(57)【要約】【課題】定常状態および相不平衡条件においても、制御を介して静止型無効電力補償システムが正常な動作を行えるようにして、システムの性能を向上させることができる制御技法を提供することを目的とする。【解決手段】本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置は、電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給する複数の電流供給部と、前記それぞれの相電流を測定する複数の電流感知部と、前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断し、前記不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように前記複数の電流供給部の少なくとも１つ以上を個別的に制御する制御部とを含む。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
静止型無効電力補償システムにおける制御装置において、
電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給する複数の電流供給部と、
前記それぞれの相電流を測定する複数の電流感知部と、
前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断し、前記不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡に対応する誤差を計算し、前記誤差を補償できるように前記複数の電流供給部の少なくとも１つ以上を個別的に制御する制御部と、
を含む、制御装置。
【請求項２】
前記複数の電流供給部のそれぞれは、前記それぞれの相電流を供給するために点弧されるサイリスタを含み、
前記制御部は、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように前記サイリスタを個別的に点弧する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記三相電流の実効値を計算し、これに基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断する、請求項１に記載の制御装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記静止型無効電力補償システムの運転特性に対する定数値を計算し、これを考慮して前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断する、請求項３に記載の制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記静止型無効電力補償システムの内部電流を測定し、これを反映して前記静止型無効電力補償システムの運転特性に対する定数値を計算する、請求項４に記載の制御装置。
【請求項６】
静止型無効電力補償システムにおける制御装置の制御方法において、
電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給するステップと、
前記それぞれの相電流を測定するステップと、
前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断するステップと、
前記不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡に対応する誤差を計算し、前記誤差を補償できるように複数の電流供給部の少なくとも１つ以上を個別的に制御するステップと、
を含む、制御装置の制御方法。
【請求項７】
前記複数の電流供給部のそれぞれは、前記それぞれの相電流を供給するために点弧されるサイリスタを含み、
前記制御装置は、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように前記サイリスタを個別的に点弧する、請求項６に記載の制御装置の制御方法。
【請求項８】
前記制御装置は、前記三相電流の実効値を計算し、これに基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断する、請求項６に記載の制御装置の制御方法。
【請求項９】
前記制御装置は、前記静止型無効電力補償システムの運転特性に対する定数値を計算し、これを考慮して前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断する、請求項８に記載の制御装置の制御方法。
【請求項１０】
前記制御装置は、前記静止型無効電力補償システムの内部電流を測定し、これを反映して前記静止型無効電力補償システムの運転特性に対する定数値を計算する、請求項９に記載の制御装置の制御方法。
【請求項１１】
静止型無効電力補償システムにおいて、
前記静止型無効電力補償システムに含まれ、電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給する構成機器と、
