラメータの変更が再度行われる。この状態が繰り返され、安定に制御パラメータの変更ができない。
【００３４】
なお、フリップフロップ３０５のリセットは、交流系統の状態が通常状態に復旧したことを確認し、交流系統を管理する操作者がマニュアルで行う、あるいは、予め決められた時限をもってリセットする等で実施する。リセットの時限としては、送電線の再閉路時間、予備発電機の起動時間等、系統を復旧する操作に必要と思われる時間より大きい時限を使用するる
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、交流系統の状態が変化し、ＳＶＣ交流電流Ｉｓｖｃの振動が継続した場合、その状態を検出して制御パラメータを変更することで、ＳＶＣの安定運転の維持、交流電圧の安定化が可能であり、また、通常の系統状態での応答速度を適正に維持することが可能である。
【００３５】
（実施形態２）
（構成）
図３は、本発明の実施形態２の構成図である。本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、振動継続検出回路２０１の入力信号として、ＳＶＣ無効電力を使用する。このため、実施形態１に加え、ＳＶＣ無効電力を演算するための無効電力検出回路１６を設けている。
【００３６】
（作用）
ＳＶＣ無効電力は、交流電圧とＳＶＣ交流電流との積となるので、ＳＶＣ交流電流を観測する代わりに、ＳＶＣ無効電力を観測しても同様な作用となる。従って、実施形態１において、ＳＶＣ無効電力に置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかである。
【００３７】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００３８】
（実施形態３）
（構成）
図４は、本発明の実施形態３の構成図である。本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、振動継続検出回路２０１の入力信号として、電圧制御回路の出力Ｑｒｅｆを使用する。
【００３９】
（作用）
ＳＶＣ交流電流、無効電力は、電圧制御回路の出力Ｑｒｅｆに応じて動くので、ＳＶＣ交流電流、無効電力を観測する代わりに、電圧制御回路出力Ｑｒｅｆを観測しても同様な作用となる。従って、実施形態１において、ＳＶＣ交流電流を電圧制御出力Ｑｒｅｆに置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかである。
【００４０】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００４１】
（実施形態４）
（構成）
図５は、本発明の実施形態４の構成図である。本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、振動継続検出回路２０１の入力信号として、制御角αを使用する。
【００４２】
（作用）
ＳＶＣ交流電流、無効電力は、ＴＣＲの制御角αに応じて動くので、ＳＶＣ交流電流、無効電力を観測する代わりに、ＴＣＲの制御角αを観測しても同様な作用となる。従って、実施形態１において、ＳＶＣ交流電流をＴＣＲの制御角αに置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかである。
【００４３】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００４４】
（実施形態５）
（構成）
図６は、本発明の実施形態５の構成図である。本実施形態は、実施形態１の構成とほぼ同様であるが、振動継続検出回路２０１の入力信号として、交流電圧検出信号Ｖａｃを使用する。
【００４５】
（作用）
交流系統電圧は、交流系統の短絡容量とＳＶＣの無効電力出力に比例して変動する。短絡容量が減少すると同じＳＶＣ無効電力出力の変動であっても、電圧変動は増加する。また、既に述べたようにＳＶＣ出力がハンチング傾向になるので、交流電圧も振動が継続するようになる。従って、ＳＶＣの無効電力出力を観測する代わりに、交流系統電圧を観測しても同様な作用となる。実際には、ＳＶＣ制御に使用している交流電圧検出値Ｖａｃを観測することになる。このようにしても、実施形態１と同様な作用が行えることは明らかである。
【００４６】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００４７】
（実施形態６）
（構成）
図７は、本発明の実施形態６の構成図である。本実施形態は、従来のＳＶＣの電圧制御回路に加え、ＳＶＣの制御状態を判断する手段２０３と制御パラメータ変更手段２０２とから構成される。本実施形態は図１の実施形態とほぼ同様であるが、制御状態を判断手段２０３の入力が、２つある点が異なる。第１の入力は交流電圧検出値Ｖａｃ、第２の入力はＳＶＣ交流電流でる。
【００４８】
（作用）
