(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換装置を用いて電力系統の有効電力及び無効電力を入出力することによって交流電圧の大きさを調整する交流電圧制御方法において、電力変換装置が接続された電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた有効電流指令値及び無効電流指令値を発生させ、電力変換装置の出力電流がその有効電流指令値及び無効電流指令値に追従するよう制御を行うとともに、電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた信号が一定の範囲を逸脱した場合に、逸脱した大きさに応じて前記電圧指令値に対する補正を１次遅れ回路あるいはスロープ特性回路を介して行うことを特徴とする交流電圧制御方法。
【請求項２】
電力変換装置を用いて電力系統の有効電力及び無効電力を入出力することによって交流電圧の大きさを調整する交流電圧制御方法において、電力変換装置が接続された電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた有効電流指令値及び無効電流指令値を発生させ、電力変換装置の出力電流がその有効電流指令値及び無効電流指令値に追従するよう制御を行うとともに、電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた信号が一定の範囲を逸脱した場合に、前記電圧指令値に対して、予め設定した一定の値だけ前記電圧指令値に対する補正を１次遅れ回路あるいはスロープ特性回路を介して行うことを特徴とする交流電圧制御方法。
【請求項３】
電力変換装置あるいは無効電力補償装置を用いて電力系統の無効電力を入出力することによって交流電圧の大きさを調整する交流電圧制御方法において、電力変換装置あるいは無効電力補償装置が接続された電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた無効電流指令値を発生させ、前記電力変換装置あるいは無効電力補償装置の無効電流出力がその無効電流指令値に追従するよう制御を行うとともに、前記無効電流指令値が一定の範囲を逸脱した場合に、逸脱した大きさに応じて前記電圧指令値に対する補正を１次遅れ回路あるいはスロープ特性回路を介して行うことを特徴とする交流電圧制御方法。
【請求項４】
電力変換装置あるいは無効電力補償装置を用いて電力系統の無効電力を入出力することによって交流電圧の大きさを調整する交流電圧制御方法において、電力変換装置あるいは無効電力補償装置が接続された電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値の偏差に応じた無効電流指令値を発生させ、前記電力変換装置あるいは無効電力補償装置の無効電流出力がその無効電流指令値に追従するよう制御を行うとともに、前記無効電流指令値が一定の範囲を逸脱した場合に、前記電圧指令値に対して、予め設定した一定の値だけ前記電圧指令値に対する補正を１次遅れ回路あるいはスロープ特性回路を介して行うことを特徴とする交流電圧制御方法。
【請求項５】
前記電力変換装置あるいは無効電力補償装置が接続される電力系統の送電線回線数、変圧器運転台数、電源設備の運転台数、あるいはそれらの組み合わせの条件によって、電圧指令値に対する補正を行うか否かの切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項記載の交流電圧制御方法。
【請求項６】
前記電力変換装置あるいは無効電力補償装置が接続される電力系統と同一の電力系統に接続された交流電圧制御を行う別の電力変換装置あるいは無効電力補償装置の運転状態によって前記電圧指令値に対する補正を行うか否かの切り替えを行い、または交流電圧制御を行う別の電力変換装置あるいは無効電力補償装置の運転状態及び前記電力変換装置あるいは無効電力補償装置が接続される電力系統の送電線回線数、変圧器運転台数、電源設備の運転台数、あるいはそれらの組み合わせの条件によって前記電圧指令値に対する補正を行うか否かの切り替えを行うことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項記載の交流電圧制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電鉄用交流き電系統を含めた電力系統に接続され、電力変換装置あるいは無効電力補償装置を用いて有効電力や無効電力を供給あるいは消費することにより、交流電圧の大きさを制御する交流電圧制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電力系統においては、交流電圧を一定範囲に維持するために、逆並列接続したサイリスタを制御してリアクトル電流の大きさを変える無効電力補償装置（ＳＶＣ：Static Var Compensator）や、自励式交直変換器を用いた電力変換装置が使用される。
【０００３】
図３１は、一般的な交流電圧制御を適用した無効電力補償装置のシステム構成図である。図３１に示す無効電力補償装置では、交流母線１にサイリスタ制御リアクトル２及び電力用コンデンサ３が接続されている。
【０００４】
制御装置においては、電圧検出器４により交流電圧の大きさＶａｃを検出し、電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を交流電圧制御回路５に入力する。交流電圧制御回路５は比例積分回路あるいは１次遅れ回路等で構成され、検出電圧が指令値に追従するよう動作し、その出力値をリミッタ回路６によって定格容量以内に制限した値を無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして出力電流制御回路７に与え、出力電流制御回路７では指令値Ｉｑｒｅｆどおりの無効電流が得られるようサイリスタの点弧タイミングを決め、その結果をパルス発生回路８に与える。パルス発生回路８では出力電流制御回路７の出力に従ってサイリスタ制御リアクトル２に点弧パルスを与える。これにより、リアクトルに流れる遅れ無効電流の大きさが調整され、交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに追従するよう無効電力補償装置が動作する。
【０００５】
一方、図３２は一般的な交流電圧制御を適用した電力変換装置のシステム構成図である。図３２に示す電力変換装置は、自励式交直変換器を用いて有効電力の融通及び無効電力の供給や消費を行うシステムであり、交流母線１に変換器用変圧器９を介して自励式変換器１０が接続されており、自励式変換器１０の直流側には直流電源１１が接続されている。
【０００６】
制御装置においては、電圧検出器４により交流電圧の大きさＶａｃを検出し、電圧指令値Ｖｒｅｆとの差分を交流電圧制御回路５に入力する。交流電圧制御回路５は比例積分回路あるいは１次遅れ回路等で構成され、検出電圧が指令値に追従するよう動作し、その出力値はリミッタ回路６を介して無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして加算器１２に与えられ、電流検出器１３により検出された無効電流検出値Ｉｑとの差分を得る。
【０００７】
一方、有効電力に関してはシステムの目的ごとに制御方法は異なるが、例えば直流電源の発電量や負荷量に応じて得られる有効電流指令値Ｉｄｒｅｆがリミッタ回路１４を介して加算器１５に与えられ、電流検出器１３により検出された有効電流検出値Ｉｄとの差分を得る。無効電流、有効電流それぞれの検出電流と指令値の差分を出力電流制御回路１６に入力し、出力電流制御回路１６では、無効電流及び有効電流の検出値とそれぞれの指令値との差分がゼロとなるような信号を出力し、その出力に従ってパルス発生回路１７から変換器１０にスイッチングパルスを与える。これにより、出力電流の無効電力成分が調整され、交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに追従するよう電力変換装置が動作する。
【０００８】
また直流電源１１のかわりに直流系を介してもう一組の自励式変換器を接続し、他の電力系統との間で有効電力を融通しながら無効電力については図３２のものと同様の制御を行う直流連系システムや、直流電源１１の代わりに直流コンデンサを接続し、その直流コンデンサを充放電することによって直流電圧を一定に保ちながら無効電力に関して図３２のものと同様の制御を行う自励式無効電力補償装置（ＳＴＡＴＣＯＭ；Static Synchronous Compensator）などのシステムもある。図３１及び図３２のシステムで無効電力の発生手段は異なるが、交流電圧制御回路に関する部分の制御システムは一般に同等のものが使用されている。
【０００９】
また、交流き電回路のように電圧変動の主な原因が負荷（き電回路の場合は列車負荷）の消費電力である場合には、検出した交流電圧の大きさに応じて無効電流だけでなく有効電流も調節することで系統電圧を維持するシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１０】
特許文献１のものでは、図３３に示すような電力変換装置によって、検出した交流電圧の大きさに応じて無効電流だけでなく有効電流も調節することで系統電圧を維持する。すなわち、図３３のシステムでは、リミッタ回路６を介した交流電圧制御回路５の出力に対し、増幅器１８、１９でゲインＫＰ、ＫＱ倍した値を有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして使用する。ゲインＫＰ、ＫＱは二乗和の平方根が１となるような値が使用される。これにより、無効電流だけでなく有効電流も、交流電圧が指令値に追従するよう制御される。なお、図３１、図３２及び図３３においては遅れ無効電流（誘導性無効電流）を正符号としている。
【００１１】
短絡容量が小さく負荷量による電圧変動が大きい系統では、図３１、図３２、図３３のような無効電力補償装置や電力変換装置が複数台接続されて協調して電圧制御を行う場合が多い。図３４にそのような系統の一例として、無効電力補償装置と電力変換装置とが接続された交流き電回路のシステム構成例を示す。
【００１２】
