(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を備え、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力補償装置であって、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記第２の制御対象母線の母線電圧である第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱していることを表す信号を所定の時間遅れ特性で追随させた無効電力初期値変更信号を生成する無効電力初期値変更信号生成部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力、前記無効電力初期値変更信号生成部が生成する無効電力初期値変更信号、および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記無効電力調整部は、
前記第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱している場合に、該第２の制御対象電圧が該所定の範囲に収まるように制御することを特徴とする無効電力補償装置。
【請求項２】
前記無効電力調整部は、
前記静止型無効電力補償装置の出力管理範囲として設定された上限値または下限値に対する制限を一時的に解除して、前記第２の制御対象電圧が所定の範囲に入る制御を優先することを特徴とする請求項１に記載の無効電力補償装置。
【請求項３】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を備え、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力補償装置であって、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記第２の制御対象母線の母線電圧である第２の制御対象電圧に基づき、前記比較電圧生成部が生成する比較電圧の出力制限値を変更する出力制限値変更部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記無効電力調整部は、
前記第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱している場合に、該第２の制御対象電圧が該所定の範囲に収まるように制御することを特徴とする無効電力補償装置。
【請求項４】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を備え、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力補償装置であって、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力に基づき、前記比較電圧生成部が生成する比較電圧の出力制限値を変更する出力制限値変更部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記出力制限値変更部は、前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力が出力管理範囲から逸脱している場合に、前記第２の制御対象電圧を所定の範囲に収める制御が可能となるように前記出力制限値の上限値または下限値を変更することを特徴とする無効電力補償装置。
【請求項５】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を備え、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力補償装置であって、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力に基づき、該無効電力の初期値を変更するための信号を無効電力初期値変更信号として生成する無効電力初期値変更信号生成部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記無効電力初期値変更信号生成部は、前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力が所定の範囲から逸脱している場合に、前記第２の制御対象電圧を所定の範囲に収める制御が可能となるように前記無効電力初期値変更信号を変更することを特徴とする無効電力補償装置。
【請求項６】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を制御する制御装置であって、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力制御装置において、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記第２の制御対象母線の母線電圧である第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱していることを表す信号を所定の時間遅れ特性で追随させた無効電力初期値変更信号を生成する無効電力初期値変更信号生成部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力、前記比較電圧生成部が生成する比較電圧、および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記無効電力調整部は、
前記第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱している場合に、該第２の制御対象電圧が該所定の範囲に収まるように制御することを特徴とする無効電力制御装置。
【請求項７】
前記無効電力調整部は、
前記静止型無効電力補償装置の出力管理範囲として設定された上限値または下限値に対する制限を一時的に解除して、前記第２の制御対象電圧が所定の範囲に入る制御を優先することを特徴とする請求項６に記載の無効電力制御装置。
【請求項８】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を制御する制御装置であって、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力制御装置において、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記第２の制御対象母線の母線電圧である第２の制御対象電圧に基づき、前記比較電圧生成部が生成する比較電圧の出力制限値を変更する出力制限値変更部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記無効電力調整部は、
前記第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱している場合に、該第２の制御対象電圧が該所定の範囲に収まるように制御することを特徴とする無効電力制御装置。
【請求項９】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を制御する制御装置であって、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力制御装置において、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力に基づき、前記比較電圧生成部が生成する比較電圧の出力制限値を変更する出力制限値変更部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記出力制限値変更部は、前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力が出力管理範囲から逸脱している場合に、前記第２の制御対象電圧を所定の範囲に収める制御が可能となるように前記出力制限値の上限値または下限値を変更することを特徴とする無効電力制御装置。
