(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
交流電源と負荷の間に変圧器を直列に介挿し、交流電源の瞬時電圧低下時に電力変換器の出力を前記変圧器に補償電圧として投入させる直列型瞬時電圧低下補償装置において、
前記電力変換器の制御装置は、
瞬時電圧低下の発生から検出までの遅れ時間をθｄ１［ｒａｄ］、瞬時電圧低下の検出による補償電圧の投入開始から補償完了までの遅れ時間をθｄ２［ｒａｄ］とすると、
瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］、またはπ〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときは瞬時電圧低下検出からπ／２−（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］後に前記補償電圧の投入を開始する早め投入位相制御、
瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが（θｄ１＋θｄ２）〜π／２［ｒａｄ］、またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）〜３π／２［ｒａｄ］のときはπ／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］まで待ってから前記補償電圧の投入を開始するπ／２［ｒａｄ］、３π／２［ｒａｄ］投入位相制御、
瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］または３π／２〜２π［ｒａｄ］のときは直ちに前記補償電圧の投入を開始する瞬時投入位相制御、
のいずれかに切り替える手段を備えたことを特徴とする直列型瞬時電圧低下補償装置。
【請求項２】
前記早め投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも低めに制御し、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも高めに制御し、早め投入による変圧器の直流偏磁を抑制することを特徴とする請求項１に記載の直列型瞬時電圧低下補償装置。
【請求項３】
前記瞬時投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも高めに制御し、３π／２〜２π［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも低めに制御し、瞬時投入による変圧器の直流偏磁を抑制することを特徴とする請求項１に記載の直列型瞬時電圧低下補償装置。
【請求項４】
前記早め投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ低め、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ高め、
前記補正分Ｖc’は瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときδ＊θd／（θｄ１＋θｄ２）−δ、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のとき−δ＊（θd−π）／（θｄ１＋θｄ２）＋δとし、θdが（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］に近づくにつれて、θd＝０またはπのときのＶbに対するＶc’の割合δでＶc’の絶対値を一次関数的に減少させ、θd＝（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］でＶc’＝０とすることを特徴とする請求項１または２に記載の直列型瞬時電圧低下補償装置。
【請求項５】
前記瞬時投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ高め、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが３π／２〜２π［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ低め、
前記補正分Ｖc’は−α＊ｃｏｓ（θd）、ただし、αは直列変圧器に生じる磁束の最大値を最小にするためのθdについての関数、とすることを特徴とする請求項１または３に記載の直列型瞬時電圧低下補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電源の瞬時電圧低下（瞬低）を補償する直列型瞬時電圧低下補償装置に係り、特に電力変換器による補償電圧の投入位相制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
直列型瞬時電圧低下補償装置は、図１０に破線ブロックで基本構成を示すように、商用の交流電源１と負荷２の間に、変圧器３の二次巻線を直列に介挿し、変圧器３の一次巻線には電力変換器としての可変電圧型インバータ４の出力を補償電圧として印加できる構成にされる。インバータ４は、蓄電池や電気二重層キャパシタなどの蓄電体５を直流電源とし、交流電源１とはその検出電圧を基に周波数と位相を同期させた待機状態にしておき、交流電源１に電圧低下が発生したときにその補償電圧を変圧器３の一次巻線に投入させ、負荷２に対する電源電圧の低下を抑制する。この装置において、短絡スイッチ６を設けておき、電圧補償時にそれまでの投入状態から開放制御するものもある。
