[发明专利]静止型无功功率补偿装置和电压控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及通过控制无功功率来调整电力系统的电压的静止型无功功率补偿装置和单相交流电力系统的电压控制方法。

背景技术

通常，在电力系统中，离开电力供给侧的系统末端的电压下降。但是，当太阳能发电(PV)或风力发电等利用了可再生能源的分散电源与电力系统连接时，系统末端的电压有可能上升。当变电站按照以往的方式提供电力时，有时电力系统内的低压配电电压脱离适当电压范围。因此，为了使电力系统内的低压配电电压在适当电压范围内，公知的是在电力系统上连接静止型无功功率补偿装置(例如参照非专利文献1)。这种静止型无功功率补偿装置也被称为“STATCOM(Static Synchronous Compensator静止同步补偿器)”或“自激式SVC(Static Var Compensator静止无功补偿装置)”。

非专利文献1：“有益于有效利用可再生能源的智能电网用STATCOM”东芝评论Vol.66 No.12(2011)P36-39

今后，伴随智能电网的扩充，预想PV会在被提供有单相交流电力的一般家庭中普及。因此，需要进行单相交流电力系统中的电压调整，但是以往的静止型无功功率补偿装置像非专利文献1的STATCOM那样调整三相交流电压，而不能进行单相交流电力系统中的电压调整。

发明内容

本发明的目的在于提供能够进行单相交流电力系统中的电压调整的静止型无功功率补偿装置和电压控制方法。

为了达成上述目的，本发明的静止型无功功率补偿装置根据在静止型无功功率补偿装置的直流端子侧检测到的直流电压和设定的直流电压指令的差，生成第二轴电压指令。

具体地说，本发明提供一种电力系统，包括：高压配电线，用于配电三相高压交流电；多个变压器，与所述高压配电线连接，将所述三相高压交流电转换成电压比所述三相高压交流电低的单相低压交流电；多条低压配电线，分别配电所述变压器转换后的所述单相低压交流电；及任意数量的静止型无功功率补偿装置，交流端子与所述低压配电线连接，所述电力系统的特征在于，所述静止型无功功率补偿装置包括：单相电压型交直流转换电路，从所述交流端子观察具有内部电动势和内部等效阻抗，根据基于PWM指令产生的门信号的脉冲宽度，使来自与所述交流端子连接的单相交流电力系统的单相交流电力和直流电力之间进行转换；电压指令电路，输出作为所述交流端子的单相交流电压的振幅目标值的第一轴电压指令，设定比所述单相交流电压的峰值高的直流电压指令值，检测由所述单相电压型交直流转换电路转换的直流电压，计算所述直流电压指令值和直流电压检测值的差并输出第二轴电压指令；相位差生成电路，具有使所述交流端子的单相交流电压的相位延迟而产生延迟单相交流的相位延迟单相交流生成器，根据所述延迟单相交流来生成与所述交流端子的单相交流电压和所述单相电压型交直流转换电路的所述内部电动势的相位差对应的电压；上位电压控制电路，根据来自所述电压指令电路的所述第一轴电压指令和所述第二轴电压指令、与来自所述相位差生成电路的相位差对应的电压、以及所述交流端子的单相交流电压，输出以所述交流端子的单相交流电压的振幅接近所述第一轴电压指令的方式生成的电压指令信号、以及以与来自所述相位差生成电路的相位差对应的电压接近所述第二轴电压指令的方式生成的频率指令信号；频率控制电路，设定有作为所述交流端子上的单相交流的频率基准的基准频率，根据所述基准频率、来自所述上位电压控制电路的频率指令信号、以及与所述相位差生成电路生成的相位差对应的电压，确定所述单相电压型交直流转换电路的所述内部电动势的电气角度并生成生成电气角度；以及下位电压控制电路，设定有作为所述交流端子上的单相交流的电压振幅基准的基准电压，在基于来自所述频率控制电路的所述生成电气角度的信号和所述基准电压相乘的值上加上来自所述上位电压控制电路的电压指令信号来作为所述内部电动势，将所述内部电动势和所述单相交流电压的差输出为所述PWM指令，所述电力系统根据所述低压配电线的单相低压交流电的电压与所述内部电动势的差进行控制，以使在低压交流电的电压上升时降低所述交流端子的电压，在低压交流电的电压降低时升高所述交流端子的电压，通过所述交流端子在所述低压配电线之间传输无功电流，使所述低压配电线的所述单相低压交流电的电压控制在适当的电压范围内。