【請求項１０】
接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を制御する制御装置であって、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力制御装置において、
前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、
前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、
前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力に基づき、該無効電力の初期値を変更するための信号を無効電力初期値変更信号として生成する無効電力初期値変更信号生成部と、
前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、
を備え、
前記無効電力初期値変更信号生成部は、前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力が所定の範囲から逸脱している場合に、前記第２の制御対象電圧を所定の範囲に収める制御が可能となるように前記無効電力初期値変更信号を変更することを特徴とする無効電力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統の電圧変動を抑えるための無効電力を発生する無効電力補償装置およびその制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
系統電圧を安定化するための安定化制御方式の一つとして、スイッチング半導体素子を制御して“進み”または“遅れ”の無効電力を瞬時に発生することができる静止型無効電力補償装置（Ｓｔａｔｉｃ  Ｖａｒ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒ：ＳＶＣ）を用いる方式がある（例えば、下記特許文献１）。この特許文献１では、ＳＶＣによって系統に対し供給される無効電力が一定時間、ＳＶＣの定格容量を超過して事前に決められた一定値を超えたことを条件に、系統にて運転されている発電機の運転を上げ方向に制御する方式を採用することにより、ＳＶＣによる系統電圧の安定維持を可能とし、系統電圧の安定化に寄与できるようにしている。
【０００３】
また、系統電圧の安定化制御方式の他の一つとして、上記ＳＶＣに加え、開閉器を介して電力系統に接続されるコンデンサおよびリアクトル（以下、総称して「調相設備」という）などを併用する方式もある（例えば、下記特許文献２）。この特許文献２では、ＳＶＣで発生する無効電力と調相設備で発生する無効電力との和が、電圧変動を抑えるために必要な量になるような制御を行うことにより、無効電力の調整範囲を拡大して、系統電圧の安定化に寄与できるようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平５−２７４０４９号公報
【特許文献２】特開平１０−２６８９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上記特許文献１に示されるような発電機の電圧を制御する方式は、元々、発電機の近くにＳＶＣが設置される場合を想定している。この方式の場合、ＳＶＣの制御を詳細に行わずとも発電機の制御を詳細に行うことで、無効電力を制御することが可能となる。したがって、ＳＶＣの近くに発電機が設置されている場合には、ＳＶＣの機能を大きく改善する必要性はあまりないと言っても過言ではない。
【０００６】
また、ＳＶＣと発電機とが離れて設置されている場合には、ＳＶＣが設置されている側から遠隔地にある発電機を制御しなければならないので、制御系が複雑になり、制御のためのコストが増大するという問題点がある。また、遠隔地にある発電機を制御する場合には、制御対象以外の他の送電設備に対して影響が及ぶ場合があるため、無効電力の制御を効率的に行うことができないという問題点がある。
【０００７】
一方、上記特許文献２の制御方式では、ＳＶＣの特性を活かした無効電力の制御を行うことはできる。しかしながら、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合には、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することができないという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合において、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することができる無効電力補償装置および、その制御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】
【０００９】
上述した課題を解決し、目的を達成するため、本発明にかかる無効電力補償装置は、接続母線の電圧変動に応じて無効電力を発生させる静止型無効電力補償装置を備え、該静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線の電圧変動を抑制するとともに、該静止型無効電力補償装置から離間する位置に敷設された第２の制御対象母線の電圧変動を抑制する無効電力補償装置であって、前記第１の制御対象母線の母線電圧である第１の制御対象電圧に対して所定の時間遅れ特性で追随して所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部と、前記比較電圧と前記第１の制御対象電圧との差分出力である変動分電圧を生成する変動分電圧生成部と、前記変動分電圧に応じて制御対象の静止型無効電力補償装置で発生する無効電力を前記比較電圧の時間遅れ特性よりも速い時間特性で制御する無効電力制御部と、前記第２の制御対象母線の母線電圧である第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱していることを表す信号を所定の時間遅れ特性で追随させた無効電力初期値変更信号を生成する無効電力初期値変更信号生成部と、前記静止型無効電力補償装置が生成する無効電力、前記比較電圧生成部が生成する比較電圧、および所定の初期値に基づき、該静止型無効電力補償装置が生成する無効電力を所定値に設定する無効電力調整部と、を備え、前記無効電力調整部は、前記第２の制御対象電圧が所定の範囲から逸脱している場合に、該第２の制御対象電圧が該所定の範囲に収まるように制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明にかかる無効電力補償装置によれば、無効電力調整部は、静止型無効電力補償装置の近傍位置に敷設された第１の制御対象母線から離間した位置に敷設された第２の制御対象母線の母線電圧である第２の制御対象電圧が、予め設定された所定の範囲から逸脱している場合に、静止型無効電力補償装置が出力する無効電力の初期値を調整することにより、第２の制御対象電圧が当該所定の範囲に収まるように制御できるので、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合に、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下に、本発明の好適な実施の形態にかかる無効電力補償装置および、その制御装置を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に示す実施の形態により本発明が限定されるものではない。
