(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止型無効電力補償装置において、
三相交流によって発生する電力を供給する複数のコンデンサバンクと、
前記複数のコンデンサバンクを開閉する複数の双方向サイリスタと、
補償が必要な無効電力量を計算し、前記無効電力量に対応して前記複数のコンデンサバンクを開閉するように、前記複数の双方向サイリスタを制御する制御部と、を含み、
前記複数のコンデンサバンクは、Ｙ結線形態で連結され、
前記静止型無効電力補償装置は、サイリスタ開閉コンデンサ(ＴＳＣ)であり、
前記サイリスタ開閉コンデンサは、高調波を吸収する複数の高調波フィルタと複数のスイッチをさらに含み、
前記複数の高調波フィルタは、前記複数のコンデンサバンクの一端にそれぞれ連結され、
前記複数のスイッチは、前記複数の高調波フィルタと前記複数のコンデンサバンクとの間にそれぞれ挿入され、前記複数の高調波フィルタに電力を伝送または遮断し、
前記制御部は、前記静止型無効電力補償装置を含む静止型無効電力補償システムの駆動により発生する高調波量を計算し、前記計算された高調波量に基づいて前記複数のスイッチを開閉することで、前記複数の高調波フィルタへの電力伝送を制御する、静止型無効電力補償装置。
【請求項２】
前記複数の双方向サイリスタのそれぞれは、
２つのサイリスタが逆並列形態で接続され、オン・オフされることで両方向に電流を導通させる、請求項１に記載の静止型無効電力補償装置。
【請求項３】
前記Ｙ結線形態は、
前記複数のコンデンサバンクのそれぞれの一端を一つに連結して一つの中性点をつくり、前記複数のコンデンサバンクのそれぞれの他端が前記電力系統にそれぞれ連結される、請求項１に記載の静止型無効電力補償装置。
【請求項４】
静止型無効電力補償システムにおいて、
前記無効電力を吸収するサイリスタ制御リアクトルと、
前記無効電力を供給するサイリスタ開閉コンデンサと、を含み、
前記サイリスタ開閉コンデンサは、
高調波を吸収する複数の高調波フィルタと、
複数のスイッチと、
Ｙ結線形態で連結され開閉されることで三相交流によって発生する電力を供給する複数のコンデンサバンクと、
前記複数のコンデンサバンクを開閉する複数の双方向サイリスタと、
補償が必要な無効電力量を計算し、前記無効電力量に対応して前記複数のコンデンサバンクを開閉するように、前記複数の双方向サイリスタを制御する制御部と、を含み、
前記複数の高調波フィルタは、前記複数のコンデンサバンクの一端にそれぞれ連結され、
前記複数のスイッチは、前記複数の高調波フィルタと前記複数のコンデンサバンクとの間にそれぞれ挿入され、前記複数の高調波フィルタに電力を伝送または遮断し、
前記制御部は、前記静止型無効電力補償システムの駆動により発生する高調波量を計算し、前記計算された高調波量に基づいて前記複数のスイッチを開閉することで、前記複数の高調波フィルタへの電力伝送を制御する、静止型無効電力補償システム。
【請求項５】
前記複数の双方向サイリスタのそれぞれは、
２つのサイリスタが逆並列形態で接続され、オン・オフされることで両方向に電流を導通させる、請求項４に記載の静止型無効電力補償システム。
【請求項６】
前記Ｙ結線形態は、
前記複数のコンデンサバンクのそれぞれの一端を一つに連結して一つの中性点をつくり、前記複数のコンデンサバンクそれぞれの他端が前記電力系統にそれぞれ連結される、請求項４に記載の静止型無効電力補償システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、静止型無効電力補償装置及びその動作方法に関するものとして、具体的には、無効電力補償のためのサイリスタ開閉コンデンサの電力系統の連結構造を変更する静止型無効電力補償装置及びその動作方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力を伝送する際に、直流送電系統と交流送電系統はいずれも無効電力の補償を必要とする。無効電力とは、実際には何の仕事もせず、熱消費の伴わない電力をいう。無効電力は、電源と電気機器の間を往復するだけで、エネルギーが発生しないため、実際には利用されることはない。無効電力消費が増えると、送電過程で電圧が過度に低下してしまい、停電や電力遮断状態が生じることがある。従って、上記のような状況の発生を防止するために、無効電力を適切に補償することが必要である。
