JP2000287362A - 分散電源の単独運転検出装置 - Google Patents
分散電源の単独運転検出装置Info
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- JP2000287362A JP2000287362A JP11091542A JP9154299A JP2000287362A JP 2000287362 A JP2000287362 A JP 2000287362A JP 11091542 A JP11091542 A JP 11091542A JP 9154299 A JP9154299 A JP 9154299A JP 2000287362 A JP2000287362 A JP 2000287362A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 分散電源の単独運転を、より簡素な構成でよ
り正確に検出することのできる分散電源の単独運転検出
装置を提供する。 【解決手段】 この単独運転検出装置は、電流注入装置
３２と供給停止検出装置４２とを備えている。電流注入
装置３２は、分散電源３０を有する需要家設備１４の引
込線１８に、当該配電系統の基本波電圧に同期してお
り、しかも当該基本波の２．７倍未満の非整数倍の中間
次数の高調波電流Ｉm を注入する。供給停止検出装置４
２は、受電点Ａにおける上記中間次数の高調波電圧を計
測し、この高調波電圧が所定の基準値を超えたときに、
上位系統２からの電力供給が停止したことを表す、即ち
分散電源３０が単独運転になったことを表す供給停止検
出信号Ｓを出力する。
り正確に検出することのできる分散電源の単独運転検出
装置を提供する。 【解決手段】 この単独運転検出装置は、電流注入装置
３２と供給停止検出装置４２とを備えている。電流注入
装置３２は、分散電源３０を有する需要家設備１４の引
込線１８に、当該配電系統の基本波電圧に同期してお
り、しかも当該基本波の２．７倍未満の非整数倍の中間
次数の高調波電流Ｉm を注入する。供給停止検出装置４
２は、受電点Ａにおける上記中間次数の高調波電圧を計
測し、この高調波電圧が所定の基準値を超えたときに、
上位系統２からの電力供給が停止したことを表す、即ち
分散電源３０が単独運転になったことを表す供給停止検
出信号Ｓを出力する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、上位系統に変電
所を介して配電線が接続され、この配電線に、分散電源
を有する需要家設備が接続された構成の配電系統に適用
されるものであって、分散電源の単独運転を検出する単
独運転検出装置に関し、より具体的には、分散電源の単
独運転を、より簡素な構成でより正確に検出する手段に
関する。
所を介して配電線が接続され、この配電線に、分散電源
を有する需要家設備が接続された構成の配電系統に適用
されるものであって、分散電源の単独運転を検出する単
独運転検出装置に関し、より具体的には、分散電源の単
独運転を、より簡素な構成でより正確に検出する手段に
関する。
【０００２】
【従来の技術】配電線には、近年、コジェネレーション
（複合発電）設備等の発電設備を有する需要家設備が接
続されるようになってきた。このような発電設備は、分
散電源と呼ばれる。
（複合発電）設備等の発電設備を有する需要家設備が接
続されるようになってきた。このような発電設備は、分
散電源と呼ばれる。
【０００３】系統事故等によって電力会社の変電所の遮
断器が開放されて、上位系統からの電力供給が停止した
ときに、分散電源が運転（即ち単独運転）を続けている
と、上位系統からの電力供給が停止したにもかかわらず
配電線に電圧が印加され続けることになるので、感電事
故等が発生する恐れがある。そこで、第１ステップとし
て、このような上位系統からの電力供給の停止、即ち分