【０００３】
ここで、インバータ４から変圧器３に補償電圧を印加すると、変圧器３には大きな励磁突入電流が流れる。この突入電流を抑制するため、インバータ４の出力電圧指令を０から徐々に補償電圧まで高めるのでは、その遅れ（数秒）で電圧補償ができない。
【０００４】
この課題を解決するため、交流電源電圧の９０゜（π／２［ｒａｄ］）若しくは２７０゜（３π／２［ｒａｄ］）のタイミングでインバータから変圧器に補償電圧を印加することで、迅速な補償を実現しつつ変圧器の励磁突入電流を抑制する手法を本願出願人は既に提案している（例えば、特許文献１参照）。
【０００５】
この手法を原理的に説明すると、変圧器の磁束をφ、初期磁束をφ0、巻数をＮとし、その巻線の印加電圧Ｕ（ｔ）の間には式（Ａ）が成り立つ。
【０００６】
【数１】
0004648871.tif 000002
【０００７】
初期磁束がφ0＝０である時に、磁束は式（Ｂ）となる。
【０００８】
【数２】
0004648871.tif 000003
【０００９】
（Ｂ）式より、補償電圧を発生させる位相を電源電圧波形の９０゜（π／２［ｒａｄ］）若しくは２７０゜（３π／２［ｒａｄ］）にすれば、変圧器の励磁突入電流を抑制できる。つまり、φ0＝９０゜または２７０゜の時にはｃｏｓθ0＝０で、｜φ（ｘ）｜＝Ｖｍ・ｃｏｓｘ／Ｎが成り立ち、鉄心磁束は、正方向の最大磁束と負方向の最大磁束とが等しくなるため、鉄心に磁束の飽和が発生しなくなり、励磁突入電流を抑制できる。
【００１０】
この手法は、励磁突入電流の抑制に加えて、磁束飽和が発生しないため、変圧器の直流偏磁の抑制もできる。この直流偏磁の他の抑制方法としては、変圧器の一次側または二次側の検出電流から変圧器の励磁電流が最大になる位相を求め、この最大位相を中心とした一定期間のみ検出電流を積分することで変圧器に流れる直流成分を求め、これを電力変換器の電圧指令補正値とするものがある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開２００２−０９５２６５号公報
【特許文献２】特許第３４６３１６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
直列変圧器を用いて電圧補償を行う場合、電力変換器から補償電圧を投入する際の電圧位相によっては直列変圧器に生じる磁束が大きくなり（直流偏磁）、変圧器の大型化につながるという問題がある。そこで、補償電圧を投入する際の各相の電圧位相を制御（投入位相制御）し、変圧器に生じる磁束を抑制することで変圧器の小型化が期待できる。
【００１２】
前記の特許文献１（特開２００２−０９５２６５）に記載されるように、補償電圧をπ／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］で投入することで直列変圧器に生じる磁束は直流バイアス分を含まない正弦波状の波形になり、最大磁束を最も抑制でき、直列変圧器の小型化が期待できる。
【００１３】
しかし、瞬時電圧低下補償装置において、瞬低発生位相に関わらずπ／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］から補償電圧を投入する励磁突入電流抑制では、瞬低発生時の位相がπ／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］に達するまで待って補償電圧を印加することになり、所望の時間内に電圧回復ができないという問題がある。
【００１４】
同様に、前記の特許文献２（特許第３４６３１６４号公報）に記載されるように、検出電流を積分する期間として交流電圧のゼロクロス点もしくはゼロクロス点から＋π／６［ｒａｄ］もしくは−π／６［ｒａｄ］だけ移相した時点とした偏磁抑制では、瞬低発生時に所望の時間内に電圧回復ができないという問題がある。
【００１５】
本発明の目的は、変圧器の励磁突入電流および偏磁を抑制しながら、高速の瞬低補償ができる直列型瞬時電圧低下補償装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
本発明は、前記の課題を解決するため、瞬低を検出した時点での系統電圧の位相によって、補償電圧を投入するタイミングを早め投入位相制御、π／２［ｒａｄ］（９０°）投入位相制御、瞬時投入位相制御に切り替えるようにし、さらに補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖｃ’だけ低めまたは高めたもので、以下の構成を特徴とする。
【００１７】
（１）交流電源と負荷の間に変圧器を直列に介挿し、交流電源の瞬時電圧低下時に電力変換器の出力を前記変圧器に補償電圧として投入させる直列型瞬時電圧低下補償装置において、
前記電力変換器の制御装置は、
瞬時電圧低下の発生から検出までの遅れ時間をθｄ１［ｒａｄ］、瞬時電圧低下の検出による補償電圧の投入開始から補償完了までの遅れ時間をθｄ２［ｒａｄ］とすると、
瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］、またはπ〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときは瞬時電圧低下検出からπ／２−（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］後に前記補償電圧の投入を開始する早め投入位相制御、
瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが（θｄ１＋θｄ２）〜π／２［ｒａｄ］、またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）〜３π／２［ｒａｄ］のときはπ／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］まで待ってから前記補償電圧の投入を開始するπ／２［ｒａｄ］、３π／２［ｒａｄ］投入位相制御、
瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］または３π／２〜２π［ｒａｄ］のときは直ちに前記補償電圧の投入を開始する瞬時投入位相制御、
のいずれかに切り替える手段を備えたことを特徴とする。
【００１８】
（２）前記早め投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも低めに制御し、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも高めに制御し、早め投入による変圧器の直流偏磁を抑制することを特徴とする。
【００１９】
（３）前記瞬時投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも高めに制御し、３π／２〜２π［ｒａｄ］のときは補償電圧を基準補償電圧よりも低めに制御し、瞬時投入による変圧器の直流偏磁を抑制することを特徴とする。
【００２０】
（４）前記早め投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ低め、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ高め、
前記補正分Ｖc’は瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときδ＊θd／（θｄ１＋θｄ２）−δ、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のとき−δ＊（θd−π）／（θｄ１＋θｄ２）＋δとし、θd・が（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］に近づくにつれて、θd＝０またはπのときのＶbに対するＶc’の割合δでＶc’の絶対値を一次関数的に減少させ、θd・＝（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］でＶc’＝０とすることを特徴とする。
【００２１】
（５）前記瞬時投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ高め、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが３π／２〜２π［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ低め、
前記補正分Ｖc’は−α＊ｃｏｓ（θd）、ただし、αは直列変圧器に生じる磁束の最大値を最小にするためのθdについての関数、とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
以上のとおり、本発明によれば、瞬低を検出した時点での系統電圧の位相によって、補償電圧を投入するタイミングを早め投入位相制御、π／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］（９０°／２７０°）投入位相制御、瞬時投入位相制御に切り替えるようにし、さらに補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖｃ’だけ低めまたは高めるため、変圧器の励磁突入電流および偏磁を抑制しながら、高速の瞬低補償ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
電力供給面からは瞬時電圧低下に対する規定はないが、系統連系技術要件ガイドラインおよび分散型電源系統連系技術指針において、分散型電源の併解列時の電圧低下を１０％以内に抑制することが適正とされている。また、負荷機器の耐量に関しては、電気協同研究会による調査結果などから、電圧低下１５％以上の状態が１５ｍｓｅｃ以上継続すると、負荷機器に影響が出ることが分かっている。また、一般に負荷機器は定格電圧±１０％の範囲で正常に動作することから、瞬低に対する補償目標レベルは以下の通りとした。
【００２４】
「系統残存電圧３０％の瞬低に対して補償応答時間１／４サイクル以内に負荷電圧９０％以上の電圧回復」
また、１／４サイクル以内の電圧値については補償目標レベルの設定を除外した。
【００２５】
本実施形態の瞬低補償装置の制御装置構成を図１に示す。ここで説明に用いる記号を以下に示す。
【００２６】
系統電圧：Ｖs
負荷電圧：Ｖl
目標電圧（瞬低が発生しない場合の負荷電圧）：Ｖref
基準補償電圧（Ｖref−Ｖsで表される不足電圧）：Ｖb
補正電圧（直流偏磁を抑制するためにＶbに追加する補正分）：Ｖc’
補償電圧（直列変圧器から出力される補償電圧、Ｖb＋Ｖc’に相当）：Ｖc
瞬低検出時の系統電圧位相：θd［ｒａｄ］
瞬時電圧低下発生から検出までの遅れ時間：θｄ１［ｒａｄ］
瞬時電圧低下の検出による補償電圧の投入開始から補償完了までの遅れ時間：θｄ２［ｒａｄ］
図１において、瞬低発生時の投入位相制御装置７は、同図中にコンピュータ制御による処理フローで示すように、補償電圧の投入タイミングは瞬低を検出したときの系統電圧位相によって以下のように切り替える。なお、瞬低発生から検出までの遅れ時間θｄ１として１ｍｓｅｃ（位相演算でπ／１０［ｒａｄ］)を想定している。
