LCフィルタ併用配電用アクティブフィルタの最適制御法の開発

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 11650288
• Research Institution: Nagasaki University
• Principal Investigator: 泉 勝弘 長崎大学, 大学院・生産科学研究科, 助手 (50128154)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 阿部 貴志 長崎大学, 工学部, 助手 (30222649) ; 辻 峰男 長崎大学, 工学部, 助教授 (80145218)
• Keywords: アクティブフィルタ / LCフィルタ / DSP / ディジタルPLL / IGBTインバータ

Research Abstract

本申請ではLCフィルタのみ、アクティブフィルタのみ、LCフィルタ併用アクティブフィルタの3種類について制御手法の開発と実験による検証を行った。
三相電力用LCフィルタは、鉄心ではなく周波数特性の良いフェライトコアを用いたリアクトルとコンデンサを組み合わせて製作した。このLCフィルタのみでは、従来から云われているように、補償特性が系統インピーダンスの影響を受けてしまうことを確認した。また、この最適な補償特性を維持するためには、LC値を正確に調整し、系統状態に応じて調整を繰り返す必要があることが確認できた。
アクティブフィルタは、最適サーボと従来からのPIで制御系を構成した。この制御系の補償電流検出にディジタルIIRバターワース形HPFを用い、この遮断周波数を変化させて補償特性を検討した。この実験によると、最適サーボとPI制御の両方で、遮断周波数20Hz付近で総合ひずみ率が最小になることが確認された。また、遮断周波数0HzすなわちHPF無しでは総合ひずみ率が最小値よりわずかに悪化するが、十分に補償できることが確認された。
これら三相電力用LCフィルタとアクティブフィルタを並列に接続したLCフィルタ併用アクティブフィルタ制御系において、フィルタ用Cの値を変化させて総合ひずみ率を測定する実験を行った。これによると、LCフィルタ単独の場合に比較して、総合ひずみ率が最小となる点の近傍がなだらかになり、多少のLC値の変化に対しても良好な補償特性が維持されることが確認できた。また、アクティブフィルタの電流波形によりインバータ出力の減少が確認でき、容量配分が可能となった。
以上により、LCフィルタ併用配電用アクティブフィルタ系の制御法が確立し、良好な補償特性が得られた。

Research Products

• [Publications] 辻峰男: "A New Method of Sensorless Vector Control for Induction Motors Using Instantaneous Reactive Power"電気学会論文誌. 119-D・6. 857-865 (1999)
• [Publications] 泉勝弘: "二次曲線近似を用いた太陽光発電システムの最大電力点追従制御"長崎大学工学部研究報告. 29・53. 193-197 (1999)
• [Publications] 辻峰男: "Mathematical Models of a Digital Vector Control System"Proc.of SPEEDAM 2000. A1,25-30 (2000)
• [Publications] 泉勝弘: "Performance of Active Power Filter without Compensation Current Detection Filter"Proc.of SPEEDAM 2000. B3,17-22 (2000)
• [Publications] 泉勝弘: "補償電流検出特性がアクティブフィルタの性能に及ぼす影響"長崎大学工学部研究報告. 30・55. 165-170 (2000)
• [Publications] 泉勝弘: "LCフィルタ併用アクティブフィルタの補償特性"長崎大学工学部研究報告. 30・55. 171-176 (2000)