【００１２】
＜実施の形態１＞
（装置の構成）
図１は、本発明の実施の形態１にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。同図に示す無効電力補償装置は、母線１に遮断器２を介して接続されるＳＶＣ３、母線１に接続されて母線１の電圧を測定するＰＴ（Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）４、母線１２に接続されて母線１２の電圧を測定するＰＴ１５、遮断器２とＳＶＣ３との間に挿入されてＳＶＣ３に流れる電流を測定するＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ  Ｔｒａｎｓｆｏｌｍｅｒ）５ならびに、ＰＴ４、ＰＴ１５およびＣＴ５の各検出値を取り込み、ＳＶＣ３を通じて母線１および母線１２の電圧（無効電力）を制御するＳＶＣ制御部１００を備えている。なお、母線１はＳＶＣ３の近傍に設置されている制御対象母線であるのに対し、母線１２はＳＶＣ３から離れて遠隔地に設置されている制御対象母線である。
【００１３】
ＳＶＣ３は、変圧器３Ａ、スイッチング回路３Ｂ、リアクトル３Ｃ、およびフィルタ３Ｄを備えている。このＳＶＣ３は、サイリスタ制御リアクトル方式（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ  Ｃｏｎｔｒｏ１１ｅｄ  Ｒｅａｃｔｏｒ：ＴＣＲ）による静止型無効電力補償装置であり、スイッチング回路３Ｂを構成する各サイリスタをオン／オフ制御することにより、リアクトル３Ｃで発生する無効電力の大きさおよび位相を制御する。また、フィルタ３Ｄは、本来的には、スイッチング回路３Ｂのスイッチングによって発生するノイズを除去するための手段として挿入されているが、フィルタ３Ｄ自身が進み側の無効電力を発生する能力を有しているため、リアクトル３Ｃと共に無効電力の制御手段として機能する。なお、これらの制御手段に加えて、サイリスタ開閉制御コンデンサ方式（Ｔｈｙｒｉｓｔｏｒ  Ｓｗｉｔｃｈｅｄ  Ｃａｐａｃｉｔｏｒ：ＴＳＣ）の制御手段を付加する構成としてもよい。
【００１４】
ＳＶＣ制御部１００は、ＰＴ４で計測された母線１における母線電圧の電圧信号（瞬時値）が入力されて制御対象電圧である電圧信号（実効値）に変換して出力する電圧センサ１０１と、ＣＴ５により測定された瞬時値の電流信号が入力されて実効値に変換して出力する電流センサ１０２と、電圧信号が入力されて所定の時間遅れ特性で追随し所定の範囲内に制限された比較電圧を生成する比較電圧生成部であるリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３と、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の出力と電圧センサ１０１の出力との差分値（変動分電圧）を出力する変動分電圧生成部である差分器１０４と、ＳＶＣ４で発生する無効電力の変化に対して電圧信号が所定の割合で変化するというスロープ特性を実現するためのスロープリアクタンス１０５と、電流センサ１０２が出力する電流情報とスロープリアクタンス１０５のインピーダンス値ＸＳとの積（スロープリアクタンス１０５での電圧降下）を変動分電圧から引いた差分値を出力する差分器１０６と、ＰＴ１５で計測された母線１２における母線電圧の電圧信号（瞬時値）が入力されて制御対象電圧である電圧信号（実効値）に変換して出力する電圧センサ１２０と、電圧センサ１２０の出力電圧信号が母線１２の母線電圧Ｖ２がＶＨ２からＶＬ２（ＶＨ２＞ＶＬ２）の範囲内にない場合に所定の制御信号（電圧信号）を生成するリミッタ付き制御ブロック１２２と、リミッタ付き制御ブロック１２２の出力が入力されて所定の時間遅れ特性で追随する所定の制御信号（電力信号）を生成する比較電力生成部であるリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４と、ＰＴ４で計測される電圧信号とＣＴ５で計測される電流信号が入力されてＳＶＣ３が発生する無効電力Ｑｓｖｃを計算する無効電力センサ１２１と、無効電力センサ１２１の出力と所定値Ｑｒｅｆおよびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４の各出力との差分値（変動分電力）を出力する差分器１０９と、差分器１０９の出力が入力されてＳＶＣ３が発生する無効電力Ｑｓｖｃが所定値Ｑｒｅｆに一致するように制御する無効電力制御部１１０と、無効電力制御部１１０の出力と差分器１０４の出力とを加算する加算器１１１と、加算器１１１の出力を入力としてＰＩ特性を持たせて電圧目標値を出力する電圧制御部１０７と、この電圧目標値が入力されて母線１および母線１２の電圧が電圧目標値になるような無効電力を発生するようにゲートパルス信号を生成してＳＶＣ３のスイッチング回路３Ｂに出力するゲートパルス出力部１０８と、を備えて構成される。
【００１５】
なお、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の時間遅れ特性を決定する時定数Ｔｒは、ＳＶＣ３の制御特性を決定する時定数よりも十分に大きいものとする。また、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４の時間遅れ特性を決定する時定数Ｔｂｃは、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の時定数Ｔｒよりも大きいものとする。また、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３が出力する比較電圧Ｖｃｏｍｐは、母線１の出力電圧の管理範囲であるＶＬ１以上、かつ、ＶＨ１以下（ただし、ＶＨ１＞ＶＬ１）に制限され、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４が出力する制御信号（電力信号）は、ＳＶＣ３の出力電力の管理範囲であるＱｍｉｎ１以上、かつ、Ｑｍａｘ１以下（ただし、Ｑｍａｘ１＞Ｑｍｉｎ１）の範囲内に制限される。
【００１６】
（装置の動作）
つぎに、図１に示した実施の形態１にかかる無効電力補償装置の動作について説明する。なお、理解の容易性を確保する観点から、図１の構成における以下の３つの構成を定義し、これらの構成別の動作説明を行う。
【００１７】
（１）構成１
図１の構成において、無効電力センサ１２１、差分器１０９および無効電力制御部１１０を有さない場合
（２）構成２
図１の構成において、無効電力センサ１２１、差分器１０９および無効電力制御部１１０を有し、かつ、差分器１０９に無効電力センサ１２１の出力および所定値Ｑｒｅｆのみが入力される場合
（３）構成３
図１の構成において、無効電力センサ１２１、差分器１０９および無効電力制御部１１０、ならびに電圧センサ１２０、リミッタ付き制御ブロック１２２およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４を有し、かつ、差分器１０９に無効電力センサ１２１、所定値Ｑｒｅｆおよびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４の各出力が入力される場合