散電源の単独運転を確実に検出する必要がある。更に第
２ステップとして、当該分散電源を配電系統から切り離
す（解列する）必要がある。
断器が開放されて、上位系統からの電力供給が停止した
ときに、分散電源が運転（即ち単独運転）を続けている
と、上位系統からの電力供給が停止したにもかかわらず
配電線に電圧が印加され続けることになるので、感電事
故等が発生する恐れがある。そこで、第１ステップとし
て、このような上位系統からの電力供給の停止、即ち分
散電源の単独運転を確実に検出する必要がある。更に第
２ステップとして、当該分散電源を配電系統から切り離
す（解列する）必要がある。
【０００４】分散電源の単独運転を検出する装置の一例
として、特開平６−３４３２３０号公報には、配電系統
に高調波電流、具体的にはｎ次（ｎは整数）の高調波電
流を注入し、この高調波についての配電系統のインピー
ダンス変化を監視し、このインピーダンス変化から、上
位系統からの電力供給停止を検出する、即ち分散電源の
単独運転を検出する装置（第１の単独運転検出装置）が
記載されている。
として、特開平６−３４３２３０号公報には、配電系統
に高調波電流、具体的にはｎ次（ｎは整数）の高調波電
流を注入し、この高調波についての配電系統のインピー
ダンス変化を監視し、このインピーダンス変化から、上
位系統からの電力供給停止を検出する、即ち分散電源の
単独運転を検出する装置（第１の単独運転検出装置）が
記載されている。
【０００５】しかし、配電系統には元々、ｎ次高調波が
常に存在しており、これと区別するために、上記装置で
は、注入高調波電流を大電流にする必要がある。従っ
て、大容量、大型かつ高価な装置が必要になる。しか
も、そのような大容量の高調波電流を配電系統に注入す
ることは、系統の高調波を増大させることになるので好
ましくない。
常に存在しており、これと区別するために、上記装置で
は、注入高調波電流を大電流にする必要がある。従っ
て、大容量、大型かつ高価な装置が必要になる。しか
も、そのような大容量の高調波電流を配電系統に注入す
ることは、系統の高調波を増大させることになるので好
ましくない。
【０００６】このような課題を解決することができる装
置の一例として、特開平１０−２４８１６８号公報に
は、配電系統に、その基本波電圧に同期しておりしかも
当該基本波の非整数倍の中間次数の高調波電流を注入
し、この中間次数についての配電系統のインピーダンス
またはアドミタンスを算出し、このインピーダンスまた
はアドミタンスの変化から、上位系統からの電力供給停
止を検出する、即ち分散電源の単独運転を検出する装置
（第２の単独運転検出装置）が記載されている。
置の一例として、特開平１０−２４８１６８号公報に
は、配電系統に、その基本波電圧に同期しておりしかも
当該基本波の非整数倍の中間次数の高調波電流を注入
し、この中間次数についての配電系統のインピーダンス
またはアドミタンスを算出し、このインピーダンスまた
はアドミタンスの変化から、上位系統からの電力供給停
止を検出する、即ち分散電源の単独運転を検出する装置
（第２の単独運転検出装置）が記載されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】上記第２の単独運転検
出装置は、上記中間次数についての配電系統のインピー
ダンスまたはアドミタンスを算出するものであるため、
このインピーダンスまたはアドミタンスの算出の元にな
る上記中間次数の高調波電圧および高調波電流を検出す
る二つの検出手段と、この高調波電圧および高調波電流
に基づいてインピーダンスまたはアドミタンスを演算す
る演算手段とが必要であるため、そのぶん装置の構成が
複雑になるという課題がある。
出装置は、上記中間次数についての配電系統のインピー
ダンスまたはアドミタンスを算出するものであるため、
このインピーダンスまたはアドミタンスの算出の元にな