【００２７】
（ａ）早め投入位相制御
従来の投入位相制御方法のように、π／２［ｒａｄ］投入位相制御を採用すると、このときの磁束は電圧を積分することによって得られるから直流偏磁を全く含まない波形になる（後に記載する（ｂ）π／２［ｒａｄ］投入位相制御を参照）。しかし、補償電圧投入までの待機時間が長くなり、１／４サイクル以内に９０％以上の電圧回復が実現できないという問題がある。
【００２８】
早め投入位相制御（早め補償）を用いない場合のシミュレーション結果の一例として、ｕ相の瞬低検出時の系統電圧位相θdがπ／１０［ｒａｄ］（瞬低発生位相は０［ｒａｄ］）である場合のＶl波形を図２に示す。また、ＶrefとＶlの差を図３に示す。図３をみると、瞬低発生後から１／４サイクル以内に目標電圧との差が１０％以内にならず、つまり、９０％以上の電圧回復が実現できず、電圧が９０％以上に回復するのはπ／２０［ｒａｄ］だけ遅れてからであることがわかる。
【００２９】
したがって、補償開始をπ／２０［ｒａｄ］だけ早めれば、つまり補償電圧を９π／２０［ｒａｄ］から投入開始すれば所望の電圧補償が実現できる。すなわち、補償開始をθｄ２［ｒａｄ］だけ早め、補償電圧を瞬時電圧低下検出からπ／２−（θｄ１＋θｄ２）後から投入開始すれば所望の電圧補償が実現できる。
【００３０】
また、このことから、瞬低発生位相をずらしていったとき、π／２［ｒａｄ］で補償開始する場合とはθd＝３π／２０［ｒａｄ］（＝θｄ１＋θｄ２）で瞬低を検出する場合であることがわかる。
【００３１】
したがって、早め投入位相制御には、図１に示すように、瞬低検出時の系統電圧位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］では瞬時電圧低下検出からπ／２−（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］後に補償を開始、または位相θdがπ〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］では瞬時電圧低下検出からπ／２−（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］後に補償を開始する。
【００３２】
上記の早め投入位相制御において、補償電圧の投入をπ／２［ｒａｄ］より早めた場合の電圧を積分すると早めた分が直流分として磁束に重畳されることになる。したがって、図４に示すように早め補償を適用する場合は、補正を減じて基準補償電圧よりも小さな補償電圧とすれば直流偏磁を緩和できる。
【００３３】
早め補償を行わない場合、最も補償が遅れるのはθd＝０［ｒａｄ］のときである。このときは補償電圧を投入するまでの時間が最も長いことから、低め補償制御としてＶbに対して最も大きなＶc’を減じる必要がある。この場合のＶc’の大きさを基準補償電圧の１０％に設定した。Ｖc’はθｄが３π／２０［ｒａｄ］に近づくにつれて小さな値で済み、θd＝３π／２０［ｒａｄ］のときは従来のπ／２［ｒａｄ］投入位相制御と同じであるからＶc’＝０でよい。したがって、θdについてＶc’として単調増加する式（１）のような関数を用いた。また、Ｖbに補正を加えるのは補償開始後１周期としている。
【００３４】
【数３】
0004648871.tif 000004
【００３５】
以上の関係をまとめると表１のようになる。
【００３６】
【表１】
0004648871.tif 000005
【００３７】
したがって、早め投入位相制御には、瞬時電圧低下を検出した時点での系統電圧位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖｂを補正分Ｖc’だけ低め、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖｂを補正分Ｖc’だけ高める。この補正分Ｖc’は瞬時電圧低下を検出した時点での系統電圧位相θdが０〜（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のときδ＊θd／（θｄ１＋θｄ２）−δ、π〜π＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］のとき−δ＊（θd−π）／（θｄ１＋θｄ２）＋δとし、θd・が（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］に近づくにつれてＶc’の絶対値は小さくてもよいため、θd＝０またはπのときのＶｂに対するＶc’の割合δでＶc’の絶対値を一次関数的に減少させ、θd＝（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）［ｒａｄ］でＶc’＝０とする。
【００３８】
また、早め補償および低め補償を適用した場合に先ほどと同じ条件の下でシミュレーションによって求めたＶl波形を図５に示す。また、ＶrefとＶlの差を図６に示す。図６から瞬低発生後、１／４サイクル以内に９０％以上の電圧回復が実現できていることがわかる。
【００３９】
（ｂ）π／２［ｒａｄ］（９０°）投入位相制御
上記の（ａ）における考察から、θdが３π／２０〜π／２［ｒａｄ］のときは補償をπ／２［ｒａｄ］から開始しても所望の電圧補償を実現することができるため、早め投入位相制御は不要となる。図７に示すように、π／２［ｒａｄ］から補償を開始することで、Ｖc’＝０として電圧波形を積分しても磁束波形は直流分を含まない波形となり、直流偏磁は発生しない。したがって、θdが（θｄ１＋θｄ２）〜π／２［ｒａｄ］、またはπ＋（θｄ１＋θｄ２）〜３π／２［ｒａｄ］のときはπ／２［ｒａｄ］または３π／２［ｒａｄ］まで待ってから前記補償電圧の投入を開始する。また、Ｖbに対して補正を加えず、Ｖc＝Ｖbである。