【００１８】
なお、上記構成２において、差分器１０９および無効電力制御部１１０は、無効電力調整部を構成する。また、上記構成３において、リミッタ付き制御ブロック１２２およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４は、無効電力初期値を変更するための制御信号を生成する無効電力初期値変更信号生成部（第１の無効電力初期値変更信号生成部）を構成する。
【００１９】
（装置の動作−構成１の場合）
上記構成１の場合の動作については、図１〜図３を参照して説明する。なお、図２は、本発明の実施の形態１にかかる無効電力補償装置が動作する場合の母線電圧とＳＶＣで発生する無効電力との間の関係を説明する図であり、図３は、母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲内にある場合の構成１における動作を説明する図である。なお、電圧変動をもたらす電力系統の擾乱が発生するまでの間は、電力系統の状態には変化がなく、擾乱後も変化がないものとする。
【００２０】
図２において、破線で示したのが動特性線ＡＡであり、Ｑｓｖｃの絶対値の大きさが所定値以下の範囲では、ＳＶＣ３が発生する無効電力Ｑｓｖｃの変化に対して母線１の電圧Ｖ１が、スロープリアクタンス１０５のインピーダンス値ＸＳで決まる傾きで変化する。この動特性線ＡＡは、従来のＳＶＣが持つ電圧一無効電力特性（以下「スロープ特性」という）と同様である。なお、図２では、動特性線を１本しか示していないが、Ｑｓｖｃ＝０で、ＶＬ１≦Ｖ１≦ＶＨ１の範囲内を通る互いに平行な動特性線が無数に存在する。
【００２１】
また、太い実線で示したのが静特性線（定常特性線）ＢＢ１であり、母線電圧Ｖ１がＶＨ１以上またはＶＬ１以下であり、かつ、Ｑｓｖｃの絶対値の大きさが所定値以下の範囲では、静特性線ＢＢ１もスロープ特性を持っている。なお、母線電圧Ｖ１がＶＬ１〜ＶＨ１の範囲内に有る場合には、後述するようにＳＶＣ制御部１００が動作してＱｓｖｃ＝０となる。
【００２２】
（装置の動作−構成１−母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲内にある場合）
つぎに、母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲内にある場合の、電力系統に擾乱が発生したときの動作点の変化について説明する。図３において、電力系統に擾乱が発生する前の状態である動作点Ａでは、その状態における母線電圧ＶＡがＶＬ１＜ＶＡ＜ＶＨ１であり、かつ、Ｑｓｖｃ＝０である。いま、動作点Ａで、電力系統に擾乱が発生して母線１の電圧が低下したとする。なお、このときの電圧低下の大きさは、ＳＶＣ３が動作しない場合には、図３に示す動作点Ｂに変化するような大きさとし、動作点Ｂにおける母線電圧ＶＢは、ＶＬ１＜ＶＢ＜ＶＨ１であるものとする。また、この電圧低下の変化速度の時定数は、ＳＶＣ３の制御特性の時定数とほぼ同程度であり、リミッタ付き１次遅れブロック１０３の時間遅れ特性の時定数Ｔｒよりも十分に小さいとする。このため、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の出力である比較電圧Ｖｃｏｍｐは、電力系統の擾乱に追随して直ぐに変化することはなく、ＳＶＣ３は、本実施の形態にかかる無効電力制御装置が存在しない場合と同様な動作を行う。
【００２３】
一方、ＳＶＣ３が動作することにより、母線電圧Ｖ１は、スロープ特性を示す動特性線ＡＡ上に存在するように変化する。電力系統側の特性として、母線電圧Ｖ１とＳＶＣ３が発生する無効電力Ｑｓｖｃとの間には、図３に示す系統特性線ＣＣで示した関係が成立する必要が有る。このため、ＳＶＣ３が動作すると、動特性線ＡＡと系統特性線ＣＣとの交点である点Ｃに動作点が変化することになる。
【００２４】
他方、比較電圧Ｖｃｏｍｐは、時定数Ｔｒで母線電圧Ｖ１に近づいていく。比較電圧Ｖｃｏｍｐは、動特性線上においてＱｓｖｃ＝０での電圧であり、比較電圧Ｖｃｏｍｐが低下すると、動特性線がより下側のものに変化して、母線電圧Ｖ１も低下する。なお、系統特性線ＣＣで示した関係は、電力系統側に変化がない状態下ではそのまま成立する必要があるので、系統特性線ＣＣ上を点Ｂの方に向かって動作点が移動する。そして、比較電圧Ｖｃｏｍｐが母線電圧Ｖ１に一致すると、ＳＶＣ３が発生する無効電力Ｑｓｖｃとの変動分電圧がゼロになり、動作点Ｂの状態に落ち着くことになる。こうして、電圧低下に対して動作点はＡ→Ｃ→Ｂと変化する。なお、Ａ→ＣヘはＳＶＣ３の動作特性の時定数によって速く、Ｃ→Ｂヘはリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の時定数Ｔｒによってゆっくりと変化する。また、Ａ→ＣではＱｓｖｃは大きく変化する一方で母線電圧Ｖ１はあまり変化しないので、母線電圧Ｖ１はＶＡからＶＢにゆっくりと変化することになる。そして、定常状態である動作点ＢではＱｓｖｃ＝０であるため、ＳＶＣ３は自身の可動範囲の中央で待機していることになり、新たな急激な電圧変動が上昇または低下の何れかの側で発生しても、急激な電圧変動を抑制することが可能となる。
【００２５】
（装置の動作−構成１−母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲から外れる場合）
つぎに、母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲から外れている場合の、電力系統に擾乱が発生したときの動作点の変化について図４を参照して説明する。なお、図４は、母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲から外れる場合の構成１における動作を説明する図である。なお、想定する電圧低下の大きさは、ＳＶＣ３が動作しない場合には、図４に示す動作点Ｄに変化するような大きさとし、動作点Ｄにおける母線電圧ＶＤは、ＶＤ＜ＶＬ１であるものとする。また、この電圧低下の変化速度は、図３の場合と同様であるとする。
【００２６】
図４において、電圧低下が発生した直後の動作点は、ＳＶＣ３が発生する無効電力Ｑｓｖｃの絶対値が図３の場合よりも大きな動作点Ｅに変化する。比較電圧Ｖｃｏｍｐは、時定数Ｔｒで母線電圧Ｖ１に近づいていく。その結果、動作点Ｅは、この動作点Ｅを通る系統特性線ＤＤ上を動作点Ｄに向かってゆっくりと移動する。一方、比較電圧Ｖｃｏｍｐは、ＶＬ１≦Ｖｃｏｍｐ≦ＶＨ１の範囲に制限されるので、Ｖｃｏｍｐ＝ＶＬ１となる動作点、すなわち、系統特性線ＤＤと静特性線ＢＢ１との交点Ｆに落ち着く。なお、動作点Ｆでは、Ｑｓｖｃはゼロではないが動作点Ｅでの値よりも小さくなっており、急激な電圧低下が発生した場合にＳＶＣ３にて抑制することができる電圧変動の大きさは、動作点Ｅの場合よりも大きくなっている。
【００２７】
このように、実施の形態１の構成１によれば、母線電圧の急激な変化にはＳＶＣ３が従来と同様に動作して急峻な電圧変動を緩和でき、定常時にはＳＶＣ３が出力する無効電力をゼロに近づけることができ、電力系統に擾乱などが発生して電圧が急激に変動する事態が発生しても、常にＳＶＣ３が動作可能であり、急峻な電圧変動を抑えることができる。なお、ここでは、電圧低下の場合で説明したが、電圧上昇の場合もほぼ同様に動作させることが可能である。また、この実施の形態の構成では、比較電圧を生成するための制御部として、１次遅れ制御ブロックを使用したが、２次以上の遅れ制御ブロックを使用してもよいことは無論である。
