(57)【要約】【課題】回転形電力供給装置の逆相ストレスを低減して設備の維持費用を抑え、交流き電系統の電圧や負荷条件に応じて静止形電力供給装置の出力電流を制御して系統全体の性能向上に寄与する。【解決手段】交流き電系統２１の電圧を検出する電圧検出器９と、電圧検出器９により検出された交流き電系統２１の電圧が予め設定された標準電圧状態か、あるいは低電圧状態かを判定する交流き電系統２１の電圧状態判定部１３Ｂと、静止形電力供給装置５の出力電流を基準電流に追従させる電流制御部１８と、基準電流を調整する基準電流調整部１６を備える。電圧状態判定部１３Ｂが交流き電系統は標準電圧状態であると判定すれば、基準電流調整部１６は逆相成分を優先出力し、電圧状態判定部１３Ｂが交流き電系統は低電圧状態であると判定すれば、基準電流調整部１６は無効成分を優先的に出力する。【選択図】図１
2015201902.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の回転形電力供給装置と静止形電力供給装置とを並列接続し、これら電力供給装置から交流き電系統へ電力を供給する電力供給システムにおいて、
当該電力供給システムの出力電流を検出する電流検出器と、
前記交流き電系統の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器により検出された交流き電系統の電圧が予め設定された基準電圧範囲内である標準電圧状態か、あるいは前記基準電圧範囲に満たない低電圧状態かを判定する交流き電系統の電圧状態判定部と、
前記静止形電力供給装置の出力電流を基準電流に追従させる電流制御部と、
前記基準電流を調整する基準電流調整部を備え、
前記基準電流調整部は、
前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整し、
前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記低電圧状態であると判定すれば、無効成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする電力供給システム。
【請求項２】
前記回転形電力供給装置の運転台数を検出する運転台数検出部と、
前記運転台数検出部の検出結果に基づき前記回転形電力供給装置の運転台数が２台以上である複数運転状態か、あるいは前記回転形電力供給装置の運転台数が１台である単数運転状態であるかを判定する前記回転形電力供給装置の運転台数判定部を備え、
前記基準電流調整部は、
前記運転台数判定部が前記複数運転状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整し、
前記運転台数判定部が前記単数運転状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効逆相成分と無効逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項３】
前記回転形電力供給装置の定格電流と負荷電流との差が所定の閾値以内である標準負荷状態か、あるいは前記閾値を超えた高負荷状態かを判定する前記回転形電力供給装置の運転状態判定部を備え、
前記基準電流調整部は、
前記運転状態判定部が前記回転形電力供給装置は前記標準負荷状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整し、
前記運転状態判定部が前記回転形電力供給装置は前記高負荷状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効逆相成分と無効逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする請求項１に記載の電力供給システム。
【請求項４】
複数の回転形電力供給装置と静止形電力供給装置とを並列接続し、これら電力供給装置から交流き電系統へ電力を供給する電力供給システムにおいて、
当該電力供給システムの出力電流を検出する電流検出器と、
前記交流き電系統の電圧を検出する電圧検出器と、
前記電圧検出器により検出された交流き電系統の電圧が予め設定された基準電圧範囲内である標準電圧状態か、あるいは基準電圧未満である低電圧状態かを判定する交流き電系統の電圧状態判定部と、
前記静止形電力供給装置の出力電流を基準電流に追従させる電流制御部と、
前記基準電流を調整する基準電流調整部を備え、
前記基準電流調整部は、
前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効正相成分、有効逆相成分、無効正相成分、無効逆相成分の各成分を同一比率で出力するように基準電流を調整し、
前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記低電圧状態であると判定すれば、無効成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする電力供給システム。
【請求項５】
前記回転形電力供給装置の運転台数を検出する運転台数検出部と、
前記運転台数検出部の検出結果に基づき前記回転形電力供給装置の運転台数が２台以上である複数運転状態か、あるいは前記回転形電力供給装置の運転台数が１台である単数運転状態であるかを判定する前記回転形電力供給装置の運転台数判定部を備え、
前記基準電流調整部は、
前記運転台数判定部が前記複数運転状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効正相成分、有効逆相成分、無効正相成分、無効逆相成分の各成分を同一比率で出力するように基準電流を調整し、
前記運転台数判定部が前記単数運転状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効逆相成分と無効逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項６】
前記回転形電力供給装置の定格電流と負荷電流との差が所定の閾値以内である標準負荷状態か、あるいは前記閾値を超えた高負荷状態かを判定する前記回転形電力供給装置の運転状態判定部を備え、
前記基準電流調整部は、
前記運転状態判定部が前記回転形電力供給装置は前記標準負荷状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効正相成分、有効逆相成分、無効正相成分、無効逆相成分の各成分を同一比率で出力するように基準電流を調整し、
前記運転状態判定部が前記回転形電力供給装置は前記高負荷状態であると判定し、且つ前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、有効逆相成分と無効逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする請求項４に記載の電力供給システム。
【請求項７】
前記電流検出器により検出された出力電流に基づいて三相から二相へ変換するための座標変換用電流を計算する座標変換演算部と、
前記電圧検出器により検出された交流き電系統の電圧に基づいて当該電圧を制御するための無効電流を算出する電圧制御部と、
前記座標変換演算部にて計算された座標変換用電流と前記電圧制御部にて算出された無効電流とを合算する合算部と、
前記合算部にて合算した電流の正相分および逆相分を計算する正相逆相演算部を備えたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【請求項８】
