(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相の電力系統の電力補償を行なう電力補償装置において、
補償する電力を貯蔵する電力貯蔵部と、該電力貯蔵部の充放電を行なって単相電力と直流電力との変換を行なう単相インバータと、を有するセルパワーモジュールを、前記電力系統の各相に対してＮ台（Ｎは２台以上の整数）設置することで、３Ｎ台の該セルパワーモジュールを備え、前記電力系統の各相毎に設置されたＮ台の前記セルパワーモジュールの前記単相インバータの単相電力側を直列に接続すると共に、前記単相インバータの直流電力側に前記電力貯蔵部を接続して構成され、
前記各相の線間電圧が平衡を保つように前記各相単位での電力制御を行なう相間電力制御部と、前記各相内での前記各セルパワーモジュール電力の割合を制御する相内電力制御部とを備えたことを特徴とする電力補償装置。
【請求項２】
前記相内電力制御部は、一つの相におけるセルパワーモジュールの通過電力総和を保ちつつ、該相内での貯蔵電力量が最大のセルパワーモジュールと、同貯蔵電力量が最小のセルパワーモジュールとに対する通過電力の割合を補正することを特徴とする請求項１に記載の電力補償装置。
【請求項３】
前記電力貯蔵部は超伝導コイルであり、
前記相間電力制御部は、前記電力貯蔵部による電力貯蔵量の差を、セルパワーモジュール内の電流差により判定することを特徴とする請求項２に記載の電力補償装置。
【請求項４】
三相の電力系統の電力補償を行なう電力補償装置において、
補償する電力を貯蔵する電力貯蔵部と、該電力貯蔵部の充放電を行なって単相電力と直流電力との変換を行なう単相インバータと、を有するセルパワーモジュールを前記電力系統の各相に対して設置し、前記電力系統の各相毎に設置された前記セルパワーモジュールの前記単相インバータの単相電力側を直列に接続すると共に、前記単相インバータの直流電力側に前記電力貯蔵部を接続して構成され、
前記各相の線間電圧が平衡を保つように前記各相単位での電力制御を行なう相間電力制御部と、前記各相内での前記各セルパワーモジュール電力の割合を制御する相内電力制御部とを備えたことを特徴とする電力補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の瞬低補償や負荷平準化を行なうために電力貯蔵装置を備えた電力補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
マルチセル電力補償装置として、本発明者らによる特願２００５−２１７１３０号（特許文献１参照。）が開発されている。マルチセル電力補償装置は、各セル内に電力貯蔵部（超電導コイルやフライホイール等）が設けられており、これらの電力貯蔵装置を集合して動作させることにより、大規模な電力補償装置としている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３７２９０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
マルチセル電力補償装置は、電力系統との電力授受時に、各セルへの電力授受はほぼ同一となる。しかしながら、各セルの個体差により電力貯蔵量にアンバランスが生ずると、マルチセル電力補償装置の電力補償時に最も条件の悪いセルに合わせて動作させる必要がある。このため、他のセルの貯蔵電力を有効利用できなくなるという問題がある。これは特に連続運転において問題となり、この差を補償する必要がある。
【０００５】
なお、装置起動の初期時に各セル内の電力貯蔵量が同一であっても、電力貯蔵部の損失差や各セルの変換器部分の損失差により、いずれアンバランス状態となる。
【０００６】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、各セルの貯蔵電力差を補償して利用率を向上することができる、電力補償装置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】
【０００７】
本発明は、三相の電力系統の電力補償を行なう電力補償装置において、補償する電力を貯蔵する電力貯蔵部と、該電力貯蔵部の充放電を行なって単相電力と直流電力との変換を行なう単相インバータと、を有するセルパワーモジュールを、電力系統の各相に対してＮ台（Ｎは２台以上の整数）設置することで、３Ｎ台の該セルパワーモジュールを備え、電力系統の各相毎に設置されたＮ台のセルパワーモジュールの単相インバータの単相電力側を直列に接続すると共に、単相インバータの直流電力側に電力貯蔵部を接続して構成され、各相の線間電圧が平衡を保つように各相単位での電力制御を行なう相間電力制御部と、各相内での各セルパワーモジュール電力の割合を制御する相内電力制御部とを備えたことを特徴とする。