電力系統インピーダンス２０を介して背後電源２１が、き電変電所母線２２につながっており、き電変圧器２３で三相／二相変換が行われて２つの単相交流き電回路２４、２４’へ電力が供給される。各き電回路には大きさや位置が変化する列車負荷２５、２５’、２５”…がつながっており、負荷が変動した時に電圧を維持するために無効電力補償装置２６及び電力変換装置２７が設けられている。無効電力補償装置２６は図３１で説明したシステムであり、電力変換装置２７は図３３で説明したシステムである。
【特許文献１】特開２００６−１９１７１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかし、図３４において系統インピーダンス２０が大きい場合には、負荷量の変化に対する電圧変動が大きくなり、無効電力補償装置２６や電力変換装置２７の電圧制御と干渉して電圧振動という不安定な現象が発生する場合がある。この電圧振動の発生の有無や振動周波数は無効電力補償装置２６や電力変換装置２７の電圧制御回路の制御定数に大きく影響される。電圧振動の発生を防止するには適切な制御定数を使用することが必要であるが、振動以外の制約、例えば制御装置の回路構成、負荷の変化速度に対する応答性、電圧に対する定常的な運転特性などのために必ずしも安定な制御定数が使用できるとは限らず、その場合は負荷の大きさを制限するか、あるいは系統インピーダンスを小さくするために新たな設備を導入するなどの対策が必要になる。
【００１４】
その対策として、例えば無効電力補償装置２６の交流電圧制御が、ある周波数領域で電圧振動を起こしやすい特性をもっている場合、電力変換装置２７の交流電圧制御に、その周波数領域の振動を抑制するような特性をもたせることで安定に運転する方法がある。
【００１５】
しかし、この対策を行っても、電力変換装置２７の出力が増加しリミッタにかかった状態になると出力一定で振動抑制効果が得られなくなり、電圧振動が発生するという問題がある。
【００１６】
本発明の目的は、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置あるいは無効電力補償装置がリミッタ運転になることを防止し、電圧振動を発生させず電力変換装置あるいは無効電力補償装置を安定に運転することができる交流電圧制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明の交流電圧制御方法は、電力変換装置を用いて電力系統の有効電力及び無効電力を入出力することによって交流電圧の大きさを調整する交流電圧制御方法において、電力変換装置が接続された電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた有効電流指令値及び無効電流指令値を発生させ、電力変換装置の出力電流がその有効電流指令値及び無効電流指令値に追従するよう制御を行うとともに、電力系統の電圧検出値の大きさと電圧指令値との偏差に応じた信号が一定の範囲を逸脱した場合に、逸脱した大きさに応じて前記電圧指令値に対する補正を１次遅れ回路あるいはスロープ特性回路を介して行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置あるいは無効電力補償装置がリミッタ運転になることを防止し、電圧振動を発生させず電力変換装置あるいは無効電力補償装置を安定に運転することができ、交流電圧を制御できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
（第１の実施の形態）
図１は本発明の第１の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。図３３に示した従来の制御装置に対して、不感帯回路２９、増幅器３０、加算器３１を追加したものである。図３３と同一要素には、同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２０】
比例積分回路あるいは１次遅れ回路で構成される交流電圧制御回路５の出力に対するリミッタ回路６の出力値が不感帯回路２９に入力され、その出力が増幅値３０でゲインＫ倍され、電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力される。ゲインＫは、例えば０．５といった固定の値であり、またリミッタ回路６の上下限リミット値は、定格容量すなわち±１．０ｐｕが設定されている。
【００２１】
図２は本発明の第１の実施の形態における不感帯回路２９の入出力特性の一例の特性図である。図２に示すように、入力信号が０．９ｐｕより大きくなった場合、あるいは−０．９ｐｕより小さくなった場合に、その超過分が出力となる。加算器３１には電圧指令値Ｖｒｅｆが正の符号で入力されており、電圧指令値Ｖｒｅｆから前記補正値ΔＶｒｅｆを引いた値が最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’となる。
【００２２】
その他の構成は、図３３に示したものと同じであり、リミッタ回路６の出力に対し、ゲインＫＰ、ＫＱを乗じた値が有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして、それぞれの検出値と突き合わされ出力電流制御回路１６に与えられる。
【００２３】
交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が−０．９ｐｕ〜０．９ｐｕの間の値のときは、不感帯回路２９及び増幅器３０の出力はゼロとなり、図３３のものと同じように動作する。
【００２４】
一方、交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下すると、交流電圧制御回路５への入力信号が正の大きな値となり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が増加する。出力が０．９ｐｕ以上となり、リミッタ運転に近づくと、図２に示す特性に従って不感帯回路２９の出力が正の値となる。これをＫ＝０．５倍した値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられることにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより小さな値となる。
【００２５】
例えば、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９５ｐｕまで増加した場合、不感帯回路２９の出力は０．０５ｐｕ、増幅器３０の出力、すなわち電圧指令補正値ΔＶｒｅｆは０．０２５ｐｕである。電圧指令値Ｖｒｅｆが１ｐｕであれば、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は０．９７５ｐｕまで低減される。 Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、１．０ｐｕすなわちリミッタ運転になるのを防止するよう動作する。
【００２６】
逆に、交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく上昇し、交流電圧制御回路５への入力信号が負の大きな値となり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が低下して−０．９ｐｕ以下になった場合、図２に示す特性に従って不感帯回路２９の出力が負の値となる。これをＫ倍した値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられることにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより大きな値となる。Ｖｒｅｆ’が大きな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の低下が抑制され、−１．０ｐｕ、すなわちリミッタ運転になるのを防止するよう動作する。
【００２７】
次に、第１の実施の形態による交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合について説明する。図３４のシステムで系統インピーダンス２０が大きく列車負荷２５の台数が増えて負荷量が大きくなった場合、き電回路２４、２４’の電圧が低下し電圧感度が高くなる。
【００２８】
すなわち、系統インピーダンス２０を介して負荷に電力融通を行う場合、一般に、図３に示すようなＰ−Ｖカーブ（電力融通量Ｐに対する負荷点電圧Ｖの変化特性を示すカーブ）が得られ、負荷量（電力融通量Ｐ）が増えるほど電圧（負荷点電圧Ｖ）が低下し、また負荷量の変化に対する電圧変化の割合が大きくなる。従って、電圧感度が高くなることにより、無効電力補償装置や電力変換装置の電圧制御を含めたシステム全体の等価ゲインが大きくなり動作が不安定になりやすい。そのため、例えば無効電力補償装置２６の電圧制御と系統の間の干渉による電圧振動が発生する場合がある。
【００２９】
この振動の抑制対策として、無効電力補償装置２６の電圧制御回路の制御定数を変更する方法がある。電圧制御は、一般的に比例積分回路または１次遅れ回路で構成されるが、その比例ゲインと積分ゲイン、あるいは１次遅れゲインと１次遅れ時定数を変えることで振動を抑制できる場合がある。
【００３０】
しかし、これらの制御定数を変えると、負荷の変動に対する応答特性が悪くなったり、定常的な電圧変動が大きくなる可能性があり変更できる範囲には限界がある。その場合、同じ系統に接続された電力変換装置２７の電圧制御回路の制御定数を、振動が発生する周波数領域において電圧変動を抑制するような応答特性をもつ値にする方法が有効である。
【００３１】
図４は図３４に示す交流き電システムで負荷量を増加させた場合のシミュレーション結果の特性図であり、図４（ａ）は無効電力補償装置２６と電力変換装置２７との電圧制御の制御特性を同等にした場合の特性図、図４（ｂ）は電力変換装置２７の電圧制御定数を振動周波数において充分高いゲインを持ち位相遅れが小さい値にした場合の特性図である。
【００３２】