【０００３】
このために送電系統では無効電力補償装置を用いる。無効電力補償装置は、サイリスタ素子を用いて無効電力を補償するＳＶＣ(Static Var Compensator)と、ＩＧＢＴ(Insulated Gate Bipolar mode Transistor)素子を用いるＳＴＡＴＣＯＭ(Static Synchronous Compensator)とに分けることができる。
【０００４】
一般的なＳＶＣシステムは、無効電力を供給するサイリスタ開閉コンデンサ(Thyristor Switched Capacitor：ＴＳＣ、以下「ＴＳＣ」)と、無効電力を吸収するサイリスタ制御リアクトル(Thyristor Controlled Reactor：ＴＣＲ、以下「ＴＣＲ」)を含むことができる。ＳＶＣシステムは、ＴＳＣとＴＣＲの無効電力量を調整して電力系統に無効電力を供給または吸収し、このような機能によって電圧、力率及び無効電力制御をして系統調整を行うことで、電力系統の安定性を向上させる役割をする。
【０００５】
図１は、従来のＳＶＣシステムを構成するＴＣＲとＴＳＣの電力系統の連結回路図を示した図である。
【０００６】
図１に示されているように、従来のＳＶＣシステム１００は、ＴＣＲ１１０とＴＳＣ１２０を含むことができる。
【０００７】
ＴＣＲ１１０は、３つの双方向サイリスタ１１１、１１２、１１３と３つのリアクトル１１４、１１５、１１６から構成される。
【０００８】
３つの双方向サイリスタ１１１、１１２、１１３と３つのリアクトル１１４、１１５、１１６は、デルタ結線構造でＡＣ電力系統１３０に連結することができる。この場合、３つの双方向サイリスタ１１１、１１２、１１３と３つのリアクトル１１４、１１５、１１６のそれぞれは、三相交流を発生させる三相のいずれか一つの相を構成する。
【０００９】
ＴＣＲ１１０は、３つの双方向サイリスタ１１１、１１２、１１３をオン・オフさせてＡＣ電力系統１３０の無効電力を吸収する。
【００１０】
ＴＳＣ１２０は、３つの双方向サイリスタ１２１、１２２、１２３と３つのコンデンサ１２４、１２５、１２６から構成される。
【００１１】
３つの双方向サイリスタ１２１、１２２、１２３と３つのコンデンサ１２４、１２５、１２６は、デルタ結線構造でＡＣ電力系統１３０に連結することができる。この場合、３つの双方向サイリスタ１２１、１２２、１２３と３つのコンデンサ１２４、１２５、１２６のそれぞれは、三相交流を発生させる三相のいずれか一つの相を構成する。
【００１２】
ＴＳＣ１２０は、３つの双方向サイリスタ１２１、１２２、１２３をオン・オフさせてＡＣ電力系統１３０に無効電力を供給する。
【００１３】
図２は、図１において、系統電圧とＴＳＣの構成によって印加される電圧の相関関係を説明するための図である。
【００１４】
デルタ結線構造は、サイリスタとコンデンサなどの構成要素を連結する各コイルの終端点を順に連結し、各コイルの連結点から一線ずつ引出して電力系統に連結する方式である。デルタ結線構造によって構成された回路は、１２０度の位相差を置いて交流が連続的に発生する三相交流を発生させる。
【００１５】
図２に示すように、コイルＸの一終端点Ｘ２は、コイルＹの一終端点Ｙ１と連結される。コイルＹの他終端点Ｙ２は、コイルＺの一終端点Ｚ１に連結されて、コイルＺの他終端点Ｚ２はコイルＸの他終端点Ｘ１と連結される。
【００１６】
また、Ｘ２とＹ１の連結点は、線路を介して電力系統Ｌ１に連結され、Ｙ２とＺ１の連結点は、線路を介して電力系統Ｌ２に連結され、Ｘ１とＺ２の連結点は、線路を介して電力系統Ｌ３に連結される。
【００１７】
相電圧(Phase Voltage)Ｕpは、３つのコイルのそれぞれに誘導された電圧である。図２で、コイルＸにかかる相電圧はＵ31、コイルＹにかかる相電圧はＵ12、コイルＺにかかる相電圧はＵ23となる。
【００１８】
線間電圧は(Line Voltage)ＵLは、隣接する線路間にかかる電圧である。図２で、線路Ｌ１と線路Ｌ２の間にかかる線間電圧はＵ1~2、線路Ｌ２と線路Ｌ３の間にかかる線間電圧はＵ2~3、線路Ｌ１と線路Ｌ３の間にかかる線間電圧はＵ1~3となる。