前記静止形電力供給装置の基準電流を前記静止形電力供給装置の定格電流以下に制限するリミット手段を備えたことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の電力供給システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、新幹線用などの交流き電系統に対して、三相自励式変換器を用いた静止形電力供給装置と、発電機などの回転形電力供給装置を並列接続して電力供給を行う、交流き電系統用の電力供給システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、新幹線用などの交流き電系統に対して電力を供給するシステムとしては、同期発電機などの回転形電力供給装置が多く使われてきた。しかし近年では、静止形電力供給装置が、新設やリプーレスなどに多く採用されている。これは、自己消弧可能な素子の大容量化と低損失化が進み、電圧型自励式変換器による大容量の静止形電力供給装置の製作が可能となったためである。
【０００３】
静止形電力供給装置は、回転形電力供給装置に比較して、損失が少ない、起動停止が短時間に行える、及び出力電圧や出力電流を容易に制御できるなどの利点がある。例えば、回転形電力供給装置と静止形電力供給装置を並列に接続して運転する電力供給システムが知られている。このシステムでは、回転形電力供給装置と静止形電力供給装置の異なる特性を生かした制御方式が採用されている。このような制御方式では、負荷電流の逆相分が回転形電力供給装置の逆相定格以上になる時に、静止形電力供給装置で負荷電流を分担することにより、一定程度に回転形電力供給装置の逆相ストレスを緩和している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３４２６９８６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、静止形電力供給装置と回転形電力供給装置を並列接続した従来の電力供給システムには次のような課題がある。従来技術では、負荷電流の逆相分が回転形電力供給装置の逆相定格以上になる時に静止形電力供給装置にて負荷電流を分担するが、負荷電流の逆相分が回転形電力供給装置の逆相定格未満だと静止形電力供給装置は負荷電流を分担しない。
【０００６】
すなわち、従来の電力供給システムでは、回転形電力供給装置の逆相ストレスを最小化するような出力分担制御がなされておらず、回転形電力供給装置に逆相電流が流れて回転軸に逆向きのストレスがかかることがある。このような回転形電力供給装置の逆相ストレスは、機械的な消耗を招き、設備の維持費用として多額な資金が必要となる。
【０００７】
また、従来の電力供給システムでは、回転形電力供給装置の耐量を超えた時点で静止形電力供給装置を起動させるなど、静止形電力供給装置の使用は補助的であることが一般的であった。そこで従来から、交流き電系統の電圧状態や負荷条件などに応じて、静止形電力供給装置を主体的且つ積極的に使用することが望まれていた。
【０００８】
本発明の実施形態に係る電力供給システムは、上記の課題を解決するために提案されたものであり、その目的は、静止形電力供給装置と回転形電力供給装置とを並列接続してなる電力供給システムにおいて、回転形電力供給装置の逆相ストレスを低減して設備の維持費用を抑え、交流き電系統の電圧や負荷条件に応じて静止形電力供給装置の出力電流を制御して系統全体の性能向上に寄与する電力供給システムを提供することにある。
【解題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明の実施形態に係る電力供給システムは、複数の回転形電力供給装置と静止形電力供給装置とを並列接続し、これら電力供給装置から交流き電系統へ電力を供給する電力供給システムにおいて、当該電力供給システムの出力電流を検出する電流検出器と、交流き電系統の電圧を検出する電圧検出器と、前記電圧検出器により検出された交流き電系統の電圧が予め設定された基準電圧範囲内である標準電圧状態か、あるいは前記基準電圧範囲に満たない低電圧状態かを判定する交流き電系統の電圧状態判定部と、前記静止形電力供給装置の出力電流を基準電流に追従させる電流制御部と、前記基準電流を調整する基準電流調整部を備え、前記基準電流調整部は、前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記標準電圧状態であると判定すれば、逆相成分を優先的に出力するように基準電流を調整し、前記電圧状態判定部が交流き電系統は前記低電圧状態であると判定すれば、無効成分を優先的に出力するように基準電流を調整することを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図。
【図２】電流座標演算部１１の構成を示すブロック図。
【図３】電圧座標演算部１２の構成を示すブロック図。
【図４】電圧制御部１４の構成を示すブロック図。
【図５】合算部１９の構成を示すブロック図。
【図６】正相逆相演算部１５の演算方法を示すブロック図。
【図７】電圧状態判定部１３Ｂの構成を示すブロック図。
【図８】運転台数判定部１３Ａの構成を示すブロック図。
【図９】基準電流調整部１６の構成を示すブロック図。
【図１０】基準電流調整部１６１の構成を示すブロック図。
【図１１】運転状態判定部１３Ａ１の構成を示すブロック図。
【図１２】本発明の第２の実施形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図。
【図１３】基準電流調整部１６２の構成を示すブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の実施形態に係る電用電力供給システムについて、図面を用いて説明する。なお、図面中の同一または相当部分には同一符号を付してその説明を省略する。
＜第１の実施形態＞
［全体構成］
図１は、第１の実施形態に係る電力供給システムの構成を示すブロック図である。図１に示すように、電力供給システムの入力側には商用系統１が配置され、変圧器２Ａ〜５Ａを介して３台の回転形電力供給装置２、３、４と、１台の静止形電力供給装置５が、並列接続されている。また、電力供給システムの出力側には、スコット変圧器６および変圧器２Ｂ〜５Ｂを介して交流き電系統２１が接続されている。
【００１２】
回転形電力供給装置２、３、４には同期電動機２Ｃ、３Ｃ、４Ｃと交流発電機２Ｄ、３Ｄ、４Ｄが設けられている。静止形電力供給装置５には交直変換器５Ｃ、５Ｄと、直流キャパシタ５Ｅが設けられている。交直変換器５Ｃは、商用系統１の三相交流電力を直流電力へ変換する電圧型自励式変換器であり、交直変換器５Ｄは直流電力を交流き電系統２１の三相交流電力へ変換する電圧型自励式変換器である。
【００１３】
電力供給システムの出力側には、交流電流検出器７、８と、交流電圧検出器９と、運転状態検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃと、制御装置２０が設けられている。制御装置２０には、回転形電力供給装置２、３、４用の電流座標演算部１１と、電圧座標演算部１２と、運転台数判定部１３Ａと、交流き電系統２１の電圧状態判定部１３Ｂと、電圧制御部１４と、正相逆相演算部１５と、基準電流調整部１６と、静止形電力供給装置５用の電流座標演算部１７と、電流制御部１８と、合算部１９が設けられている。
【００１４】
交流電流検出器７は、電力供給システムが出力する三相交流電流ＩＡＬ、ＩＢＬ、ＩＣＬを検出して、制御装置２０の電流座標演算部１１に出力する。交流電流検出器８は変圧器５Ｂに接続しており、静止形電力供給装置５の出力する交流電流を検出して、制御装置２０の電圧座標演算部１７に出力する。
【００１５】
交流電圧検出器９は、交流き電系統２１側の三相母線電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣを検出して、制御装置２０の電圧座標演算部１２に出力する。運転状態検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃは変圧器２Ｂ、３Ｂ、４Ｂに接続し、回転形電力供給装置２、３、４が運転しているか否かを検出して、検出結果を制御装置２０の運転台数判定部１３Ａに出力する。
【００１６】
［制御装置］