【００２８】
（装置の動作−構成２の場合）
つぎに、上記構成２の場合の動作について、図１および図５を参照して説明する。なお、図５は、上記構成２における動作を説明する図である。
【００２９】
図５において、静特性線ＢＢ１は、図２で示したものと同一または同等である。これに対して、静特性線ＢＢ１’では、母線電圧Ｖ１がＶＨ１からＶＬ１の範囲内に有る場合に、ＱｓｖｃがゼロとはならずＱｒｅｆに制御されるところが相違している。これは、差分器１０４の出力である変動分電圧がゼロになる状態では、ＳＶＣ制御部１００によりＳＶＣ３が発生する無効電力ＱｓｖｃがＱｒｅｆに一致するように制御されるためである。すなわち、構成１による無効電力補償装置は、時間の経過と共にＳＶＣ３が発生する無効電力がゼロに近づくようにしていたのを、構成２では、時間の経過と共にＳＶＣ３が発生する無効電力が所定値Ｑｒｅｆに近づくように制御している。
【００３０】
このように、実施の形態１の構成２によれば、急峻な電圧変動は従来と同様にＳＶＣ３により抑制でき、かつ定常時にはＳＶＣ３が発生する無効電力を適切な値に調整することができ、電力系統に擾乱などが発生して電圧が急激に変動する事態が発生しても、ＳＶＣ３の設置個所に応じた適切な範囲でＳＶＣ３が動作可能であり、常に急峻な電圧変動を抑えることが可能となる。
【００３１】
なお、差分器１０９に入力される所定値Ｑｒｅｆは、ＳＶＣ制御部１００で設定される値でもよいし、給電所や制御所などから伝送されて来る指令値であってもよく、常に一定の値であってもよいし、電力系統の状態によって変化させてもよい。また、この所定値Ｑｒｅｆは、例えば電圧が低下しやすい個所に設置されたＳＶＣ３に対しては適当な大きさの遅れ無効電力に設定して、電圧を急激に低下させないようにＳＶＣ３が瞬時に発生できる進み無効電力が大きくなるように設定することが好ましい。逆に電圧が上昇しやすい個所に設置されたＳＶＣ３では、電圧が急激に上昇しないようにＳＶＣ３が瞬時に発生できる遅れ無効電力が大きくなるように設定することが好ましい。
【００３２】
（装置の動作−構成３の場合）
つぎに、上記構成３の場合の動作について、図１および図６を参照して説明する。図６は、上記構成３における動作を説明する図である。なお、静特性線ＢＢ２は、図５で示したものと同一または同等であり、初期条件として、Ｑｓｖｃ＝Ｑｒｅｆに制御されているものとする。また、母線１２は、その出力電圧がＶＬ２以上、かつ、ＶＨ２以下に管理されるものとする。
【００３３】
まず、図６に示すように、母線１の動作点は、母線１の静特性線ＢＢ２と系統特性線ＣＣ２との交点（動作点Ａ０）に制御され、母線１２の動作点は、母線１２の系統特性線ＥＥ２とＱｓｖｃ＝Ｑｒｅｆの直線との交点（動作点Ｂ０）に制御されている。この状態で、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４の制御信号が差分器１０９に入力される場合には、以下に示すような制御が行われる。
【００３４】
（１）母線１２の系統特性上の動作点がＢ０にある初期状態では、Ｖ２＜ＶＬ２であるため、電圧偏差ε＝（Ｖ２−ＶＬ２）の積分処理（実際には１時遅れ積分処理）がリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４で行われ、Ｑｒｅｆを進相側にシフトしてＳＶＣ３の出力を増加することにより、母線１の系統特性上の動作点は、Ａ０（静特性線ＢＢ２）からＡ１（静特性線ＢＢ２’）に向かって移動する。
（２）その結果、母線１２の系統特性上の動作点は、Ｂ０からＢ１に向かって移動する。
（３）ここで、動作点Ａ１において、母線１２の系統特性上の動作点Ｂ１では、母線１２の電圧Ｖ２が、母線１２の管理電圧の下限値（ＶＬ２）に達するため、電圧偏差ε＝（Ｖ２−ＶＬ２）＝０となり、それ以上のＱｒｅｆシフトは行われない。その結果、母線１２の系統特性上の動作点Ａ１で定常状態に達する。
（４）その後、母線１２に接続される負荷が軽くなり、母線１２の電圧が上昇してきた場合には、ＶＬ２＜Ｖ２＜ＶＨ２となるため、電圧センサ１２０、リミッタ付き制御ブロック１２２およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４を繋ぐ制御系の出力はゆっくりとリセットされ、Ｖ２≧ＶＬ２を満足する範囲内でＱｒｅｆのシフト量は低減されていき、やがてＱｓｖｃ＝Ｑｒｅｆで定常状態に戻ることになる。
【００３５】
なお、上記では、遠隔地にある送電設備の母線電圧Ｖ２が既定値よりも低下した場合について説明したが、既定値よりも上昇した場合についても、ほぼ同様に動作させることが可能である。
【００３６】
以上説明したように、実施の形態１にかかる無効電力補償装置によれば、遠隔地にある送電設備の母線電圧Ｖ２が既定値から逸脱した場合に、ＳＶＣ３が出力する無効電力Ｑｓｖｃの初期値（Ｑｒｅｆ）を調整することにより、母線電圧Ｖ２が規定範囲（ＶＬ２≦Ｖ２≦ＶＨ２）に収まるように制御できるので、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合に、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することが可能となる。
【００３７】
＜実施の形態２＞
実施の形態１にかかる無効電力補償装置では、母線１２の電圧Ｖ２を制御する場合、ＳＶＣ３が発生する無効電力ＱｓｖｃはＳＶＣ出力管理範囲内に入っていた。すなわち、実施の形態１の無効電力補償装置では、母線１２の電圧Ｖ２の制御よりもＳＶＣ３が発生する無効電力ＱｓｖｃがＳＶＣ出力管理範囲に入っていることを優先する制御を行っていた。一方、実施の形態２にかかる無効電力補償装置は、ＳＶＣ３が発生する無効電力ＱｓｖｃがＳＶＣ出力管理範囲に入っているという制限を解除して、母線１２の電圧Ｖ２を優先的に制御する場合の実施形態を示すものである。なお、実施の形態２にかかる無効電力補償装置の構成は、図１に示した実施の形態１の構成と同一または同等である。
【００３８】
（装置の動作）
つぎに、実施の形態２にかかる無効電力補償装置の動作について図１および図７を参照して説明する。なお、図７は、実施の形態２にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【００３９】
図７に示すように、母線１の動作点は、Ｑｓｖｃ＝Ｑｒｅｆとなる直線上で、かつ、母線１の静特性線ＢＢ３と系統特性線ＣＣ３との交点（動作点Ａ０）に制御され、母線１２の動作点は、母線１２の系統特性線ＥＥ３とＱｓｖｃ＝Ｑｒｅｆの直線との交点（動作点Ｂ０）に制御されている。この状態で、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４の制御信号が差分器１０９に入力される場合には、以下に示すような制御が行われる。
【００４０】
（１）母線１２の系統特性上の動作点がＢ０にある初期状態では、Ｖ２＜ＶＬ２であるため、電圧偏差ε＝（Ｖ２−ＶＬ２）の積分処理がリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４で行われ、Ｑｒｅｆを進相側にシフトしてＳＶＣ３の出力を増加することにより、母線１の系統特性上の動作点は、Ａ０（静特性線ＢＢ３）からＡ２（静特性線ＢＢ３’）に向かって移動する。
（２）その結果、母線１２の系統特性上の動作点は、Ｂ０からＢ２に向かって移動する。
（３）ここで、動作点Ｂ２では、ＳＶＣ３の出力はＱｓｖｃ＝Ｑｍａｘ１に達している。しかしながら、母線１２の電圧Ｖ２は、母線１２の管理電圧の下限値（ＶＬ２）に達してはいない。