図４（ａ）に示すように、無効電力補償装置２６と電力変換装置２７の電圧制御の制御特性を同等にした場合には、負荷量が増加すると電圧振動が発生している。それに対し、図４（ｂ）に示すように、電力変換装置２７の電圧制御定数を振動周波数において充分高いゲインを持ち位相遅れが小さい値にした場合には、負荷量が増加しても電力変換装置２７の出力が電圧変動を抑制するように変化するため振動は発生せず安定に運転できている。
【００３３】
しかし、こうした安定な特性の制御定数を使用しても、負荷がさらに増加して電圧の低下が大きくなり、電力変換装置２７が最大出力すなわちリミッタ運転状態になると、制御ゲインが等価的にゼロとなり、電圧振動を抑制する動作が行えなくなるために振動が発生するが、図１に示す第１の実施の形態の制御装置を使用すると、リミッタ運転になることを防止できるため、電圧低下が大きくなっても安定に運転を行うことができる。
【００３４】
図５は、図３４に示す交流き電システムの電力変換装置２７に従来の制御装置を適用した場合と図１に示す第１の実施の形態の制御装置を適用した場合との動作を比較したシミュレーション結果の特性図であり、図５（ａ）は従来の制御装置を適用した場合の特性図、図５（ｂ）は第１の実施の形態の制御装置を適用した場合の特性図である。
【００３５】
電力変換装置の交流電圧制御回路５の制御定数は、図４（ｂ）で示した電圧振動を抑制する作用のある値を使用しているが、負荷量が増大して電圧が低下すると、図５（ａ）に示す従来の電圧制御回路を使用した場合には、電力変換装置の電圧制御出力が１ｐｕのリミッタに張り付いた状態となり、それとともに電圧振動が発生し始める。
【００３６】
一方、図１に示す第１の実施の形態の制御装置を使用した場合には、図５（ｂ）に示すように電力変換装置の電圧制御出力が０．９ｐｕを超えると電圧指令値Ｖｒｅｆが低下し、それによって電圧制御回路出力の増加が図５（ａ）に比べて抑制されリミッタ運転になるのを防止できる。これにより、電力変換装置による電圧振動の抑制効果が損なわれることなく安定に運転することができている。
【００３７】
以上の説明では、不感帯回路２９の入出力特性として図２に示すような特性を使用したが、これを図６に示すような特性、すなわち、入力信号が「正」で値が一定値を超えた場合にのみ出力を行う特性としても同様の効果を得ることができる。
【００３８】
図３のＰ−Ｖカーブで説明したように、一般的に負荷量の変化に対する電圧変化、すなわち電圧感度は、負荷が増えて電圧が低下した場合に大きくなるため、電圧振動は負荷量が大きい時のみに発生しやすい。これは図４で示したシミュレーション結果で負荷が増加すると振動が発生していることからも明らかである。負荷量が小さく電圧が高めで運転されている場合は電力変換装置２７が負側のリミット運転（−１．０ｐｕ）になっても問題なく運転できる場合が多く、そのようなシステムでは、図６に示す不感帯回路２９の特性を使用しても同じ効果を得ることができる。
【００３９】
また、以上の説明では、不感帯回路２９と増幅器３０とを設けた場合について説明したが、図７に示すように、不感帯回路２９と増幅器３０との代わりにテーブル回路３２を設けるようにしてもよい。図８はテーブル回路３２に予め記憶した入出力特性の一例を示す特性図であり、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すように、各種の入出力特性を持たせる。このように、テーブル回路３２の入出力特性として、例えば、図８（ａ）〜図８（ｄ）に示すような特性をもたせることで、電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に電圧指令値を補正することによりリミッタ運転になるのを防止できる。
【００４０】
第１の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置がリミッタ運転になることを防止でき、これにより電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【００４１】
（第２の実施の形態）
図９は本発明の第２の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。この第２の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対し、不感帯回路２９と増幅器３０の代わりに、レベル検出器３３及びスイッチ回路３４を設けたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００４２】
比例積分回路あるいは１次遅れ回路で構成される交流電圧制御回路５の出力に対するリミッタ回路６の出力値はレベル検出器３３に入力される。レベル検出器３３は入力信号が予め設定された値、例えば０．９ｐｕ以上の場合、スイッチ回路３４に対して投入指令を与える。スイッチ回路３４には固定値、例えば０．０５ｐｕという値が入力されており、投入指令が与えられると、その値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力される。加算器３１には、電圧指令値Ｖｒｅｆが正の符号で入力されており、電圧指令値Ｖｒｅｆから補正値ΔＶｒｅｆを引いた値が最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’となる。
【００４３】
その他の構成は、図１における第１の実施の形態と同じであり、リミッタ回路６の出力に対し、ゲインＫＰ、ＫＱを乗じた値が有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして、それぞれの検出値と突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。
【００４４】
次に、動作を説明する。交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以下であれば、レベル検出器３３からスイッチ３４に対して投入指令は与えられず、図１のものと同等に動作する。
【００４５】
交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下すると、交流電圧制御回路５への入力信号が正の大きな値となり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が増加する。出力が０．９ｐｕ以上となり、リミッタ運転に近づくと、レベル検出器３３からスイッチ３４に対して投入指令が与えられ、スイッチ回路３４に設定されている０．０５ｐｕが電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられる。これにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより０．０５ｐｕ小さな値となる。Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、１．０ｐｕすなわちリミッタ運転になるのを防止するよう動作する。
【００４６】
図９に示した第２の実施の形態による交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合、図１に示す第１の実施の形態と同様に、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することによりリミッタ運転になるのを防止することができる。
【００４７】
図１０は本発明の第２の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図である。図９に示したものに対し、オンディレイ回路３５及びオフディレイ回路３６を追加したものである。レベル検出器３３は入力信号であるリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上の場合、「オン」信号を出力しオンディレイ回路３５に与える。オンディレイ回路３５では、入力信号「オン」状態が一定時間以上継続した場合に「オン」信号を出力しオフディレイ回路３６に与える。オフディレイ回路３６はオン信号はそのまま出力し、「オン」が「オフ」になる場合に入力信号「オフ」状態が一定時間以上継続したら「オフ」となる。その出力がスイッチ回路３４に与えられる。その他の構成は図９のものと同じである。
【００４８】
次に、動作を説明する。交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下すると、交流電圧制御回路５への入力信号が正の大きな値となり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が増加する。出力が０．９ｐｕ以上になるとレベル検出器３３の出力が「オン」となる。その状態がオンディレイ回路３５に設定された一定時間以上継続すると、オンディレイ回路３５及びオフディレイ回路３６の出力が「オン」となる。この信号によりスイッチ３４に対して投入指令が与えられ、スイッチ回路３４に入力されている０．０５ｐｕが電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられる。
【００４９】
これにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより０．０５ｐｕ小さな値となる。Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、１．０ｐｕすなわちリミッタ運転になるのを防止するよう動作する。また、その状態から電圧が上昇すると、電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以下になり、レベル検出器３３及びオンディレイ回路３５の出力が「オフ」となる。その状態がオフディレイ回路３６に設定された一定時間以上継続するとオフディレイ回路３６の出力が「オフ」となり、スイッチ回路３４にオフ指令が与えられ、電圧指令値Ｖｒｅｆはもとの値に戻る。
【００５０】