交流系統の短絡容量が小さくなると、ＳＶＣ交流電流変化が僅かであっても、交流系統電圧への影響が大きくなる。従って、ＳＶＣ交流電流の振動成分の大きさと交流電圧の振動成分の大きさを比較することで、交流系統の短絡容量を推定し、短絡容量が減少し、ＳＶＣ制御状態がハンチング傾向になったことを判定することが可能である。
【００４９】
図８は制御状態判定回路２０３の１例であり、振動成分抽出フィルタ３０１ａ，３０１ｂ、振幅検出回路３０２ａ，３０２ｂ、除算回路３０６、レベル判定回路３０３、タイマー３０４、フリップフロップ３０５とからなる構成例を示す。
【００５０】
振動成分抽出フィルタ３０１ａ，３０１ｂは、図２の実施形態で説明したフィルタ３０１と同様であるので、説明を省略する。振動成分抽出フィルタ３０１ａ，３０１ｂの出力は、振幅検出回路３０２ａ，３０２ｂに入力される。振幅検出回路は、図２の実施形態で説明した振幅検出回路３０２と同様であるので、説明を省略する。
【００５１】
振幅検出回路３０２ａ，３０２ｂの出力は、除算回路３０６入力される。除算回路では、振幅検出回路３０２ａの出力であるＳＶＣ交流電流の振幅で、振幅検出回路３０２ｂの出力である交流電圧の振幅を除算する。交流系統の短絡容量が小さくなると、ＳＶＣ交流電流の振幅が同一であっても、交流電圧の振幅が大きくなるので、除算回路３０６の出力は増加する。
【００５２】
除算回路３０６の出力は、レベル判定回路３０３、タイマー３０４、フリップフロップ３０５に続くが、それ以降の動作は、図２の実施形態と同様なので説明を省略する。また、制御パラメータ変更手段の動作、フリップフロップ３０５のリセットも同様である。
【００５３】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００５４】
（実施形態７）
（構成）
図９は、本発明の実施形態７の構成図である。本実施形態は、実施形態５の構成とほぼ同様であるが、制御状態判定回路２０３の第２の入力信号として、ＳＶＣ無効電力を使用する。
【００５５】
（作用）
ＳＶＣ無効電力は、交流電圧とＳＶＣ交流電流との積となるので、ＳＶＣ交流電流を観測する代わりに、ＳＶＣ無効電力を観測しても同様な作用となる。従って、実施形態１において、ＳＶＣ無効電力に置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかである。
【００５６】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００５７】
（実施形態８）
（構成）
図１０は、本発明の実施形態８の構成図である。本実施形態は、実施形態５の構成とほぼ同様であるが、制御状態判定回路２０３の第２の入力信号として、電圧制御回路の出力Ｑｒｅｆとを使用する。
【００５８】
（作用）
ＳＶＣの無効電力出力は、電圧制御回路の出力Ｑｒｅｆに応じて動くので、ＳＶＣの無効電力出力を観測する代わりに、電圧制御回路出力Ｑｒｅｆを観測しても同様な作用となる。従って、実施形態５において、ＳＶＣ無効電力出力を電圧制御出力Ｑｒｅｆに置き換えれば、同様な作用が行えることは明らかである。
【００５９】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によっても、実施形態１と同様な効果が得られる。
【００６０】
（実施形態９）
（構成）
本実施形態は、図２あるいは図７中に示されたフィルタ回路として、ＳＶＣの制御回路の特性から決まる振動周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタを用いる構成である。
【００６１】
（作用）
ＳＶＣ制御には、図２０に示されてはいないが、制御回路の遅れ、無駄時間があり、また、ＴＣＲ自体にも制御パルスが６０°毎に出力されるので、ＴＣＲ自体にも動作の遅れがある。交流系統の短絡容量が減少すると、主にこれらの遅れ、無駄時間、制御回路の制御パラメータ、交流系統の短絡容量から決定されるある一定の周波数近辺で、ＳＶＣはハンチングする特性を有する。
【００６２】
従って、フィルタ回路をこの周波数を中心周波数とするバンドパスフィルタにすることで、交流系統に存在する他の周波数成分により、ＳＶＣ制御パラメータ変更を誤って実施することが避けられる。
【００６３】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、実施形態１〜８の制御パラメータ変更がさらに確実に行える。
【００６４】
（実施形態１０）
（構成）
図１２は、本発明の実施形態１０は、図２あるいは図７中に示されたレベル判定回路とタイマーの代わりに、振動の振幅が増加することを検出する振幅増加検出回路２０４から構成される。
【００６５】
図１２は振幅増加検出回路２０４の１例であり、メモリ回路３０７、比較回路３０８、カウンタ回路３０９、レベル判定回路３１０からなる構成例を示す。
【００６６】
（作用）