（４）そこで、母線１２の電圧Ｖ２をさらに上昇させる制御を行うため、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４のリミット上限値（Ｑｍａｘ１）を大きく（すなわち進相側にシフト）する。このときリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４におけるリミット上限値（Ｑｍａｘ１）の制限が解除されるので、ＳＶＣ３が発生する進み側の無効電力ＱｓｖｃをＱｍａｘ１以上にすることができる。その結果、母線１の系統特性線ＣＣ３上の動作点は、さらにＡ３（静特性線ＢＢ３）に移動するとともに、母線１２の系統特性線ＥＥ３上の動作点は、Ｖ２＝ＶＬ２となるＢ３点に移動して定常状態に達する。
（５）その後、母線１２に接続される負荷が軽くなり、母線１２の電圧が上昇してきた場合には、ＶＬ２＜Ｖ２＜ＶＨ２となるため、一時的にシフトさせたリミット上限値（Ｑｍａｘ１）がＶＬ２＜Ｖ２＜ＶＨ２を満足する範囲で、元の値に戻す方向の制御が行われる。
【００４１】
なお、上記では、遠隔地にある送電設備の母線電圧Ｖ２が既定値よりも低下した場合について説明したが、既定値よりも上昇した場合についても、本実施の形態にかかる無効電力補償装置の技術思想に基づき、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４のリミット下限値（Ｑｍｉｎ１）を小さく（すなわち遅相側にシフト）する制御系を構成することにより、上記と同様な動作を行わせることができる。
【００４２】
以上説明したように、実施の形態１にかかる無効電力補償装置によれば、遠隔地にある送電設備の母線電圧Ｖ２が既定値から逸脱した場合に、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４におけるリミット上限値（Ｑｍａｘ１）またはリミット下限値（Ｑｍｉｎ１）を調整することにより、母線電圧Ｖ２が規定範囲（ＶＬ２≦Ｖ２≦ＶＨ２）に収まるように制御できるので、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合に、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することが可能となる。
【００４３】
＜実施の形態３＞
図８は、本発明の実施の形態３にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。同図に示す無効電力補償装置は、実施の形態１にかかる図１の構成から、リミッタ付き制御ブロック１２２およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４を取り除く一方で、電圧センサ１２０の出力と所定の電圧値（ＶＨ４）との差分値を出力する差分器１２６、差分器１２６の出力が入力されて所定の時間遅れ特性で追随する所定の制御信号（電圧信号）を生成するリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２８、およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２８の出力が入力されて所定の電圧値（ＶＬ０）に対する差分値を出力する差分器１３０を備えている。なお、上記構成において、差分器１２６、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２８および差分器１３０は、上記比較電圧生成部を構成するリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の出力制限値を変更する出力制限値変更部（第１の出力制限値変更部）を構成する。また、その他の構成は、図１の構成と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して示すとともに、その説明を省略する。
【００４４】
（装置の動作）
つぎに、実施の形態３にかかる無効電力補償装置の動作について図８および図９を参照して説明する。なお、図９は、実施の形態３にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【００４５】
図９に示すように、母線１の動作点は、Ｑｓｖｃ＝Ｑｒｅｆとなる直線上で、かつ、母線１の静特性線ＢＢ４と系統特性線ＣＣ４との交点（動作点Ａ４）に制御され、母線１２の動作点は、母線１２の系統特性線ＥＥ４とＱｓｖｃ＝Ｑｒｅｆの直線との交点（動作点Ｂ０）に制御されている。この状態で、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット下限値（ＶＬ１）を制御する制御信号が入力される場合には、以下に示すような制御が行われる。
【００４６】
（１）母線１２の系統特性上の動作点がＢ４にある初期状態では、Ｖ２＞ＶＨ２であるため、電圧偏差ε＝（Ｖ２−ＶＨ２）の積分処理が行われ、Ｑｒｅｆを遅相側にシフトしてＳＶＣ３の遅相出力を増加することにより、母線１の系統特性上の動作点は、Ａ４（静特性線ＢＢ４）からＡ４Ａ（静特性線ＢＢ４’）に向かって移動する。なお、同図に示すように、デッドバンドの位置（静特性線における縦軸と平行な部分の位置）はＱｍｉｎ１までシフトされるが、実施の形態２までの制御系の構成では、母線１の電圧が下限値（ＶＬ１）以下にならないように制御するため、ＳＶＣ３は動作点Ａ４Ａに相当する出力（Ｑｓｖｃ２）を維持する。
（２）その結果、母線１２の系統特性上の動作点は、Ｂ０からＢ４Ａに向かって移動する。しかしながら、この動作点では、母線１２の電圧Ｖ２は、母線１２の管理電圧における上限値（ＶＨ２）を超過したままである。
（３）そこで、母線１２の電圧Ｖ２をさらに低下させる制御を行うため、差分器１３０の出力に基づいて、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット下限値（ＶＬ１）を小さくする制御が行われる。すなわち、差分器１３０の出力により、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４におけるリミット下限値（ＶＬ１）が下方向にシフトされた新しい下限値（ＶＬ０Ａ）が設定される。この制御により、母線１の系統特性線ＣＣ４上の動作点Ａ４Ａは、さらにＡ４Ｂ（静特性線ＢＢ４''）に移動するとともに、母線１２の系統特性線ＥＥ４上の動作点Ｂ４Ａは、Ｖ２＝ＶＨ２となるＢ４Ｂに移動して定常状態に達する。
（４）その後、母線１２に接続される負荷が増大して、母線１２の電圧が低下してきた場合には、ＶＬ２＜Ｖ２＜ＶＨ２となるため、ゆっくりとリセットされていく制御が行われる。
【００４７】
なお、上記では、遠隔地にある送電設備の母線電圧Ｖ２が既定値よりも上昇した場合について説明したが、既定値よりも低下した場合についても、本実施の形態にかかる無効電力補償装置の技術思想に基づき、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット上限値（ＶＨ１）を大きくする制御系を構成することにより、上記と同様な動作を行わせることができる。
【００４８】
以上説明したように、実施の形態３にかかる無効電力補償装置によれば、遠隔地にある送電設備の母線電圧Ｖ２が既定値から逸脱した場合に、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３におけるリミット下限値（ＶＬ１）またはリミット上限値（ＶＨ１）を調整することにより、母線電圧Ｖ２が規定範囲（ＶＬ２≦Ｖ２≦ＶＨ２）に収まるように制御できるので、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合に、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することが可能となる。