図９に示した第２の実施の形態による交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合、図１に示す第１の実施の形態と同様に、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することによりリミッタ運転になるのを防止することができる。また、負荷変動の速度が制御の応答に比べてゆっくりしている場合には、リミッタ運転を防止するために電圧指令値Ｖｒｅｆを補正する際、オンディレイ回路、オフディレイ回路を用いることで短時間の過渡的な電圧変動による出力変化に対しては補正を行わず、不要な電圧指令値の切替えを防止してより安定に運転することができる。
【００５１】
第２の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置がリミッタ運転になることを防止し、電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【００５２】
（第３の実施の形態）
図１１は本発明の第３の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。この第３の実施の形態は、図３２に示した従来の制御装置に対して、不感帯回路２９、増幅器３０、加算器３１を追加したものである。交流電圧制御回路５の出力に対するリミッタ回路６の出力値は不感帯回路２９に入力され、その出力が増幅値３０でゲインＫ倍され、電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力される。ここでリミッタ回路６の上下限リミット値は、無効電流定格値である。例えば、定格容量すなわち皮相電力１．０ｐｕに対して有効電力定格０．８ｐｕ、無効電力定格０．６ｐｕのシステムの場合はリミッタ回路６の上下限値は＋０．６ｐｕ、−０．６ｐｕである。不感帯回路２９の入出力特性は図２あるいは図６と類似であるが、出力開始レベルは０．９ｐｕではなく０．６ｐｕ以下の値、例えば０．６ｐｕの０．９倍である０．５４ｐｕといった値を使用する。加算器３１には電圧指令値Ｖｒｅｆが正の符号で入力されており、電圧指令値Ｖｒｅｆから前記補正値ΔＶｒｅｆを引いた値が最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’となる。
【００５３】
その他の構成は図３２のものと同じであり、リミッタ回路６の出力が無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして無効電流検出値Ｉｑと突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。有効電流に関しては図３２の従来例と同じ構成である。
【００５４】
次に、動作を説明する。交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．５４ｐｕ以下であれば、不感帯回路２９、増幅器３０の出力はゼロで、図３２の従来の電力変換装置と同等に動作する。交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下すると、交流電圧制御回路５への入力信号が正の大きな値となり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が増加する。出力が０．５４ｐｕ以上になり無効電流リミッタ運転に近づいた場合、不感帯回路２９の出力が正の値となり、これをＫ倍した値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられることにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより小さな値となる。Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、０．６ｐｕすなわち無効電流リミッタ運転になるのを防止するよう動作する。有効電流については電圧変化や無効電流出力量とは関係なく必要な値が出力される。
【００５５】
図１１に示した第３の実施の形態による交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することにより無効電流がリミッタ運転になるのを防止することができる。
【００５６】
図１２は本発明の第３の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図である。図１２のものは、図１１のものに対してリミット値演算回路３７を設け、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆに対するリミッタ回路１４の出力値から無効電流指令値Ｉｑｒｅｆに対するリミッタ回路６の上下限リミット値Ｉｑｍａｘ、Ｉｑｍｉｎを演算し、リミッタ回路６及び不感帯回路２９へ与える構成としたものである。リミット値演算回路３７では定格皮相電流Ｓ（ｐｕ）と有効電流指令値Ｉｄｒｅｆを用いて、Ｉｑｍａｘ＝√（Ｓ２−Ｉｄｒｅｆ２）、Ｉｑｍｉｎ＝−√（Ｓ２−Ｉｄｒｅｆ２）の演算により無効電流に対する上下限値を演算する。
【００５７】
また、図１３は図１２の制御装置の不感帯回路２９の入出力特性の特性図である。図２あるいは図６の不感帯回路１９の特性は固定であるが、図１３の特性ではリミット値演算回路３７から与えられた無効電流の上下限リミット値ＩｑｍａｘとＩｑｍｉｎとを使用し、入力信号がリミット値よりも０．１ｐｕだけ小さな値を超過した場合に、その超過分を出力する特性である。その他の構成は図１１の制御装置と同じである。
【００５８】
図１１の制御装置は、有効電流出力と無効電流出力の上下限値が固定のシステムである。例えば、定格容量すなわち皮相電流±１．０ｐｕに対し有効電流は±０．８ｐｕ、無効電流は±０．６ｐｕといった値が設定される。それに対し、図１２の制御装置では、必要な有効電流を出力した上で、皮相電流として余裕のある分を無効電流の上下限値として使用するものである。例えば、有効電流が０．１ｐｕしか出力されていない状態では、無効電流の上下限値は±√（１２−０．１２）＝±０．９９５ｐｕと大きくなるが、有効電流が０．９ｐｕ出力している状態では±√（１２−０．９２）＝±０．４３６ｐｕと小さくなる。
【００５９】
このリミッタ方式は自励式変換器を用いた電力変換装置ではしばしば用いられるが、このリミッタ方式の電力変換装置に対して、図１１のように図２あるいは図６に示すような固定の入出力特性をもつ不感帯を使用すると、無効電流がリミッタ運転となっても電圧指令値の補正が行われず電圧振動が発生したり、逆にリミッタ運転となるまでには余裕がある状態で電圧指令値に補正が行われて不要に指令値が変動するといった問題が生じる。そこで、図１２に示す制御装置を使用することで、変化する無効電流の上下限値に応じて電圧指令値の補正を行う無効電流の大きさを変えることができる。
【００６０】
図１２に示した交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合、電力変換装置の無効電流上下限リミット値が可変のシステムであっても、図１１に示す制御装置と同様に、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することにより無効電流がリミッタ運転になるのを防止することができる。
【００６１】
図１４は本発明の第３の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図である。図１４に示す制御装置は、図３１の従来の制御装置に対して、不感帯回路２９、増幅器３０、加算器３１を追加したものである。交流電圧制御回路５の出力に対するリミッタ回路６の出力値が不感帯回路２９に入力され、その出力が増幅値３０でゲインＫ倍され、電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力される。
【００６２】
ここで、リミッタ回路６の上下限リミット値は、定格容量すなわち±１．０ｐｕである。また不感帯２９の入出力特性としては、図２または図６の特性を使用する。加算器３１には電圧指令値Ｖｒｅｆが正の符号で入力されており、電圧指令値Ｖｒｅｆから前記補正値ΔＶｒｅｆを引いた値が最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’となる。その他の構成は図３１のものと同じであり、リミッタ回路６の出力が無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして出力電流制御回路７に与えられる。
【００６３】
次に、動作を説明する。交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以下であれば、不感帯回路２９、増幅器３０の出力はゼロで、図３１の従来の無効電力補償装置と同等に動作する。交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下し交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上になった場合、不感帯回路２９の出力が正の値となり、これをＫ倍した値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられることにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより小さな値となる。Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、１ｐｕすなわちリミッタ運転になるのを防止するよう動作する。
【００６４】
図１４に示した交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された無効電力補償装置２６に適用した場合について説明する。この交流き電システムで系統インピーダンス２０が大きく列車負荷２５の台数が増えて負荷量が大きくなった場合、き電回路２４、２４’の電圧が低下し電圧感度が高くなるため、無効電力補償装置や電力変換装置の電圧制御を含めたシステム全体の等価ゲインが大きくなり動作が不安定になりやすい。そのため、例えば電力変換装置２７の電圧制御と系統の間の干渉による電圧振動が発生する場合がある。
【００６５】
この振動の抑制対策として、電力変換装置２７の電圧制御回路の制御定数を変更する方法があるが、変更できる範囲には限界がある。その場合、同じ系統に接続された無効電力補償装置２６の電圧制御回路の制御定数を、振動が発生する周波数領域において電圧変動を抑制するような応答特性をもつ値にする方法が有効である。
