專利名稱：電力波動補償裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是有關(guān)一種供給負荷的電力系統(tǒng)電壓瞬時性下降時，將其測出并補償電壓下降的電壓波動補償裝置。
背景技術(shù)：
因雷電等隨著電力系統(tǒng)的電壓瞬時性下降，工廠等的精密設(shè)備等進行誤動作或暫時停止，往往招致生產(chǎn)線上很大的受害。為了防止這樣的損害，監(jiān)視電力系統(tǒng)的瞬時電壓下降等的電壓波動，并使用補償電壓下降的電壓波動補償裝置。
圖18中示出現(xiàn)有電壓波動補償裝置的示意構(gòu)成圖。如圖所示，從輸電線1來的電力，用變壓器2降壓，通過電壓波動補償裝置連接到用戶(負載)3并供給電力。電壓波動補償裝置由直流電源4、換流器5、平滑濾波器6和大容量變壓器7構(gòu)成。
以下，示出有關(guān)這種現(xiàn)有電壓波動補償裝置，在系統(tǒng)電壓瞬時下降時(以下，稱為瞬低時)的電壓補償動作。
圖19分別示出系統(tǒng)電壓瞬低時的系統(tǒng)電壓、電壓波動補償電路輸出、和供給用戶3的電壓。如圖所示，一旦系統(tǒng)電壓發(fā)生瞬時性電壓下降，在監(jiān)視電壓波動的檢測部(圖未示出)就測出電壓下降，通過基于此進行供電控制，電壓波動補償裝置中，采用由直流電源4和換流器5發(fā)生交流電壓，經(jīng)過平滑濾波器6和大容量變壓器7跟電力系統(tǒng)串聯(lián)連接的辦法，補償電力系統(tǒng)的電壓下降。因此，將電壓波動補償裝置來的輸出電壓加到電壓下降后的系統(tǒng)電壓上，大致以正常的電壓，向用戶3供給電力。

發(fā)明內(nèi)容
現(xiàn)有的電壓波動補償裝置構(gòu)成如以上那樣，因為系統(tǒng)電壓即使正常時，也通過變壓器7使相當部分的負荷電流流過換流器5，因此，通常時也發(fā)生變壓器7和換流器5的損耗，需要大型的冷卻裝置。
并且，系統(tǒng)電壓的瞬低時，由于通過平滑濾波器6和變壓器7向電力系統(tǒng)供給電壓，所以平滑濾波器6或變壓器7的容量將會增大，存在裝置大型化的問題。
本發(fā)明就是為了解決上述這個問題而研發(fā)的，其目的在于獲得一種能夠在系統(tǒng)電壓瞬低時進行高精度電壓補償，而且裝置全體能以廉價構(gòu)成小型的電壓波動補償裝置。
本發(fā)明的第1方面所述的電壓波動補償裝置是包括對最小充電電壓值(絕對值)約為2K倍(K＝0、1、2、…)，具有各自不同的充電電壓的電容器，在電力系統(tǒng)上串聯(lián)連接把向該電容器充電的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流輸出的多個電壓補償電路P、N，將各電壓補償電路內(nèi)的上述電容器的充電電壓值作為各比特信號的基準值，通過將電力系統(tǒng)的電壓下降量與該基準值對照，A/D變換為二進制數(shù)的信號，根據(jù)該信號，從多個電壓補償電路之中選擇要求的組合，以其輸出電壓的總和來補償上述電力系統(tǒng)的電壓下降。
并且本發(fā)明的第2方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，由電壓下降量變成A/D變換的基準值的電容器充電電壓值是隨時檢測各電容器電壓的電壓測定值。
并且本發(fā)明的第3方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，從電壓下降量變成A/D變換的基準值的電容器充電電壓值是監(jiān)視電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電流，并基于該電流值通過對各電容器的電壓下降量的預(yù)測運算，隨時算出的電壓算出值。
并且本發(fā)明的第4方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面～3任一項，由串聯(lián)連接的全部的電壓補償電路構(gòu)成的全補償電路可能最大輸出電壓設(shè)定為各電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓，使其超過電力系統(tǒng)的最大電壓下降量。
并且本發(fā)明的第5方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面～4任一項，各電壓補償電路內(nèi)電容器的靜電容量是對最小靜電容量大約2K倍(K＝0、1、2、…)或其以上，設(shè)定該電容器的充電電壓越大其靜電容量越小。
并且本發(fā)明的第6方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面～5任一項，從電壓下降量A/D變換為二進制數(shù)的信號之際，由該信號決定的電壓補償電路輸出電壓的總和是從上述電壓下降量減去規(guī)定的電壓量的電壓值以下時，上述二進制數(shù)的信號加上1，使電容器的最小充電電壓值加到上述輸出電壓的總和上。
并且本發(fā)明的第7方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，電力系統(tǒng)上，具備跟電壓補償電路一起串聯(lián)連接，將使電容器充電的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流輸出的下降電壓補償電路，上述電壓補償電路內(nèi)電容器的電壓下降到規(guī)定值以下時，將其測出，使上述下降電壓補償電路動與上述電壓補償電路的動作一致動作，用上述電壓補償電路和上述下降電壓補償電路的輸出電壓之和，補償上述電力系統(tǒng)的電壓下降。
并且本發(fā)明的第8方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，按照二進制數(shù)的信號選擇的電壓補償電路，輸出電壓可包含跟電力系統(tǒng)的電壓極性相反極性的，輸出電壓跟上述電力系統(tǒng)同極性的電壓補償電路內(nèi)電容器在動作時進行放電，相反極性的電壓補償電路內(nèi)的電容器在動作時進行充電。
并且本發(fā)明的第9方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第8方面，從二進制數(shù)的信號，把各比特數(shù)值轉(zhuǎn)換成電容器放電時為1、充電時為-1的二進制數(shù)值，編成用于選擇電壓補償電路組合的邏輯表，檢測各電壓補償電路內(nèi)電容器的電壓下降并根據(jù)其狀態(tài)，從上述邏輯表里選擇可對該電容器充電的模式的二進制數(shù)值，按照該二進制數(shù)值的各比特數(shù)值選擇的電壓補償電路內(nèi)電容器，當上述比特數(shù)值為1的時候進行放電，為-1的時候進行充電。