これにより、相間電力制御部により相単位で通過電力を制御し、線間電圧について三相平衡を維持する。そして相内電力制御部によって、各相内の電力貯蔵装置の貯蔵容量総和に応じて、各相の通過電力量を調整することにより相単位の通過電力制御を実施する。これにより各セルパワーモジュールの出力電圧割合を調整し、アンバランスを補正する。
なお、各相に対して直列に接続されたＮ台のセルパワーモジュールにおいて一方の端部に配置されたセルパワーモジュール同士の単相インバータを接続して中性点とすることで、３Ｎ台のセルパワーモジュールによってＹ結線接続を形成するものとしてもよい。
【０００８】
相内電力制御部は、一つの相におけるセルパワーモジュールの通過電力総和を保ちつつ、該相内での貯蔵電力量が最大のセルパワーモジュールと、同貯蔵電力量が最小のセルパワーモジュールとに対する通過電力の割合を補正するものとしてもよい。これにより、各セル内の電力貯蔵量のアンバランス量に応じて、貯蔵電力量が最大のセルパワーモジュールにより最小のセルパワーモジュールの貯蔵電力量を補うことにより、電力貯蔵量のアンバランスを補正する。これにより、セル数が増加しても対応できる。
また、電力貯蔵部としては超電導コイルを用いることができる。この場合、相間電力制御部は、電力貯蔵部による電力貯蔵量の差を、セルパワーモジュール内の電流差により判定することができる。
【０００９】
また、本発明は、Ｎ＝１とした場合の電力補償装置においても適用することが可能である。すなわち、三相の電力系統の電力補償を行なう電力補償装置において、補償する電力を貯蔵する電力貯蔵部と、電力貯蔵部の充放電を行なって単相電力と直流電力との変換を行なう単相インバータと、を有するセルパワーモジュールを電力系統の各相に対して設置し、電力系統の各相毎に設置されたセルパワーモジュールの単相インバータの単相電力側を直列に接続すると共に、単相インバータの直流電力側に電力貯蔵部を接続して構成され、各相の線間電圧が平衡を保つように各相単位での電力制御を行なう相間電力制御部と、各相内での各セルパワーモジュール電力の割合を制御する相内電力制御部とを備えたことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の電力補償装置によれば、電力貯蔵装置やセル部電力変換器に効率差があっても、各セル内の電力貯蔵量のアンバランスが補正されるため、セルの電力貯蔵部を有効利用することができ、利用率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は、本実施形態における電力補償装置の全体構成を示すブロック図である。図２は同電力補償装置のセル部分間の接続を模式的に示したブロック図である。
図１、図２に示すように、本実施形態の電力補償装置は、位相差が１２０度となるＵ相、Ｖ相、Ｗ相をＹ結線で接続したもので、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれに直列に接続されたセルパワーモジュール（以下、単にセルと呼ぶ場合がある）Ｕ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４によって構成される。すなわち、セルパワーモジュールＵ１，Ｖ１，Ｗ１それぞれが中性点Ｎで接続され、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４それぞれが直列に、セルパワーモジュールＶ１〜Ｖ４それぞれが直列に、セルパワーモジュールＷ１〜Ｗ４それぞれが直列に接続され、セルパワーモジュールＵ４，Ｖ４，Ｗ４それぞれが電力系統のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に接続される。
【００１２】
セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４それぞれが、図３のように構成される。図３に示すセルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４は、超電導コイル（電力貯蔵部）２と、超電導コイル２からの直流電力を単相交流電力に変換して出力すると共に外部からの交流電力を直流電力に変換して超電導コイル２に与える単相インバータ４とを備える。なお、セルパワーモジュールＶ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４も同様の構成である。また、このような電力補償装置に使用される電力貯蔵部として、超電導コイルではなくフライホイールにより電力を貯蔵するシステムもある。