制御装置２０は、電圧検出器９によって検出された交流き電系統２１側の三相母線電圧と、電流検出器７によって検出された電力供給システムの出力電流および電流検出器８によって検出された静止形電力供給装置５の出力電流に基づいて、静止形電力供給装置５を制御し、静止形電力供給装置５から交流き電系統２１へ出力される電力を制御する装置である。
【００１７】
［電流座標演算部］
電流座標演算部１１の構成を図２に示す。図２に示すように、電流座標演算部１１は、ABC/MT座標変換部１１ＡとMT/dq座標変換部１１Ｂを有している。電流座標演算部１１では、交流電流検出器７によって検出された三相交流電流ＩＡＬ、ＩＢＬ、ＩＣＬを、ABC/MT座標変換部１１Ａに取り込み、ここで三相/二相変換する。さらに、MT/dq座標変換部１１Ｂにて、変換した二相交流電流ＩＭＬ、ＩＴＬに対し、直交d-q回転座標軸上で前記二相交流電流ＩＭＬ、ＩＴＬを二相/二相変換する。変換した電流は電流基準値１として合算部１９に出力する。以下の式（１）、（２）が電流基準値１の変換式である。
【００１８】
【数１】
2015201902.tif 000003
【数２】
2015201902.tif 000004
【００１９】
［電圧座標演算部］
電圧座標演算部１２の構成を図３に示す。図３に示すように、電圧座標演算部１２は、ABC/MT座標変換部１２Ｃ、実効値検出部１２Ａ、１２Ｂを有している。電圧座標演算部１２では、交流電圧検出器９によって検出された三相交流電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣを、ABC/MT座標変換部１２Ｃに取り込み、ここで三相/二相変換し、実効値検出部１２Ａ、１２Ｂにて、変換した二相交流電圧ＶＭ、ＶＴの実効値ＶＭｒｍｓ、ＶＴｒｍｓを検出する。実効値検出部１２Ａ、１２Ｂは検出した実効値ＶＭｒｍｓ、ＶＴｒｍｓを電圧制御部１４へフィードバックする。
【００２０】
［電圧制御部］
電圧制御部１４の構成を図４に示す。図４に示すように、電圧制御部１４は、減算器１４Ａ、１４Ｂ、デードゾーン演算部１４Ｃ、１４Ｄ、ＰＩ制御器１４Ｅ、１４Ｆを有している。減算器１４Ａ、１４Ｂは電圧指令値ＶＭｒｅｆ、ＶＴｒｅｆから検出した実効値ＶＭｒｍｓ、ＶＴｒｍｓを減算することにより偏差ΔＶＭ、ΔＶＴを求め、これら偏差ΔＶＭ、ΔＶＴを、それぞれデードゾーン特性を持つデードゾーン演算部１４Ｃ、１４Ｄに与える。
【００２１】
デードゾーン演算部１４Ｃ、１４Ｄはデードゾーン特性に従って電圧偏差ΔVM1、ΔVT1を求め、これら電圧偏差ΔＶＭ１、ΔＶＴ１をＰＩ制御器１４Ｅ、１４Ｆに与える。ＰＩ制御器１４Ｅ、１４Ｆはデードゾーン演算部１４Ｃ、１４Ｄからの電圧偏差ΔＶＭ１、ΔＶＴ１を入力し、交流き電系統２１側の三相母線電圧が指令値になるような、無効電流の電流基準値２としてＩＭｑＡＶＲ、ＩＴｑＡＶＲを求め、これらを合算部１９へ出力する。
【００２２】
［合算部］
合算部１９の構成を図５に示す。図５に示すように、合算部１９は、加算器１９Ａ、１９Ｂを有しており、電力供給システムの出力電流の電流基準値１と、電圧制御部１４からの電流基準値２を加算することで、合算した電流基準値ＩＭｄ１、ＩＭｑ１、ＩＴｄ１、ＩＴｑ１を正相逆相演算部１５に出力する。
【００２３】
［正相逆相演算部］
正相逆相演算部１５の構成を図６に示す。図６に示すように、正相逆相演算部１５は、合算部１９から電流基準値ＩＭｄ１、ＩＭｑ１、ＩＴｄ１、ＩＴｑ１を入力し、これに基づいて４つの成分を計算して、基準電流調整部１６に出力する。４つの成分とは有効正相成分ＰＰＯ、有効逆相成分ＰＮＯ、無効正相成分ＱＰＯ、無効逆相成分ＱＮＯである。各成分は下記の式（３）により求められる。
【数３】
2015201902.tif 000005
【００２４】
［電圧状態判定部］
交流き電系統２１の電圧状態判定部１３Ｂの構成を図７に示す。電圧状態判定部１３Ｂは、電圧検出器９により検出された交流き電系統２１の電圧状態が、予め設定された電圧範囲内である標準電圧状態か、あるいは標準電圧範囲に満たない低電圧状態かを判定する部分である。
【００２５】
図７に示すように、電圧状態判定部１３Ｂは、絶対値演算器１３ＢＡ、最大値演算器１３ＢＢおよびレベル検出器１３ＢＣを有している。絶対値演算器１３ＢＡは、電圧検出器９によって検出された交流き電系統２１側の三相母線電圧と、電圧指令値の偏差ΔＶＭ、ΔＶＴを入力して、電圧偏差ΔＶＭ、ΔＶＴの絶対値|ΔＶＭ|、|ΔＶＴ|を計算し、最大値演算器１３ＢＢに与える。
【００２６】
最大値演算器１３ＢＢはＭ座とＴ座の電圧偏差の絶対値の大きい方ΔＶＭａｘを選んで、レベル検出器１３ＢＣへ入力する。レベル検出器１３ＢＣは、予め設定された電圧範囲として閾値Ｖｔｈを設定している。この閾値Ｖｔｈに収まる範囲の交流き電系統２１の電圧状態が、前記標準電圧状態となる。
【００２７】
すなわち、電圧偏差の絶対値が閾値Ｖｔｈ以下である時つまり電圧偏差が閾値Ｖｔｈ以内に収まる時、交流き電系統２１の電圧状態は標準電圧状態であることを示している。交流き電系統２１が標準電圧状態である時、言い換えると電圧偏差が閾値Ｖｔｈ以内に収まる時、レベル検出器１３ＢＣは出力信号Ｕ１として「０」を設定する特性を持つ。
【００２８】
また、電圧偏差の絶対値が閾値Ｖｔｈよりも大きい時つまり電圧偏差が閾値Ｖｔｈから逸脱する時、交流き電系統２１の電圧状態は標準電圧状態から外れることを示している。電圧状態判定部１３Ｂは交流き電系統２１の電圧状態が標準電圧状態か、あるいは低電圧状態かを判定する部分なので、交流き電系統２１の電圧状態が標準電圧状態から外れる状態とは、交流き電系統２１の電圧状態が標準電圧状態に満たない低電圧状態を示すことに他ならない。交流き電系統２１が低電圧状態である時、言い換えると電圧偏差が閾値Ｖｔｈから逸脱する時、レベル検出器１３ＢＣは出力信号Ｕ１として「１」を設定する特性を持つ。電圧状態判定部１３Ｂは、これらの出力信号Ｕ１「０」または「１」を、基準電流調整部１６に出力する。
【００２９】
［運転台数判定部］
運転台数判定部１３Ａの構成を図８に示す。図８に示すように、運転台数判定部１３Ａは、運転台数検出部１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃの検出結果を取り込み、回転形電力供給装置の運転台数を検出して、検出した運転台数ＮＯＲＦＣを比較器に入力する。運転台数判定部１３Ａは、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が２台以上である、つまり複数運転状態だと、出力信号Ｕ２として「１」を設定する。また、運転台数判定部１３Ａは、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が１台である、つまり単数運転状態だと出力信号Ｕ２として「０」を設定する。運転台数判定部１３Ａは、これらの出力信号Ｕ２「０」または「１」を、基準電流調整部１６に出力する。
【００３０】
［電流制御部］
電流制御部１８は静止形電力供給装置５の出力電流を最終的な基準電流に追従させ、静止形電力供給装置５の出力電流を基準電流に一致させるように、静止形電力供給装置５を制御する。基準電流は後段にて述べる基準電流調整部１６によって優先的に出力される成分が調整される。
【００３１】
［基準電流調整部］
基準電流調整部１６の構成を図９に示す。基準電流調整部１６は、優先的に出力される成分を調整する部分である。成分の調整とは、正相逆相演算部１５にて計算した電流基準値の有効正相成分ＰＰＯ、有効逆相成分ＰＮＯ、無効正相成分ＱＰＯ、無効逆相成分ＱＮＯの優先順位を決めることである。優先順位は、交流き電系統２１の電圧状態および回転形電力供給装置２、３、４の運転台数に従って決定される。
【００３２】
図９に示すように、基準電流調整部１６は、論理非回路１６Ａ１、１６Ｂ１、論理積回路１６Ｃ１、論理和回路１６Ｄ１、電流制限回路１６Ｅを有している。１６Ｆ〜１６Ｉは基準電流の各成分ＰＰＯ、ＰＮＯ、ＱＰＯ、ＱＮＯのゲインＫ１〜Ｋ４であり、ゲインＫ２〜Ｋ４は以下の式（４）によって決められる。