【００６６】
しかし、こうした安定な特性の制御定数を使用しても、負荷がさらに増加して電圧の低下が大きくなり、無効電力補償装置２６が最大出力、すなわちリミッタ運転状態になると、制御ゲインが等価的にゼロとなり、電圧振動を抑制するような動作が行えなくなるために振動が発生するという問題がある。そこで、無効電力補償装置２６に図１４に示す制御装置を使用すると、リミッタ運転になることが避けられるため、電圧低下が大きくなっても安定に運転を行うことができる。
【００６７】
図１１、図１２、図１４に示す制御装置において、不感帯回路２９と増幅器３０の代わりにテーブル回路３２をもつ特性とし、テーブル回路３２の入出力特性として、例えば図８に示すような特性をもたせるようにしてもよい。
【００６８】
第３の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する無効電流制御特性をもつ電力変換装置あるいは無効電力補償装置がリミッタ運転になることを防止でき、電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【００６９】
（第４の実施の形態）
図１５は本発明の第４の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。この第４の実施の形態は、図１１に示した第３の実施の形態の制御装置に対し、不感帯回路２９と増幅器３０の代わりに、レベル検出器３３及びスイッチ回路３４を設けたものである。
【００７０】
交流電圧制御回路５の出力に対するリミッタ回路６の出力値がレベル検出器３３に入力され、レベル検出器３３は入力信号が予め設定された値を超えた場合、スイッチ回路３４に対して投入指令を与える。
【００７１】
ここで、リミッタ回路６の上下限リミット値は、図１１に示した第３の実施の形態の制御装置と同様、例えば±０．６ｐｕといった値であり、レベル検出器３３の検出レベルはそれよりやや小さい値、例えば０．５４ｐｕといった値が与えられる。スイッチ回路３４には固定値、例えば０．０５ｐｕという値が入力されており、投入指令が与えられると、その値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力される。加算器３１には電圧指令値Ｖｒｅｆが正の符号で入力されており、電圧指令値Ｖｒｅｆから前記補正値ΔＶｒｅｆを引いた値が最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’となる。
【００７２】
その他の構成は、図３２や図１１のものと同じであり、リミッタ回路６の出力が無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして無効電流検出値Ｉｑと突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。
【００７３】
次に、動作を説明する。交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．５４ｐｕ以下であれば、レベル検出器３３からスイッチ３４に対して投入指令は与えられず、図３２の従来の電力変換装置と同等に動作する。交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下すると、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が増加する。出力が０．５４ｐｕ以上になりリミット値０．６ｐｕに近づいた場合、レベル検出器３３からスイッチ３４に対して投入指令が与えられ、スイッチ回路３４に設定されている０．０５ｐｕが電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられる。これにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより０．０５ｐｕ小さな値となる。Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、０．６ｐｕすなわち無効電流リミッタ運転になるのを防止するよう動作する。
【００７４】
図１５に示した第４の実施の形態の交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することにより無効電流がリミッタ運転になるのを防止することができる。
【００７５】
図１６は本発明の第４の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図である。図１６の制御装置は、図１５の制御装置に対して、リミット値演算回路３７を設け、有効電流指令値Ｉｄｒｅｆに対するリミッタ回路１４の出力値から無効電流指令値Ｉｑｒｅｆに対するリミッタ回路６の上下限リミット値Ｉｑｍａｘ、Ｉｑｍｉｎを演算し、リミッタ回路６及びレベル検出器３３へ与える構成としたものである。リミット値演算回路３７では定格容量Ｓ（ｐｕ）と有効電流指令値Ｉｄｒｅｆを用いて、Ｉｑｍａｘ＝√（Ｓ２−Ｉｄｒｅｆ２）、Ｉｑｍｉｎ＝−√（Ｓ２−Ｉｄｒｅｆ２）の演算により無効電流に対する上下限値を演算する。またレベル検出器３３は無効電流に対するリミッタ回路６の出力値を入力信号とし、この入力信号がリミット値演算回路３７で得られる無効電流上限リミット値Ｉｑｍａｘよりやや小さい値、例えば（Ｉｑｍａｘ−０．１ｐｕ）より大きな値となった場合に、スイッチ回路３４へ投入指令を与える。その他の構成は図１５のものと同じである。
【００７６】
次に、動作を説明する。図１５の制御装置は有効電流出力と無効電流出力の上下限値が固定のシステムであるのに対し、図１６の制御装置では、必要な有効電流を出力した上で、皮相電流として余裕のある分を無効電流の上下限値として使用するものである。こうした可変リミッタ方式の電力変換装置に対して、図１５のもののように固定の動作レベル値をもつレベル検出器を使用すると、無効電流がリミッタ運転となっても電圧指令値の補正が行われず電圧振動が発生したり、逆にリミッタ運転となるまでには余裕がある状態で電圧指令値に補正が行われて不要に指令値が変動するといった問題が生じる。そこで、図１６に示す制御装置を使用することで、変化する無効電流の上下限値に応じて電圧指令値の補正を行う無効電流の大きさを変えることができる。
【００７７】
図１６に示した交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された電力変換装置２７に適用した場合、電力変換装置の無効電流上下限リミット値が可変のシステムであっても、図１５に示す制御装置と同様、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することにより無効電流がリミッタ運転になるのを防止することができる。
【００７８】
図１７は本発明の第４の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図である。図１４に示した第４の実施の形態における制御装置の不感帯回路２９と増幅器３０の代わりにレベル検出器３３及びスイッチ回路３４を設けたものである。
【００７９】
交流電圧制御回路５の出力に対するリミッタ回路６の出力値がレベル検出器３３に入力され、レベル検出器３３は入力信号が一定値、例えば０．９ｐｕというリミッタ回路６の上限リミット値１．０ｐｕに近い値以上になるとスイッチ回路３４に対し投入指令を与える。スイッチ回路３４には固定値、例えば０．０５ｐｕという値が入力されていて、投入指令が与えられるとその値が電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力される。加算器３１には電圧指令値Ｖｒｅｆが正の符号で入力されており、電圧指令値Ｖｒｅｆから前記補正値ΔＶｒｅｆを引いた値が最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’となる。その他の構成は、図３１や図１４の制御装置と同じであり、リミッタ回路６の出力が無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとして、出力電流制御回路７に与えられる。
【００８０】
次に、動作を説明する。交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以下であれば、レベル検出器３３の出力は「オフ」でスイッチ回路３４に対して投入指令は与えられず、図３１の従来の無効電力補償装置と同等に動作する。
【００８１】
交流電圧検出値Ｖａｃが指令値Ｖｒｅｆに比べ大きく低下し交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上になりリミッタ運転に近づいた場合、レベル検出器３３からスイッチ回路３４に投入指令が与えられ、スイッチ回路３４に設定された０．０５ｐｕが電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で与えられることにより、最終的な電圧指令値Ｖｒｅｆ’は補正前の値Ｖｒｅｆより小さな値となる。Ｖｒｅｆ’が小さな値となるため交流電圧検出値Ｖａｃとの差分は小さくなり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力の増加が抑制され、１ｐｕすなわちリミッタ運転になるのを防止するよう動作する。
【００８２】
図１７に示した交流電圧制御の制御装置を、図３４に示す交流き電システムに設置された無効電力補償装置２６に適用した場合、図１４に示す第３の実施の形態の制御装置と同様、電圧が低下し電圧制御回路の出力がリミット値に近づいた場合に、電圧指令値を補正することによりリミッタ運転になるのを防止することができる。
【００８３】
図１５、図１６、図１７に示す第４の実施の形態において、図９に示した第２の実施の形態の制御装置に対する図１０に示した制御装置と同様に、レベル検出器３３とスイッチ回路３４の間にオンディレイ回路３５及びオフディレイ回路３６を設ける構成とすることにより、負荷量が増加して電圧が低下した場合もリミッタ運転になることが避けられる。
【００８４】
