(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統の電流信号を入力し、電流の変化を電圧信号として出力する際の電圧レベルを調整するフリッカレベル調整手段を有する等価式フリッカ測定装置であって、
調整対象以外のフリッカ発生源の操業を停止して電圧式フリッカ測定装置で測定したフリッカ値である電圧式フリッカ値と、背後短絡容量と、基準短絡容量と、系統残留フリッカ値とをもとに前記フリッカレベル調整手段を調整するための目標値を演算する演算手段を有することを特徴とする等価式フリッカ測定装置。
【請求項２】
等価式フリッカ測定装置の出力値が前記目標値と等しくなるように前記フリッカレベル調整手段の出力を自動調整する手段を有することを特徴とする請求項１記載の等価式フリッカ測定装置。
【請求項３】
電力系統の電流信号を入力し、電流の変化を電圧信号として出力する際の電圧レベルを調整するフリッカレベル調整手段を有する等価式フリッカ測定装置の調整方法であって、
調整対象以外のフリッカ発生源の操業を停止して電圧式フリッカ測定装置で測定したフリッカ値である電圧式フリッカ値と、背後短絡容量と、基準短絡容量と、系統残留フリッカ値とをもとに前記フリッカレベル調整手段を調整することを特徴とする等価式フリッカ測定装置の調整方法。
【請求項４】
前記フリッカレベル調整手段は、前記等価式フリッカ測定装置の出力である等価式フリッカ値が、
【数１】
0004425241.tif 000003
Ｘｃ：調整時の測定点から見た背後短絡容量
Ｘｂ：基準短絡容量
ＳＲＶ（System Residual Value）：基準短絡容量における系統残留分フリッカの平均値
となるように調整されることを特徴とする請求項３記載の等価式フリッカ測定装置の調整方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、対象負荷により発生するフリッカの測定技術に係り、特に系統短絡容量の変化や他所から発生するフリッカの影響を受けないフリッカ測定装置の調整方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に電力会社などの電力事業者は、電力品質を維持するため、電気炉などのフリッカ発生源を設置している電力需要家（以下、単に需要家という。）との間において、基準母線、ΔＶ１０値（１０Ｈｚ成分を中心とした電圧変動を１分間に渡って平均化した値）、短絡容量等の基準を定めて協定を結んでいる。
【０００３】
しかし、同一系統内に複数のフリッカ発生源が混在している場合、電圧のみを入力とするフリッカ測定装置（以下、電圧式フリッカ測定装置という。）では、複数箇所から発生するフリッカを合成した値を測定することになり、フリッカ発生源ごとの発生量を分離して測定できない。
【０００４】
このように同一系統内に複数のフリッカ発生源が混在している場合でも、より正確にフリッカ値を測定するため、フリッカ測定対象負荷の電流変動を電圧変動に変換することによって測定対象ごとのフリッカ値を測定するいわゆる等価式フリッカ測定装置が提案されている。
【０００５】
例えば、特許文献１では、等価測定演算部により対象負荷の電流変動を電圧変動に変換し、その電圧変動から系統電圧に同期した理想的な正弦波を差し引いて電圧変動の瞬時値を求め、フリッカ演算部により、先に求めた電圧変動の瞬時値に基づいてフリッカ値を算出する等価式フリッカ測定装置が記載されている。
【特許文献１】特開平１１−６４４１１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、フリッカ値は系統短絡容量の変化に伴って変動し、また、系統に常時発生しているフリッカ（系統残留分フリッカ）の影響を受けるため、たとえ等価式フリッカ測定装置を使用したとしても従来の測定方法では、基準となる短絡容量において測定対象負荷が個別に発生させるフリッカ値を正確に測定できないという問題があった。
【０００７】
本発明は上述のかかる事情に鑑みてなされたものであり、系統短絡容量の変化や他所から発生するフリッカの影響を受けず、系統のフリッカ残留分を排除した正確なフリッカ値を計測することのできる等価式フリッカ測定装置および等価式フリッカ測定装置の調整方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成するため、本発明に係わる等価式フリッカ測定装置は、電力系統の電流信号を入力し、電流の変化を電圧信号として出力する際の電圧レベルを調整するフリッカレベル調整手段を有する等価式フリッカ測定装置であって、電圧式フリッカ測定装置で測定したフリッカ値である電圧式フリッカ値と、背後短絡容量と、基準短絡容量と、系統残留フリッカ値とをもとに前記フリッカレベル調整手段を調整するための目標値を演算する演算手段を有することを特徴とする。
【０００９】
本発明では、電圧式フリッカ値、背後短絡容量、基準短絡容量、系統残留フリッカ値を用いて等価式フリッカ測定装置の出力目標値を計算する演算手段を設ける。
【００１０】
好ましくは、等価式フリッカ測定装置の出力値が前記目標値と等しくなるように前記フリッカレベル調整手段の出力を自動調整する手段を備えるようにすると良い。