【００１９】
図２に示されているように、デルタ(Δ)結線構造では、相電圧と線間電圧が相互同一である。即ち、Ｕp＝ＵLの関係が成立する。従って、電力系統の線間電圧がＴＳＣの相電圧にそのまま印加される。
【００２０】
現在ＳＶＣシステムを構成するＴＣＲとＴＳＣは、デルタ結線構造で構成されている。ＴＣＲは、サイリスタに印加される点弧信号を調整する制御特性上、必ずデルタ結線構造で連結されなければならない。
【００２１】
ところが、ＴＳＣの場合、相電圧が高くなるほどＴＳＣで用いられる双方向サイリスタ素子の個数は増加し、これはＴＳＣのコスト上昇に繋がる。また、ＴＳＣの相電圧が高くなるほどコンデンサの絶縁レベルが増加してコンデンサ素子の体積が増加し、これによってＴＳＣのコストは上昇する。さらに、この場合、各構成機器の印加電圧が増加して機器の安定性は低下することになる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
本発明は、ＴＳＣの構造を既存のデルタ結線方式からＹ結線方式に変更することで、ＴＳＣの相電圧及び絶縁レベルを減少させ、これによってＴＳＣのコストダウンと機器の安定性を向上できる、静止型無効電力補償装置及びその動作方法を提供することを目的とする。
【００２３】
本発明で解決しようとする技術的課題は、上述した技術的課題に制限されるものではなく、上記に言及されていない他の技術的課題は、以下の記載によって提案される実施例が属する技術分野で通常の知識を有する者に明確に理解されるだろう。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置によれば、開閉されることで三相交流によって発生する電力を供給する複数のコンデンサバンクと、前記複数のコンデンサバンクを開閉する複数の双方向サイリスタと、補償が必要な無効電力量を計算し、前記無効電力量に対応して前記複数のコンデンサバンクを開閉するように、前記複数の双方向サイリスタを制御する制御部と、を含み、前記複数のコンデンサバンクは、Ｙ結線形態で連結することができる。
【００２５】
また、本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償システムは、前記無効電力を吸収するサイリスタ制御リアクトルと、前記無効電力を供給するサイリスタ開閉コンデンサと、を含み、前記サイリスタ開閉コンデンサは、Ｙ結線形態で連結され開閉されることで三相交流によって発生する電力を供給する複数のコンデンサバンクと、前記複数のコンデンサバンクを開閉する複数の双方向サイリスタと、補償が必要な無効電力量を計算し、前記無効電力量に対応して前記複数のコンデンサバンクを開閉するように、前記複数の双方向サイリスタを制御する制御部と、を含む。
【００２６】
また、本発明の一実施例に係るＹ結線形態で連結される複数のコンデンサバンクを含む静止型無効電力補償装置の動作方法は、補償が必要な無効電力量を計算するステップと、前記無効電力量に対応して前記複数のコンデンサバンクを開閉することで、三相交流によって発生する電力を供給するステップと、を含む。
【００２７】
また、本発明の一実施例に係るＹ結線形態で連結されるサイリスタ開閉コンデンサを含む静止型無効電力補償システムの動作方法は、補償が必要な無効電力量を計算するステップと、前記無効電力量に対応して無効電力を吸収または前記サイリスタ開閉コンデンサを介して無効電力を供給するステップと、を含む。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の実施例によれば、ＴＳＣの一相に印加される電圧が低下して、ＴＳＣに用いられるサイリスタ素子の個数を減少させ、ＴＳＣのコストを低下させることができる。また、ＴＳＣの相電圧が低下する場合、ＴＳＣに用いられるコンデンサの絶縁レベルが低下して、コンデンサ素子の体積が減少し、これよるコストを低下させると共に設置面積を減らすことができる。
【００２９】
また、各構成機器の印加電圧が減少して、機器の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のＳＶＣシステムを構成するＴＣＲとＴＳＣの電力系統の連結回路図を示した図である。