前記それぞれの相電流を測定し、前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断し、前記不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように前記それぞれの相電流の少なくとも１つ以上を個別的に制御する制御装置と、
を含む、静止型無効電力補償システム。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記それぞれの相電流別に前記不平衡に対応する誤差を計算し、前記誤差を補償できるように前記それぞれの相電流の少なくとも１つ以上を個別的に制御する、請求項１１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システムにおける制御装置およびその制御方法に関し、具体的に静止型無効電力補償システムにおける三相電流間の不平衡を補償できる制御装置およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
超高圧直流送電(High Voltage Direct Current：HVDC)システムまたは電圧安定度の向上と無効電力を補償するための静止型無効電力補償(Static Var Compensator：SVC)システムなどのような大容量電力変換設備の場合、系統高調波および不均衡などの原因がシステム制御に影響を及ぼすこともある。特に、ＳＶＣシステムの場合、相間電圧や電流の不平衡および電力連系系統の短地絡など単相事故による影響によって、非特性高調波発生が非正常的に増加する現象が発生することがある。これによって、このようなシステムでは高性能および高精度の制御技法が要求されている。
【０００３】
しかし、一般的なＳＶＣシステムの制御は、三相電圧および電流の演算によって電力系統の三相実効値(Root Mean Square：RMS。二乗平均平方根)を主制御対象とするので、外乱および事故などによる不平衡条件に対する補償には困難がある。
【０００４】
従って、電力系統の過度または事故状態における相不平衡発生時、これを補償してＳＶＣシステムの安定度を向上させることができる方法が要求される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、定常状態および相不平衡条件においても、制御を介して静止型無効電力補償システムが正常な動作を行えるようにして、システムの性能を向上させることができる制御技法を提供することを目的とする。
【０００６】
なお、本発明で達成しようとする技術的課題は、以上で言及した技術的課題に制限されるものではなく、以上で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した者に明確に理解されるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一実施例に係る静止型無効電力補償システムにおける制御装置は、電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給する複数の電流供給部と、前記それぞれの相電流を測定する複数の電流感知部と、前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断し、前記不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように前記複数の電流供給部の少なくとも１つ以上を個別的に制御する制御部とを含む。
【０００８】
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における制御装置の制御方法は、電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給するステップと、前記それぞれの相電流を測定するステップと、前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断するステップと、前記不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように個別的に制御するステップとを含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、定常状態および相不平衡条件においても、制御を介してＳＶＣシステムが正常な動作を行えるようにして、システムの性能を向上させることができる。
【００１０】
また、本発明によれば、制御設備の追加的な増設なしに一般的なＳＶＣシステムの制御器と同一な構造に構成して、アルゴリズムの開発および修正を介してその目的を達成でき、費用的な側面で経済性を確保することができる。
【００１１】
また、基本的なシステムの機能面で、システム設備の利用率の向上、性能向上および品質確保を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の一実施例によって三相電流間の不平衡を補償する内部制御過程を示した図である。