【００１１】
また、本発明に係わる等価式フリッカ測定装置の調整方法は、電力系統の電流信号を入力し、電流の変化を電圧信号として出力する際の電圧レベルを調整するフリッカレベル調整手段を有する等価式フリッカ測定装置の調整方法であって、電圧式フリッカ測定装置で測定したフリッカ値である電圧式フリッカ値と、背後短絡容量と、基準短絡容量と、系統残留フリッカ値とをもとに前記フリッカレベル調整手段を調整することを特徴とする。
【００１２】
本発明では、等価式フリッカ測定装置を用いた場合、その出力値を電圧式フリッカ測定装置での測定値に合わせるのではなく、さらに、背後短絡容量、基準短絡容量、系統残留フリッカ値を用いて演算した所定値になるように調整する。
【００１３】
ここで、系統残留フリッカ値とは、フリッカ発生源を全て停止した状態もしくはフリッカ値を所定値レベル以下にしたときの系統に残留して発生しているフリッカ値をいう。また、基準短絡容量は需要家との協定に基づく基準短絡容量である。背後短絡容量は調整時の測定点を基準とした背後短絡容量である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、等価式フリッカ測定装置のフリッカ値を敢えて電圧式フリッカ測定装置のそれとは異なる値に設定することによって、系統短絡容量の変化や系統のフリッカ残留分を排除したより正確なフリッカ値を計測することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
図１は、第１の実施の形態に係わる等価式フリッカ測定装置１の系統への接続状態を表す図である。
【００１６】
ここで、等価式フリッカ測定装置１は、電圧変動合成アダプタ１０とフリッカメータＡ９０で構成されている。このフリッカメータＡ９０は、従来の電圧方式のフリッカメータである。
【００１７】
この電圧変動合成アダプタ１０は、測定対象の電流変動を電圧変動に変換する装置であり、その出力値をフリッカメータＡ９０に入力することで、測定対象負荷が単独で発生させているフリッカが測定可能となる。
【００１８】
フリッカメータＢ９１は、需要家の構内の母線電圧を入力した一般的な電圧式方式のフリッカメータである。本実施の形態は、このフリッカメータＢ９１の測定値に特定の演算を施して、得られた演算結果をフリッカメータＡ９０の出力目標値として、電圧変動合成アダプタ１０の出力、即ち、フリッカメータＡ９０の入力を調整するものである。
【００１９】
なお、フリッカメータＡ９０とフリッカメータＢ９１は測定箇所が異なるのみで、実質的に同一の構造を有するものである。
【００２０】
図２は、電圧変動合成アダプタ１０のブロック図である。図２において、電圧変動合成アダプタ１０は、系統の電圧信号を入力して電圧変動の無い電源電圧を模擬するする電源電圧模擬回路１１、系統の電流変動を検出してこの変動を電圧信号として出力する電流変動検出回路２１、両回路１１、２１の出力信号を重畳するための差動アンプ３１、および、外部へ出力するための出力バッファアンプ３２で構成されている。
【００２１】
電源電圧模擬回路１１は、需要家の構内母線から変成器ＰＴ９６を介して電圧信号を取り込み、絶縁回路１２で信号を絶縁して、入力バッファアンプ１３で所定の電圧レベルに変換する。この信号の位相を移相器１４および位相調整ボリューム（ＶＲ）１５によって調整する。たとえば、系統内におけるフリッカ測定位置と電流測定位置が同一の場合は、入出力の位相差を０度に調整する。
【００２２】
この出力を方形波整形回路１６で整形し、ローパスフィルタ１７を介して高周波成分を除去し、さらに電圧レベルＶＲ１８でフリッカメータＡ９０へ入力する基準電圧に調整して正弦波を生成する。この電源電圧模擬回路１１によって、電圧変動のない系統の電源電圧を模擬することができる。
【００２３】
一方、電流変動検出回路２１は、需要家の構内母線から測定対象のフリッカ発生源に至る電流信号を変流器ＣＴ９７を介して入力し、絶縁回路２２で絶縁して微分器２３によってこの電流信号の変化分を抽出する。この出力は、切替スイッチ２４を経由してフリッカレベルＶＲ２５で所定のレベルの電圧信号として出力され、差動アンプ３１の入力となる。
【００２４】
なお、切替スイッチ２４は、電源電圧模擬回路１１で、位相や電圧レベルの調整を行う際は、電流変動による影響を排除するためにアース側に設定しておき、電流信号を入力する際は微分器２３側に設定する。
【００２５】
このように、この電流変動検出回路２１は、電流変動を微分器２３により求め、その変動分を抵抗に流すことで生じる電圧変動を差動アンプ３１に入力することによって、電源電圧模擬回路１１で生成される基準電圧からの変動を電圧信号として模擬することができる。    
【００２６】
また、電流変動検出回路２１のフリッカレベルＶＲ２５の抵抗値を変化させることにより電流変動における電圧変動の大きさを変化させることができる。すなわち、フリッカレベルＶＲ２５は、系統短絡容量に対応した電圧変動となるように調整した系統の背後インピーダンスを模擬していることになる。
<等価式フリッカ値測定のためのフリッカレベルＶＲの調整方法>
【００２７】
次に、上記の構成の等価式フリッカ測定装置１のフリッカレベルＶＲ２５の調整方法について説明する。