【図２】図１において、系統電圧とＴＳＣの構成によって印加される電圧の相関関係を説明するための図である。
【図３】本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置の構成を示した図である。
【図４】本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置の電力系統の連結回路図を示した図である。
【図５】本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置をＹ結線形態で連結する方法を説明するための図である。
【図６】図５において、線間電圧と静止型無効電力補償装置の構成によって印加される相電圧の相関関係を説明するための図である。
【図７】本発明の別の実施例に係る静止型無効電力補償装置の構成を示した図である。
【図８】本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償システムの構成を示した図である。
【図９】本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償方法を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の具体的な実施例を図面を参照して詳しく説明するが、本発明の技術的思想は、以下に記述される実施例に制限されるものではなく、他の構成要素の追加、変更及び削除などによって退歩的な他の発明や本発明の技術的思想の範囲内に含まれる他の実施例を容易に提案することができる。
【００３２】
本発明において用いられる用語は、できるだけ現在該当技術に関して広く用いられる一般的な用語を選択しているが、特定の場合には出願人が任意に選定した用語もあり、この場合は係る発明の詳細な説明部分でその意味を詳しく記載しているので、単純な用語の名称ではなく用語が持つ意味で本発明を把握しなければならないことを、予め明確にしておく。以下の説明において、単語「含む」は、列挙されたもの以外の構成要素または段階の存在を排除するものではない。
【００３３】
図３は、本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置の構成を示した図である。
【００３４】
本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置３００は、複数のコンデンサバンク３１０、複数の双方向サイリスタ３２０及び制御部３３０を含むことができる。
【００３５】
複数のコンデンサバンク３１０は、開閉されることで三相交流によって発生する電力を供給する。
【００３６】
コンデンサバンク３１０は、電気エネルギーを蓄積するための大容量コンデンサとして、複数個のコンデンサを含むことができる。コンデンサは、２つの電極と２つの電極の間に位置した誘電体で構成される素子であり、電気エネルギーを貯蔵することができる。複数のコンデンサ３１０は、Ｙ結線形態で電力系統と連結される。
【００３７】
Ｙ結線形態によれば、三相交流を発生させる３つのコイルのそれぞれの一終端を一つに連結して一つの中性点をつくり、３つのコイルのそれぞれの他終端に電力系統を連結する。Ｙ結線形態に対しては、図５及び図６に対する説明において詳しく後述する。
【００３８】
複数の双方向サイリスタ３２０は、複数のコンデンサバンク３１０を開閉する。双方向サイリスタ３２０は、２つのサイリスタが逆並列形態で接続されており、これによってスイッチオン状態において、双方向に電流を流すことができる。
【００３９】
サイリスタは、ＰＮＰＮ接合の４層構造の半導体素子として、ＯＮ／ＯＦＦにスイッチングされて電流を流したり遮断する。アノードがカソードに対してプラスである場合、ゲートに適当な電流を流すと導通し、一旦導通するとアノード電圧を０にしない限りＯＦＦとならない。
【００４０】
制御部３３０は、補償が必要な無効電力量を計算し、無効電力量に対応して複数のコンデンサバンク３１０を開閉するように、複数の双方向サイリスタ３２０を制御する。
【００４１】
図４は、本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置の電力系統の連結回路図を示した図である。
【００４２】