【数４】
2015201902.tif 000006
【００３３】
基準電流調整部１６は、交流き電系統２１の電圧状態を示す、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１と、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数を示す、運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２を入力する。基準電流調整部１６は、各種回路である１６Ａ１〜１６Ｄ１に従い、有効正相成分ＰＰＯ、有効逆相成分ＰＮＯ、無効正相成分ＱＰＯ、無効逆相成分ＱＮＯという４つの成分の優先順位を決め、電流制限回路１６Ｅによって電流制限をかけた値を最終的な基準電流とする。基準電流調整部１６は、最終的な基準電流を電流制御部１８に出力する。前述したように、電流制御部１８がこの最終的な基準電流に静止形電力供給装置５の出力電流を一致させることで、電流制御部１８が静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００３４】
すなわち、基準電流調整部１６において、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１を論理非回路１６Ａ１に通した信号に基づいて決められる。無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１に基づいて決められる。無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は、論理和回路１６Ｄ１の状態に基づいて決められる。
【００３５】
論理和回路１６Ｄ１の出力は論理積回路１６Ｃ１の出力と電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１の論理和となり、論理積回路１６Ｃ１の出力は運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２を論理非回路１６Ｂ１に通した信号と、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１を論理非回路１６Ａ１に通した信号との論理積となる。
【００３６】
［作用］
以上の構成を有する第１の実施形態では、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数と交流き電系統２１の電圧状態に基づいて、次のようにして静止形電力供給装置５を運転する。
【００３７】
［交流き電系統は標準電圧状態、回転形電力供給装置は複数運転…有効逆相成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより小さく交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となる。また、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が２台以上であれば、運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２は「１」となる。したがって、基準電流調整部１６は論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「１」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「０」、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「０」となる。
【００３８】
つまり、回転形電力供給装置２、３、４が複数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流調整部１６は有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２だけを高いレベルに設定し、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯを優先的に出力する。これにより、回転形電力供給装置２、３、４が複数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は有効逆相成分ＰＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００３９】
［交流き電系統は標準電圧状態、回転形電力供給装置が単数運転…逆相成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈにより小さく交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となる。また、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が１台であれば運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２も「０」となる。したがって、基準電流調整部１６は論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「１」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「０」、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」となる。
【００４０】
つまり、回転形電力供給装置２、３、４が単数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流調整部１６は、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２と無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯと無効逆相成分ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、回転形電力供給装置２、３、４が単数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は逆相成分ＰＮＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００４１】
［交流き電系統は低電圧状態…無効成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより大きければ、交流き電系統２１が低電圧状態となり、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「１」となる。このとき、運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２が「０」であっても「１」であっても、基準電流調整部１６は論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「０」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「１」、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」となる。
【００４２】
つまり、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が複数か単数かに関係なく、交流き電系統２１が低電圧状態であれば、基準電流調整部１６は、基準電流の無効正相分ＱＰＯのゲインＫ３と無効逆相分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、交流き電系統２１が低電圧状態である時、電流制御部１８は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００４３】
