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公開番号2025071969
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-05-09
出願番号2023182427
出願日2023-10-24
発明の名称高調波監視・最適化システム
出願人株式会社TMEIC
代理人弁理士法人iX
主分類H02M 1/12 20060101AFI20250430BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】交流電源系統の高調波電流およびTHDを監視し、最適化する高調波監視・最適化システムを提供する。
【解決手段】実施形態は、交流電源系統に発生する高調波を検出して、各次数の高調波の成分を出力する高調波検出手段と、前記高調波の成分とあらかじめ設定された第1規定値とを次数ごとに比較し、比較結果にもとづいて第1固定パルスパターンを決定する固定パルスパターン決定手段と、前記高調波の成分にもとづいて、全高調波歪を演算し、前記全高調波歪とあらかじめ設定された第2規定値とを比較して比較結果にもとづいて、第2固定パルスパターンを決定するTHD演算手段と、前記交流電源系統により供給された交流電圧を直流電圧に変換するPWMコンバータと、を備える。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
交流電源系統に発生する高調波を検出して、各次数の高調波の成分を出力する高調波検出手段と、
前記高調波の成分とあらかじめ設定された第１規定値とを次数ごとに比較し、比較結果にもとづいて第１固定パルスパターンを決定する固定パルスパターン決定手段と、
前記高調波の成分にもとづいて、全高調波歪を演算し、前記全高調波歪とあらかじめ設定された第２規定値との比較結果にもとづいて、第２固定パルスパターンを決定するＴＨＤ演算手段と、
前記交流電源系統により供給された交流電圧を直流電圧に変換するＰＷＭコンバータと、
を備え、
前記ＰＷＭコンバータは、
前記第１固定パルスパターンまたは前記第２固定パルスパターンのうちの選択されたいずれかにもとづいてスイッチング信号を発生する固定パルスパターン発生部と、
前記スイッチング信号にもとづいてオン／オフ制御され、前記交流電源系統により供給された交流電圧を直流電圧に変換する電力変換素子と、
を含む高調波監視・最適化システム。
続きを表示（約 850 文字）【請求項２】
前記固定パルスパターン決定手段は、
前記固定パルスパターン決定手段による比較結果にもとづいて、すべての次数で前記高調波の成分が前記規定値を超えないように前記第１固定パルスパターンを決定し、
前記すべての次数のうちの一部の次数で前記高調波の成分が前記第１規定値を超えた場合に、前記第１固定パルスパターンを修正して、前記高調波の成分が前記第１規定値を超えないように、新たな第１固定パルスパターンを設定し、
前記ＴＨＤ演算手段は、前記新たな第１固定パルスパターンとした場合の全高調波歪が前記第２規定値よりも小さいときに、前記新たな第１固定パルスパターンを前記第２固定パルスパターンとして前記ＰＷＭコンバータに出力する請求項１記載の高調波監視・最適化システム。
【請求項３】
前記固定パルスパターン決定手段は、前記新たな第１固定パルスパターンを設定した場合に、すべての次数のうちの一部の次数で前記高調波の成分が前記第１規定値を超えた場合には、あらかじめ設定された次数の前記高調波の成分が前記第１規定値を超えないように前記新たな第１固定パルスパターンを修正して、より新たな第１固定パルスパターンを設定し、
前記ＴＨＤ演算手段は、前記より新たな第１固定パルスパターンとした場合の全高調波歪が前記第２規定値よりも小さいときに、前記より新たな第１パルスパターンを前記第２パルスパターンとして前記ＰＷＭコンバータに出力する請求項２記載の高調波監視・最適化システム。
【請求項４】
前記固定パルスパターン決定手段および前記ＴＨＤ演算手段に接続され、各次数の前記高調波の成分のデータを前記高調波を検出した時刻に関連付けて保存するデータ保存手段と、
前記データ保存手段から、前記時刻に関連付けられた前記データを読み出して、所望の形式で出力するデータ監視装置と、
をさらに備えた請求項１記載の高調波監視・最適化システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、交流電源系統内の高調波電流を監視し、所望の規定値以下となるように最適化する高調波監視・最適化システムに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ＰＷＭ制御形電力変換装置（以下、ＰＷＭコンバータともいう）においては、ＰＷＭコンバータの単体について、交流入力電流に含まれる高調波成分を低減するものである。このような電力変換装置としては、特許文献１に記載されたＰＷＭコンバータが知られており、プラント内の他の電気機器に悪影響を及ぼさないような対策としている。
【０００３】
交流電源系統全体の高調波電流を監視し、ＰＷＭコンバータを交流電源系統に接続して、高調波電流を最適化する技術として、特許文献２に記載された高調波最適化システムが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００２－７８３４６号公報
特開２０１２－１５１９５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
プラントにはさまざまな電力機器等が設置されるので、それらに電力を供給する交流電源系統は、法定された高調波電流規制や、プラントごとに定められた規定が存在する場合がある。また、プラントによっては、高調波電流の規定以外にも、交流電源系統の全高調波歪（ＴＨＤ）の抑制が求められる場合がある。
【０００６】
一方、ＴＨＤを抑制することによって、高調波電流が増大することもあり、これらを監視し、最適化するシステムが求められている。
【０００７】
本発明の実施形態は、交流電源系統の高調波電流およびＴＨＤを監視し、最適化する高調波監視・最適化システム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】
【０００８】
本発明に係る高調波最適化システムは、交流電源系統に発生する高調波を検出して、各次数の高調波の成分を出力する高調波検出手段と、前記高調波の成分とあらかじめ設定された第１規定値とを次数ごとに比較し、比較結果にもとづいて第１固定パルスパターンを決定する固定パルスパターン決定手段と、前記高調波の成分にもとづいて、全高調波歪を演算し、前記全高調波歪とあらかじめ設定された第２規定値との比較結果にもとづいて、第２固定パルスパターンを決定するＴＨＤ演算手段と、前記交流電源系統により供給された交流電圧を直流電圧に変換するＰＷＭコンバータと、を備える。前記ＰＷＭコンバータは、前記第１固定パルスパターンまたは前記第２固定パルスパターンのうちの選択されたいずれかにもとづいてスイッチング信号を発生する固定パルスパターン発生部と、前記スイッチング信号にもとづいてオン／オフ制御され、前記交流電源系統により供給された交流電圧を直流電圧に変換する電力変換素子と、を含む。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の実施形態によれば、交流電源系統の高調波電流およびＴＨＤを監視し、最適化する高調波監視・最適化システムを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
第１の実施形態に係る高調波監視・最適化システムを例示する模式的なブロック図である。
第１の実施形態に係る高調波監視・最適化システムの一部であるＰＷＭコンバータを例示する模式的なブロック図である。
第１の実施形態に係る高調波監視・最適化システムの動作を説明するためのフローチャートの例である。
ＰＷＭコンバータが出力する出力電圧を例示する模式図である。
図４のＡ部の模式的な拡大図である。
第２の実施形態に係る高調波監視・最適化システムを例示する模式的なブロック図である。
図７（ａ）および図７（ｂ）は、第２の実施形態に係る高調波監視・最適化システムが出力するデータを例示する模式図である。
【発明を実施するための形態】
（【００１１】以降は省略されています）

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