本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置は、静止型無効電力補償装置に印加される相電圧を減らすために、Ｙ結線形態で電力系統と連結される。
【００４３】
図４に示すように、複数のコンデンサバンク４１１、４１２、４１３のそれぞれの一端を一つに連結して一つの中性点をつくり、複数のコンデンサバンクのそれぞれの他端が電力系統にそれぞれ連結される。この場合、複数のコンデンサバンク４１１、４１２、４１３をそれぞれ開閉する複数の双方向サイリスタ４２１、４２２、４２３が連結される。
【００４４】
図４では、便宜上３つのコンデンサバンク４１１、４１２、４１３と３つの双方向サイリスタ４２１、４２２、４２３しか示していないが、これはシステム設計によって変更できるものである。
【００４５】
図５は、本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償装置をＹ結線形態で連結する方法を説明するための図である。
【００４６】
左側の図５（ａ）に示すように、各コイルの一終端点Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は、中性点(または、共通点：Ｎ)(５１０)にて連結される。各コイルの他終端点Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１からはそれぞれ線を１つずつ引出して、それぞれ線路Ｌ１、Ｌ２及びＬ３に連結する。これによって、三相交流が発生する。
【００４７】
Ｕ１とＶ１の間、Ｖ１とＷ１の間、Ｗ１とＵ１の間の電圧を線間電圧ＵLという。この場合、線間電圧ＵLは、それぞれＵ12、Ｕ23、Ｕ31となる。Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と中性点(Ｎ)(５１０)の間の電圧を相電圧Ｕpという。この場合、相電圧Ｕpは、それぞれＵ1N、Ｕ2N、Ｕ3Nとなる。
【００４８】
右側の図５（ｂ）に、三相交流の各相にかかる相電圧が図示されている。既存のデルタ結線構造によれば、線間電圧がそのまま相電圧に印加されるということを先述している。ところが、本発明によって複数のコンデンサをＹ結線形態で連結すると、相電圧は線間電圧より低くなる。
【００４９】
以下、図６を参照して相電圧が降下する原理を説明する。図６は、図５において、線間電圧と静止型無効電力補償装置の構成によって印加される相電圧の相関関係を説明するための図である。
【００５０】
左側の図６（ａ）に示すように、三相の相電圧はそれぞれＵ1N、Ｕ2N、Ｕ3Nであり、線間電圧はそれぞれＵ12、Ｕ23、Ｕ31である。この場合、ベクター計算によってＵ31＝Ｕ1N−Ｕ3Nの関係が成立する。即ち、Ｕ1N＝Ｕ31＋Ｕ3Nとなる。
【００５１】
これに基づいて、右側の図６（ｂ）からベクター演算とcosine関数を用いて線間電圧と相電圧の関係を導出することができる。
【００５２】
右側の図６（ｂ）を参照すると、線間電圧(ＵL：Ｕ12、Ｕ23、Ｕ31)と相電圧(Ｕp：Ｕ1N、Ｕ2N、Ｕ3N)の関係は、以下の式のようである。
【数１】
0006599272.tif 000002
【００５３】
ここで、
【数２】
0006599272.tif 000003
であるので、相電圧Ｕpは線間電圧ＵLに比べて１／１.７３に減少する。これによって、静止型無効電力補償装置に印加される相電圧を減少させることができる。
【００５４】
既存の方法によりＴＳＣをデルタ結線形態で電力系統に連結すると、ＴＳＣの一相に印加される相電圧には、線間電圧がそのまま印加される。
【００５５】
ところが、本実施例で提案するように、ＴＳＣをＹ結線形態で電力系統に連結すると、ＴＳＣの一相に印加される電圧は１／１.７３２に減少させることができる。
【００５６】
三相交流を構成する一相に印加される相電圧が高くなるほど、静止型無効電力補償装置が用いるサイリスタ素子の個数は増える。また、一相に印加される相電圧が高くなるほど、コンデンサの絶縁レベルが増加してコンデンサ素子の体積が増える。
【００５７】
従って、本実施例によってＹ結線形態で電力系統に連結することでＴＳＣの構成を変更する場合、サイリスタ素子の個数及びコンデンサ素子の体積を減らし、これによってＴＳＣのコストを低下させることができる。