并且本發(fā)明的第10方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第8方面，一個電壓補償電路的輸出電壓是第1極性，其它全部電壓補償電路的輸出電壓是跟上述第1極性相反的第2極性，上述第1極性的電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓跟其它全部第2極性的電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓總和絕對值大約相同，電力系統(tǒng)的電壓是第1極性時，選擇上述第2極性的電壓補償電路的要求組合和上述第1極性的電壓補償電路進行動作，上述電力系統(tǒng)的電壓是第2極性時，只選擇上述第2極性的電壓補償電路的組合進行動作。


圖1是本發(fā)明實施例1的電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。
圖2表示本發(fā)明實施例1的電壓瞬低控制電路的詳細電路圖。
圖3是說明本發(fā)明實施例1的電壓波動補償裝置動作波形圖。
圖4是說明本發(fā)明實施例1的充電電容器的電壓下降時的動作波形圖。
圖5是表示本發(fā)明實施例1的A/D變換器詳細構(gòu)成圖。
圖6是本發(fā)明實施例1的另一例電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。
圖7是本發(fā)明實施例1的另一例電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。
圖8是表示本發(fā)明實施例2的A/D變換器詳細構(gòu)成圖。
圖9是表示本發(fā)明實施例2的預(yù)測運算電路詳細構(gòu)成圖。
圖10是本發(fā)明實施例3的電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。
圖11是說明本發(fā)明實施例3的電壓波動補償裝置動作波形圖。
圖12是表示本發(fā)明實施例3的電壓波動補償裝置詳細電路圖。
圖13是表示本發(fā)明實施例6的A/D變換器詳細構(gòu)成圖。
圖14是表示本發(fā)明實施例7的A/D變換器詳細構(gòu)造圖。
圖15是本發(fā)明實施例8的電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。
圖16是表示本發(fā)明實施例8的A/D變換后的二進制信號圖。
圖17是說明本發(fā)明實施例8的電壓波動補償裝置動作波形圖。
圖18是現(xiàn)有的電壓波動補償裝置示意構(gòu)成圖。
圖19是說明現(xiàn)有電壓波動補償裝置的電壓補償動作圖。
具體實施例方式
實施例1以下，詳細說明有關(guān)本發(fā)明的實施例1。
圖1是本發(fā)明實施例1的電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。
從輸電線1來的電力，用變壓器2降壓，經(jīng)過電壓波動補償裝置100連接到用戶3(負荷)，并供給電力。
關(guān)于電壓波動補償裝置100，如圖所示，電力系統(tǒng)上，多個串聯(lián)連接有由根據(jù)電壓極性選擇的2個電壓補償電路P、N構(gòu)成的補償單元110。由該串聯(lián)連接的多個(這時6個)的電壓補償電路N1、P1、N2、P2、N3、P3構(gòu)成的全補償電路120，具備高速機械式的穩(wěn)定短路開關(guān)8，其輸出端與全補償電路120并聯(lián)。
各電壓補償電路P1～P3、N1～N3內(nèi)，具備在輸出端并聯(lián)具備的瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9、瞬低補償開關(guān)10、作為能量存儲裝置的充電電容器11、和用于給充電電容器11充電的充電用二極管12和充電用變壓器200的次級線圈14，充電電容器11的充電電壓通過串聯(lián)連接于該充電電容器11的瞬低補償開關(guān)10連到電力系統(tǒng)上。并且，瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9和瞬低補償開關(guān)10由反向并聯(lián)連接二極管的半導(dǎo)體開關(guān)元件，例如IGBT構(gòu)成。另外，半導(dǎo)體開關(guān)元件就是IGBT以外的自消弧型元件也無妨。
充電電容器11用充電用二極管12和充電用變壓器200的次級線圈14充入電壓，充電用變壓器初級線圈13跟電力系統(tǒng)連接起來。另外，15是充電用變壓器200的鐵芯。
一個補償單元110內(nèi)的2個電壓補償電路P、N，分別執(zhí)掌正·負的電壓發(fā)生。即，借助于2個充電二極管12p、12n的作用，利用共同的次級線圈14，各自相反極性的電壓相同大小，向充電電容器11p和充電電容器11n充電。
設(shè)定向補償單元110內(nèi)的充電電容器11(11p1、11n1)(11p2、11n2)(11p3、11n3)充電的電壓比為2的乘方比。即，滿足以下關(guān)系。
Vn3＝2×Vn2＝2×2×Vn1(p也同樣)穩(wěn)定短路開關(guān)8、瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9、瞬低補償開關(guān)10連到作為檢測控制部的電壓瞬低控制電路16。并且，系統(tǒng)電壓也輸入到電壓瞬低控制電路16。以下說明有關(guān)該電壓瞬低控制電路16和動作。
圖2是表示電壓瞬低控制電路16的詳細電路圖。并且，圖3是表示圖1中示出的電壓波動補償裝置100產(chǎn)生的電壓補償動作與電壓瞬低控制電路16控制動作的關(guān)系波形圖。
如圖2所示，系統(tǒng)電壓輸入到電壓瞬低控制電路16并與目標電壓25進行比較。這時目標電壓25，設(shè)為正常時的系統(tǒng)電壓。用誤差放大電路26放大兩者之差，進而施行絕對值變換以后，在A/D變換器27轉(zhuǎn)換成3比特的數(shù)字信號(D1～D3)。當系統(tǒng)電壓與目標電壓25之差變成跟充電電容器11p1的充電電壓Vp1相等時，僅使A/D變換器27來的輸出信號中最低位變成1，即變成“ 001”的方式，預(yù)先調(diào)整誤差放大電路26的增益。
只要D1～D3信號的任何一個變成1，就通過NOR電路28，用信號Z(＝0)斷開穩(wěn)定短路開關(guān)8。