【図３】本発明の一実施例によって三相電流間の不平衡を補償する方法を説明するための図である。
【図４ａ】本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の内部制御過程を説明するための図である。
【図４ｂ】本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の内部制御過程を説明するための図である。
【図５】本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の制御過程を示した図である。
【図６】本発明の一実施例によ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。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。なお、本発明の技術的思想は、以下に記述される実施例によって制限されるものではなく、他の構成要素の追加、変更およ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。
【００１４】
本発明で用いられる用語は、できるだけ現在の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、特別な場合には出願人が任意に選定した用語もあり、この場合該当する発明の説明部分でその意味を詳しく記載している。従って、単純な用語の名称ではなく、用語が持つ意味として本発明を把握しなければならないことを予め明示しておく。以下で記述する説明において、単語「含む」は、列挙されたものと他の構成要素またはステップの存在を排除しない。
【００１５】
図１は、本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の構成を示したブロック図である。
【００１６】
本発明の一実施例による静止型無効電力補償システム(Static Var Compensator：SVC、以下「ＳＶＣシステム」という)における制御装置１００は、ＳＶＣシステムに含まれて、ＳＶＣシステムおよび前記ＳＶＣシステムに含まれるサイリスタ制御リアクター(Thyristor Controlled Reactor：TCR)とサイリスタスイッチングキャパシタ(Thyristor Switched Capacitor：TSC)および固定キャパシタ(Fixed Capacitor：FC)等を制御することができる。ＳＶＣシステムとＴＣＲ、ＴＳＣおよびＦＣに対しては、図６に対する説明で後述する。
【００１７】
本発明の一実施例によるＳＶＣシステムにおける制御装置１００は、電流供給部１１０、電流感知部１２０および制御部１３０を含むことができる。
【００１８】
電流供給部１１０は、電力系統の三相電流を供給する。
【００１９】
具体的に、電流供給部１１０は、三相を構成する各相に対応して、第１電流供給部１１２、第２電流供給部１１４および第３電流供給部１１６を含むことができる。
【００２０】
第１電流供給部１１２、第２電流供給部１１４および第３電流供給部１１６は、電力系統の三相電流を構成する各相に対応する相電流を供給することができる。このために、第１電流供給部１１２、第２電流供給部１１４および第３電流供給部１１６のそれぞれは、キャパシタバンク(図示されない)と双方向サイリスタ(図示されない)を含むことができる。
【００２１】
双方向サイリスタ(図示されない)は、点弧パルス信号によって点弧されてキャパシタバンク(図示されない)を開閉することができる。具体的に、双方向サイリスタ(図示されない)は、ゲートに点弧パルス信号が印加される場合、スイッチがオンされて電流を流し始める。双方向サイリスタ(図示されない)は、２つのサイリスタが逆並列形態に接続されており、これによってスイッチオン状態で双方向に電流を流すことができる。
【００２２】
キャパシタバンク(図示されない)は、電流を供給することができる。キャパシタバンク(図示されない)は、電気エネルギーを蓄積して、双方向サイリスタ(図示されない)によって開閉されることで、蓄積された電気エネルギーによる電流を放電させる。
【００２３】
一方、キャパシタバンク(図示されない)と双方向サイリスタ(図示されない)は、実施例によってＹ構造またはΔ構造で電力系統と連結されて三相電流を発生することができる。
【００２４】
電流感知部１２０は、電流を測定する。
【００２５】
三相を構成する各相別に電流を測定できるように、電流感知部１２０は、三相を構成する各相に対応して、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６を含むことができる。
【００２６】