る上記中間次数の高調波電圧および高調波電流を検出す
る二つの検出手段と、この高調波電圧および高調波電流
に基づいてインピーダンスまたはアドミタンスを演算す
る演算手段とが必要であるため、そのぶん装置の構成が
複雑になるという課題がある。
【０００８】また、上記第２の単独運転検出装置では、
注入高調波電流の次数は４次未満が好ましいとされてい
るけれども、詳細に検討したところ、単に４次未満とい
うだけでは、分散電源の単独運転の正確な検出が困難な
場合のあることが分かった。
注入高調波電流の次数は４次未満が好ましいとされてい
るけれども、詳細に検討したところ、単に４次未満とい
うだけでは、分散電源の単独運転の正確な検出が困難な
場合のあることが分かった。
【０００９】そこでこの発明は、上記第２の単独運転検
出装置を更に改良して、分散電源の単独運転を、より簡
素な構成でより正確に検出することのできる分散電源の
単独運転検出装置を提供することを主たる目的とする。
出装置を更に改良して、分散電源の単独運転を、より簡
素な構成でより正確に検出することのできる分散電源の
単独運転検出装置を提供することを主たる目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明に係る分散電源
の単独運転検出装置の一つは、前記配電線から前記需要
家設備への引込線に、当該配電系統の基本波電圧に同期
しており、しかも当該基本波の２．７倍未満の非整数倍
の中間次数の高調波電流を注入する電流注入装置と、前
記需要家設備の受電点における前記中間次数の高調波電
圧を計測し、この高調波電圧が所定の基準値を超えたと
きに、前記上位系統からの電力供給が停止したことを表
す供給停止検出信号を出力する供給停止検出装置とを備
えることを特徴としている（請求項１）。
の単独運転検出装置の一つは、前記配電線から前記需要
家設備への引込線に、当該配電系統の基本波電圧に同期
しており、しかも当該基本波の２．７倍未満の非整数倍
の中間次数の高調波電流を注入する電流注入装置と、前
記需要家設備の受電点における前記中間次数の高調波電
圧を計測し、この高調波電圧が所定の基準値を超えたと
きに、前記上位系統からの電力供給が停止したことを表
す供給停止検出信号を出力する供給停止検出装置とを備
えることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】配電系統のシミュレーション計算の結果か
ら、上位系統からの電力供給停止時には、前記中間次数
の注入高調波電流による、前記受電点における当該中間
次数の高調波電圧が、他の事象変化時に比べて、大きく
上昇することが分かった。
ら、上位系統からの電力供給停止時には、前記中間次数
の注入高調波電流による、前記受電点における当該中間
次数の高調波電圧が、他の事象変化時に比べて、大きく
上昇することが分かった。
【００１２】この発明に係る単独運転検出装置を構成す
る供給停止検出装置は、このような受電点における中間
次数の高調波電圧を計測して、それが所定の基準値を超
えたときに供給停止検出信号を出力する。これによっ
て、上位系統からの電力供給停止を、即ち分散電源の単
独運転を、正確に検出することができる。
る供給停止検出装置は、このような受電点における中間
次数の高調波電圧を計測して、それが所定の基準値を超
えたときに供給停止検出信号を出力する。これによっ
て、上位系統からの電力供給停止を、即ち分散電源の単
独運転を、正確に検出することができる。
【００１３】しかもこの単独運転検出装置では、前述し
た従来の第２の単独運転検出装置の場合と違って、前記
高調波電圧だけの計測で良く、高調波電流の計測および
インピーダンスまたはアドミタンスの演算は不要である
ので、装置構成を簡素化することができる。
た従来の第２の単独運転検出装置の場合と違って、前記
高調波電圧だけの計測で良く、高調波電流の計測および