【００４９】
＜実施の形態４＞
図１０は、本発明の実施の形態４にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。同図に示す無効電力補償装置は、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット下限値（ＶＬ１）の制御に関し、実施の形態３では母線１２の電圧の検出出力である電圧センサ１２０の出力に基づいて行っていたのに対し、この実施の形態では、無効電力センサ１２１の出力に基づいて行うようにしている。このような制御系を構成するため、実施の形態４にかかる無効電力補償装置では、無効電力センサ１２１の出力とＳＶＣ出力管理範囲の上限値（Ｑｍａｘ１）との差分値を出力する差分器１３２、差分器１３２の出力が入力されて所定の時間遅れ特性で追随する所定の制御信号（電圧信号）を生成するリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４、およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４の出力が入力されて所定の電圧値（ＶＬ０）に対する差分値を出力する差分器１３６を備えている。なお、上記構成において、差分器１３２、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４および差分器１３６は、上記比較電圧生成部を構成するリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３の出力制限値を変更する出力制限値変更部（第２の出力制限値変更部）を構成する。また、その他の構成は、図８の構成と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して示すとともに、その説明を省略する。
【００５０】
（装置の動作）
つぎに、実施の形態４にかかる無効電力補償装置の動作について図１０および図１１を参照して説明する。なお、図１１は、実施の形態４にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【００５１】
図１１に示すように、母線１の動作点は、Ｑｓｖｃ＝Ｑｓｖｃ１となる直線上で、かつ、母線１の静特性線ＢＢ５と系統特性線ＣＣ５との交点（動作点Ａ５）に制御され、母線１２の動作点は、母線１２の系統特性線ＥＥ５とＱｓｖｃ＝Ｑｓｖｃ１の直線との交点（動作点Ｂ５）に制御されている。この状態で、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット下限値（ＶＬ１）を制御する制御信号が入力される場合には、以下に示すような制御が行われる。
【００５２】
（１）母線１の系統特性上の動作点がＡ５にある初期状態では、Ｑｓｖｃ１＞Ｑｍａｘ１であり、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲の上限値（Ｑｍａｘ１）を超えているが、母線１の出力電圧の管理範囲であるＶＬ１に達しているため、ＳＶＣ３の出力を調整することができない（これまでの構成では、母線１の出力電圧Ｖ１が管理範囲内に含まれる制御が優先されるため）。
（２）その結果、母線１の系統特性上の動作点はＡ５の状態を維持し、母線１２の系統特性上の動作点はＢ５の状態を維持する。なお、この状態では、上記のようにＱｓｖｃ１＞Ｑｍａｘ１であるため、遠隔地にある母線１２の電圧が急激に低下して下限値を下回った場合であっても、母線１２の電圧を上昇させる制御を行うことができない。
（３）そこで、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲内に入るようにするため、差分器１３６の出力に基づいて、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット下限値（ＶＬ１）を小さくする制御が行われる。すなわち、差分器１３０の出力により、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１２４におけるリミット下限値（ＶＬ１）が下方向にシフトされた新しい下限値（ＶＬ０Ａ）が設定される。この制御により、母線１の系統特性線ＣＣ５上の動作点Ａ５は、Ａ５’（静特性線ＢＢ５'）に移動するとともに、母線１２の系統特性線ＥＥ５上の動作点Ｂ５は、Ｂ５’に移動する。
（４）この状態であれば、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲内に入っているので、母線１２の電圧が急激に低下して下限値を下回った場合に、母線１２の電圧を上昇させる制御を行うことが可能となる。
【００５３】
なお、上記では、ＳＶＣ３の出力（進み出力側を正）がＳＶＣ出力管理範囲の上限値を超えた場合について説明したが、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲の下限値以下に低下した場合についても、本実施の形態にかかる無効電力補償装置の技術思想に基づき、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット上限値（ＶＨ１）を大きくする制御系を構成することにより、上記と同様な動作を行わせることができる。
【００５４】
以上説明したように、実施の形態４にかかる無効電力補償装置によれば、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲を逸脱した場合に、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３におけるリミット下限値（ＶＬ１）またはリミット上限値（ＶＨ１）を調整することにより、ＳＶＣ３による制御が無効となるような状態を回避することができるので、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合に、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御する状態を維持することが可能となる。
【００５５】
＜実施の形態５＞
図１２は、本発明の実施の形態５にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。実施の形態４の無効電力補償装置が、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１０３のリミット下限値（ＶＬ１）を制御する制御系を有しているのに対し、この実施の形態の無効電力補償装置では、実施の形態４と同様な制御系を用いて、ＳＶＣ３が出力する無効電力Ｑｓｖｃの初期値（Ｑｒｅｆ）を調整するようにしている。このため、実施の形態５にかかる無効電力補償装置では、実施の形態４で構成した差分器１３２およびリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４を備える一方で、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４の制御出力を差分器１０９に入力するような制御系を構成している。なお、上記構成において、差分器１３２およびリミッタ付き制御ブロック１３４は、無効電力初期値を変更するための制御信号を生成する無効電力初期値変更信号生成部（第２の無効電力初期値変更信号生成部）を構成する。また、その他の構成は図１０の構成と同様であり、同一の構成要素には同一の符号を付して示すとともに、その説明を省略する。