一実施例によれば、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６は、三相を構成する各相の相電流を直接測定することができる。このために、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６のそれぞれは、直流または交流の電流値を測定する計器である電流計(amperemeter)(図示されない)を含むことができる。この場合、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６は、三相を構成する各相に電流が流入する入力端に位置し、または各相から電流が出力される出力端に位置する。
【００２７】
他の実施例によれば、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６は、三相を構成する各相の相電流に対するデータから各相の相電流を測定することができる。具体的に、制御装置１００の外部に位置する構成機器と通信を行って、前記構成機器が測定した三相電流の各相の相電流の測定値に対する情報を受信し、これから三相を構成する各相の相電流を測定することができる。このために、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６は、前記構成機器と線路や電力線または光ケーブルなどで連結されて有線通信を行ったり、または前記構成機器と無線ＬＡＮ通信、移動通信などの無線通信を行うことができる。
【００２８】
制御部１３０は、それぞれの相電流に基づいて三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断することができる。具体的に、制御部１３０は、三相を構成するそれぞれの相に対する相電流値を微分および積分し、これを全部加算して和が０になるか否かを判断する。平衡状態である場合には和が０になるが、不平衡状態である場合には和が０ではない値を有する。これに対しては、図２に対する説明で後述する。
【００２９】
三相電流の間に不平衡が発生した場合、制御部１３０は、それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように、複数の電流供給部１１２、１１４、１１６の少なくとも１つ以上を個別的に制御することができる。
【００３０】
一実施例によれば、制御部１３０は、それぞれの相電流別に不平衡に対応する誤差を計算し、前記誤差を補償できるように、複数の電流供給部１１２、１１４、１１６の少なくとも１つ以上を個別的に制御することができる。
【００３１】
具体的に、複数の電流供給部１１２、１１４、１１６が、該当する相電流を供給するために点弧されるサイリスタをそれぞれ含んでいる場合、制御部１３０は、それぞれの相電流別に不平衡を補償できるようにサイリスタを個別的に点弧することができる。
【００３２】
一方、図１で説明した実施例によれば、制御装置１００が電流供給部１１０を含み、三相電流の間に不平衡が発生する場合、複数の電流供給部１１２、１１４、１１６を個別的に制御することができる。
【００３３】
なお、実施例によっては、電流供給部１１０が制御装置１００内に存在せず、制御装置１００外に存在したり、またはＳＶＣシステムに含まれるＴＳＣやＴＣＲなどに含まれることがある。この場合、制御部１３０は、三相電流の間に不平衡が発生すると判断すると、不平衡を補償できるように制御装置１００の外部に存在する複数の電流供給部１１２、１１４、１１６を個別的に制御することができる。
【００３４】
図２は、本発明の一実施例によって三相電流間の不平衡を補償する内部制御過程を示した図である。
【００３５】
本発明の一実施例によれば、三相電流の各相別に出力電流の状態を感知して相電流を測定し、測定された相電流に発生する誤差に基づいて各相の相電流を個別的に補償することができる。
【００３６】
具体的に、三相電流の測定値は、三相が平衡する条件下では０になる。しかし、外部機器の故障および事故など外乱が発生した時には、三相間電流に不平衡値が発生し、この場合制御部１３０は、三相電流の不平衡に対する補償をするための制御信号を発生させることができる。このような制御信号に基づいて、三相電流の各相を個別的に制御することができる。
【００３７】
このために、制御部１３０は、微分器２０１、２０２、２０３、積分器２１１、２１２、２１３、Ｋｓｌｏｐｅ判断器２２１、２２２、２２３および加算器２３０等の演算ブロックを含むことができる。この場合、三相電流を構成するそれぞれの相電流(ｉａ、ｉｂ、ｉｃ)に対応して、微分器２０１、２０２、２０３、積分器２１１、２１２、２１３およびＫｓｌｏｐｅ判断器２２１、２２２、２２３が位置することができる。
【００３８】
微分器２０１、２０２、２０３は、対応する相電流(ｉａ、ｉｂ、ｉｃ)をそれぞれ微分する。この場合、微分器２０１、２０２、２０３は、それぞれの微分値に基づいてそれぞれの相電流(ｉａ、ｉｂ、ｉｃ)の電流変化量を測定することができる。
【００３９】
積分器２１１、２１２、２１３は、微分器２０１、２０２、２０３によって微分された相電流(ｉａ、ｉｂ、ｉｃ)を積分することができる。この場合、積分器２１１、２１２、２１３は、微分器２０１、２０２、２０３によって測定されたそれぞれの電流変化量を全部積分することによって、所定時間にともなう電流の総変化量を判断することができる。
【００４０】