インピーダンスまたはアドミタンスの演算は不要である
ので、装置構成を簡素化することができる。
【００１４】更にこの単独運転検出装置では、電圧７ｋ
Ｖ以下の高圧配電系統の場合は、電流注入装置から注入
する高調波電流の次数を、基本波の２．７倍未満（即ち
２．７次未満）の非整数倍にしているので、配電系統に
通常存在しているリアクトル付き力率改善用コンデンサ
（以下、Ｌ付きＳＣと呼ぶ）による想定し得る最低の共
振次数を常に避けて計測を行うことができる。その結
果、分散電源の単独運転をより正確に検出することがで
きる。
Ｖ以下の高圧配電系統の場合は、電流注入装置から注入
する高調波電流の次数を、基本波の２．７倍未満（即ち
２．７次未満）の非整数倍にしているので、配電系統に
通常存在しているリアクトル付き力率改善用コンデンサ
（以下、Ｌ付きＳＣと呼ぶ）による想定し得る最低の共
振次数を常に避けて計測を行うことができる。その結
果、分散電源の単独運転をより正確に検出することがで
きる。
【００１５】また、電流注入装置から注入する高調波電
流を、配電系統の基本波電圧に同期させていると共に、
当該注入高調波電流による上記高調波電圧の計測につい
ても、配電系統の基本波電圧に同期させているので、バ
ックノイズの影響を排除して精度良く行うことができ
る。従ってこの理由からも、分散電源の単独運転をより
正確に検出することができる。
流を、配電系統の基本波電圧に同期させていると共に、
当該注入高調波電流による上記高調波電圧の計測につい
ても、配電系統の基本波電圧に同期させているので、バ
ックノイズの影響を排除して精度良く行うことができ
る。従ってこの理由からも、分散電源の単独運転をより
正確に検出することができる。
【００１６】配電系統が電圧７ｋＶ超の特別高圧の場合
は、上記高圧の配電系統と違って、Ｌ付きＳＣは６％Ｌ
付きＳＣに限られている。従ってこのＬ付きＳＣによる
想定し得る最低の共振次数は、高圧の場合よりも高くな
り、計算によれば３．６次になる。従ってこの場合は、
請求項２に記載のように、上記中間次数を３．６次未満
とすることができ、従って中間次数選択の幅（自由度）
が広がる。
は、上記高圧の配電系統と違って、Ｌ付きＳＣは６％Ｌ
付きＳＣに限られている。従ってこのＬ付きＳＣによる
想定し得る最低の共振次数は、高圧の場合よりも高くな
り、計算によれば３．６次になる。従ってこの場合は、
請求項２に記載のように、上記中間次数を３．６次未満
とすることができ、従って中間次数選択の幅（自由度）
が広がる。
【００１７】
【発明の実施の形態】図１は、この発明に係る分散電源
の単独運転検出装置を備える配電系統の一例を示す単線
接続図である。この配電系統は、上位系統２に変電所４
を介して幾つかの配電線１０、１１が接続された構成を
している。変電所４は、変圧器（バンクトランス）６
と、その２次側と配電線１０、１１とを接続する遮断器
（バンク遮断器）８とを備えている。なお、電圧が７ｋ
Ｖを超える特別高圧の場合の配電線は、実務上は、送配
電線と呼ばれるが、この明細書では、この場合も統一し
て配電線と呼ぶことにしている。
の単独運転検出装置を備える配電系統の一例を示す単線
接続図である。この配電系統は、上位系統２に変電所４
を介して幾つかの配電線１０、１１が接続された構成を
している。変電所４は、変圧器（バンクトランス）６
と、その２次側と配電線１０、１１とを接続する遮断器
（バンク遮断器）８とを備えている。なお、電圧が７ｋ
Ｖを超える特別高圧の場合の配電線は、実務上は、送配
電線と呼ばれるが、この明細書では、この場合も統一し
て配電線と呼ぶことにしている。
【００１８】配電線１０、１１の電圧は、高圧配電系統
の場合は７ｋＶ以下、具体的には３．３ｋＶまたは６．
６ｋＶであり、特別高圧（特高）配電系統の場合は７ｋ
Ｖ超、具体的には１１ｋＶ、２２ｋＶまたは３３ｋＶで
ある。
の場合は７ｋＶ以下、具体的には３．３ｋＶまたは６．