另一方面，輸入電壓瞬低控制電路16的系統(tǒng)電壓也輸入到極性判定電路29，并判定極性。其次，系統(tǒng)電壓的極性按照正·負的情況，經(jīng)由AND電路30和反相器31，選擇由數(shù)字信號D1～D3變成活動的信號Yp或Yn、Xp或Xn。Xp、Xn都是瞬低補償開關(guān)10的驅(qū)動信號，Yp、Yn則是瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9的驅(qū)動信號，瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9和瞬低補償開關(guān)10由反相器31構(gòu)成，往往使其以相反極性動作。
系統(tǒng)電壓正常時，即數(shù)字信號D1～D3全0時，穩(wěn)定短路開關(guān)8處于接通(信號Z為1)、瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9處于接通(信號Y為1)、瞬低補償開關(guān)10處于斷開(信號X為0)狀態(tài)，電流流過穩(wěn)定短路開關(guān)8。這時，充電電容器11借助于充電用變壓器200充電至一定電壓。由于充電用變壓器200只是對充電電容器11進行充電的工作，所以小容量變壓器就辦得到。
其次，按照圖3說明瞬低時的補償動作。
在時刻t0，假如系統(tǒng)電壓上發(fā)生瞬時的電壓下降。時刻t0以后，誤差放大電路26的輸出發(fā)生誤差電壓。據(jù)此，A/D變換器27的輸出上，對應(yīng)于該誤差電壓也發(fā)生數(shù)字信號D1～D3。與此同時，信號Z變成0，并使穩(wěn)定短路開關(guān)8斷開。
時刻t0～t1，因為系統(tǒng)電壓的極性為正，數(shù)字信號D1～D3分別傳送到p側(cè)元件。最低位的信號D1為1時，電壓補償電路P1中，Xp1變成1、Yp1變成0，瞬低補償開關(guān)10p1接通，瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9p1斷開，充電電容器11p1的電壓Vp1由瞬低補償開關(guān)10p1輸出。當信號D2為1時，電壓補償電路P2中，Xp2變成1、Yp2變成0，瞬低補償開關(guān)10p2接通，瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9p2斷開，充電電容器11p2的電壓Vp2由瞬低補償開關(guān)10p2輸出。同樣，最高位的信號D3為1時，電壓補償電路P3中輸出充電電容器11p3的電壓Vp3。另外，關(guān)于各數(shù)字信號D1～D3之中變成0的信號，例如最低位的信號D1為0時，電壓補償電路P1中Xp1為0和Yp1為1，因而隨著瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9p1，短路其輸出端，電壓補償電路P1來的輸出大約變成0。這些輸出由系統(tǒng)進行組合，可以發(fā)生“000”～“111”的8個等級輸出電壓，最大補償電壓變成7×Vp1。
直到t1～t2，系統(tǒng)電壓的極性為負以后，數(shù)字信號D1～D3分別傳送到n側(cè)元件，在電壓補償電路N1～N3中，同樣輸出補償電壓，最大補償電壓變成7×Vn1。
盡管，上述說明中，沒有考慮充電電容器11的電壓變化，說明理想狀態(tài)的動作，然而實際上電容器容量是有限的，因而充電電容器11上發(fā)生下降(電壓的下降)。例如充電電容器11p3的充電電壓Vp3上發(fā)生下降時，利用圖2中示出的電壓瞬低控制電路16形成上述哪樣的二進制信號(D1～D3)，使之進行電壓補償動作的話，如圖4所示，借助于充電電壓Vp3的下降，就會在發(fā)生的補償電壓上出現(xiàn)畸變。
因此，考慮上述充電電容器11的下降，用圖2所示的A/D變換器27，進行示出二進制的信號的A/D變換是可取的，對于此，表示如下。
圖5是表示考慮到充電電容器11的電壓下降進行A/D變換的A/D變換器27詳細構(gòu)成圖。圖中，50(50-1、50-2、50-3)是比較器，51-1、51-2是利用運算處理器等的運算電路。并且，各電壓補償電路P1～P3、N1～N3內(nèi)的充電電容器11具備電壓檢測器，在監(jiān)視著電壓，并把電壓檢測值V3、V2、V1輸送給A/D變換器27。另外這時，設(shè)定V3、V2、V1分別為p側(cè)元件的充電電容器11p3、11p2、11p1的電壓檢測值(參照圖1)。
如圖5所示，首先，用比較器50-3，對誤差放大電路26的輸出V3in和V3的電壓進行比較，設(shè)定V3in≥V3時為1，V3in＜V3時為0，并形成D3。其次，在運算電路51-2中，如果D3為1，假定V2in＝V3in-V3，當D3為0時設(shè)定V2in＝V3in。在這里，V2in表示在D3的信號狀態(tài)下輸出補償電壓時，已經(jīng)不能補償?shù)碾妷?。接著，用比較器50-2對V2in與V2進行比較而輸出D2。然后跟前面同樣在運算電路51-1中，對V1in進行運算。V1in表示表示在D3和D2的信號狀態(tài)下輸出補償電壓時的不足補償?shù)碾妷骸Ｗ詈?，用比較器50-1對V1in與V1進行比較，決定D1。
這樣，利用如圖5所示的A/D變換器27，將放大電力系統(tǒng)的電壓下降量的誤差放大電路26輸出、A/D變換為二進制的信號(D1～D3)之際，跟隨時檢測各充電電容器11電壓的電壓檢測值V3、V2、V1對照來決定二進制信號的各比特信號。為此，根據(jù)充電電容器11的狀態(tài)，選擇電壓補償電路P1～P3、N1～N3并決定動作的信號，所以能夠?qū)崿F(xiàn)精度更高的補償。因此，充電電容器11上發(fā)生下降時，也不會補償電壓上發(fā)生畸變，因而可以階段充電電容器11的靜電容量值。
上述實施例1中，由串聯(lián)連接的多個電壓補償電路N1、P1、N2、P2、N3、P3構(gòu)成的全補償電路120，因為直接與電力系統(tǒng)串聯(lián)連接，所以不需要現(xiàn)有的那種大型變壓器。并且，跟全補償電路120并聯(lián)，具備高速機械式的穩(wěn)定短路開關(guān)8，系統(tǒng)電壓正常時，穩(wěn)定短路開關(guān)8導(dǎo)通并使電流旁路，因此正常時的裝置損耗幾乎為0，冷卻裝置小容量就行，整個裝置能以廉價小型化。
并且，在系統(tǒng)電壓瞬時下降時，通過數(shù)字等級控制，選擇組合具有各自不同充電電壓的充電電容器11的多個電壓補償電路N1、P1、N2、P2、N3、P3，以輸出電壓的總和方式進行電壓補償，因而可能進行極其精細的電壓補償，以至可以不用或用小型輸出濾波器。并且，一般在使用PWM控制等場合，與在輸出濾波器頻帶部分發(fā)生相當?shù)捻憫?yīng)延遲相比較，控制方式由于是數(shù)字等級式控制，所以可實時補償電壓，進而可以更精確補償電壓。
并且，設(shè)定對各電壓補償電路P1～P3、N1～N3的充電電容器11充電的電壓為Vn3＝2×Vn2＝2×2×Vn1(p也同樣)，因此可以等間隔高精度按等級控制補償電壓。