［効果］
以上のような第１の実施形態によれば、静止形電力供給装置５と回転形電力供給装置２、３、４とを並列接続してなる電力供給システムにおいて、交流き電系統２１が標準電圧状態であるという条件下で、回転形電力供給装置２、３、４が単数運転であれば、静止形電力供給装置５は有効逆相成分ＰＮＯに加えて無効逆相成分ＱＮＯも優先的に出力する。したがって、第１の実施形態では静止形電力供給装置５が逆相成分を優先的に出力することができ、回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスを低減することが可能となる。
【００４４】
また、交流き電系統２１が標準電圧状態であるという条件下で、回転形電力供給装置２、３、４が複数運転であれば、静止形電力供給装置５は有効逆相成分ＰＮＯだけを優先的に出力するので、回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスを、より効率よく低減することが可能となる。回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスが低減したことで、回転形電力供給装置２、３、４の機械的な消耗を抑えることができ、設備の維持費用の低減化が図れる。さらに、本実施形態では、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数を１台か、あるいは２台以上かで優先出力する成分を変えているが、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数の判定は容易である。このため、優先出力する成分の変更を確実に実施することができる。
【００４５】
また、第１の実施形態では、交流き電系統２１が低電圧状態の場合は、静止形電力供給装置５は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力することで、系統電圧の低下を抑えることができる。しかも、電圧制御部１４にて無効電流の電流基準値２であるＩＭｑＡＶＲ、ＩＴｑＡＶＲを求め、さらに合算部１９にて電力供給システムの出力電流の電流基準値１と電流基準値２を合算し、これを交流き電系統２１側の三相母線電圧の指令値としている。このように、交流き電系統２１の電圧状態に応じて、無効電力補償と逆相補償の合算値を指令値としたことで、系統電圧を確実に維持することができる。
【００４６】
以上のような第１の実施形態においては、回転形電力供給装置２、３、４に対して静止形電力供給装置５を単に補助的に使用するというのではなく、主体的且つ積極的に静止形電力供給装置５を用いることができる。したがって、系統条件に沿った静止形電力供給装置５の運転を実現して、系統全体の性能をいっそう向上させることができる。
【００４７】
［変形例の構成］
第１の実施形態には、基準電流調整部１６の変形例や運転台数判定部１３Ａの変形例として次のようなものがある。
［基準電流調整部の変形例］
基準電流調整部１６の変形例である基準電流調整部１６１に関して図１０を用いて説明する。基準電流調整部１６１は、論理非回路１６Ａ２、論理積回路１６Ｂ２、１６Ｃ２、論理和回路１６Ｄ２、電流制限回路１６Ｅを有している。１６Ｆ〜１６Ｉは基準電流の各成分ＰＰＯ、ＰＮＯ、ＱＰＯ、ＱＮＯのゲインＫ１〜Ｋ４であり、ゲインＫ１〜Ｋ３は以下の式（５）によって決められる。
【数５】
2015201902.tif 000007
【００４８】
すなわち、基準電流調整部１６１において、有効正相成分ＰＰＯのゲインＫ１（１６Ｆ）は、論理積回路１６Ｂ２の状態に基づいて決められる。論理積回路１６Ｂ２の出力は電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１を論理非回路１６Ａ２に通した信号と、運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２との論理積となる。有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は、電圧状態を示す出力信号Ｕ１を論理非回路１６Ａ２に通した信号に基づいて決められる。無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は、論理和回路１６Ｄ２の状態に基づいて決められる。
【００４９】
論理和回路１６Ｄ２の出力は論理積回路１６Ｃ２の出力と電圧状態判定部１３Ｂからの電圧状態出力Ｕ１の論理和となり、論理積回路１６Ｃ２の出力は運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２と、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１を論理非回路１６Ａ２に通した信号との論理積となる。なお、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は常に「１」とする。
【００５０】
［運転台数判定部の変形例］
運転台数判定部１３Ａの変形例として、運転状態判定部１３Ａ１について図１１を用いて説明する。運転状態判定部１３Ａ１は、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が複数か単数かを判定するのではなく、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が予め設定された閾値Ｖｔｈ以内に収まるか、あるいは外れるかにより、回転形電力供給装置２、３、４の運転状態を判定する部分である。
【００５１】
運転状態判定部１３Ａ１は、積算器１３ＡＡ、減算器１３ＡＢ、レベル検出器１３ＡＣを有している。運転状態判定部１３Ａ１では、積算器１３ＡＡは運転台数ＮＯＲＦＣと一台当たりの定格電流ＩＲＦＣＲａｔｉｎｇの積算をし、減算器１３ＡＢへ入力する。減算器１３ＡＢは負荷電流ＩＬｏａｄから運転中の回転形電力供給装置の電流容量IRFCを減算し、その差分ΔＩをレベル検出器１３ＡＣへ入力する。レベル検出器１３ＡＣは、ΔＩが閾値Ｉｔｈより大きい場合、出力信号Ｕ２を「１」にし、閾値Ｉｔｈより小さい場合、出力信号Ｕ２を「０」にする。
【００５２】
第１の実施形態では、運転台数判定部１３Ａと基準電流調整部１６とを組合せたが、これらの変形例である運転状態判定部１３Ａ１と基準電流調整部１６１とを適宜組み合わせることが可能である。以下、運転台数判定部１３Ａと基準電流調整部１６１の組合せを第１の実施形態の変形例１とし、運転状態判定部１３Ａ１と基準電流調整部１６の組合せを第１の実施形態の変形例２とする。
【００５３】
［変形例１の作用］
まず、運転台数判定部１３Ａと基準電流調整部１６１を組合せた変形例１の作用について説明する。
［回転形電力供給装置が複数運転、交流き電系統は標準電圧状態…各成分同一比率］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより小さければ、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となり、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が２台以上であれば、運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２は「１」となる。
【００５４】
したがって、基準電流調整部１６１は論理回路によって、有効正相成分ＰＰＯのゲインＫ１（１６Ｆ）は「１」、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「１」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「１」となる。無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は常に「１」である。つまり基準電流の４つの成分のゲインＫ１〜Ｋ４は全て同一レベルに設定されることになる。