積分器２１１、２１２、２１３から出力された値は、それぞれＫｓｌｏｐｅ判断器２２１、２２２、２２３を経ながらＫｓｌｏｐｅ定数を適用した後、加算器２３０に入力される。前記Ｋｓｌｏｐｅ定数は、ＳＶＣシステムの運転特性(Operation Characteristics)を決定する定数として、システムの特性によって異なるように設定することができる。
【００４１】
加算器２３０は、三相に対応する積分器２１１、２１２、２１３の出力値にＫｓｌｏｐｅ定数を適用した後、これを全部足す演算を行う。
【００４２】
この場合、制御部１３０は、加算器２３０によって計算された値が０に該当するか否かを判断する。三相電流は、位相が１２０度ずつずれ、振幅および各周波数が同一な３つの正弦波交流から構成される。従って、ＳＶＣシステムが正常に動作し、それぞれの相電流(ｉａ、ｉｂ、ｉｃ)が相平衡をなしている場合、それぞれの積分器２１１、２１２、２１３からの出力値の和は０になる。しかし、外部の故障によって三相間に電流の不平衡が発生する場合には、０ではない誤差値が発生することになる。誤差値が発生する場合、制御部１３０は三相間に不平衡が発生したことを認知し、三相をそれぞれ個別的に制御するために、第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６がそれぞれ対応する相電流(ｉａ、ｉｂ、ｉｃ)を測定できるように制御する。
【００４３】
第１電流感知部１２２、第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６は、それぞれ三相を構成する各相別に電流を測定する。図２において、第１電流感知部１２２はａ相の相電流ｉａを測定し、第２電流感知部１２４はｂ相の相電流ｉｂを測定し、第３電流感知部１２６はｃ相の相電流ｉｃを測定する。
【００４４】
前記第１電流感知部１２２と第２電流感知部１２４および第３電流感知部１２６は、ivalue detectorで実現することができる。ivalue detectorは出力値に応じて該当出力端に連結された積分器２１１、２１２、２１３を制御することができる。具体的に、出力値がオン信号である場合には、対応する積分器２１１、２１２、２１３をリセットして積分器２１１、２１２、２１３を動作しないように制御し、出力値がオフ信号である場合には、積分器２１１、２１２、２１３のリセットなしに積分器２１１、２１２、２１３をそのまま動作するようにする。
【００４５】
このために、ivalue detectorは、ＴＣＲまたはＴＳＣなどを含むＳＶＣシステムの構成機器または前記ＳＶＣシステムから出力電流が発生すると、その運転状態を確認する。この場合、ivalue detectorは、電流の導通状態を監視して、電流が導通状態である場合にはオフ信号を出力し、電流が非導通状態である場合にはオン信号を出力することができる。例えば、ivalue detectorは、電流が形成されている場合にはlow(０)信号を発生させ、電流が導通されていない場合にはHigh(１)信号を発生させて、それぞれ対応する積分器２１１、２１２、２１３に出力する。
【００４６】
従来は、三相電流に対する演算実行結果として０ではない値が算出される場合、該当誤差だけＳＶＣシステムで電力制御を行っていた。この場合、三相電流の出力を全体的に制御することになり、三相電流を構成する各相を個別的に制御しない。
【００４７】
しかし、本実施例によれば、三相間に不均衡が発生する場合、三相を構成する各相別に相電流を測定し、これに基づいて三相間の不平衡を補償できるように、制御信号を発生させて各相を個別的に制御することができる。従って、系統の過度または事故状態において、従来に比べてより精密な制御を行うことができ、これによってＳＶＣシステムの安定度を向上させることができる。
【００４８】
図３は、本発明の一実施例によって三相電流間の不平衡を補償する方法を説明するための図である。
【００４９】
三相電流を構成するａ相電流(ａ)、ｂ相電流(ｂ)およびｃ相電流(ｃ)は、振幅および各周波数が同一な正弦波交流によりそれぞれの位相が１２０度ずつずれる。
【００５０】
図３に示されたように、もしｔ１時点にｃ相に地絡や事故が発生した場合、ｃ相電流(ｃ)を表す波形はｔ１時点から誤差が発生して歪曲することになる。具体的に、ｔ１時点以後のｃ相電流(ｃ)は、正常状態では点線で示された波形で現れるが、歪曲が発生した実際の状態では電流値に誤差が発生して実線のような波形で現れる。
【００５１】
この場合、ｃ相にかかる電圧が低下することで、ａ相とｂ相にかかる電圧は相対的に上昇または低下することになる。具体的に、ａ相電流(ａ)を表す波形およびｂ相電流(ｂ)を表す波形は、ｔ１時点から誤差が発生して振幅が大きくなる。従って、ａ相電流(ａ)とｂ相電流(ｂ)は、正常状態では点線で示された波形で現れ、ｃ相に事故が発生したｔ１時点からは波形の振幅が大きくなって電流値に誤差が発生し、これによって実線のような波形になる。これによって、三相電流の間に不平衡が発生する。
【００５２】