この振幅増加検出回路２０４の入力が、ＳＶＣ交流電流の場合について、以下に説明する。メモリ回路３０７は、ＳＶＣのハンチング周期前あるいは半周期前のようにある程度期間を取った以前の振幅値を記憶しておく。その記憶された値と現在値とを比較回路３０８により比較し、現在値の方が大きければ、比較回路３０８は信号を出力する。比較回路３０８からの出力信号は、カウンタ回路３０９に入力される。ＳＶＣ交流電流の振動振幅が増大する場合は、比較が行われる毎にカウンタ回路３０９に信号が入力されるので、カウンタ回路３０９の出力であるカウント回数は増加していく。このカウント回数が所定の回数以上になったことをレベル判定回路３１０により判断し、振幅増加検出回路２０４の出力とする。
【００６７】
振幅増加検出回路２０４の出力により、制御パラメータ変更手段２０２が動作し、ＳＶＣは安定運転するようになる。カウンタ回路３０９のリセットは、図２あるいは図７のフリップフロップ３０５と同様、マニュアル信号、ある所定の時限を有した自動リセット信号によりリセットする。
【００６８】
本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流として説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用が得られる。
【００６９】
交流系統が通常状態での擾乱時にＳＶＣ出力の振動の初期値が大きく、振幅が減衰するにもかかわらず、単純に振幅値の大きさのみの判断をした場合には、制御パラメータ変更が行われてしまうおそれがある。しかし、このような構成を使用すれば、このような誤判断が避けられる。
【００７０】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、振幅が増加する場合にだけ制御パラメータ変更が行われるので、実施形態１〜８のパラメータ変更がさらに確実に行われる。
【００７１】
（実施形態１１）
（構成）
図１３は、本発明の実施形態１１は、図２中に示されたフリップフロップリセット３０５を自動的に行う構成の一例である。図１３は、自動リセット回路２０４の１例であり、タイマー３１１、カウンタ３１２、レベル判定回路３１３、インバータ３１４、ＡＮＤ回路３１５からなる構成例を示す。
【００７２】
（作用）
図１０の自動リセット回路の動作につき、以下に説明する。すなわち、タイマー３１１は、制御パラメータ変更手段２０２を起動するフリップフロップ３０５のＱ出力を入力する。Ｑ出力がタイマーにセットされた時限継続すると、タイマー３１１から信号が出力される。このタイマー３１１の出力は、前記フリップフロップ３０５のリセット入力に入力される。前記フリップフロップ３０５をリセットすることで制御パラメータは、交流系統が通常の場合の値に自動的に戻すことができる。
【００７３】
しかし、タイマー３１１の時限の間に交流系統が通常に復帰していない場合は、再度ＳＶＣ交流電流の振動が発生する。この場合は、再度、制御パラメータ変更手段２０２を起動するフリップフロップ３０５がセットされ、制御パラメータが変更される。タイマー３１１の時限が経過すると、制御パラメータが通常の値に自動的に戻る。
【００７４】
交流系統がタイマー３１１の時限として想定した時間以上かかって復帰されるような場合は、上述が繰り返され安定したＳＶＣ制御が実現できないことになる。しかし、このような状況では、タイマー３１１の出力信号をモニターするカウンタ３１２のカウント値が増加していく。カウント値が制御パラメータの自動リセットを断念する回数に達すると、レベル判定回路３１３から信号が出力される。この信号は、インバータ３１４を介して、ＡＮＤ回路３１５に入力され、タイマー３０５へのリセット信号をロックする。リセット信号がロックされるとそれ以降の自動リセットは抑止される。
【００７５】
交流系統が常時の系統に復帰した後、タイマー３１２のリセットを行えば、再び、自動リセットの機能が復帰する。
【００７６】
本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流として説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用が得られる。
【００７７】
また、本実施形態では、図２のフリップフロップを自動リセットする例を示したが、図８のカウンタを自動リセットも同様にして行うことができる。
【００７８】
このような構成を使用すれば、交流系統が通常状態に復帰した時、自動的に制御パラメータを元の値に戻すことができ、さらに、交流系統が通常状態に戻らない時には、制御パラメータ変更を継続することが可能である。
【００７９】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、自動的に系統状態に応じた制御パラメータ変更を行うことができる。
【００８０】
（実施形態１２）
（構成）