そのため、電圧振動を発生させないで安定に運転を行うことができ、かつ、負荷変動の速度が制御の応答に比べてゆっくりしている場合には、オンディレイ回路、オフディレイ回路を用いることで短時間の過渡的な電圧変動による出力変化に対しては補正を行わず、不要なスイッチ回路３４の動作すなわち電圧指令値の切替えを防止してより安定に運転することができる。
【００８５】
第４の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する無効電流制御特性をもつ電力変換装置あるいは無効電力補償装置がリミッタ運転になることを防止し、電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【００８６】
（第５の実施の形態）
図１８は本発明の第５の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。この第５の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対して、１次遅れ回路３８を追加し、増幅器３０の出力に対して１次遅れ回路３８を介した値を電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力する構成としたものである。その他の構成は図１の第１の実施の形態と同じであり、リミッタ回路６の出力に対しゲインＫＰ、ＫＱを乗じた値が有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとしてそれぞれの検出値と突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。
【００８７】
次に動作を説明する。基本的な動作は図１に示した第１の実施の形態と同じであるが、１次遅れ回路を設けることにより電圧指令補正値ΔＶｒｅｆの変化が図１に示した第１の実施の形態の場合に比べて緩やかになる。第１の実施の形態では、交流電圧制御回路５の制御ゲインが大きい場合や、ステップ的に電圧変動が生じた場合には不感帯回路２９の出力変化、すなわち電圧指令値Ｖｒｅｆの変化が急峻になり交流電圧制御回路５に対する入力信号が変動するため、出力電流の過渡的な動揺が大きくなる可能性がある。そこで、図１８に示した第５の実施の形態を用いることにより、電圧指令値が急峻に変化することを防止でき、より安定に運転することができる。
【００８８】
図１９は本発明の第５の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図である。図１９に示した制御装置は、図９に示した第２の実施の形態に対して、１次遅れ回路３８を追加したものである。そして、スイッチ回路３４の出力に対して１次遅れ回路３８を介した値を電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力する構成としたものである。その他の構成は、図３３の従来例や図９の第２の実施の形態のものと同じであり、リミッタ回路６の出力に対しゲインＫＰ、ＫＱを乗じた値が有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとしてそれぞれの検出値と突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。
【００８９】
次に、動作を説明する。基本的な動作は図９に示した第２の実施の形態と同じであるが、１次遅れ回路３８を設けることにより電圧指令補正値ΔＶｒｅｆの変化が図９に示した第２の実施の形態に比べて緩やかになる。図９に示した第２の実施の形態では、スイッチ回路３４の投入により電圧指令補正値ΔＶｒｅｆを加算器３１へ与えることで電圧指令値Ｖｒｅｆがステップ的に変化し、交流電圧制御回路５に対する入力信号が急峻に変動するため、出力電流の過渡的な動揺が大きくなる可能性があるが、図１９の第５の実施の形態を用いることにより、電圧指令値が急峻に変化することを防止でき、より安定に運転することができる。
【００９０】
図２０は本発明の第５の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図である。図２０の制御装置は、図１９の制御装置の１次遅れ回路３８の代わりにスロープ回路３９を用い、スイッチ回路３４の出力に対してスロープ回路３９を介した値を電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力する構成としたものである。スロープ回路３９は、図２１に示すように、入力信号が与えられると予め設定した時間Ｔだけかけてスロープ状に出力が増加する特性をもつ。
【００９１】
その他の構成は図９に示した第２の実施の形態及び図１９に示した第５の実施の形態と同じであり、リミッタ回路６の出力に対しゲインＫＰ、ＫＱを乗じた値が有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとしてそれぞれの検出値と突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。
【００９２】
次に、動作を説明する。基本的な動作は第２の実施の形態や第４の実施の形態と同じであるがスロープ回路を設けることにより、電圧指令補正値ΔＶｒｅｆの変化が第４の実施の形態に比べて緩やかになる。第４の実施の形態では、スイッチ回路３４の投入により電圧指令補正値ΔＶｒｅｆを加算器３１へ与えることで電圧指令値Ｖｒｅｆがステップ的に変化し、交流電圧制御回路５に対する入力信号が急峻に変動するため、出力電流の過渡的な動揺が大きくなる可能性があるが、図２０に示した第５の実施の形態を用いることにより、電圧指令値が急峻に変化することを防止でき、より安定に運転することができる。
【００９３】
ここで、図１８に示す第５の実施の形態では、１次遅れ回路３８を増幅器３０と加算器３１との間に設ける構成としたが、これを不感帯回路２９と増幅器３０との間に入れる構成としてもよい。
【００９４】
また、図１に示す第１の実施の形態、図１１、図１２、図１４に示す第３の実施の形態において、不感帯回路２９または増幅器３０の出力に対して１次遅れ回路を設ける構成としても、電圧指令値が急峻に変化することを防止でき、より安定に運転することができる。
【００９５】
また、図１０に示す第２の実施の形態、図１５、図１６、図１７に示す第４の実施の形態において、スイッチ回路３４の出力に対してスロープ回路３９を設ける構成としても、電圧指令値が急峻に変化することを防止でき、より安定に運転することができる。
【００９６】
第５の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置がリミッタ運転になることを防止し、また電圧指令値の変更を緩やかに行うことで変更時の過渡動揺を小さく抑え、電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【００９７】
（第６の実施の形態）
図２２は、本発明の第６の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。この第６の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対して、スイッチ回路４０及び補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１を追加し、増幅器３０の出力に対してスイッチ回路４０を介した値を電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力する構成としたものである。
【００９８】
スイッチ回路４０の投入／開放は、補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１から与えられるＯＮ／ＯＦＦ指令により行われる。補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１には１つあるいは複数の系統状態信号が入力されており、補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１内部では入力された系統状態信号からスイッチ回路４０のオン／オフを判断する。
【００９９】
図２３は、補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１に入力される系統状態信号に関する交流き電系統システムの構成図である。図２３の交流き電系統のシステムは、図３４に示した従来の交流き電系統システムと同じものであり、図３４では簡略化して系統インピーダンス２０と背後電源２１とで現した電源系統を具体的に書き直したものである。
【０１００】
複数のき電変圧器２３、２３’が並列に、それぞれ遮断器４２、４２’を介して、き電変電所母線２２に接続されており、き電変電所母線２２は送電線４４、４４’、送電線用の遮断器４３、４３’、４５、４５’、及び発電機用変圧器４６、４６’、４６”を介して発電機４７、４７’、４７”に接続されている。一般的に、これらの変圧器、送電線、発電機などは点検や故障に備えて複数台が並列に接続され用いられている。それぞれの台数が多いほど等価的な系統インピーダンス２０は小さな値となり電圧変動が小さくより安定なシステムとなる。ここで、系統状態信号として、発電機用遮断器４６、４６’、４６”、送電線用遮断器４３、４３’、変圧器用遮断器２３、２３’の状態信号を監視することで、発電機、送電線、変圧器の運転台数を把握することができる。
【０１０１】
これらの信号を通信線を用いて電力変換装置２７の制御装置へ与え、あるいは手動により電力変換装置２７の制御装置へ与え、その制御装置内の補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１では、例えば、図２４に示すようなロジック回路により、スイッチ回路４０に対するオン／オフ信号を発生させる。具体的にどのようなロジック回路を用いるかは系統個別に異なり、事前にシミュレーション等により電圧振動が発生する可能性のある系統条件を把握した上で、その条件の場合に出力が「オン」となるようなロジック回路を使用する。
【０１０２】