而且，充電電容器11通過連到電力系統(tǒng)的充電用變壓器200，系統(tǒng)電壓正常時就能充分充電，因而充電用變壓器200用小容量就足夠，充電電路會變得小型便宜起來。并且，為了自動進行充電，裝置也簡化了。
另外，上述實施例中，A/D變換器27所用的V3、V2、V1分別規(guī)定為p側(cè)充電電容器11p3、11p2、11p1是電壓檢測值，然而瞬時下降的電壓大小，沒有按照系統(tǒng)電壓的極性而是幾乎一定時，n側(cè)元件的各充電電容器11n的電壓也大致與p側(cè)元件同樣轉(zhuǎn)移電壓狀態(tài)，因而無論檢測p側(cè)還是n側(cè)的電壓，也可以使用其絕對值。
并且，也可以具備p側(cè)用和n側(cè)用的2個A/D變換器27，分別輸入對應(yīng)充電電容器11的電壓檢測值，發(fā)生二進制數(shù)的信號(D1～D3)，這時，跟極性判定電路29(參照圖2)的輸出合并，選用2個A/D變換器27的任一輸出信號。因此，能夠?qū)崿F(xiàn)更高精度的補償。
并且還有，也可以p側(cè)用和n側(cè)用的雙方都具備電壓檢測器，跟極性判定電路29的輸出合并，任選p側(cè)、n側(cè)的一個電壓檢測器，使用其電壓檢測值。
另外，在上述實施例1中，在全補償電路120的輸出端，雖然備有一個跟全補償電路120并聯(lián)的穩(wěn)定短路開關(guān)8，但是如圖6所示，也可以在各電壓補償電路P1～P3、N1～N3的每個輸出端并聯(lián)配備。并且，由一對電壓補償電路P、N構(gòu)成的補償單元110的每個輸出端，也可以備有穩(wěn)定短路開關(guān)8。這樣，即使備有多個穩(wěn)定短路開關(guān)8，控制方式也與一個的情況同樣，正常時閉合全部的穩(wěn)定短路開關(guān)8，使全部電壓補償電路P1～P3、N1～N3旁路，電力系統(tǒng)的電壓下降時，斷開全部的穩(wěn)定短路開關(guān)8，按照電壓補償電路P1～P3、N1～N3來的電壓輸出，補償電力系統(tǒng)的電壓下降。
并且還有，上述實施例1中，雖然用一對電壓補償電路P、N構(gòu)成補償單元110，但是如圖7所示，也可以一對電壓補償電路PN構(gòu)成輸出正負電壓的各個補償單元110。
在圖7(a)示出的例子中，電壓補償電路PN1具備由反向并聯(lián)連接二極管的4個半導(dǎo)體開關(guān)元件17a～17d構(gòu)成的全橋式變換器和作為能量存儲裝置的充電電容器18，充電電容器18的充電電壓Vpn1，按照半導(dǎo)體開關(guān)元件17a～17d的接通/斷開控制，按正或負的極性連到電力系統(tǒng)上。并且在圖7(b)示出的例子中，電壓補償電路PN1具備由反向并聯(lián)連接二極管的2個半導(dǎo)體開關(guān)元件19p1、19n1構(gòu)成的半橋式變換器和由反向并聯(lián)連接二極管的2個半導(dǎo)體開關(guān)元件20p1、20n1構(gòu)成，并聯(lián)連接電壓補償電路PN1的輸出端的瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)和作為能量存儲裝置的充電電容器21p1、21n1，按照半導(dǎo)體開關(guān)元件19、20的接通/斷開控制，輸出正負之一極性的補償電壓。
實施例2
其次，說明有關(guān)本發(fā)明的實施例2。
圖8是表示本發(fā)明實施例2的A/D變換器27詳細構(gòu)成圖。如圖所示，A/D變換器27具備，預(yù)測運算各充電電容器11電壓的預(yù)測運算電路52(52-1、52-2、52-3)。并且，監(jiān)視著電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電流，并把系統(tǒng)電流的電流值和作為從該A/D變換器27輸出的各數(shù)字信號(D1～D3)內(nèi)的對應(yīng)信號送入各預(yù)測運算電路。在各預(yù)測運算電路，根據(jù)系統(tǒng)電流的電流值和各數(shù)字信號(D1～D3)，預(yù)測并運算各充電電容器11的電壓值。運算結(jié)果規(guī)定作為電壓算出值的電壓預(yù)測運算值V1x～V3x進行輸出，并輸入到比較器50(50-1、50-2、50-3)以替代上述實施例1的圖5中示出的電壓檢測值V1～V3，此外，跟上述實施例1的圖5中示出的A/D變換器27同樣動作，示出數(shù)字信號(D1～D3)。
圖9是表示各預(yù)測運算電路52的一例。在這里，典型性示出預(yù)測運算充電電容器11p3(或11n3)的電壓的預(yù)測運算電路52-3。數(shù)字信號D3為1的期間，電壓補償電路P3輸出從充電電容器11p3來的補償電壓，并將系統(tǒng)電流的電流值輸入到積分電路54，進行積分。其結(jié)果，對積分電路54的輸出來說，運算輸出充電電容器11p3的電壓下降量。在減法器中，通過從充電電容器11p3的初期充電電壓設(shè)定值Vp3減去積分電路54的輸出，獲得充電電容器11p3的電壓預(yù)測運算值V3x。
這樣，采用圖8中所示的A/D變換器27，把電力系統(tǒng)的電壓下降量放大后的誤差放大電路26輸出，A/D變換為二進制數(shù)的信號(D1～D3)之際，跟通過預(yù)測運算隨時算出充電電容器11上電壓的預(yù)測運算值V3x、V2x、V1x對照，決定二進制數(shù)的各比特信號。因而，與上述實施例1同樣，可以根據(jù)充電電容器11的狀態(tài)，選擇電壓補償電路P1～P3、N1～N3并決定使其動作的信號，實現(xiàn)精度良好的補償。因此，即使充電電容器11上發(fā)生下降時，補償電壓上也不會發(fā)生畸變，因而能夠減少充電電容器11的靜電容量值。并且，利用預(yù)測運算充電電容器11上電壓的電壓算出值，因而不需要為各充電電容器11配備電壓檢測器，以便宜的裝置構(gòu)成獲得上述效果。
實施例3接著，說明有關(guān)本發(fā)明實施例3。
圖10是本發(fā)明實施例3的電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。如圖所示，除用上述實施例3的圖1表示的3個補償單元110以外具備下降補償單元110S。下降補償單元110S的構(gòu)成與其它補償單元110同樣，分別由掌管發(fā)生正負電壓的2個下降電壓補償電路PS、NS構(gòu)成，各下降電壓補償電路PS、NS具備，在輸出端并聯(lián)具備的瞬低轉(zhuǎn)換開關(guān)9、瞬低補償開關(guān)10、作為能量存儲裝置的充電電容器11和用于充電電容器11充電的充電用二極管12和充電用變壓器200的次級線圈14，充電電容器11的充電電壓通過串聯(lián)連接到該充電電容器11的瞬低補償開關(guān)10連到電力系統(tǒng)。