図１４は、本発明の実施形態１２を示している。図２では、ハンチング状態を検出して、制御パラメータを切り替える構成であったが、本実施形態１２では、振動の状態に応じて、連続的に制御パラメータを自動調整回路２０５により調整する構成である。
【００８１】
図１５は制御パラメータ自動調整回路２０５の一例であり、フィルタ回路３０１、振幅検出器３０２、ゲイン調整回路３１６からなる構成例を示す。
【００８２】
（作用）
この自動調整回路２０５の入力が、ＳＶＣ交流電流の場合について、以下に説明する。すなわち、ＳＶＣ交流電流の振動成分はフィルタ回路３０１により抽出され、振幅検出回路３０２により振動の大きさが検出される。ゲイン調整回路３１６は、振幅検出回路３０２の出力信号の大きさと継続時間により、電圧制御回路１１のゲイン１０１の大きさを決定する。ゲイン調整回路３１６は、ＳＶＣ交流電流の振幅が大きいほどゲイン１０１を減少させ、また、振動期間が長いほどゲイン１０１を減少させる特性を有する。
【００８３】
このような特性を実現するには、例えば、積分回路と除算回路から構成できる。つまり、振幅が大きいほど積分器の出力は増大し、また、振動期間が長いほど積分器の出力は増大する。積分器の出力を除算回路の分母の入力とすれば、所望の特性が実現できる。また、積分器ではなく、１次遅れ、ローパスフィルタ等の積分器に類似の特性を持つ関数でも良いし、ディジタル制御の場合は、カウンタ等でも実現が可能である。
【００８４】
交流系統の短絡容量が減少し、ＳＶＣ交流電流が振動を始めると、上述の作用により電圧制御回路１１のゲイン１０１が減少する。従って、交流系統、ＳＶＣ制御からなるループのゲインが減少し、ＳＶＣ交流電流の振動は減衰方向に推移する。ゲイン１０１の減少の効果が無い場合は、ＳＶＣ交流電流の振動が継続するので、さらにゲイン１０１が減少する。このようにして、ＳＶＣ交流電流の振動が減衰するまで、ゲイン１０１が減少する。
【００８５】
図１５では、ゲイン調整回路３１６のリセットは、外部からの信号を想定したが、自動リセットでも構わない。また、ゲイン調整回路３１６の要素として、積分回路ではなく、１次遅れ等の関数を使用すれば、ＳＶＣ電流の振動が収束すると、リセット信号はなくても、時定数をもって事前値に復帰する特性が実現可能である。
【００８６】
本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流として説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用が得られる。
【００８７】
また、本実施形態では、ゲイン１０１の大きさを調整する構成を示したが、積分回路１０２の時定数、あるいは、図示されていない補助的な電圧制御回路のゲインを調整しても同様な作用が得られる。
【００８８】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、交流系統の短絡容量の大きさに応じて、ゲイン１０１を連続的に調整できるので、短絡容量の減少の程度が想定以上に激しい場合でも、柔軟に対応できる。
【００８９】
（実施形態１３）
（構成）
図１６は、本発明の実施形態１３を示している。図７では、ハンチング状態を検出して、制御パラメータを切り替える構成であったが、本実施形態１３は、振動の状態に応じて、連続的に制御パラメータを自動調整回路２０６により調整する構成である。
【００９０】
図１７は制御パラメータ自動調整回路２０５の一例であり、フィルタ回路３０１ａ，３０１ｂ、振幅検出器３０２ａ，３０２ｂ、除算回路３０６、ゲイン調整回路３１６からなる構成例を示す。
【００９１】
（作用）
この自動調整回路２０６の入力が、交流電圧とＳＶＣ交流電流の場合について、以下に説明する。すなわち、交流電圧、ＳＶＣ交流電流の振動成分はフィルタ回路３０１ａ，３０１ｂにより抽出され、振幅検出回路３０２ａ，３０２ｂにより夫々の振動の大きさが検出される。除算回路３０６により、交流電圧の振動の大きさとＳＶＣ交流電流の振動の大きさとの比率が得られる。ゲイン調整回路３１６は、除算回路３０６の出力信号の大きさと継続時間により、電圧制御回路１１のゲイン１０１の大きさを決定する。
【００９２】
交流系統の短絡容量が減少し、ＳＶＣ交流電流の変動にたいする交流電圧の変動が大きくなる。上述の作用により電圧制御回路１１のゲイン１０１が減少する。従って、交流系統、ＳＶＣ制御からなるループのゲインが減少し、ＳＶＣ交流電流の振動は減衰方向に推移する。
【００９３】
ゲイン１０１の減少の効果が無い場合は、ＳＶＣ交流電流の振動が継続するので、さらにゲイン１０１が減少する。当然のことながら、除算回路３０６は零での除算を避けるように分母への入力にはリミッタを付ける等の処置を施しているものとする。
【００９４】
従って、振動が収まると分母はリミット値となり、分子が零に近づく。従って、除算回路３０６の出力は零に近づく。このようにして、ＳＶＣ交流電流の振動が減衰するまで、ゲイン１０１が減少する。
【００９５】