【００１３】
図４に示したように、単相インバータ４は、超電導コイル２側にコレクタが接続されたＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔｂ１と、超電導コイル２側にエミッタが接続されたＩＧＢＴ素子Ｔａ２，Ｔｂ２と、超電導コイル２側にカソードが接続されたダイオードＤａ１、Ｄｂ１と、超電導コイル２側にアノードが接続されたダイオードＤａ２、Ｄｂ２と、を備える。そして、この単相インバータ４において、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１のエミッタ及びＩＧＢＴ素子Ｔａ２のコレクタとダイオードＤａ１のアノード及びダイオードＤａ２のカソードが接続されて一方の出力端子Ｏ１となるとともに、ＩＧＢＴ素子Ｔｂ１のエミッタ及びＩＧＢＴ素子Ｔｂ２のコレクタとダイオードＤｂ１のアノード及びダイオードＤｂ２のカソードが接続されて他方の出力端子Ｏ２となる。
【００１４】
また、ダイオードＤａ１，Ｄｂ１，Ｄａ２，Ｄｂ２が、単相インバータ４による電力系統に対する入出力が切り替わるときに発生する電流を流すための還流ダイオードとして動作する。さらに、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔｂ１、Ｔａ２，Ｔｂ２のゲートに与えられる制御信号を制御することによって、電力系統に流れる電流及び超電導コイル２に与える電流量を制限する。これにより、単相インバータ４からの過電流を制限することができる。
【００１５】
このように接続されるとき、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔｂ１，Ｔｂ２それぞれのゲートに与える制御信号を制御することによって、単相交流の電力を出力する。このとき、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれに設置されるセルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４における単相インバータ４におけるＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔｂ１，Ｔｂ２を直列多重ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御で動作することで、各相を単相交流とすることができる。また、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔｂ２，Ｔｂ１，Ｔｂ２それぞれのゲートに与える制御信号を制御することによって、出力端子Ｏ１，Ｏ２に接続された電力系統からの交流電力が直流電力に変換されて超電導コイル２に出力される。
【００１６】
なお、直列多重ＰＷＭ制御について、Ｕ相を構成するセルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４を例に挙げて、以下に簡単に説明する。セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４の単相インバータ４におけるＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔｂ１，Ｔｂ２のゲートに与えるＰＷＭ信号を異なるものとし、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔｂ１，Ｔｂ２の動作タイミングを異なるものとする。なお、図３に示すように、セルパワーモジュールＵ１の出力端子Ｏ１が中性点Ｎに接続され、セルパワーモジュールＵ１の出力端子Ｏ２にセルパワーモジュールＵ２の出力端子Ｏ１が、セルパワーモジュールＵ２の出力端子Ｏ２にセルパワーモジュールＵ３の出力端子Ｏ１が、それぞれ接続され、セルパワーモジュールＵ４の出力端子Ｏ２にＵ相となる単相の電力が出力される。
【００１７】
このように制御することで、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４の単相インバータ４の出力端子Ｏ１，Ｏ２からの出力を、スイッチタイミングの異なる出力とする。そして、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４が直列に接続されるため、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４のスイッチタイミングの異なる電力出力が加算されて、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４の間に現れるＵ相の電力出力が単相の電力出力となる。そのため、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４それぞれの単相インバータ４においてスイッチタイミングを分配することができる。