按照圖11說明這種構(gòu)成的電壓波動補償裝置100的電壓補償動作。圖中，Xps是下降電壓補償電路PS內(nèi)的瞬低補償開關(guān)10ps的驅(qū)動信號。
充電電容器11p3的充電電壓Vp3如果發(fā)生下降，如上述一樣，補償電壓會發(fā)生波形畸變。通過使下降電壓補償電路PS動作，補償因這樣的下降引起的波形畸變。即，圖11中，降低到預(yù)先設(shè)定Vp3電壓的下降補償轉(zhuǎn)換電壓以下時，將其測出，驅(qū)動信號Xps變成1時，常常下降電壓補償電路PS也輸出補償電壓那樣的驅(qū)動信號Xps作為1。下降補償轉(zhuǎn)換電壓，例如，Vp3的電壓下降量規(guī)定為與下降電壓補償電路PS的充電電容器Vps的初期充電電壓一致的點。因此，Vp3的下降要由下降電壓補償電路PS進行補償，補償電壓會成為畸變少的波形。
圖12是說明本發(fā)明實施例3的電壓瞬低控制電路16的圖，例如補償Vp3的下降圖。如果Vp3變成了下降補償轉(zhuǎn)換電壓以下，就借助于比較器56和“與”電路57，象下降電壓補償電路PS進行電壓補償動作一樣的構(gòu)成。因此，充電電容器11的電壓即使發(fā)生下降，波形畸變也不會發(fā)生，可以大幅度減少充電電容器11的靜電容量值。因此，能夠構(gòu)便宜的裝置。
另外，在上述實施例中，雖然全都說明p側(cè)元件，但是對n側(cè)元件也同樣，Vn3的下降用下降電壓補償電路NS來補償。
并且，雖然說明補償充電電容器11p3、11n3的電壓下降的情況，但是也可以具備補償其它充電電容器11下降的下降電壓補償電路。
實施例4接著，說明有關(guān)本發(fā)明的實施例4。本實施例4中，說明有關(guān)各電壓波動補償裝置100內(nèi)充電電容器11的電壓設(shè)定方法。
由于充電電容器11只能具備有限的靜電容量，一定會發(fā)生下降。下降一旦增大，可能補償?shù)碾妷壕蜁p少。因而，預(yù)先給充電電容器11設(shè)定很大的充電電壓，使得發(fā)生下降也能補償系統(tǒng)電壓的電壓下降量。例如，假定系統(tǒng)電壓的瞬低(規(guī)定的連續(xù)時間內(nèi))的最大電壓下降量為ΔVmax，則設(shè)定各電壓如下。
Vp3、Vn3＞(ΔVmax/7)×4Vp2、Vn2＞(ΔVmax/7)×2Vp1、Vn1＞(ΔVmax/7)×1按照設(shè)定的方法，各自的電壓關(guān)系雖然存在從上述這樣的2K倍(K＝0、1、2)的關(guān)系稍有偏差的可能性，然而只要是大約2K倍的關(guān)系，就不會降低補償電壓精度。
由于這樣做出電壓設(shè)定，充電電容器11上即使發(fā)生下降，對電壓下降也能確保充分的補償電壓，因此，可以將充電電容器的靜電容量值設(shè)計得很小，實現(xiàn)廉價的裝置。
實施例5接著，說明有關(guān)本發(fā)明實施例5。本實施例5中，說明有關(guān)各電壓波動補償裝置100內(nèi)充電電容器11的靜電容量值設(shè)定方法。
如上述一樣，由于充電電容器11只能具備有限的靜電容量，一定會發(fā)生下降。為此，例如充電電容器11也都選用相同靜電容量值的話，下降大小大致為相同，可是對初期充電的比例不同，因而電壓的大約2K倍關(guān)系將變?yōu)椴煌暾?。因此，選定靜電容量值如下。另外，例如把充電電容器11p1的靜電容量值表示為Cp1。
Cp1(Cn1)2×Cp2(Cn2)Cp2(Cn2)2×Cp3(Cn3)這樣，充電電容器11的靜電容量值，充電電壓越高設(shè)定得越小，由于對靜電容量值也帶來大約2K倍的關(guān)系，在同一電流流過的情況下，因為對初期充電電壓的下降比例也同樣，發(fā)生下降時的各充電電容器11電壓的關(guān)系保持大約2K倍的關(guān)系。因而，發(fā)生電壓下降時，也能實現(xiàn)精度良好的電壓補償。
另外，也可以如下選定各充電電容器11的靜電容量值。
Cp1(Cn1)≥2×Cp2(Cn2)Cp2(Cn2)≥2×Cp3(Cn3)由于這樣，設(shè)定靜電容量值，在同一電流流過的情況下，充電電壓但的充電電容器11電壓難以下降，也就難以損害大約2K倍的關(guān)系，發(fā)生電壓下降時，也能實現(xiàn)精度良好的電壓補償。
實施例6接著，說明有關(guān)本發(fā)明的實施例6。
一般地說，決定裝置規(guī)格時，需要考慮瞬低時用戶3的最大下降電壓保證值。例如，假如電壓下降保證值為Vz，則需要電壓補償，使其向用戶3供電電壓的電壓下降量應(yīng)低于Vz。
如果把充電電容器11的最小電壓Vp1、Vn1設(shè)定得比該電壓下降保證值Vz要大些，在用上述例如圖5所示的A/D變換器27的A/D變換中，決定D2、D3以后，預(yù)計的補償電壓的殘余部分在Vz以上也在V1以下的情況下，D1就不是1。因此，盡管電壓波動補償裝置100有輸出電壓的能力，供給用戶的電壓仍然從正常時下低Vz以上。
為此，以下示出有關(guān)把充電電容器11的最小電壓Vp1、Vn1設(shè)定得比電壓下降保證值Vz大時的A/D變換。
圖13是表示本實施例6的A/D變換器27詳細構(gòu)成圖。
如圖所示，用比較器50-3，比較誤差放大電路26的輸出V3in與V3的電壓，規(guī)定V3in≥V3時為1，V3in＜V3時為0形成D3a。然后，在運算電路51-1，如果D3a為1，假定V2in＝V3in-V3，D3a為0時假定V2in＝V3in。在這里，V2in表示在D3a的信號狀態(tài)下輸出補償電壓時不可能補償?shù)碾妷?。接著，在用比較器50-2比較V2in與V2，輸出D2a。然后與前面同樣，在運算電路51-2，運算V1in。V1in表示在D3a和D2a的信號狀態(tài)下輸出補償電壓時不足補償?shù)碾妷?。然后在用比較器50-1比較V1in與V1，決定D1a。
接著，按照這樣決定的數(shù)字信號(D1a～D3a)使各電壓補償電路P、N動作，用運算電路58求出輸出補償電壓時不能補償?shù)碾妷害。在運算電路59，當ΔV≥Vz時設(shè)定add＝1，在邏輯運算電路60中，與數(shù)字信號(D1a～D3a)的二進制數(shù)進行相加。
例如，假如D1a＝1、D2a＝0、D3a＝0，add＝1時，進行如下的邏輯運算。
001+1＝010其結(jié)果，輸出D1＝0、D2＝1、D3＝0的信號。
這樣，在運算電路59中，ΔV≥Vz時，由于決定數(shù)字信號(D1～D3)，使其得到對跟充電電容器11的最小電壓Vp1(Vn1)相應(yīng)的電壓部分相加的補償電壓，所以向用戶3供給電壓的電壓下降量變成小于Vz。
本實施例中，即使設(shè)定了充電電容器11的充電電壓的最小電壓比電壓下降保證值Vz大時，也把從正常時的電壓引用Vz的電壓值以上供給用戶3的功能優(yōu)先作用。因此，可以把個電壓補償電路P、N內(nèi)充電電容器11的電壓設(shè)定得高，并且能夠減少充電電容器11的靜電容量。執(zhí)行這種控制時，供給用戶3的電壓雖然有時候比正常值增加，但是若電壓的增加量小，就沒有問題。