【００５５】
つまり、回転形電力供給装置２、３、４が複数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流の各成分ＰＰＯ、ＰＮＯ、ＱＰＯ、ＱＮＯを同一比率で出力する。これにより、回転形電力供給装置２、３、４が複数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は基準電流の各成分ＰＰＯ、ＰＮＯ、ＱＰＯ、ＱＮＯを同一比率で出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００５６】
［回転形電力供給装置が単数運転、交流き電系統は標準電圧状態…逆相成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈにより小さければ、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となり、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が１台であれば運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２も「０」となる。したがって、基準電流調整部１６１は論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「１」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「０」となり、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」のままである。
【００５７】
つまり、回転形電力供給装置２、３、４が単数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流調整部１６１は、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２と無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯと無効逆相成分ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、回転形電力供給装置２、３、４が単数運転で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は逆相成分ＰＮＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００５８】
［交流き電系統は低電圧状態…無効成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値値Ｖｔｈより大きければ、つまり交流き電系統２１が低電圧状態となれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「１」となる。このとき、運転台数判定部１３Ａからの出力信号Ｕ２が「０」であっても「１」であっても、基準電流調整部１６１は論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「０」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「１」であって、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」である。
【００５９】
つまり、回転形電力供給装置２、３、４の運転台数が複数か単数かに関係なく、交流き電系統２１が低電圧状態であれば、基準電流調整部１６１は、基準電流の無効正相分ＱＰＯのゲインＫ３と無効逆相分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、交流き電系統２１が低電圧状態である時、電流制御部１８は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００６０】
［変形例１の効果］
以上のような第１の実施形態の変形例１によれば、交流き電系統２１が標準電圧状態であるという条件下で、回転形電力供給装置２、３、４が単数運転であれば、上記第１の実施形態と同様、静止形電力供給装置５は有効逆相成分ＰＮＯに加えて無効逆相成分ＱＮＯも優先的に出力する。これにより、回転形電力供給装置２、３、４と静止形電力供給装置５とを並列接続した電力供給システムにおいて、静止形電力供給装置５は逆相成分を優先的に出力することができ、回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスを低減することが可能となる。また、交流き電系統２１が低電圧状態の場合は、静止形電力供給装置５は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力するので、系統電圧の低下を抑えることができる。
【００６１】
さらに、第１の実施形態の変形例１には、次のような独自の効果がある。すなわち、交流き電系統２１が標準電圧状態で、且つ回転形電力供給装置２、３、４が複数運転であれば、静止形電力供給装置５は、基準電流の各成分ＰＰＯ、ＰＮＯ、ＱＰＯ、ＱＮＯを同一比率で出力することで、システム全体としての損失を低減化することができる。
【００６２】
［変形例２の作用］
次に、運転状態判定部１３Ａ１と基準電流調整部１６を組合せた変形例２の作用について説明する。
【００６３】
［交流き電系統は標準電圧状態で、負荷電流と回転形電力供給装置の定格電流との差は閾値以内…有効逆相成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより小さく交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となる。また、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈ以内であれば、運転状態判定部１３Ａ１からの出力信号Ｕ２は「１」となる。基準電流調整部１６によるゲインＫは先に述べた通り、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「１」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「０」、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「０」となる。
【００６４】
つまり、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Vth以内で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流調整部１６は有効逆相成分PNOのゲインＫ２だけを高いレベルに設定し、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯを優先的に出力する。これにより、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈ以内で、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は有効逆相成分ＰＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００６５】