【００１８】
よって、個々の単相インバータ４に与えるＰＷＭ周波数をスイッチングロスの少ない低キャリヤ周波数としても、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４の出力を組み合わせることで、全体的にＰＷＭキャリヤ周波数を高くすることができる。また、このとき、Ｕ相のセルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４、Ｖ相のセルパワーモジュールＶ１〜Ｖ４、Ｗ相のセルパワーモジュールＷ１〜Ｗ４の間において、１２０度毎に位相差が現れるように、各相の直列多重ＰＷＭ制御が行なわれる。
【００１９】
電力系統が通常通りの出力がある場合、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４それぞれに設けられた超電導コイル２に電気エネルギーが蓄積される。電力系統から、Ｕ相の単相電力が、直列に接続されたセルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４それぞれの単相インバータ４に与えられ、Ｖ相の単相交流電力が、直列に接続されたセルパワーモジュールＶ１〜Ｖ４それぞれの単相インバータ４に与えられ、Ｗ相の単相電力が、直列に接続されたセルパワーモジュールＷ１〜Ｗ４それぞれの単相インバータ４に与えられる。
【００２０】
そして、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４それぞれの単相インバータ４において、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔａ２，Ｔｂ１，Ｔｂ２それぞれのゲートに与える制御信号を制御することによって、単相交流電力が直流に変換された後、超電導コイル２に与えられる。このようにして、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４それぞれの超電導コイル２に電気エネルギーが蓄積される。
【００２１】
また、電力系統に瞬低や停電や負荷変動が発生したとき、瞬低補償や負荷平準化を行なうために、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４それぞれの超電導コイル２に蓄積された電力エネルギーを電力系統に出力する。セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４それぞれの単相インバータ４において、超電導コイル２から直流電力が供給されると共に、ＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔｂ１，Ｔａ２，Ｔｂ２がオン／オフ制御される。すなわち、セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４ごとに、１２０度位相がずれるように、それぞれの単相インバータ４におけるＩＧＢＴ素子Ｔａ１，Ｔｂ１，Ｔａ２，Ｔｂ２を直列多重ＰＷＭ制御することで、電力系統に三相交流電力を出力する。
【００２２】
このように構成することで、各相毎に直列に接続されたセルパワーモジュールによって得られる電力量の総和が、電力系統の求める電力量となるようにすればよいため、各セルパワーモジュールに求められる電力量を小さくすることができる。よって、各セルパワーモジュールによる貯蔵電力容量を小さくすることができ、各セルパワーモジュールにおける高電圧化及び大容量化を抑制することができる。また、直列多重ＰＷＭ制御により各セルパワーモジュールでの制御信号を低キャリヤ周波数とし、そのスイッチタイミングをずらして与えるため、高調波を改善することができると共に、低損失での対応が可能となる。
【００２３】
さらに本実施形態の電力補償装置は、図１に示したように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相毎に、各セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４が備える超電導コイル２の電流値を取得するとともに単相インバータ４の出力電圧を制御する相内補正量を各セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４に与える相内電力制御部５を備えている。