實施例7接著，說明有關(guān)本發(fā)明的實施例7。
電力系統(tǒng)的電壓下降量比較小的場合，只有充電電壓小的充電電容器11的電壓補償電路(例如P1、N1)動作，只有這些充電電容器11發(fā)生電壓下降，電荷變化迅速。
在本實施例7中，正如上述那樣，就是電壓下降量小的時候，利用充電電壓高的充電電容器11的電荷，抑制充電電壓低的充電電容器11的電壓下降，按照圖14說明如下。
由3比特的數(shù)字信號(D1～D3)現(xiàn)在電壓補償電路P、N進行電壓補償動作時，電壓等級S有1、2、3、4、5、6、7的七種。為了實現(xiàn)該電壓等級指令，把-1、+1雙方都可作為各位的數(shù)字信號(D1～D3)值，作成圖中表示的這種邏輯表62。另外，邏輯表62內(nèi)的邏輯，+1表示放電動作，-1表示充電動作。例如，用圖1表示的電壓波動補償裝置100中，系統(tǒng)電流的相位和系統(tǒng)電壓的相位為同相位時，需要補償電壓是正的時候，現(xiàn)在電壓補償電路P、N進行動作，使其在邏輯為+1時P側(cè)的充電電容器11p放電，在邏輯為-1時N側(cè)的充電電容器11n充電。即，輸出電壓對系統(tǒng)電壓同極性的電壓補償電路P的動作為放電動作(+1)，輸出電壓相反極性的電壓補償電路N的動作為(-1)，將放電電壓扣除充電電壓后的電壓，從全補償電路120輸出作為補償電壓。
就是，由邏輯表62可以知道，作為電壓等級S值輸出1時，可以選擇三種的二進制信號。例如，有時用相當于D1的補償單元110(電壓補償電路P1、N1)的電壓充電有時放電。例如，用D1動作的補償單元110叫做單元1、用D2動作的補償單元110(電壓補償電路P2、N2)叫做單元2、用D3動作的補償單元110(電壓補償電路P3、N3)叫做單元3。希望只增加單元1的充電電容器11的電壓時，選定1-②，希望增加單元1和單元2兩者充電電容器11的電壓時，選定1-③。希望減少單元1的充電電容器11的電壓時，選定1-①。在這里，以V1Δ(單元1)、V2Δ(單元2)表示增加電壓的單元。即，V1Δ為1時，增加單元1的電壓。就是，按照各自的S值和希望增減的單元，通過選定數(shù)字信號(D1、D2、D3)，可以調(diào)整單元1、單元2和單元3的電壓。因為補償電壓一定要用交流產(chǎn)生，考慮交流一個周期的話，P側(cè)、N側(cè)的充電電容器11雙方的電壓都變成能夠調(diào)整。
另外，補償單元110，如圖7(a)所示從一個充電電容器18pn輸出正負雙方的電壓時，系統(tǒng)電流的相位與系統(tǒng)電壓的相位同相位的時候，例如需要補償電壓為正的時候，邏輯為+1時充電電容器18pn為放電，-1時充電電容器18pn為充電方式動作。
接著，說明有關(guān)從系統(tǒng)電壓的電壓下降量，A/D變換成由上述這種邏輯表62內(nèi)的(D1～D3)組成的二進制信號。
圖14所示的A/D變換器中，A/D變換器27a進行與圖5示出A/D變換器相同動作，并設(shè)定其輸出為D1a、D2a、D3a。在運算電路61，運算由D1a、D2a、D3a產(chǎn)生的電壓等級S值，并輸入邏輯表62。在運算電路61的電壓等級指令運算是S＝D3a×4+D2a×2+D1a。并且，在運算電路63中，根據(jù)被監(jiān)視的電壓V3除以4后的電壓，若V1的電壓小，就把電壓增加信號V1Δ設(shè)定為1。并且，根據(jù)被監(jiān)視的電壓V3除以2后的電壓，若V2的電壓小，就把電壓增加信號V2Δ設(shè)定為1。即，在V1Δ為1時，單元1充電電容器11的電壓應(yīng)該比單元3充電電容器11的電壓作為基準的的二進制條件低，需要增加單元1的充電電容器11的電壓。V2Δ為1時，對單元1的充電電容器11也同樣意思。V1Δ和V2Δ的信號輸入到邏輯表62。按邏輯表62，選定符合S值和V1Δ、V2Δ值的欄內(nèi)二進制信號(D1、D2、D3)。
這樣，可以設(shè)定(D1、D2、D3)的信號，使得各充電電容器11的電壓沒有偏離大約2K倍的關(guān)系。因此，往往可能進行精度很好的補償。并且，補償電壓在哪個電平的情況下，也不單單使用一部分電壓補償電路P、N的充電電容器11的電荷，而是有效地利用全部的電壓補償電路P、N的充電電容器11的電荷。在低補償電壓長時間繼續(xù)時，在長時間期間，準確可以繼續(xù)電壓補償。其結(jié)果，可以把充電電容器11的靜電容量值設(shè)定得小些，構(gòu)成便宜的裝置。
實施例8
接著，說明有關(guān)本發(fā)明的實施例8。
圖15是本發(fā)明實施例8的電壓波動補償裝置構(gòu)成圖。如圖所示，將輸出正電壓的3個電壓補償電路P1、P2、P3和輸出負電壓的1個電壓補償電路N0串聯(lián)連接到電力系統(tǒng)上。電壓補償電路P1、P2、P與上述實施例1所示的同樣，各充電電容器11具有大約2K倍的關(guān)系。電壓補償電路N0輸出跟3個電壓補償電路P1、P2、P的輸出電壓總和幾乎相等的大小而相反極性的電壓。即，各充電電容器22的電壓，取絕對值有以下的關(guān)系。
Vp3＝Vp2×2＝Vp1×4Vn0＝(Vp1+Vp2+Vp3)盡管，系統(tǒng)電壓下降時，大體上都是在系統(tǒng)原來的某個地方，因雷電等引起短路或接地的情況，應(yīng)該補償?shù)碾妷菏墙涣麟妷?。于是，從各電壓補償電路P1～P3、N0輸出補償電壓，以便產(chǎn)生交流的補償電壓。通過這些電壓補償電路P1～P3、N0的組合，就可以產(chǎn)生如下交流電壓。假定Vp1＝1，設(shè)定補償輸出從-7～7V時，就可以利用如圖16所示的表中信號。在這里，D1是使電壓補償電路P1動作的控制信號，在1的場合表示補償電壓輸出狀態(tài)。同樣，D2是使電壓補償電路P2動作的控制信號，D3是使電壓補償電路P3動作的控制信號，D0是使電壓補償電路N0動作的控制信號。
以下按照圖17，表示這種電壓波動補償裝置的電壓補償動作。另外，假定系統(tǒng)電壓和系統(tǒng)電流是同相位的狀態(tài)。
如圖所示，充電電容器11n0的電壓Vn0，在負電壓的電壓補償動作中電壓下降。然而，充電電容器11p3的電壓Vp3，在正電壓的電壓補償動作中電壓下降，但是在負電壓的電壓補償動作中由于使電壓補償電路P3動作，相反電荷進行充電，使電壓恢復(fù)。在充電電容器11p1、11p2的Vp1、Vp2方面也同樣。這樣，除電壓補償電路N0內(nèi)的充電電容器11n0以外的充電電容器11的電壓如果觀察交流一周期間，就應(yīng)該說沒有變化。