もし、ｔ２時点で三相電流の不平衡に対する誤差を補償する場合、ａ相に対しては正常状態の波形である点線で示された曲線から実際現れる波形である実線で示された曲線までの誤差εａだけ補償することができる。また、ｂ相に対しては正常状態の波形である点線で示された曲線から実際現れる波形である実線で示された曲線までの誤差εｂだけ補償することができる。同じ方式で、ｃ相に対しては誤差εｃだけ補償することができる。
【００５３】
このような方式によって、本発明では三相電流の間に相不平衡が発生する場合、各相別に誤差を補償することで、各相を個別的に制御することができる。
【００５４】
図４ａは、本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の内部制御過程を説明するための図である。
【００５５】
本発明の一実施例によれば、ＳＶＣシステムは不平衡制御ブロックを含み、前記不平衡制御ブロックによって三相を構成する各相別に不平衡に対する補償を行うことができる。
【００５６】
実効値計算ブロック４０１は、三相の母線電圧(Vmeas)を測定し、測定した三相の母線電圧(Vmeas)を内部演算を介して実効値(Root Mean Square：RMS)(Vrms)に平均化する。ここで、実効値(Root Mean Square：RMS)は、三相電流または電圧に対応する波形信号の瞬時値を二乗して１周期について平均したものの平方根として定義することができる。母線電圧の実効値(Vrms)は、比較器４０４に入力される。
【００５７】
比較器４０４は、母線電圧の実効値(Vrms)を、連系された電力系統電圧の参照値(Vref)と比較して誤差(Ve)を計算し、計算された誤差(Ve)に基づいて制御信号を発生させる。また、比較器４０４は、前記誤差(Ve)を計算する場合において、ＳＶＣシステムの運転特性(Operation Characteristics)を決定するＫｓｌｏｐｅ定数を考慮することができる。Ｋｓｌｏｐｅ定数は、Ｋｓｌｏｐｅ定数判断部４０５に記憶された値であってもよい。一方、比較器４０４によって発生した制御信号は、電圧調節ブロック４０６に入力される。
【００５８】
電圧調節ブロック４０６は、前記制御信号に基づいて連系母線電圧(Vmeas)を補償することができる。このために、電圧調節ブロック４０６は、ＰＩ制御器(PI controller)によって実現され、補償をするための制御信号を発生させる。
【００５９】
サイリスタサセプタンス制御ブロック４０８は、前記制御信号を基準に無効電力を発生または消費するＳＶＣシステムの特性に応じて、サセプタンス(B)制御を行うことになる。システムのサセプタンス制御の場合、連系された電力系統と同期化して制御するために測定された母線電圧を、ＰＬＬ制御を介して位相を測定して制御信号と比較し、これを介してサイリスタの点弧信号を発生させる。ここで、ＰＬＬ制御を介して位相を測定して制御信号と比較する動作はＰＬＬブロック４０３が行い、前記連系された電力系統と同期化する作業は同期化ブロック４０７が行う。
【００６０】
ゲートパルス生成ブロック４０９は、サイリスタの点弧信号を発生させる。サイリスタ点弧は、計６個の信号から構成され、各相の正方向または逆方向サイリスタ点弧信号をそれぞれ相補的に発生させることができる。
【００６１】
不平衡制御ブロック４０２は、三相出力電流を受けてこれを母線電圧制御に適用し、これに基づいて相不平衡に対する補償を行う。この場合、不平衡制御ブロック４０２は、不平衡条件の発生時に各相を個別的に制御することができる。
【００６２】
従来は、三相間の不平衡が発生した場合、三相電流の実効値を計算し、これから平衡状態に対して発生した誤差を補償した。従って、三相を構成する各相別に制御する必要がなく、各相の相電流を測定する必要がない。
【００６３】
しかし、本発明の一実施例によれば、各相別に相電流を測定し、これに基づいて各相を個別的に制御し、このような制御動作は前記不平衡制御ブロック４０２によって実行される。
【００６４】
図４ｂは、本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の内部制御過程を説明するための図である。
【００６５】
本発明の一実施例によれば、三相を構成する各相別に不平衡に対する補償を行う場合、システム内部の電流を測定し、これをシステム運転特性を決定するＫｓｌｏｐｅ定数を考慮することに反映することができる。
【００６６】
システム運転特性を決定するＫｓｌｏｐｅ定数を考慮する場合、連系母線電流(imeas)を測定して制御に活用することが一般的である。しかし、システム内部電流(ivalve)を測定し、これをＫｓｌｏｐｅ定数に反映する場合、電力変換設備内部の電流を測定してモニタリングすることで、ＳＶＣ設備の運転状態、指令に応じたフィードバック監視などシステムの信頼度を向上させる効果を奏することができる。
【００６７】
図４ｂに示すように、ＳＶＣシステムまたはＴＣＲ ｂａｎｋから測定された内部電流値(ivalve)がＫｓｌｏｐｅ判断ブロック４０５に入力される。この場合、システム内部の電流値が、システム運転特性を決定するＫｓｌｏｐｅ定数を考慮することに反映される。