さらに各相内電力制御部５から各相の平均コイル電流を取得すると共に各セルパワーモジュールＵ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４に対して各相の電圧を制御する電力制御部６（相間電力制御部を含む）とを有している。
以下において、これら相内電力制御部５及び電力制御部６による電力補正について詳細に説明する。なお、本実施形態の電力制御は、電力貯蔵部やセル部電力変換器の効率差に基づく電力貯蔵量の差を補正するものであり、大きな差は発生しない条件で適用可能な手法である。
【００２４】
電力制御を実施するにあたり、マルチセル電力補償装置の出力線間電圧は１２０度位相差を持つ三相平衡波形を維持するものとする（電源系統電圧は基本的に１２０度位相差を持つ三相平衡波形であり、マルチセル電力補償装置出力も同様としなければならない）。また、相電流も１２０度位相差を持つ三相平衡波形となることにより、各セルの通過有効電力（＝セル電圧×相電流×力率）を制御するためには、「セル電圧×力率」を制御する必要がある。なお、力率はセル電圧位相により自動的に変化するため、各セルの通過有効電力を制御するためには「セル電圧」を制御することとなる。
上記を踏まえ、電力制御を以下の段階により実施する。
１  相単位での通過電力制御
２  同一相内での各セル通過電力制御
３  相電流に対応した通過電力制御
４  放電時と充電時に対応した通過電力制御
上記３，４はそれぞれ上記１，２項内の演算に反映させるものであり、以下１，２項に大別して説明する。
【００２５】
また、電力貯蔵部としての超電導コイル２の電力貯蔵量は、１／２×（コイルインダクタンス値）×（コイル電流）２
である。電流差がΔＩの二つの超電導コイル間電力差（コイルインダクタンスＬは同一とする）は、
Ｌ／２×Ｌ×Ｉ２−１／２×Ｌ×（Ｉ＋ΔＩ）２
＝Ｌ／２×｛Ｉ２−（Ｉ２＋２×ΔＩ×Ｉ＋ΔＩ２）｝
＝Ｌ／２×｛２×ΔＩ×Ｉ＋ΔＩ２｝
≒Ｌ／２×｛２×ΔＩ×Ｉ｝  （ΔＩ×Ｉ≫ΔＩ，ΔＩ＝微小）
となる。したがって簡易的に電流差で電力差の評価を実施する。
また、電力変換器定格電力出力に必要なコイル電流を基準電流（１ＰＵ）とする（１ＰＵ＝１００％）。
基準コイル電流＝電力変換器定格電力／セル数／セル定格直流電圧
である。
【００２６】
＜計算ステップ１−相間電力制御＞
（１）各相平均コイル電流演算
Ｕ相平均コイル電流＝〔｛（セルＵ１コイル電流）２＋（セルＵ２コイル電流）２＋（セルＵ３コイル電流）２＋（セルＵ４コイル電流）２｝／４〕０．５
を演算する（単位ＰＵ）。Ｖ相、Ｗ相についても同様に演算する。
【００２７】
（２）各相電流偏差を演算
最小電流＝Ｕ相〜Ｗ相平均コイル電流の中の最小値
Ｕ相電流偏差＝Ｕ相平均コイル電流−最小電流
Ｖ相電流偏差＝Ｖ相平均コイル電流−最小電流
Ｗ相電流偏差＝Ｗ相平均コイル電流−最小電流
偏差振幅＝（Ｕ相電流偏差２＋Ｖ相電流偏差２＋Ｗ相電流偏差２）０．５
偏差振幅が最小偏差振幅（例えば０．０２ＰＵ）より小さい場合は、偏差小として相間電力制御を実施しない（補正値＝０）。偏差振幅が最小偏差振幅より大きい場合は次の演算ステップに進む。
【００２８】
（３）各相電流偏差による領域導出
各相電流偏差による合成ベクトルより、図５に示す領域（ＰＵ，ＮＵ，ＰＶ，ＮＶ，ＰＷ，ＮＷ）を導出する。
例えば、Ｕ相電流偏差＝０にて、
Ｖ相電流偏差  ＞＝  ２×Ｗ相電流偏差  であれば、領域ＰＶ、
Ｗ相電流偏差  ＞＝  ２×Ｖ相電流偏差  であれば、領域ＰＷ、
それ以外の場合は領域ＮＵ
とする。
【００２９】
（４）有効電流指令対応係数演算
有効電流指令（≒電力指令、電圧微小変化により）による係数演算を図６に示した関数（＝有効電流指令の逆数）により実施する。
【００３０】
（５）補正値演算
補正値＝係数×（偏差振幅−最小偏差振幅）
を演算する。補正値が最大補正値（例えば０．０５ＰＵ）より大きい場合は、補正値＝最大補正値とする。
【００３１】
（６）相電圧ベクトル演算
上記領域と補正値から、下表に示す補正αを導出する。
【００３２】
【表１】
0004959613.tif 000002
【００３３】
また、上記結果を用いて下記演算も実施する。
【００３４】
【数１】
0004959613.tif 000003
【００３５】