本實施例中，用輸出正電壓的3個電壓補償電路P1、P2、P3和輸出負電壓的電壓補償電路N0，可進行補償電壓輸出從-7～7為止的等級控制，并能夠以格外簡化的廉價的裝置構(gòu)成實現(xiàn)高精度的電壓補償。并且電壓補償電路P1、P2、P3內(nèi)充電電容器11的下降不成為使補償電壓畸變的因素，與具有最大電壓的電壓補償電路N0內(nèi)充電電容器11n相比，可以充分小地選定這些的靜電容量值，整個裝置將變得便宜起來。
在上述各實施例中雖然各補償裝置內(nèi)充電電容器的充電電壓比設(shè)定為約2的乘方比，但也可使用其它電壓比的組合。電壓比為約2的乘方比，其組合不產(chǎn)生可供給電壓值的重復(fù)，最為適合。
在各實施例中，雖然儲能裝置是使用電容器來表示的，但是也可用其它的，例如使用蓄電池等。
說明效果如以上所說，本發(fā)明的第1方面所述的電壓波動補償裝置是對最小充電電壓值(絕對值)約2K倍(K＝0、1、2、…)，并具備具有各自不同的充電電壓的電容器，電力系統(tǒng)上串聯(lián)連接把向該電容器充電的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流輸出的多個電壓補償電路，將各電壓補償電路內(nèi)的上述電容器的充電電壓值作為各比特信號的基準值，通過與該基準值對照，把上述電力系統(tǒng)的電壓下降量A/D變換為二進制數(shù)的信號，根據(jù)該信號，從上述多個電壓補償電路之中選擇要求的組合，以其輸出電壓的總和來補償上述電力系統(tǒng)的電壓下降，因而能廉價促進小型化的裝置構(gòu)成，按等間隔等級控制補償電壓，極其精細進行高精度的電壓補償。
并且本發(fā)明的第2方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，由電壓下降量變成A/D變換的基準值的電容器充電電壓值是隨時檢測各電容器電壓的電壓測定值，因而可以根據(jù)充電電容器的電壓狀態(tài)，A/D變換為二進制數(shù)的信號，實現(xiàn)精度良好的補償。并且，因此，能夠抑制電壓補償?shù)幕?，減少充電電容器的靜電容量。
并且本發(fā)明的第3方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，從電壓下降量變成A/D變換的基準值的電容器充電電壓值是監(jiān)視電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電流，并通過各電容器的電壓下降量的預(yù)測運算之下，隨時算出該電流值的電壓算出值，因而是廉價的裝置構(gòu)成，根據(jù)充電電容器的狀態(tài)，能夠A/D變換2為二進制數(shù)的信號，實現(xiàn)精度良好的補償，并且，因此，能夠抑制電壓補償?shù)幕儯瑴p少充電電容器的靜電容量。
并且本發(fā)明的第4方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面～3任一項，設(shè)定由串聯(lián)連接的全部的電壓補償電路構(gòu)成全補償電路的可能最大輸出電壓為各電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓，使其超過在電力系統(tǒng)的最大電壓下降量，因而即使充電電容器上發(fā)生電壓下降，也能確保補償電壓，可以減少充電電容器的靜電容量。
并且本發(fā)明的第5方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面～4任一項，各電壓補償電路內(nèi)電容器的靜電容量是對最小靜電容量大約2K倍(K＝0、1、2、…)或其以上，設(shè)定該電容器的充電電壓越大其靜電容量越小，因而即使充電電容器上發(fā)生電壓下降，也能實現(xiàn)精度良好的電壓補償。
并且本發(fā)明的第6方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面～5任一項，在從電壓下降量A/D變換為二進制數(shù)的信號之際，由該信號決定的電壓補償電路輸出電壓的總和是從上述電壓下降量減去規(guī)定的電壓量的電壓值以下時，電容器的最小充電電壓值是上述二進制數(shù)的信號加上1，將其跟上述輸出電壓的總和相加，因而可以確保供給負荷的電壓為減去上述規(guī)定的電壓里量后的電壓值以上，并且可以把充電電容器的電壓設(shè)定得較高，減少靜電容量。
并且本發(fā)明的第7方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，電力系統(tǒng)上，具備跟電壓補償電路一起串聯(lián)連接，將對電容器充電的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流輸出的下降電壓補償電路，上述電壓補償電路內(nèi)電容器的電壓下降到規(guī)定值時，將其測出，使上述下降電壓補償電路與上述電壓補償電路的動作合并動作，用上述電壓補償電路和上述下降電壓補償電路的輸出電壓之和，補償上述電力系統(tǒng)的電壓下降，因而即使充電電容器上發(fā)生電壓下降，也能抑制電壓補償?shù)幕?，大大減少充電電容器的靜電容量。
并且本發(fā)明的第8方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第1方面，按照二進制數(shù)的信號選擇的電壓補償電路，輸出電壓可包含跟電力系統(tǒng)的電壓極性相反極性的，輸出電壓跟上述電力系統(tǒng)同極性的電壓補償電路內(nèi)電容器在動作時進行放電，相反極性的電壓補償電路內(nèi)的電容器在動作時進行充電，因而能夠有效地利用充電電容器的電荷，并延長電壓補償可能期間。
并且本發(fā)明的第9方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第8方面，由二進制數(shù)的信號，把各比特數(shù)值轉(zhuǎn)換成電容器放電時設(shè)定為1，充電時設(shè)定為-1的二進制數(shù)值，編成用于選擇電壓補償電路組合的邏輯表，檢測各電壓補償電路內(nèi)電容器的電壓下降并根據(jù)其狀態(tài)，從上述邏輯表里選擇可對該電容器充電的模式的二進制數(shù)值，按照該二進制數(shù)值的各比特數(shù)值選擇的電壓補償電路內(nèi)電容器，當上述的比特數(shù)值為1的時候進行放電，為-1的時候進行充電，因而往往可以具有精度良好的電壓補償，同時能夠有效地利用充電電容器的電荷，在長時間內(nèi)準確可能繼續(xù)進行電壓補償。并且因此可以減少充電電容器的靜電容量。
并且本發(fā)明的第10方面所述的電壓波動補償裝置是，根據(jù)第8方面，一個電壓補償電路的輸出電壓是第1極性，其它全部電壓補償電路的輸出電壓是跟上述第1極性相反的第2極性，上述第1極性的電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓跟其它全部第2極性的電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓總和絕對值大約相同，電力系統(tǒng)的電壓是第1極性時，選擇上述第2極性的電壓補償電路的要求組合和上述第1極性的電壓補償電路進行動作，上述電力系統(tǒng)的電壓是第2極性時，只選擇上述第2極性的電壓補償電路的組合進行動作。