６ｋＶであり、特別高圧（特高）配電系統の場合は７ｋ
Ｖ超、具体的には１１ｋＶ、２２ｋＶまたは３３ｋＶで
ある。
【００１９】各配電線１０、１１には、幾つかの一般需
要家設備１２、分散電源を有する幾つかの需要家設備１
４、１５、および幾つかの力率改善用コンデンサ１６等
が接続されている。力率改善用コンデンサ（ＳＣ）１６
には、リアクトル付きのもの（Ｌ付きＳＣ）と、リアク
トル無しのもの（Ｌ無しＳＣ）とがある。
要家設備１２、分散電源を有する幾つかの需要家設備１
４、１５、および幾つかの力率改善用コンデンサ１６等
が接続されている。力率改善用コンデンサ（ＳＣ）１６
には、リアクトル付きのもの（Ｌ付きＳＣ）と、リアク
トル無しのもの（Ｌ無しＳＣ）とがある。
【００２０】この例では、配電線１０に接続点Ａで接続
された需要家設備１４内に、この発明に係る単独運転検
出装置を設けている。
された需要家設備１４内に、この発明に係る単独運転検
出装置を設けている。
【００２１】需要家設備１４においては、その受電点Ａ
に引込線１８および遮断器２０を介して構内母線２２が
接続され、この構内母線２２に変圧器２４を介して負荷
２５が接続されている。
に引込線１８および遮断器２０を介して構内母線２２が
接続され、この構内母線２２に変圧器２４を介して負荷
２５が接続されている。
【００２２】更に、構内母線２２に遮断器２６および連
系用の遮断器２８を介して分散電源３０が接続されてお
り、通常は、遮断器２６および２８を閉じて、分散電源
３０から当該配電系統の基本波に同期した電力を構内母
線２２に供給するようにしている。これを連系運転と呼
ぶ。
系用の遮断器２８を介して分散電源３０が接続されてお
り、通常は、遮断器２６および２８を閉じて、分散電源
３０から当該配電系統の基本波に同期した電力を構内母
線２２に供給するようにしている。これを連系運転と呼
ぶ。
【００２３】系統事故等の際には、変電所４の遮断器８
が開放される。その際、前述したように、分散電源３０
が運転（即ち単独運転）していると、感電事故等が発生
する恐れがあるので、分散電源３０の単独運転を確実に
検出し、更には遮断器２８を開放して分散電源３０を配
電系統から切り離す（解列する）必要がある。
が開放される。その際、前述したように、分散電源３０
が運転（即ち単独運転）していると、感電事故等が発生
する恐れがあるので、分散電源３０の単独運転を確実に
検出し、更には遮断器２８を開放して分散電源３０を配
電系統から切り離す（解列する）必要がある。
【００２４】そのために、この例ではこの需要家設備１
４内に、分散電源３０の単独運転を検出する単独運転検
出装置を設けている。この単独運転検出装置は、電流注
入装置３２と、供給停止検出装置４２とを備えている。
この両者には、この例では、引込線１８に接続された計
器用変圧器４０で計測した系統電圧Ｖが供給される。
４内に、分散電源３０の単独運転を検出する単独運転検
出装置を設けている。この単独運転検出装置は、電流注
入装置３２と、供給停止検出装置４２とを備えている。
この両者には、この例では、引込線１８に接続された計
器用変圧器４０で計測した系統電圧Ｖが供給される。
【００２５】電流注入装置３２は、高圧配電系統の場合
は、上記引込線１８に、ひいては上記配電線１０に、当
該配電系統の基本波電圧に同期しており、しかも当該基
本波の２．７倍未満の非整数倍の中間次数ｍの高調波電
流Ｉm を注入する。即ちｍは、１＜ｍ＜２．７（但しｍ
≠２）である。
は、上記引込線１８に、ひいては上記配電線１０に、当
該配電系統の基本波電圧に同期しており、しかも当該基
本波の２．７倍未満の非整数倍の中間次数ｍの高調波電
流Ｉm を注入する。即ちｍは、１＜ｍ＜２．７（但しｍ
≠２）である。
【００２６】この電流注入装置３２は、この例では、上
記計器用変圧器４０からの系統電圧Ｖを用いてその基本
波電圧に同期した信号を発生する同期制御部３４と、こ