【００５６】
（装置の動作）
つぎに、実施の形態５にかかる無効電力補償装置の動作について図１２および図１３を参照して説明する。なお、図１３は、実施の形態５にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【００５７】
図１３に示すように、母線１の動作点は、Ｑｓｖｃ＝Ｑｓｖｃ１となる直線上で、かつ、母線１の静特性線ＢＢ６と系統特性線ＣＣ６との交点（動作点Ａ６）に制御され、母線１２の動作点は、母線１２の系統特性線ＥＥ６とＱｓｖｃ＝Ｑｓｖｃ１の直線との交点（動作点Ｂ６）に制御されている。この状態で、差分器１０９にリミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４の出力が入力される場合には、以下に示すような制御が行われる。
【００５８】
（１）母線１の系統特性上の動作点がＡ６にある初期状態では、Ｑｓｖｃ１＞Ｑｍａｘ１であり、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲の上限値（Ｑｍａｘ１）を超えているが、母線１の出力電圧の管理範囲であるＶＬ１に達しているため、実施の形態４のときと同様に、ＳＶＣ３の出力を調整することができない。
（２）その結果、母線１の系統特性上の動作点はＡ６の状態を維持し、母線１２の系統特性上の動作点はＢ６の状態を維持する。なお、この状態では、上記のようにＱｓｖｃ１＞Ｑｍａｘ１であるため、遠隔地にある母線１２の電圧が急激に低下して下限値を下回った場合であっても、母線１２の電圧を上昇させる制御を行うことができない。
（３）そこで、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲内に入るようにするため、リミッタ付き１次遅れ制御ブロック１３４の出力に基づいて、Ｑｓｖｃの初期値（Ｑｒｅｆ）を変更（遅相側にシフト）する制御が行われる。この制御により、母線１の系統特性線ＣＣ５上の動作点Ａ６は、Ａ６’（静特性線ＢＢ６'）に移動するとともに、母線１２の系統特性線ＥＥ６上の動作点Ｂ６は、Ｂ６’に移動する。
（４）この状態であれば、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲内に入っているので、母線１２の電圧が急激に低下して下限値を下回った場合に、母線１２の電圧を上昇させる制御を行うことが可能となる。
【００５９】
なお、上記では、ＳＶＣ３の出力（進み出力側を正）がＳＶＣ出力管理範囲の上限値を超えた場合について説明したが、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲の下限値以下に低下した場合についても、本実施の形態にかかる無効電力補償装置の技術思想に基づき、母線１の出力電圧の管理範囲に関わらず、ＳＶＣ３の出力の初期値（Ｑｒｅｆ）を進相側にシフトさせる制御系を構成することにより、上記と同様な動作を行わせることができる。
【００６０】
以上説明したように、実施の形態５にかかる無効電力補償装置によれば、ＳＶＣ３の出力がＳＶＣ出力管理範囲から逸脱した場合に、母線１の出力電圧の管理範囲に関わらず、ＳＶＣ３の出力の初期値を遅相側または進相側にシフトさせる制御を行うことにより、ＳＶＣ３による制御が無効となるような状態を回避することができるので、遠隔地にある送電設備が調相設備を有していない場合、あるいは調相設備を有している場合でも、それらの調相設備による制御要素を使い切ってしまった場合に、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御する状態を維持することが可能となる。
【００６１】
なお、上記実施の形態１〜５を通して、母線１はＳＶＣ３の近傍に設置されている制御対象母線であり、母線１２はＳＶＣ３から離れて遠隔地に設置されている制御対象母線であるとして説明したが、ＳＶＣ３が必ずしも母線１の近傍に設置されている必要はない。肝要な点は、母線１と母線１２とが離間して配置された関係にあり、ＳＶＣ３から見て、母線１を近傍に設置されている制御対象母線として取り扱うことができ、母線１２を遠隔地にある制御対象母線として取り扱うことができれば、どのような設置形態であっても構わない。
【産業上の利用可能性】
【００６２】
以上のように、本発明にかかる無効電力補償装置およびその制御装置は、遠隔地にある送電設備の電圧を優先的に制御することができる発明として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】本発明の実施の形態１にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態１にかかる無効電力補償装置が動作する場合の母線電圧とＳＶＣで発生する無効電力との間の関係を説明する図である。
【図３】実施の形態１で定義した構成１（母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲内にある場合）における動作を説明する図である。
【図４】実施の形態１で定義した構成１（母線電圧Ｖ１の変動が所定の範囲から外れる場合における動作を説明する図である。
【図５】実施の形態１で定義した構成２における動作を説明する図である。
【図６】実施の形態１で定義した構成３における動作を説明する図である。
【図７】実施の形態２にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【図８】本発明の実施の形態３にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。
【図９】実施の形態３にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【図１０】本発明の実施の形態４にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。
【図１１】実施の形態４にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【図１２】本発明の実施の形態５にかかる無効電力制御装置を備えた無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。
【図１３】実施の形態５にかかる無効電力補償装置の動作を説明する図である。
【符号の説明】
【００６４】
１  母線
２  遮断器
３Ａ  変圧器
３Ｂ  スイッチング回路
３Ｃ  リアクトル
３Ｄ  フィルタ
１２  母線
１００  ＳＶＣ制御部
１０１  電圧センサ
１０２  電流センサ
１０３，１２４，１２８，１３０，１３２，１３４  リミッタ付き１次遅れ制御ブロック
１０４，１０６，１０９，１２６，１３６  差分器
１０５  スロープリアクタンス
１０７  電圧制御部
１０８  ゲートパルス出力部
１１０  無効電力制御部
１１１  加算器
１２０  電圧センサ
１２１  無効電力センサ
１２２  リミッタ付き制御ブロック
１２８  制御ブロック
１３４  制御ブロック
１３６  差分器
【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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