【００４０】
（ｃ）瞬時投入位相制御
θdがπ／２〜π［ｒａｄ］のとき、図８に示すように、瞬低検出後、直ちに補償を開始する。従来のように補償開始を３π／２［ｒａｄ］まで待ってしまうと、磁束の最大値は最も抑制できるが所望の時間内に規定の電圧回復が不可能となるためである。ただし、すぐに補償を開始することで、直流偏磁の増加の原因となる。そこで、直列変圧器に生じる直流偏磁を抑制するためにＶc’を加えてＶbを高める制御を追加する。
【００４１】
直流偏磁を抑制するため、Ｖc’はθdがπ／２からπ［ｒａｄ］に近づくにつれて大きな値である必要がある。このような要求を満たすＶc’の関数としてθdについて単調増加する式（２）のような余弦関数が考えられる。Ｖbに対してこの補正を加えるのは瞬低補償開始後１周期の間としている。
【００４２】
【数４】
0004648871.tif 000006
【００４３】
ここで、αはθdによって異なる値をとり、この値の決定手順を以下に示す。Ｖbに対して補正を加えるのは瞬低発生後の１周期であるため、直列変圧器の出力Ｖcは式（３）のように表される。
【００４４】
【数５】
0004648871.tif 000007
【００４５】
この電圧を積分することで、磁束φ（ｔ）は式（４）のように表される。ただし、Ｃ1とＣ2は積分定数である。
【００４６】
【数６】
0004648871.tif 000008
【００４７】
時間ｔ＝０にて磁束は０であるから、φ（０）＝０とおくことで式（５）が得られる。
【００４８】
【数７】
0004648871.tif 000009
【００４９】
また、ｔ＝Ｔで磁束の連続性を考えると式（６）が得られる。
【００５０】
【数８】
0004648871.tif 000010
【００５１】
したがって、直列変圧器に生じる磁束φ（ｔ）は式（７）のように表される。
【００５２】
【数９】
0004648871.tif 000011
【００５３】
以上の電圧及び磁束を図示すると図８のようになる。
【００５４】
図８において、磁束の最大値については以下の２通りが考えられる。
【００５５】
・αが小さい場合は電圧の補正が不足するためにｔ＝ｔ2で磁束の最大値｜φ（ｔ2）｜をとる。
【００５６】
・αが大きい場合は電圧の補正が過剰になるためにｔ＝ｔ3で磁束の最大値｜φ（ｔ3）｜をとる。
【００５７】
また、式（３）においてＶc（ｔ）＝０とおくことで式（８）が得られる。
【００５８】
【数１０】
0004648871.tif 000012
【００５９】
このｔ0を用いてｔ2とｔ3はそれぞれ式（９）と式（ｌ０）のように表すことができる。
【００６０】
【数１１】
0004648871.tif 000013
【００６１】
この値を使って｜φ（ｔ2）｜と｜φ（ｔ3）｜を得ることができる。αを変化させたときのθdに対する｜φ（ｔ2）｜と｜φ（ｔ3）｜が求められるが、これらの２値のうち大きいほうをφmaxとすると、φmaxをできるだけ小さくすることで変圧器の小型化を実現できる。
【００６２】
そこで、αを変化させたときのθdに対するφmaxの関係をまとめると図９のようになり、この結果からφmaxが最小値をとるためには、θdによって以下の３通りのαをとればよい。
【００６３】
θdが
π／２〜７π／１０［ｒａｄ］のときα＝０．１３
７π／１０〜９．３π／１０［ｒａｄ］のときα＝０．１４
９．３π／１０〜π［ｒａｄ］のときα＝０．１５
で磁束の最大値を最も抑制することができる。
【００６４】
以上のように、瞬時投入位相制御は、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdがπ／２〜π［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖｂを補正分Ｖc’だけ高める。逆に、瞬時電圧低下を検出した時点での交流電源電圧の位相θdが３π／２〜２π［ｒａｄ］のときの補償電圧を１周期の間は基準補償電圧Ｖbを補正分Ｖc’だけ低める。
【００６５】
なお、補正分Ｖc’は前記式（２）から、−α＊ｃｏｓ（θd）とする。ただし、αは直列変圧器に生じる磁束の最大値を最小にするためのθdについての関数である。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】本発明の実施形態を示す瞬低補償装置の制御装置構成図。
【図２】Ｖｌ波形図（早め補償なし）。
【図３】目標電圧と負荷電圧の差波形図（早め補償なし）。
【図４】早め投入位相制御波形図。
【図５】実施形態におけるＶｌ波形図（早め補償あり）。
【図６】実施形態における目標電圧と負荷電圧の差波形図（早め補償あり）。
【図７】実施形態におけるπ／２［ｒａｄ］投入位相制御の波形図。
【図８】実施形態における瞬時投入位相制御の波形図。
【図９】αを変化させたときの瞬低発生位相θdとφmaxの関係図。
【図１０】直列型瞬時電圧低下補償装置の回路構成図。
【符号の説明】
【００６７】
１  交流電源
２  負荷
３  変圧器
４  インバータ
５  蓄電体
【図１】
0004648871.tif 000014
【図２】
0004648871.tif 000015
【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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