［交流き電系統は標準電圧状態、負荷電流と回転形電力供給装置の定格電流との差が閾値より大きい…逆相成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより小さく交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となり、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈより大きければ、運転状態判定部１３Ａ１からの出力信号Ｕ２も「０」となる。したがって、基準電流調整部１６は上記と同様、論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「１」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「０」、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」となる。
【００６６】
つまり、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈより大きく、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流調整部１６は、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２と無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯと無効逆相成分ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈより大きく、且つ交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は逆相成分ＰＮＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００６７】
［交流き電系統は低電圧状態…無効成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより大きければ、つまり交流き電系統２１が低電圧状態となれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「１」となる。このとき、運転状態判定部１３Ａ１からの出力信号Ｕ２が「０」であっても「１」であっても、基準電流調整部１６は論理回路によって、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「０」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「１」、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」となる。
【００６８】
つまり、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈ以内か、あるいは閾値Ｖｔｈより大きいかに関係なく、交流き電系統２１が低電圧状態であれば、基準電流調整部１６は、基準電流の無効正相分ＱＰＯのゲインＫ３と無効逆相分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、交流き電系統２１が低電圧状態である時、電流制御部１８は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００６９】
［変形例２の効果］
以上のような第１の実施形態の変形例２によれば、静止形電力供給装置５と回転形電力供給装置２、３、４とを並列接続してなる電力供給システムにおいて、交流き電系統２１が標準電圧状態であるという条件下で、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈより大きければ、静止形電力供給装置５は有効逆相成分ＰＮＯに加えて無効逆相成分ＱＮＯも優先的に出力する。これにより、回転形電力供給装置２、３、４と静止形電力供給装置５とを並列接続した電力供給システムにおいて、静止形電力供給装置５は逆相成分を優先的に出力することができ、回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスを低減することが可能となる。
【００７０】
また、交流き電系統２１が標準電圧状態であるという条件下で、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が閾値Ｖｔｈ以内であれば、静止形電力供給装置５は有効逆相成分ＰＮＯだけを優先的に出力するので、回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスを、より効率よく低減することが可能となる。回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスが低減したことで、回転形電力供給装置２、３、４の機械的な消耗を抑えることができ、設備の維持費用の低減を図ることができる。さらに、第１の実施形態と同じく変形例２でも、交流き電系統２１が低電圧状態の場合は、静止形電力供給装置５は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力するので、系統電圧の低下を抑えることができる。
【００７１】
しかも、変形例２では、負荷電流と回転形電力供給装置２、３、４の定格電流との差が、閾値Ｖｔｈ以内か、あるいは閾値Ｖｔｈよりも大きいかで、優先出力する成分を変えるが、閾値Ｖｔｈは設定を自由に変更可能である。そのため、変更例２においては優先出力する成分の変更を柔軟に実施することができ、系統全体の性能をさらに向上させることができる。
【００７２】
なお、上記の組み合わせ以外にも、第１の実施形態の変形例として運転状態判定部１３Ａ１と基準電流調整部１６１の組合せも可能であり、そのような変形例では、変形例１と変形例２の作用および効果を併せ持つことができる。
【００７３】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、第１の実施形態に係る電力供給システムと比べて、回転形電力供給装置の検出部と運転台数判定部を削除した電力供給システムに関する。以下で説明する内容以外は第１の実施形態に係る電力供給システムと同様であり、同一の構成要素に関しては同一符号を付して説明は省略する。
【００７４】
［構成］
図１２に示す第２の実施形態は、第１の実施形態と比べて、回転形電力供給装置２、３、４の運転状態を計測する運転状態検出器１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃを含まない。また、制御装置２０１は運転台数判定部１３Ａを含まない。電流基準調整部１６２は、電圧状態判定部１３ＢBの出力信号Ｕ１を入力とし、出力信号Ｕ１に基づいて電流基準の各成分のゲインを決める。
【００７５】
［基準電流調整部］
基準電流調整部１６２の構成を図１３に示す。基準電流調整部１６２は、優先的に出力される成分を調整する部分である。成分の調整とは、正相逆相演算部１５にて計算した電流基準値の有効正相成分ＰＰＯ、有効逆相成分ＰＮＯ、無効正相成分ＱＰＯ、無効逆相成分ＱＮＯの優先順位を決めることである。優先順位は交流き電系統２１の電圧状態によって決定される。
【００７６】
基準電流調整部１６２は、交流き電系統２１の電圧状態を示す、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１だけを入力する。基準電流調整部１６において、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１を論理非回路１６Ａ１に通した信号に基づいて決められる。無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１に基づいて決められる。無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は、常に「１」に設定されている。４つの成分の優先順位を決めた基準電流調整部１６２は、電流制限回路１６Ｅによって電流制限をかけた値を最終的な基準電流とし、これを電流制御部１８に出力する。
【００７７】
［作用］