【００６８】
図５は、本発明の一実施例による静止型無効電力補償システムにおける制御装置の制御過程を示した図である。
【００６９】
制御装置１００は、電力系統の三相電流を構成するそれぞれの相電流を供給する(Ｓ５０１)。
【００７０】
制御装置１００は、三相電流を構成するそれぞれの相電流を測定する(Ｓ５０２)。
【００７１】
制御装置１００は、前記それぞれの相電流に基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断する(Ｓ５０３)。
【００７２】
制御装置１００は、不平衡が発生した場合、それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように個別的に制御する(Ｓ５０４)。
【００７３】
具体的に、制御装置１００は、それぞれの相電流別に前記不平衡に対応する誤差を計算し、前記誤差を補償できるように各相に供給される相電流を制御することができる。
【００７４】
図６は、本発明の一実施例によ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。
【００７５】
ＳＶＣシステム６００は、一般的に産業現場および電力系統で使用され、この場合三相ネットワーク一括型で電力系統に適用される。主な適用分野は、中長距離送電線路の送電電圧の補償と、製錬、製鋼など非線形負荷を使用する大容量民間事業者負荷の母線電圧安定、力率補償および高調波、フリッカ補償などの目的で活用される。
【００７６】
この場合、ＳＶＣシステム６００は、電力系統に並列に連結され、無効電力を発生または吸収して無効電力を調整することができる。このために、ＳＶＣシステムは、ＴＳＣ６１０とＴＣＲ６２０およびＦＣ(Fixed Capacitor)等を含むことができる。
【００７７】
ＴＳＣ６１０は、容量性負荷電流を制御して連系母線の無効電力を発生させることで、電圧安定化を図ることができる。このために、ＴＳＣ６１０は、サイリスタ(図示されない)とキャパシタ(図示されない)を含むことができる。
【００７８】
ＴＣＲ６２０は、誘導性負荷電流を制御して連系母線の無効電力を消費することで、主制御対象である連系母線電圧を制御することができる。このために、ＴＣＲ６２０は、サイリスタ(図示されない)とリアクター(図示されない)を含むことができる。前記リアクター(図示されない)は、サイリスタ(図示されない)両端または一端に配置される。
【００７９】
この場合、前記ＴＳＣ６１０とＴＣＲ６２０の一般的な制御構造は同一であり、具体的な運転制御方法は、次のようである。
【００８０】
【表１】
2017135969.tif 000003
【００８１】
制御装置１００は、三相を構成するそれぞれの相電流を測定し、これに基づいて前記三相電流の間に不平衡が発生したか否かを判断し、不平衡が発生した場合、前記それぞれの相電流別に前記不平衡を補償できるように、各相の電流を個別的に制御することができる。
【００８２】
一方、本発明では、ＴＳＣ６１０またはＴＣＲ６２０を含むＳＶＣシステム６００を例にして、三相電流の間に相不平衡が発生した時に制御を向上させるための制御技法を説明した。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、前記制御技法は、サイリスタを適用できるすべての種類の電力変換設備に適用可能である。
【００８３】
以上、本発明を実施例を中心に説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するものではない。本発明が属する分野の通常の知識を有した者であれば、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が分かるだろう。例えば、実施例に具体的に現れた各構成要素は、変形して実施することができ、そのような変形と応用にかかわる差異点は、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と解釈されるべきである。
【符号の説明】
【００８４】
１００：制御装置
１１０：電流供給部
１１２：第１電流供給部
１１４：第２電流供給部
１１６：第３電流供給部
１２０：電流感知部
１２２：第１電流感知部
１２４：第２電流感知部
１２６：第３電流感知部
１３０：制御部
２０１、２０２、２０３：微分器
２１１、２１２、２１３：積分器
２３０：加算器
６００：ＳＶＣシステム
６１０：ＴＳＣ
６２０：ＴＣＲ
【図１】
2017135969.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４ａ】
2017135969.tif 000007
【図４ｂ】
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【図５】
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【図６】
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