その他の構成は図１の第１の実施の形態と同じであり、リミッタ回路６の出力に対しゲインＫＰ、ＫＱを乗じた値が有効電流指令値Ｉｄｒｅｆ、無効電流指令値Ｉｑｒｅｆとしてそれぞれの検出値と突き合わされ、出力電流制御回路１６に与えられる。
【０１０３】
次に、動作を説明する。基本的な動作は図１に示した第１の実施の形態と同じであるが、スイッチ回路４０及び補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１を設けることにより、電圧指令値に対する補正を行うか否かを、当該電力変換装置が接続される系統の状態に応じて切替えるよう動作する。
【０１０４】
例えば、補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１の内部構成として図２４（ａ）のようなロジック回路を用いた場合には、図２３における発電機４７、４７’、４７”、送電線４４、４４’、き電変圧器２３、２３’のいずれか１台以上が停止状態の場合、論理和回路４８の出力がオンとなりスイッチ回路４０が投入状態となって、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上となった場合に電圧指令値が補正される。発電機、送電線、き電変圧器がすべて運転状態であれば論理和回路４８の出力はオフであり、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上となっても電圧指令値の補正は行われない。
【０１０５】
また、補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１の内部構成として図２４（ｂ）のようなロジック回路を用いた場合には、図２３における発電機４７、４７’、４７”のうち１台以上が停止かつ、き電変圧器２３、２３’のいずれか１台以上が停止の場合か、あるいは送電線４４、４４’のうち１回線が停止の場合、論理和回路４８の出力がオンとなりスイッチ回路４０が投入状態となって、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上となった場合に電圧指令値が補正される。
【０１０６】
補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１の内部構成として、図２４（ｃ）のようなロジック回路を用いた場合には、発電機４７、４７’、４７”や変圧器２３、２３’の運転状態に関わりなく送電線４４、４４’のうち１回線が停止の場合にスイッチ回路４０が投入状態となって、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上となった場合に電圧指令値が補正される。
【０１０７】
補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１のロジック回路は、電圧振動が発生する可能性のある系統条件の場合に「ＯＮ」となるよう構成されているので、電圧指令値Ｖｒｅｆの補正は当該電力変換装置が接続された系統で電圧振動が発生する可能性のある場合のみ行われ、電力変換装置がリミッタ運転になっても安定に運転できる系統条件であれば補正は行われない。
【０１０８】
図３のＰ−Ｖカーブ（電力融通量に対する電圧の変化特性を示すカーブ）を用いて前述したように、負荷量の変化に対する電圧の変化、すなわち電圧感度が高くなった場合に電圧振動が発生しやすい。この電圧感度は電源と負荷との間の系統インピーダンスが大きいほど、すなわち発電機、送電線、変圧器などの停止台数が増えるほど高くなり、電圧振動が発生しやすい条件となる。具体的に振動が発生する条件は個別の系統により異なり、発電機、送電線、変圧器などが一定台数以上運転状態であれば電力変換装置がリミッタ運転になっても電圧振動は発生しない系統もある。
【０１０９】
そうしたシステムに設置される電力変換装置に、図２２に示す第６の実施の形態を適用することにより、電圧振動が発生する系統条件の場合のみ電力変換装置がリミッタ運転とならないよう電圧指令値Ｖｒｅｆの補正を行い、不要な電圧指令値の変更を行わないように動作させることができる。
【０１１０】
図２５は本発明の第６の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図である。図１に示した第１の実施の形態に対して、スイッチ回路５１、ゲイン切替え回路５０を追加して設けたものである。そして、スイッチ回路５１の入力端子には固定の値、例えばＫ＝０．５とＫ＝０が与えられており、ゲイン切替え回路５０からの信号によりどちらかを選択して出力し、その値をゲインＫとして増幅器３０へ与える。ゲイン切替え回路５０には、１つあるいは複数の系統状態信号が入力されており、入力された系統状態信号からスイッチ回路５１の選択端子を判断する。
【０１１１】
このゲイン切替え回路５０の内部構成は、図２４に示す補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１の内部構成と同等であり、当該電力変換装置が接続される系統において電圧振動が発生する可能性のある系統条件の場合に出力が「オン」となるようなロジック回路であり、ロジック回路の出力が「オン」の場合にスイッチ回路５１においてＫ＝０．５を、「オフ」の場合にＫ＝０を選択する。
【０１１２】
これにより、電圧振動が発生しない系統条件の場合は当該電力変換装置がリミッタ運転になっても、不要な電圧指令値の変更を行わないで運転を行い、電圧振動が発生する系統条件の場合のみ、電力変換装置がリミッタ運転とならないよう電圧指令値Ｖｒｅｆの補正を行うことができる。
【０１１３】
図２６は本発明の第６の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図である。図９に示した第２の実施の形態に対して、スイッチ回路５１、補正値切替え回路５２を追加したものである。そして、スイッチ回路５１の入力端子には固定の値例えば０．０５ｐｕと０ｐｕが与えられており、補正値切替え回路５２からの信号によりどちらかを選択して出力し、その値を電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとしてスイッチ回路３４へ与える。補正値切替え回路５２には１つあるいは複数の系統状態信号が入力されており、入力された系統状態信号からスイッチ回路５１の選択端子を判断する。
【０１１４】
この補正値切替え回路５２の内部構成は、図２４に示す補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１の内部構成と同等であり、当該電力変換装置が接続される系統において電圧振動が発生する可能性のある系統条件の場合に出力が「オン」となるようなロジック回路であり、ロジック回路の出力が「オン」の場合にスイッチ回路５１において０．０５ｐｕを、「オフ」の場合に０ｐｕを選択する。
【０１１５】
これにより、電圧振動が発生しない系統条件の場合は当該電力変換装置がリミッタ運転になっても不要な電圧指令値の変更を行わないで運転を行い、電圧振動が発生する系統条件の場合のみ、電力変換装置がリミッタ運転とならないよう電圧指令値Ｖｒｅｆの補正を行うことができる。
【０１１６】
ここで、図２２、図２５、図２６に示す第６の実施の形態では、図１に示す第１の実施の形態、あるいは図９に示す第２の実施の形態といった交流電圧制御回路５の出力によって有効電流と無効電流の両方を制御する電力変換装置の制御回路に対して、系統状態信号により補正のＯＮ／ＯＦＦ、あるいはゲイン、あるいは補正値を切替える構成としたが、図１１、図１２、図１４に示す第３の実施の形態、あるいは図１５、図１６、図１７に示す第４の実施の形態における交流電圧制御回路５の出力によって無効電流のみを制御する電力変換装置や無効電力補償装置の制御回路に対して、系統状態信号により補正のＯＮ／ＯＦＦ、あるいはゲインＫ、あるいは補正値を切替える構成としてもよい。
【０１１７】
また、図１０に示す第２の実施の形態のようにレベル検出器３３の後段にオンディレイ回路３５やオフディレイ回路３６を設ける場合、図１８、図１９、図２０に示す第５の実施の形態のように１次遅れ回路３８やスロープ回路３９によって電圧指令値の補正を緩やかに行う場合についても、系統状態信号により補正のＯＮ／ＯＦＦ、あるいはゲインＫ、あるいは補正値を切替える構成とするようにしてもよい。
【０１１８】
第６の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置がリミッタ運転になることを防止し、また電圧指令値の変更を必要最小限にして、電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【０１１９】
（第７の実施の形態）
図２７は本発明の第７の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。この第７の実施の形態は、図１に示した第１の実施の形態に対して、スイッチ回路４０を追加し、増幅器３０の出力に対してスイッチ回路４０を介した値を電圧指令補正値ΔＶｒｅｆとして加算器３１に負の符号で入力する構成としたものである。スイッチ回路４０の投入／開放は当該電力変換装置に隣接する無効電力補償装置の運転状態信号により行われ、隣接する無効電力補償装置が運転状態であればスイッチ回路４０は投入、停止であれば開放となる。
【０１２０】
図２８に無効電力補償装置の運転状態信号に関する交流き電系統システムの構成図を示す。図２８の交流き電系統のシステムは、図３４や図２３に示した従来の交流き電系統システムと同じものである。当該電力補償装置２７と隣接する無効電力補償装置２６は、き電回路２４を介して接続されており、電力補償装置２７は、無効電力補償装置２６と系統との干渉により発生する電圧振動を抑制するよう動作する電圧制御回路の制御特性を持っている。この無効電力補償装置２６の運転状態信号を通信線を用いて電力変換装置２７の制御装置へ与え、あるいは手動により電力変換装置２７の制御装置へ与えることにより、スイッチ回路４０のオン／オフ、すなわち電圧指令値Ｖｒｅｆに対する補正を行うか否かの切り替えを行う。
【０１２１】