【００５８】
図７は、本発明の別の実施例に係る静止型無効電力補償装置の構成を示した図である。
【００５９】
本発明の別の実施例に係る静止型無効電力補償装置３００は、複数のコンデンサバンク３１０、複数の双方向サイリスタ３２０、制御部３３０及び高調波フィルタ７１０を含むことができる。
【００６０】
複数のコンデンサバンク３１０、複数の双方向サイリスタ３２０及び制御部３３０は、図３で説明した構成要素と同一及び類似機能をするので、以下では重複する内容は省略する。
【００６１】
高調波フィルタ７１０は、特定高調波を吸収することで、静止型無効電力補償装置３００の駆動時に発生する高調波をフィルタリングする。静止型無効電力補償装置３００の特性に応じて、高調波フィルタ７１０は複数個が有することもできる。
【００６２】
高調波フィルタ７１０は、手動型フィルタまたは能動型フィルタからなることができる。手動型フィルタ(passive filter)はリアクトル、コンデンサと抵抗から構成され、能動型フィルタ(active filter)は能動素子から構成される。
【００６３】
高調波フィルタ７１０は、複数のコンデンサバンク３１０の一端に連結される。
【００６４】
この場合、高調波フィルタ７１０と複数のコンデンサバンク３１０の間には、スイッチを介在させることができる。スイッチは、機械的スイッチまたはトランジスタからなることができ、トランジスタである場合ＭＯＳＦＥＴまたはＩＧＢＴなどの素子からなることができる。
【００６５】
一方、スイッチは、複数の高調波フィルタ７１０のそれぞれに別途に介在させることもできる。スイッチは、開閉されることで高調波フィルタ７１０に電力を伝送または遮断する。
【００６６】
制御部３３０は、静止型無効電力補償装置３００の駆動により発生する高調波量を計算し、計算された高調波量に基づいて高調波をフィルタリングするように、高調波フィルタ７１０を制御することができる。
【００６７】
具体的に、制御部３３０は、先述したスイッチを開閉することで、高調波フィルタ７１０への電力伝送を制御すると同時に、発生した高調波を吸収するように、高調波フィルタ７１０を制御することができる。
【００６８】
高調波の殆どはＴＣＲで発生するので、ＳＶＣシステムに含まれる既存のＴＳＣは、高調波フィルタを含まない。ＴＳＣは、別途の高調波フィルタなしに、単に部分的な高調波を相殺するために、一般的にデルタ結線形態で配列される。
【００６９】
ところが、本発明の別の実施例に係る静止型無効電力補償装置は、Ｙ結線形態で電力系統に連結され、高調波フィルタを含む。
【００７０】
これによれば、既存のＴＳＣに並列連結され、ＴＳＣとは別途に存在していた高調波フィルタをＴＳＣに統合して構成することで、ＳＶＣシステムの体積を減らし、ＳＶＣシステムが占める面積を減少させることができる。
【００７１】
また、ＴＳＣが高調波フィルタの機能をするので、既存のＳＶＣシステムにおいて、高調波フィルタを追加設置することで発生する費用を減らすことができる。
【００７２】
図８は、本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償システムの構成を示した図である。
【００７３】
本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償システムは、ＳＶＣシステムとして具現することができる。ＳＶＣシステムは、線路に並列に連結され、コンデンサバンクまたはコンデンサとリアクトルを組合したものをサイリスタで高速開閉して、無効電力を発生または吸収して無効電力を調整する。このためにＳＶＣシステムは、ＴＣＲ８１０とＴＳＣ８２０を含むことができる。
【００７４】
一方、ＳＶＣシステムは、システムの設計によって、機械的スイッチング補償器(図示されない)、機械的スイッチングコンデンサ(図示されない)及び変圧器をさらに含むことができる。
【００７５】
ＴＣＲ８１０は、サイリスタをオン・オフさせてＡＣ電力系統の無効電力を吸収する。具体的に、ＴＣＲ８１０は、電力系統から伝達される無効電力が一定レベルより高い場合、一定レベルを超過する量だけ吸収することができる。
【００７６】