【００２８】
図１において、需要家の構内母線の電圧信号をフリッカメータＢ９１に取り込み、そのフリッカ値を測定する。以下、フリッカメータＢ９１によって測定したフリッカ値を電圧式フリッカ値という。
【００２９】
この電圧式フリッカ値を下記の式（１）に代入して求めた値（目標値）と、フリッカメータＡ９０の測定値（以下、等価式フリッカ値という）が一致するようにフリッカレベルＶＲ２５を調整する。
【数２】
0004425241.tif 000002
【００３０】
ここで、
Ｘｃ：調整時の測定点から見た背後短絡容量
Ｘｂ：基準短絡容量（需要家との協定値）
ＳＲＶ（System Residual Value）：基準短絡容量における系統残留分フリッカの平均値
【００３１】
なお、電圧式フリッカ値は、測定対象以外の需要家が操業している場合、その影響を受けるため、調整中には調整対象以外のフリッカ発生源の操業を停止しておく必要がある。また、目標値と等価式フリッカ値の近似直線の傾きが異なる場合には、需要家との協定値近辺で一致するよう調整することが望ましい。
【００３２】
式（１）のとおり、測定された電圧式フリッカ値を基準短絡容量でのフリッカ値に換算したものから、基準短絡容量に換算した系統残留分のフリッカ値であるＳＲＶ（System Residual Value）を二乗和二乗根により差し引くことで、基準の系統短絡容量において測定対象負荷が単独で発生させているフリッカ値を算出する。ＳＲＶとしては、図３に示すように基準短絡容量における系統残留分フリッカの平均値を用いる。
【００３３】
本実施の形態による調整方法によれば、系統残留分を排除し、協定値の短絡容量における測定対象単独のフリッカ値の正確な測定が可能となる。需要家では測定値をモニタリングすることで、自所で発生するフリッカ値の把握が可能となり、フリッカ発生状況の調査や操業方法の工夫などのフリッカ抑制施策が期待できる。
【００３４】
次に第２の実施の形態を説明する。
図４は、本実施の形態による等価式フリッカ測定装置である。第１の実施の形態との違いは、フリッカメータＢ９１の出力値を入力して、フリッカメータＡ９０の目標値を演算する演算手段３３と、フリッカメータＡ９０の出力値が目標値と等しくなるようにフリッカレベルＶＲ２５を自動調整する調整手段３４を追加したことである。フリッカメータＢ９１は、系統から直接、電圧信号を入力することもできるが、図４に示すように電圧変動合成アダプタ１１の回路１２、１３など、一部の機能を共有させることもできる。
【００３５】
以上の構成において、演算手段３３は、フリッカメータＢ９１から電圧式フリッカ値を入力すると、予め保存しておいた式（１）または式（２）の情報を用いて等価式フリッカ値を算出する。調整手段３４は、この等価式フリッカ値とフリッカメータＡ９０の出力値を入力し、フリッカメータＡ９０が等価式フリッカ値になるようにフリッカレベルＶＲ２５へＶＲレベルを調整するための制御指令を出力する。
【００３６】
以上、本実施の形態によれば、第１の実施の形態の効果に加えて、自動的にフリッカレベルの調整を行うことができるので、調整者の労力の軽減や調整時間の短縮を図ることができる。
【００３７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されること無く、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施できることは言うまでもない。たとえば、等価式フリッカ測定装置を電圧合成アダプタとフリッカメータ（電圧式フリッカ測定装置）とで構成することとしたが、両者を一体として構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の実施の形態による等価式フリッカ測定装置とフリッカ発生源との系統接続関係を示した系統構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態による等価式フリッカ測定装置のブロック図である。
【図３】系統残留フリッカ値（ＳＲＶ）の考え方の説明図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態による等価式フリッカ測定装置のブロック図である。
【符号の説明】
【００３９】
１  等価式フリッカ測定装置
１０  電圧変動合成アダプタ
１１  電源電圧模擬回路
１２、２２  絶縁回路
１３  入力バッファアンプ
１４  移相器
１５  位相調整ＶＲ
１６  方形波整形回路
１７  ローパスフィルタ
１８  電圧レベルＶＲ
２１  電流変動検出回路
２３  微分器
２４  切替スイッチ
２５  フリッカレベルＶＲ
３１  差動アンプ
３２  出力バッファアンプ
３３  演算手段
３４  調整手段
９０、９１  フリッカメータ（電圧式フリッカ測定装置）
９２、９３  発電機
９４  測定対象以外のフリッカ発生源
９５  測定対象のフリッカ発生源
９６  ＰＴ
９７  ＣＴ
【図１】
0004425241.tif 000004
【図２】
0004425241.tif 000005
【図３】
0004425241.tif 000006
【図４】
0004425241.tif 000007