この補正により、図７に示したように、相電圧波形は三相不平衡波形であるが、線間電圧は三相平衡状態となる。このようにして、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれにおいて、相内の電力貯蔵容量の総和に応じて各相の通過電力量を調整する。
なお、このときの補正α、β、θβの関係例は図８のようになる。また、各モード例を図９に示した。図９で破線は通常制御時であり、実線が相間電力制御時を示す。
【００３６】
＜計算ステップ２−相内電力制御＞
（１）セル内コイル電流ソート
各セルコイル電流を電流値の大きい順にソートする。電流値が大きい順にＡ、Ｂ、Ｃ、Ｄとし、セルＡコイル電流（ＰＵ）、セルＢコイル電流（ＰＵ）、セルＣコイル電流（ＰＵ）、セルＤコイル電流（ＰＵ）と定義する。
【００３７】
（２）２点平均コイル電流演算
最大値であるセルＡコイル電流と最小値であるセルＤコイル電流に対する平均コイル電流を次式により演算する。
２点平均コイル電流  ＝  （（セルＡコイル電流２＋セルＤコイル電流２）／２）０．５
【００３８】
（３）２点間偏差演算
２点間偏差を次式により演算する。
２点間偏差＝（セルＡコイル電流−セルＤコイル電流）／２点平均コイル電流／２
２点間偏差が最小偏差（例えば０．０２ＰＵ）より小さい場合は、偏差小として相内電力制御を実施しない（補正値＝０）。２点間偏差が最小偏差より大きい場合は次の演算ステップに進む。
【００３９】
（４）有効電流指令対応係数演算
有効電流指令（≒電力指令、電圧変化微小より）による係数演算を図６に示した関数（＝有効電流指令の逆数）により実施する。
【００４０】
（５）補正値演算
補正値＝係数×（２点間偏差−最小偏差）
補正値が最大補正値（例えば０．０５ＰＵ）より大きい場合は、補正値＝最大補正値とする。
【００４１】
（６）各セル補正量を下表により導出する。
【００４２】
【表２】
0004959613.tif 000004
【００４３】
このようにして導出した各セルの補正量に応じ、同一の相内での各セルの通過電力量の総和が１となるように、各セルの出力電圧割合を調整する。
【００４４】
また、上記３の相電流に対応した通過電力制御を行うときには、相電流が小さいときには、上記に示した相間電力制御、相内電力制御における調整割合を増加させ、相電流が大きいときには調整割合を減少させるような調整を行う。
また、上記４の放電時と充電時に対応した通過電力制御を行うには、放電時には、貯蔵電力量の大きなセルの通過電力を増加させるとともに、貯蔵電力量の小さなセルの通過電力を減少させ、充電時には、貯蔵電力量の大きなセルの通過電力を減少させるとともに、貯蔵電力量の小さなセルの通過電力を増加させる調整を行う。
【００４５】
このように、本実施形態の電力補償装置によれば、各相の通過電力量を調整するとともに、各相内のセル間で電力貯蔵量が最大のセルにより電力貯蔵量が最小のセルを補うように補正することにより、電力貯蔵量のアンバランスが補償され、セルの電力貯蔵部を有効利用することができる。したがって高い利用率を得ることができ、特に連続運転時に有用である。
また、電力制御部６による通過電力量制御は、コイル電流の最大値と最小値のみに対する補正演算のため、マルチセル電力変換器構成が変化し、セル数に変更がある場合にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本実施形態における電力補償装置の全体構成を示すブロック図である。
【図２】同電力補償装置のセル部分の接続を模式的に示したブロック図である。
【図３】Ｕ相の構成を示したブロック図である。
【図４】セルパワーモジュールの構成を示したブロック図である。
【図５】各相電流偏差による領域導出に用いる図である。
【図６】有効電流指令対応係数演算に用いる、演算係数と有効電流指令絶対値との関係を示した図である。
【図７】相間電力制御時の相電圧と線間電圧との関係を示した図である。
【図８】相間電力制御による補正α、β、θβの関係例である。
【図９】偏差のモード例を列挙して示した図である。
【符号の説明】
【００４７】
２…超電導コイル、４…単相インバータ、５…相内電力制御部、６…電力制御部、Ｕ１〜Ｕ４，Ｖ１〜Ｖ４，Ｗ１〜Ｗ４…セルパワーモジュール
【図１】
0004959613.tif 000005
【図２】
0004959613.tif 000006
【図３】
0004959613.tif 000007
【図４】
0004959613.tif 000008
【図５】
0004959613.tif 000009
【図６】
0004959613.tif 000010
【図７】
0004959613.tif 000011
【図８】
0004959613.tif 000012
【図９】
0004959613.tif 000013