(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源と、該系統電源の電圧を検出する電圧検出器と、電圧の設定信号を出力する電圧設定信号源と、前記電圧検出器の検出値と前記電圧設定信号源からの指令値との偏差を求める第１減算器と、該第１減算器の指令値を受けて前記偏差を０にするように制御指示する電圧制御装置と、第２減算器と、前記偏差を０にするように制御指令をＰＷＭ制御装置に出力して無効電力補償装置を制御する無効電力制御装置と、該無効電力補償装置の出力電流を検出する出力電流検出器とを有し、前記第２減算器は前記電圧制御装置の出力信号と前記電流検出器の検出信号との偏差を求めて前記電圧検出器の検出値と前記電圧設定信号源の指令値とを一致するようにフィードバック制御して前記系統電源の電圧変動を補償する無効電力補償システムにおいて、
前記電圧制御装置の出力信号の平均値を算出する平均値算出部と、上下の所定範囲のしきい値を出力するしきい値源と、判断周期のタイミングを出力するタイマと、前記タイマの判断周期と前記平均値算出部により算出された平均値と前記しきい値が出力される変更量算出部と、前記電圧設定源と前記変更量算出部の出力を加算して前記第１減算器に出力する加算器とを更に備え、前記変更量算出部は、前記判断周期内の平均値が前記しきい値を超えたとき、前記判断周期毎に所定電圧変更量を出力し、前記平均値が前記しきい値内に収まるように前記電圧制御装置の指令値を徐々に自動更新させて無効電流を補償することを特徴とする無効電力補償システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，電力系統の電圧変動を補償する無効電力補償システムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無効電力補償システムは，電力系統の電圧を検出し，これを指令値に一致させるようにして，無効電力を制御するものである。このシステムには例えば図３に示すようなものがある。図３において，１は系統電源，２は配電線インピーダンスで，Ｒは抵抗分，Ｘはリアクタンス分，３は負荷，４は配電線，５は無効電力補償装置である。
【０００３】
１１は系統電圧を検出する電圧検出器，１２は電圧設定信号源，１３は第１の減算器で電圧検出器１１の検出値と電圧設定信号源１２の指令値との偏差を求める。１４は電圧制御装置で上記偏差を０にするように制御指令する。１５は無効電力補償装置５の出力電流を検出する出力電流検出器で，この出力電流検出器１５の検出信号が第２の減算器１６に入力される。第２の減算器１６は電圧制御装置１４の出力信号と電流検出器１５の検出信号との偏差を求める。１７は無効電力制御装置で上記偏差を０にするように制御指令をＰＷＭ制御装置１８に出力し，ＰＷＭ制御装置１８は無効電力制御装置１７の出力信号に応じて無効電力補償装置５を制御し，電圧検出器１１の検出値と電圧設定信号源１２の指令値とを一致するようにフィードバック制御する。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが，電圧設定信号源１２の指令信号の整定電圧を６６００Ｖと設定すると，終始そのままで，変電所電圧の変化，あるいは大容量の負荷３の変化によって出力無効電流が制御範囲の限度まで到達し，無効電力補償装置の補償量が飽和して補償することができないことがあった。例えば，無効電力補償装置が誘導性負荷動作でフル出力している状態のときに，容量性負荷が投入されたとき，系統電圧にはね上がり電圧が発生するが，無効電力補償装置はこれを抑制する能力が残っていないため，電圧が上昇して他の機器に悪影響を与えることになる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明では、系統電源と、該系統電源の電圧を検出する電圧検出器と、電圧の設定信号を出力する電圧設定信号源と、前記電圧検出器の検出値と前記電圧設定信号源からの指令値との偏差を求める第１減算器と、該第１減算器の指令値を受けて前記偏差を０にするように制御指示する電圧制御装置と、第２減算器と、前記偏差を０にするように制御指令をＰＷＭ制御装置に出力して無効電力補償装置を制御する無効電力制御装置と、該無効電力補償装置の出力電流を検出する出力電流検出器とを有し、前記第２減算器は前記電圧制御装置の出力信号と前記電流検出器の検出信号との偏差を求めて前記電圧検出器の検出値と前記電圧設定信号源の指令値とを一致するようにフィードバック制御して前記系統電源の電圧変動を補償する無効電力補償システムにおいて、前記電圧制御装置の出力信号の平均値を算出する平均値算出部と、上下の所定範囲のしきい値を出力するしきい値源と、判断周期のタイミングを出力するタイマと、前記タイマの判断周期と前記平均値算出部により算出された平均値と前記しきい値が出力される変更量算出部と、前記電圧設定源と前記変更量算出部の出力を加算して前記第１減算器に出力する加算器とを更に備え、前記変更量算出部は、前記判断周期内の平均値が前記しきい値を超えたとき、前記判断周期毎に所定電圧変更量を出力し、前記平均値が前記しきい値内に収まるように前記電圧制御装置の指令値を徐々に自動更新させて無効電流を補償するものである。
