直交磁心型LVIを用いた高速無効電力補償装置に関する研究

正交铁心式LVI高速无功补偿器的研究

• 批准号: 07650320
• 负责人: 一ノ倉 理
• 金额: $ 1.54万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for General Scientific Research (C)
• 财政年份: 1995
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1995 至 无数据
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-07650320/
• 关键词: 直交磁心; 可変インダクタンス; 無効電力補償装置; 系統安定化; 非線形磁気応用

近年,負荷の増加と多様化による電力系統の電圧変動の増大が顕在化している。特に,速応性のパワーエレクトロニクス機器の導入が,系統における急激な電圧変動を引き起こす傾向にあり,瞬時的な電圧変動対策が重要な課題となっている。従来,このような電圧変動を抑制する装置として,サイリスタとリアクトル・コンデンサで構成される静止形無効電力補償装置(SVC)があるが,高調波の発生や応答速度,制御範囲の拡大など,改善すべきいくつかの事項が指摘されている。本研究は,筆者の着想による直交磁心形プッシュプル可変インダクタンスを用い,高調波が少なく高速な無効電力補償装置を開発することを目的に行ったものである。以下に,本研究で得られた成果をまとめる。(1)装置の作製:直交磁心を用いて1kVA程度の可変インダクタンス(直交磁心形LIV)を製作し,その基礎特性について詳細に検討を行った。本研究で提案するプッシュプル可変インダクタンスは極めて高調波の少ないもので,従来の電力制御用デバイスでは得られない全く新しい方式である。(2)高速制御方式の開発:直交磁心形LVIの高速制御のための回路方式について検討した。半導体チョッパによる瞬時電圧制御を提案し,ステップ状の直流制御入力に対して1サイクルで定常に達するような高速制御手法を確立した。(3)実証実験:以上の成果をもとに,直交磁心形LVIとコンデンサ,及び適切な検出・制御回路を用いて,±500Var程度の無効電力補償装置を試作した。本装置は,交流系統の電圧変動を検出し,無効電力の潮流を制御することによって電圧変動の抑制を図るものである。模擬系統による試験結果,試作器により,ステップ状の急激な電圧変動も3サイクルで抑制し得ることが明らかになった。この性能は,十分実用に供し得るものである。以上より,直交磁心形LVIとその高速制御方式の提案,無効電力補償装置の試作と実証試験がなされ,本研究の初期の目的がある程度達成されたものと考えられる。高圧配電系統に大容量のSVCを設置するこれまでの方式に対し,本研究で開発された無効電力補償装置は,低圧需要家側に設置してよりきめ細かな電圧制御を行う場合に適するものであり,急激な電圧変動を引き起こすパワーエレクトロニクス機器の民生応用が進んでいる現状を考えると,今後,本方式の必要性はますます高くなると考えられる。

In recent years, the voltage variation of power system increases due to the increase and diversification of load. In particular, the introduction of fast and reliable machines, the system of rapid excitation voltage change tendency, instantaneous voltage change strategy is an important issue. In the future, the voltage variation suppression device is composed of static static compensation device (SVC), high frequency wave generation and response speed, control range and large speed, and improvement of the quality of the system. This study aims to explore the application of orthogonal magnetic cardioid in high frequency and high speed power compensation devices. The results of this study are as follows. (1)Device manufacturing: 1kVA for orthogonal core, variable parameters (orthogonal core LIV), basic characteristics, detailed analysis This study proposes that power generation systems be developed in a completely new way by increasing the frequency of high-frequency waves. (2)Development of high speed control mode: orthogonal magnetic cardioid LVI high speed control mode The transient voltage control method for semiconductor devices is proposed, and the high speed control method is established. (3)The test results show that the above results are correct, the orthogonal magnetic heart LVI is correct, and the appropriate output control loop is used, and the non-effective power compensation device with the degree of ±500Var is tested. The device is used for detecting voltage variation of AC system, controlling power flow without interruption, and suppressing voltage variation. Simulation system test results, test device, test mode, test mode This performance is very practical and can be achieved. As mentioned above, the proposal of high-speed control method of orthogonal magnetic cardioid LVI is proposed, and the trial operation and demonstration of power compensation device are carried out. The initial goal of this study is achieved to a certain extent. In this paper, we develop a non-effective power compensation device for high-voltage distribution system, which needs to be set up at home for low-voltage distribution system. The necessity of this method is not high.

项目成果

一ノ倉 理: "直交磁心形可変インダクタンスを用いた系統電圧調整" 平成8年電気学会全国大会講演論文集(530). (1996)

Osamu Ichinokura：“使用正交磁芯型可变电感的系统电压调整”日本电气工程师学会 1996 年全国会议论文集（530）（1996）。

O.Ichinokura: "High Speed Variable-Inductor Controlled with DC-DC Converter" IEEE Trans. on Magnetics. 31. 4247-4249 (1995)

O.Ichinokura：“用 DC-DC 转换器控制的高速可变电感器”IEEE Trans。

一ノ倉 理: "直交磁心形可変インダクタンスのチョッパ制御" 第19回日本応用磁気学会学術講演概要集. 240- (1995)

Osamu Ichinokura：“正交磁芯型可变电感的斩波控制”第19届日本应用磁学会学术会议摘要240-（1995）。

一ノ倉 理: "電圧可逆チョッパによる直交磁心形可変インダクタンスの起動・停止特性" 平成7年度電気関係学会東北支部連合大会講演論文集. 73- (1995)

Osamu Ichinokura：“使用电压可逆斩波器的正交磁芯型可变电感的启动和停止特性”1995年电气相关协会东北分会会议记录73-（1995）。