図１７では、ゲイン調整回路３１６のリセットは、外部からの信号を想定したが、自動リセットでも構わない。また、ゲイン調整回路３１６の要素として、積分回路ではなく、１次遅れ等の関数を使用すれば、ＳＶＣ電流の振動が落ち着くと、リセット信号はなくても、時定数をもって事前値に復帰する特性が実現可能である。
【００９６】
本実施形態では、入力がＳＶＣ交流電流として説明したが、入力がＳＶＣ無効電力、電圧制御出力Ｑｒｅｆ、交流電圧検出値Ｖａｃの場合でも同様な作用が得られる。
【００９７】
また、本実施形態では、ゲイン１０１の大きさを調整する構成を示したが、積分回路１０２の時定数、あるいは、図示されていない補助的な電圧制御回路のゲインを調整しても同様な作用が得られる。
【００９８】
（実施形態の効果）
以上説明したように、本実施形態によれば、交流系統の短絡容量の大きさに応じて、ゲイン１０１を連続的に調整できるので、短絡容量の減少の程度が想定以上に激しい場合でも、柔軟に対応できる。
【００９９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、交流系統の状態が変化し、ＳＶＣの制御状態が変化した場合、その状態を検出して制御パラメータを変更することで、ＳＶＣの安定運転の維持、交流電圧の安定化が可能であり、また、通常の系統状態での応答速度を適正に維持することが可能である。
【０１００】
従って、本発明により、交流系統状態の広い範囲において、安定かつ適切な速度で制御できるＳＶＣ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１を示す図。
【図２】本発明の実施形態２を示すブロック図。
【図３】本発明の実施形態３を示すブロック図。
【図４】本発明の実施形態３を示すブロック図。
【図５】本発明の実施形態４を示すブロック図。
【図６】本発明の実施形態５を示すブロック図。
【図７】本発明の実施形態６を示すブロック図。
【図８】本発明の実施形態７を示すブロック図。
【図９】本発明の実施形態８を示すブロック図。
【図１０】本発明の実施形態９を示すブロック図。
【図１１】本発明の実施形態１０を示すブロック図。
【図１２】本発明の実施形態１１を示すブロック図。
【図１３】本発明の実施形態１２を示すブロック図。
【図１４】本発明の実施形態１３を示すブロック図。
【図１５】本発明の実施形態１４を示すブロック図。
【図１６】本発明の実施形態１５を示すブロック図。
【図１７】本発明の実施形態１６を示すブロック図。
【図１８】ＳＶＣの概略構成図。
【図１９】従来のＳＶＣ制御回路の一例を示す図。
【図２０】ＳＶＣの動作波形例を示す図。
【図２１】ＳＶＣの動作波形例を示す図。
【符号の説明】
１…交流系統
２…交流母線
３…変圧器
４…２次母線
５…ＴＣＲ（サイリスタ制御リアクトル）
６…交流フィルタ
７…計器用変成器
８…変流器
１０…静止型無効電力補償装置制御装置
１１…電圧制御回路
１２…無効電力／制御角変換回路
１３…位相制御回路
１４…電圧検出回路
１５…電流検出回路
１６…無効電力検出回路
１０１…ゲイン
１０２…積分回路
１０３…スロープゲイン
１０４…加算回路
２０１…振動継続検出回路
２０２…制御パラメータ変更手段
２０３…制御状態判定回路
２０４…自動リセット回路
２０５…自動調整回路
３０１…フィルタ回路
３０２…振幅検出回路
３０３…レベル判定回路
３０４…タイマー
３０５…フリップフロップ
３０６…除算回路
３０７…メモリー
３０８…比較回路
３０９…カウンタ
３１０…レベル判定回路
３１１…タイマー
３１２…カウンタ
３１３…レベル判定器
３１４…インバータ
３１５…ＡＮＤ回路
３１６…ゲイン調整回路
【図１】
0003605516.tif 000002
【図２】
0003605516.tif 000003
【図３】
0003605516.tif 000004
【図４】
0003605516.tif 000005
【図５】
0003605516.tif 000006
【図６】
0003605516.tif 000007
【図７】
0003605516.tif 000008
【図８】
0003605516.tif 000009
【図９】
0003605516.tif 000010
【図１０】
0003605516.tif 000011
【図１１】
0003605516.tif 000012
【図１２】
0003605516.tif 000013
【図１３】
0003605516.tif 000014
【図１４】
0003605516.tif 000015
【図１５】
0003605516.tif 000016
【図１６】
0003605516.tif 000017
【図１７】
0003605516.tif 000018
【図１８】
0003605516.tif 000019
【図１９】
0003605516.tif 000020
【図２０】
0003605516.tif 000021
【図２１】
0003605516.tif 000022