【０００６】
すなわち，出力電流を設定する信号の平均値が，しきい値を超えたとき変更量が出力され，出力電圧設定値に加算されて，出力電圧の変更指令値となるため，無効電流の平均値が所定範囲に抑制されるように，電圧目標値を徐々に自動更新される。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図１によって説明する。図１のものが図３の従来技術と異なる点は，出力電流の指令信号の平均値を算出し，その平均値が所定範囲内に収まるように,電圧目標値を徐々に更新させるものである。
【０００８】
すなわち，１は系統電源，２は配電線インピーダンスで，Ｒは抵抗分，Ｘはリアクタンス分，３は負荷，４は配電線，５は無効電力補償装置である。１１は系統電圧を検出する電圧検出器，１２は電圧設定信号源，１３は第１の減算器で電圧検出器１１の検出信号の検出値と後述する指令信号の指令値との偏差を求める。１４は電圧制御装置で上記偏差を０にするように制御指令する。２２は平均値算出部で電圧制御装置１４の出力信号の平均値を算出する。２３は上下のしきい値を出力するしきい値源で，２４はタイマで判断周期のタイミングを出力する。２５は変更量算出部でタイマ２４の判断周期と平均値算出部２３により算出された平均値と，しきい値源２３のしきい値を受ける。そして，判断周期内の平均値がしきい値の上限しきい値又は下限しきい値を超えたとき所定電圧変更量を出力する。変更量算出部２５から出力された電圧変更量は加算器２６により電圧設定信号源１２の設定信号に加算され，上述した第１の減算器１３の指令信号となり，電圧検出器１１の検出値と，加算器２６の指令値との偏差を求める。上述したように電圧制御装置１４は上記偏差を０にするように制御指令する。１５は無効電力補償装置５の出力電流を検出する電流検出器，１６は第２の減算器で，この電流検出器１５の検出信号と電圧制御装置１４の出力信号を指令信号とする信号が入力され，両信号の偏差を求める。１７は無効電力制御装置で上記偏差を０にするように制御指令をＰＷＭ制御装置１８に出力し，ＰＷＭ制御装置１８は無効電力制御装置１７の出力信号に応じて無効電力補償装置５を制御する。
【０００９】
今，無効電力補償装置５が図２のｔ０の前では誘導性動作で動作しているとする。そして時刻ｔ０で負荷３に容量性負荷が接続された場合，系統電圧は上昇する。これにより，電圧検出器１１により検出された系統電圧の検出信号も上昇する。この検出信号が第１減算器１３に入力し，電圧制御装置１４の出力は上昇する。この電圧制御装置１４の出力電圧が平均値算出部２２に入力し，平均値算出される。平均値算出された信号が，タイマ２４のタイミングに応じてしきい値の上限を超えていると変更量算出部２５からにより所定電圧変更量を出力する。所定電圧変更量が電圧設定信号源１２の設定信号に加算され，第１の減算器１３の指令信号が高くなり，電圧制御装置１４の出力は低下する。電圧制御装置１４の低下する出力を指令値，すなわち進み指令信号を指令値として，電流検出器１５の検出信号との偏差が第２の減算器１６で求められる。無効電力制御装置１７で上記偏差を０にするように制御指令をＰＷＭ制御装置１８に出力し，ＰＷＭ制御装置１８は無効電力制御装置１７の出力信号に応じて無効電力補償装置５を制御する。これにより無効電力補償装置５の出力電流は増加し，無効電流は補償される。
【００１０】
この無効電流の補償は，電圧制御装置１４の出力電圧が平均値算出され，その平均値算出された信号が，しきい値内にはいるまで，図２のｔ２，ｔ３に示すようにタイマ２４のタイミング毎に行われる。それにともない，出力電流は図２のＩ１とＩ２の間まで移行していく。
【００１１】
【発明の効果】
この発明では，無効電流の平均値が所定範囲に抑制されるように，電圧目標値を徐々に自動更新され，従来のように電圧が上昇又は下降して他の機器に悪影響を与えるようなことはない。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施形態を示す回路構成説明図である。
【図２】  図１の出力電流のタイムチャート図である。
【図３】  従来の回路構成説明図である。
【符号の説明】
１      交流電源
３      負荷
５      無効電力補償装置
１１      電圧検出器
１２      電圧設定信号源
１３      （第１）減算器
１４      電圧制御装置
１５      電流検出器
１６      （第２）減算器
１７      無効電力制御装置
１８      ＰＷＭ制御装置
２２      平均値算出部
２３      しきい値源
２４      タイマ
２５      変更量算出部
２６      加算器
【図１】
0004198404.tif 000002
【図２】
0004198404.tif 000003
【図３】
0004198404.tif 000004