以上の構成を有する第２の実施形態では、交流き電系統２１の電圧状態に基づいて、次のようにして静止形電力供給装置５を運転する。
【００７８】
［交流き電系統は標準電圧状態…逆相成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより小さく交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「０」となる。したがって、基準電流調整部１６２において、有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）と無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は共に「１」に設定し、他の正相成分であるＰＰＯ、ＱＰＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は共に低めに設定する。
【００７９】
つまり、交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、基準電流調整部１６２は、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２と無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の有効逆相成分ＰＮＯと無効逆相成分ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、交流き電系統２１が標準電圧状態である時、電流制御部１８は逆相成分ＰＮＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００８０】
［交流き電系統は低電圧状態…無効成分優先］
交流き電系統２１の電圧と基準電圧との差が閾値Ｖｔｈより大きければ、交流き電系統２１が低電圧状態となり、電圧状態判定部１３Ｂからの出力信号Ｕ１は「１」となる。このとき、基準電流調整部１６２は有効逆相成分ＰＮＯのゲインＫ２（１６Ｇ）は「０」、無効正相成分ＱＰＯのゲインＫ３（１６Ｈ）は「１」となる。また、無効逆相成分ＱＮＯのゲインＫ４（１６Ｉ）は「１」である。
【００８１】
つまり、交流き電系統２１が低電圧状態であれば、基準電流調整部１６２は、基準電流の無効正相分ＱＰＯのゲインＫ３と無効逆相分ＱＮＯのゲインＫ４を高いレベルに設定し、基準電流の無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力する。これにより、交流き電系統２１が低電圧状態である時、電流制御部１８は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力するように静止形電力供給装置５の出力電流を制御する。
【００８２】
［効果］
以上のような第２の実施形態によれば、静止形電力供給装置５と回転形電力供給装置２、３、４とを並列接続してなる電力供給システムにおいて、交流き電系統２１が標準電圧状態であれば、静止形電力供給装置５は有効逆相成分ＰＮＯおよび無効逆相成分ＱＮＯを優先的に出力する。したがって、第２の実施形態でも、静止形電力供給装置５が逆相成分を優先的に出力することができ、回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスを低減することが可能となる。また、第２の実施形態では、交流き電系統２１が低電圧状態の場合は、静止形電力供給装置５は無効成分ＱＰＯ、ＱＮＯを優先的に出力することで、系統電圧の低下を抑えることができる。
【００８３】
以上のような第２の実施形態においては、交流き電系統２１が標準電圧状態であるか低電圧状態かを判断するだけで、優先的に出力する成分を変え、前者の状態では回転形電力供給装置２、３、４の逆相ストレスの低減化を実現し、後者の状態では系統電圧の維持を実現する回転形電力供給装置２、３、４に対して静止形電力供給装置５を単に補助的に使用する。これにより、簡単な構成により、系統条件に沿った静止形電力供給装置５の運転を実施することができ、系統全体の性能をより向上させることができる。
【００８４】
なお、今回開示された実施形態は、本明細書において一例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図するものではない。すなわち、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことが可能である。これらの実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものであって、制限的なものではないと考えられるべきである。
【符号の説明】
【００８５】
１                        商用系統
２Ａ、３Ａ、４Ａ、５Ａ    変圧器
２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、５Ｂ    変圧器
２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、５Ｃ    同期電動機
２Ｄ、３Ｄ、４Ｄ、５Ｄ    交流発電機
５                        電圧形変換器
５Ｃ、５Ｄ                直交変換器
５Ｅ                      直流キャパシタ
６                        スコット変圧器
７、８                    交流電流検出器
９                        交流電圧検出器
１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ    運転状態検出器
１１、１７                電流座標演算部
１１Ａ                    ABC/MT座標変換部
１１Ｂ                    MT/dq座標変換部
１２                      電圧座標演算部
１２Ａ、１２Ｂ            実効値検出器
１２Ｃ                    ABC/MT座標変換部
１３Ａ                    運転台数判定部
１３Ａ１                  運転状態判定部
１３ＡＡ                  積算器
１３Ｂ                    電圧状態判定部
１３ＢＡ                  絶対値演算器
１３ＢＢ                  最大値演算器
１３ＡＣ、１３ＢＣ        レベル検出器
１４                      電圧制御部
１３ＡＢ、１４Ａ、１４Ｂ  減算器
１４Ｃ、１４Ｄ            デードゾーン演算部
１４Ｅ、１４Ｆ            ＰＩ制御器
１５                      正相逆相演算部
１６、１６１              基準電流調整部
１６Ａ１、１６Ｂ１、１６Ａ２、１６Ａ３  論理非回路
１６Ｃ１、１６Ｂ２、１６Ｃ２            論理積回路
１６Ｄ１、１６Ｄ２                      論理和回路
１６Ｅ                                  電流制限回路
１６Ｆ、１６Ｇ、１６Ｈ、１６Ｉ          ゲイン
１８                      電流制御部
１９                      合算部
１９Ａ、１９Ｂ            加算器
２０、２０１              制御装置
２１                      交流き電系統
【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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