權(quán)利要求
1.一種電壓波動補償裝置，包括對電力系統(tǒng)的電壓下降進行監(jiān)視并基于此進行供電控制的檢測控制部，并抑制供給負荷的電壓波動，其特征是還包括具有各自不同的存儲電壓的儲能裝置，在所述電力系統(tǒng)上串聯(lián)連接把該儲能裝置中存儲的直流電壓轉(zhuǎn)換為交流輸出的多個電壓補償電路，將各電壓補償電路內(nèi)的上述該儲能裝置中存儲電壓值作為各比特信號的基準值，通過與該基準值對照，將電力系統(tǒng)的電壓下降量進行A/D變換為二進制數(shù)的信號，根據(jù)該信號，從所述多個電壓補償電路之中選擇所要求的組合，以其輸出電壓的總和來補償上述電力系統(tǒng)的電壓下降。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓波動補償裝置，其特征是，多個電壓補償電路內(nèi)的儲能裝置分別存儲的不同電壓的絕對值是相對于最小該電壓補償電路的輸出電壓(絕對值)約為2K倍(K＝0、1、2…)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓波動補償裝置是，其特征是，儲能裝置是電容器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓波動補償裝置，其特征是，作為對電壓下降量進行A/D變換的基準值的電容器充電電壓值是隨時檢測各電容器的電壓而得到的電壓測定值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓波動補償裝置是，其特征是，作為對電壓下降量進行A/D變換的基準值的電容器充電電壓值是監(jiān)視電力系統(tǒng)的系統(tǒng)電流，并基于該電流值通過對各電容器的電壓下降量的預(yù)測運算，隨時算出的電壓算出值。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓波動補償裝置，其特征是，由串聯(lián)連接全部電壓補償電路構(gòu)成全補償電路的可能最大輸出電壓，設(shè)定為各電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓，使其超過在電力系統(tǒng)的最大電壓下降量。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓波動補償裝置，其特征是，各電壓補償電路內(nèi)的電容器的靜電電容量設(shè)定為該電容器的充電電壓越大其靜電電容量越小。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓波動補償裝置，其特征是，各電壓補償電路內(nèi)電容器的靜電電容量是對最小靜電電容量大約2K倍(K＝0、1、2、…)或其以上，設(shè)定該電容器的充電電壓越大其靜電電容量越小。
9.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓波動補償裝置，其特征是，從電壓下降量進行A/D變換為二進制數(shù)的信號之際，由該信號決定的電壓補償電路輸出電壓的總和是從上述電壓下降量減去規(guī)定電壓量的電壓值以下時，上述二進制數(shù)的信號加1，使電容器的最小充電電壓值加到上述輸出電壓的總和上。
10.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓波動補償裝置，其特征是還包括，與電壓補償電路一起串聯(lián)連接在電力系統(tǒng)上、將被電容器充電的直流電壓轉(zhuǎn)換成交流輸出的下降電壓補償電路，當上述電壓補償電路內(nèi)電容器的電壓下降到規(guī)定值以下時，將其測出并使上述下降電壓補償電路與上述電壓補償電路的動作協(xié)同動作，由上述電壓補償電路和上述下降電壓補償電路的輸出電壓之和，來補償上述電力系統(tǒng)的電壓下降。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電壓波動補償裝置，其特征是，按照二進制數(shù)的信號選擇的電壓補償電路，其輸出電壓可包含與電力系統(tǒng)的電壓極性相反極性的，輸出電壓與上述電力系統(tǒng)同極性的電壓補償電路內(nèi)電容器在工作時進行放電，相反極性的電壓補償電路內(nèi)電容器在工作時進行充電。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電壓波動補償裝置，其特征是，由二進制數(shù)的信號，把各比特數(shù)值轉(zhuǎn)換成電容器放電時為1、充電時為-1的二進制數(shù)值，制成用于選擇電壓補償電路組合的邏輯表，檢測各電壓補償電路內(nèi)電容器的電壓下降并根據(jù)其狀態(tài)，從上述邏輯表里選擇可對該電容器充電的模式的二進制數(shù)值，按照該二進制數(shù)值的各比特數(shù)值選擇的電壓補償電路內(nèi)電容器，當上述的比特數(shù)值為1的時候進行放電，為-1的時候進行充電。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的電壓波動補償裝置，其特征是，一個電壓補償電路的輸出電壓是第1極性，其它全部電壓補償電路的輸出電壓是與上述第1極性相反的第2極性，上述第1極性的電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓與其它全部第2極性的電壓補償電路內(nèi)電容器的充電電壓總和絕對值大約相同，電力系統(tǒng)的電壓是第1極性時，選擇上述第2極性的電壓補償電路的所要求組合和上述第1極性的電壓補償電路進行動作，上述電力系統(tǒng)的電壓是第2極性時，只選擇上述第2極性的電壓補償電路的組合進行動作。
全文摘要
在具有監(jiān)視電力系統(tǒng)中電壓下降并基于此控制供電的檢測控制部,抑制供給負荷的電壓波動的補償裝置中,以廉價小型化方式,實現(xiàn)高精度的電壓補償。電力系統(tǒng)上串聯(lián)連接有把具有各自不同的充電電壓(最小電壓的約文檔編號H02J3/18GK1379522SQ02107689
公開日2002年11月13日 申請日期2002年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2001年3月30日
發(fā)明者巖田明彥, 鈴木昭弘, 笹尾博之, 小山健一, 菊永敏之, 高橋貢 申請人:三菱電機株式會社