無効電力補償装置２６が停止している場合には、無効電力補償装置と系統との干渉による電圧振動は発生しないため電力変換装置２７が振動抑制のためリミッタ運転しないよう動作する必要はない。従って無効電力補償装置２６が停止の場合にはスイッチ回路４０をオフとして、交流電圧制御回路５及びリミッタ回路６の出力が０．９ｐｕ以上となりリミッタ運転に近づいても電圧指令値の補正は行われない。
【０１２２】
これにより、電圧振動の原因となる無効電力補償装置が運転している場合のみ、電力変換装置がリミッタ運転とならないよう電圧指令値Ｖｒｅｆの補正を行い、不要な電力指令値の変更を行わないで運転することができる。
【０１２３】
図２９は本発明の第７の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図である。図２９の制御装置は、図２２に示す第６の実施の形態の補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１に対して、１つあるいは複数の系統状態信号とともに隣接する無効電力補償装置の運転状態信号が入力するようにしたものである。そして、補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１内部では、入力された系統状態信号及び無効電力補償装置の運転状態信号からスイッチ回路４０のオン／オフを判断する。
【０１２４】
補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路４１内部は、図３０に示すようなロジック回路で構成され、系統個別に決まる電圧振動が発生する可能性のある系統条件と、隣接する無効電力補償装置が運転状態であるという信号が論理積回路５３に入力され、その両方が満たされた場合にスイッチ回路４０に対して投入指令信号を与える。
【０１２５】
これにより、不要な電圧指令値の変更を行わないで、電圧振動が発生する系統条件で、かつ振動の原因となる無効電力補償装置が運転されている場合のみ、電力変換装置がリミッタ運転とならないよう電圧指令値Ｖｒｅｆの補正を行うことができる。
【０１２６】
図２７、図２９に示す第７の実施の形態では、スイッチ回路４０により電圧指令値に対する補正の有無を切替える方式で、無効電力補償装置の運転状態あるいは無効電力補償装置の運転状態と系統条件とにより電圧指令値の補正を行うか否かを切替える構成としたが、図２５に示す第６の実施の形態のようにゲインＫの切替えにより補正の有無を切替える場合や、図２６に示す第６の実施の形態のように補正値の切替えにより補正の有無を切替える場合にも、その切替え条件として無効電力補償装置の運転状態あるいは無効電力補償装置の運転状態と系統条件とを使用するようにしてもよい。
【０１２７】
また、図１１、図１２、図１４に示す第３の実施の形態、及び図１５、図１６、図１７に示す第４の実施の形態のように、交流電圧制御回路５の出力によって無効電力のみを制御する電力変換装置や無効電力補償装置の制御回路で、隣接する無効電力補償装置や電力補償装置の運転状態あるいは隣接する無効電力補償装置や電力変換装置の運転状態と系統条件により電圧指令値の補正を行うか否かを切替えるようにしてもよい。
【０１２８】
また、図１０に示す第２の実施の形態のようにレベル検出器３３の後段にオンディレイ回路３５やオフディレイ回路３６を設ける場合、図１８、図１９、図２０に示す第５の実施の形態のように１次遅れ回路３８やスロープ回路３９によって電圧指令値の補正を緩やかに行う場合についても、隣接する無効電力補償装置や電力補償装置の運転状態あるいは隣接する無効電力補償装置や電力変換装置の運転状態と系統条件により電圧指令値の補正のＯＮ／ＯＦＦ、あるいは増幅率Ｋ、あるいは補正値を切替える構成としてもよい。
【０１２９】
第７の実施の形態によれば、複数の電力変換装置あるいは無効電力補償装置により交流電圧を制御している電力系統において、電圧振動を抑制する制御特性をもつ電力変換装置がリミッタ運転になることを防止し、また電圧指令値の変更を必要最小限にして、電圧振動を発生させず安定に運転することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１３０】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図２】本発明の第１の実施の形態における不感帯回路の入出力特性の一例の特性図。
【図３】電力融通量Ｐに対する負荷点電圧Ｖの変化特性を示すＰ−Ｖカーブの特性図。
【図４】図３４に示す交流き電システムで、負荷量を増加させた場合のシミュレーション結果の波形（無効電力補償装置と電力変換装置の交流電圧制御定数による動作比較）
【図５】図３４に示す交流き電システムの電力変換装置２７に従来の制御装置を適用した場合と図１に示す第１の実施の形態の制御装置を適用した場合との動作を比較したシミュレーション結果の特性図。
【図６】本発明の第１の実施の形態における不感帯回路の入出力特性の他の一例の特性図。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図８】図７のテーブル回路３２に予め記憶した入出力特性の一例を示す特性図。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図１２】本発明の第３の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図１３】図１２に示した制御装置の不感帯回路２９の入出力特性の特性図。
【図１４】本発明の第３の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図。
【図１５】本発明の第４の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図１６】本発明の第４の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図１７】本発明の第４の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図。
【図１８】本発明の第５の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図１９】本発明の第５の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図２０】本発明の第５の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図。
【図２１】図２０のスロープ回路の動作特性の一例の特性図。
【図２２】本発明の第６の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図２３】本発明の第６の実施の形態における交流き電系統のシステム構成図。
【図２４】図２２における補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路の内部ロジックの一例を示すロジック回路図。
【図２５】本発明の第６の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図２６】本発明の第６の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の別の他の一例のブロック構成図。
【図２７】本発明の第７の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の一例のブロック構成図。
【図２８】本発明の第７の実施の形態における交流き電系統のシステム構成図。
【図２９】本発明の第７の実施の形態に係わる交流電圧制御の制御装置の他の一例のブロック構成図。
【図３０】図２９における補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路の内部ロジックの一例を示すロジック回路図。
【図３１】一般的な交流電圧制御方法を使用した無効電力補償装置のシステム構成図。
【図３２】一般的な交流電圧制御方法を使用した電力変換装置のシステム構成図。
【図３３】一般的な交流電圧制御方法を使用した電力変換装置で交流電圧制御により有効電流と無効電流との両方を制御する場合のシステム構成図。
【図３４】複数の無効電力補償装置及び電力変換装置が設置された交流き電系統のシステム構成図。
【符号の説明】
【０１３１】
１…交流母線、２…サイリスタ制御リアクトル、３…電力用コンデンサ、４…電圧検出器、５…交流電圧制御回路、６…リミッタ回路、７…出力電流制御回路、８…パルス発生回路、９…変換器用変圧器、１０…自励式変換器、１１…直流電源、１２…加算器、１３…交流電圧制御回路、１４…リミッタ回路、１５…加算器、１６…出力電流制御回路、１７…パルス発生回路、１８、１９…増幅器、２０…系統インピーダンス、２１…背後電源、２２…き電変電所母線、２３、２３’…き電変圧器、２４、２４’…交流き電回路、２５、２５’、２５”…列車負荷、２６…無効電力補償装置、２７…電力変換装置、２９…不感帯回路、３０…増幅器、３１…加算器、３２…テーブル回路、３３…レベル検出器、３４…スイッチ回路、３５…オンディレイ回路、３６…オフディレイ回路、３７…リミット値演算回路、３８…１次遅れ回路、３９…スロープ回路、４０…スイッチ回路、４１…補正ＯＮ／ＯＦＦ切替え回路、４２、４２’…変圧器用遮断器、４３、４３’…送電線用遮断器、４４、４４’…送電線、４５、４５’…送電線用遮断器、４６、４６’、４６”…発電機用遮断器、４７、４７’、４７”…発電機、４８…論理和（ＯＲ）回路、４９…論理積（ＡＮＤ）回路、５０…ゲイン切替え回路、５１…スイッチ回路、５２…補正値切替え回路、５３…論理積（ＡＮＤ）回路、Ｖｒｅｆ…交流電圧指令値、Ｖａｃ…交流電圧検出値、Ｉｑｒｅｆ…無効電流指令値、Ｉｄｒｅｆ…有効電流指令値、Ｉｑ…無効電流検出値、Ｉｄ…有効電流検出値、ΔＶｒｅｆ…交流電圧指令補正値
【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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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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