このためにＴＣＲ８１０は、リアクトルに流れる電流の位相を制御する。この場合、リアクトルに流れる電流が歪曲して高調波が発生する。従って、ＴＣＲ８１０から発生する高調波をフィルタリングできる高調波フィルタが必要となり、本実施例では、このような高調波フィルタがＴＳＣ８２０内部に具現されている。
【００７７】
ＴＳＣ８２０は、三相アセンブリとして、Ｙ結線形態で電力系統に連結することができる。
【００７８】
ＴＳＣ８２０は、サイリスタＯＮ／ＯＦＦ制御方式によってコンデンサを開閉することで、ＡＣ電力系統に無効電力を供給する。具体的に、ＴＳＣ８２０は、電力系統から伝達される無効電力が一定レベルより低い場合、一定レベルを達しない量だけ供給することができる。
【００７９】
このためにＴＳＣ８２０は、直列に連結される双方向サイリスタ８２１、８２２、８２３とコンデンサバンク８２４、８２５、８２６及び高調波フィルタ８２７、８２８、８２９を含む。
【００８０】
コンデンサバンク８２４、８２５、８２６の開閉は、双方向サイリスタ８２１、８２２、８２３のオン・オフによって行われる。
【００８１】
また、ＴＳＣ８２０は、小型リアクトル８３１、８３２、８３３をさらに含むことができる。小型リアクトルは、開閉過度現象の制限、並列連結された他の無効電力補償器と電力系統から発生する高調波のフィルタリングと突入電流の制御のために用いられる。
【００８２】
高調波フィルタ８２７、８２８、８２９は、ＳＶＣシステムの駆動の間に発生しうる高調波(harmonic)をフィルタリングする。ＳＶＣシステムの特性によって、ＳＶＣシステムは複数の高調波フィルタ８２７、８２８、８２９を含むこともできる。
【００８３】
高調波フィルタ８２７、８２８、８２９は、複数のコンデンサバンク８２４、８２５、８２６の一端に連結することができる。この場合、高調波フィルタ８２７、８２８、８２９と複数のコンデンサバンク８２４、８２５、８２６の間には、スイッチを介在させることができる。または、スイッチは、複数の高調波フィルタ８２７、８２８、８２９のそれぞれの内部に別途に介在させることもできる。スイッチは、開閉されることで高調波フィルタ８２７、８２８、８２９に電力伝送または遮断する。
【００８４】
図９は、本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償方法を示した図である。
【００８５】
静止型無効電力補償装置３００は、電力系統から交流電力を受信する(Ｓ９０１)。
【００８６】
静止型無効電力補償装置３００は、補償が必要な無効電力量を計算する(Ｓ９０２)。この場合、無効電力補償装置３００は、受信した交流電力及び負荷特性に基づいて、無効電力量を判断することができる。
【００８７】
静止型無効電力補償装置３００は、無効電力量に対応して複数のコンデンサバンクを開閉する(Ｓ９０３)。
【００８８】
静止型無効電力補償装置３００は、無効電力を供給する(Ｓ９０４)。
【００８９】
以上、実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎず本発明を限定するものではない。本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることは、当業者にとって自白である。例えば、実施例に具体的に提示された各構成要素は、変形して実施することができ、そのような変形と応用に係る差異点は、添付された請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００９０】
１１０、８１０    ＴＣＲ
１２０、８２０    ＴＳＣ
１３０    ＡＣ電力系統
３００    静止型無効電力補償装置
３１０    コンデンサバンク
３２０    双方向サイリスタ
３３０    制御部
７１０    高調波フィルタ
８２１、８２２、８２３    双方向サイリスタ
８２４、８２５、８２６    コンデンサバンク
８２７、８２８、８２９    高調波フィルタ
【図１】
0006599272.tif 000004
【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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