の信号に基づいて上記基本波に同期している上記中間次
数ｍの高調波電流Ｉm を発生する電流源３６と、この電
流源３６の電圧と引込線１８の電圧とを整合させる変圧
器３８とを備えている。
記計器用変圧器４０からの系統電圧Ｖを用いてその基本
波電圧に同期した信号を発生する同期制御部３４と、こ
の信号に基づいて上記基本波に同期している上記中間次
数ｍの高調波電流Ｉm を発生する電流源３６と、この電
流源３６の電圧と引込線１８の電圧とを整合させる変圧
器３８とを備えている。
【００２７】供給停止検出装置４２は、上記受電点Ａ
（または引込線１８）における上記中間次数ｍの高調波
電圧Ｖm （図２参照）を計測し、この高調波電圧Ｖm が
所定の基準値Ｒ（図２参照）を超えたときに、変電所４
の遮断器８が開放されて上位系統２からの電力供給が停
止したことを表す、即ち分散電源３０が単独運転になっ
たことを表す供給停止検出信号Ｓを出力する。
（または引込線１８）における上記中間次数ｍの高調波
電圧Ｖm （図２参照）を計測し、この高調波電圧Ｖm が
所定の基準値Ｒ（図２参照）を超えたときに、変電所４
の遮断器８が開放されて上位系統２からの電力供給が停
止したことを表す、即ち分散電源３０が単独運転になっ
たことを表す供給停止検出信号Ｓを出力する。
【００２８】この供給停止検出装置４２は、この例では
図２に示すように、上記計器用変圧器４０からの系統電
圧Ｖを受けてその中から上記中間次数ｍの高調波電圧Ｖ
m を抽出するフィルタ４４と、このフィルタ４４からの
高調波電圧Ｖm を所定の基準値Ｒと比較して、前者Ｖm
が後者Ｒを超えたときに上記供給停止検出信号Ｓを出力
する比較器４６とを備えている。但し、これと同様の機
能を、ディジタル回路によって、例えばサンプルホール
ド回路、Ａ／Ｄ変換器、クロック発生回路およびマイク
ロコンピュータ等を用いて実現しても良い。
図２に示すように、上記計器用変圧器４０からの系統電
圧Ｖを受けてその中から上記中間次数ｍの高調波電圧Ｖ
m を抽出するフィルタ４４と、このフィルタ４４からの
高調波電圧Ｖm を所定の基準値Ｒと比較して、前者Ｖm
が後者Ｒを超えたときに上記供給停止検出信号Ｓを出力
する比較器４６とを備えている。但し、これと同様の機
能を、ディジタル回路によって、例えばサンプルホール
ド回路、Ａ／Ｄ変換器、クロック発生回路およびマイク
ロコンピュータ等を用いて実現しても良い。
【００２９】図１の例では、上記のような分散電源３０
の単独運転検出から更に進めて、上記供給停止検出信号
Ｓによって上記遮断器２８を開放して、分散電源３０の
単独運転を防止するようにしている。但し、この発明
は、分散電源３０の単独運転検出が主目的であるので、
遮断器２８を開放する構成は必須ではない。
の単独運転検出から更に進めて、上記供給停止検出信号
Ｓによって上記遮断器２８を開放して、分散電源３０の
単独運転を防止するようにしている。但し、この発明
は、分散電源３０の単独運転検出が主目的であるので、
遮断器２８を開放する構成は必須ではない。
【００３０】配電系統のシミュレーション計算の結果か
ら、上位系統２からの電力供給停止時には、前記中間次
数ｍの注入高調波電流Ｉm による、前記受電点Ａにおけ
る当該中間次数ｍの高調波電圧Ｖm が、他の事象変化時
に比べて、大きく上昇することが分かった。これを以下
に詳述する。
ら、上位系統２からの電力供給停止時には、前記中間次
数ｍの注入高調波電流Ｉm による、前記受電点Ａにおけ
る当該中間次数ｍの高調波電圧Ｖm が、他の事象変化時
に比べて、大きく上昇することが分かった。これを以下
に詳述する。
【００３１】図１の配電系統のシミュレーションモデル
を図３に示す。シミュレーション条件は、６．６ｋＶの
一般的な配電系統を想定して、次のように定めた。な
お、ここでは６．６ｋＶ、１０ＭＶＡをベースとし、そ
れを１ｐｕとしている。
を図３に示す。シミュレーション条件は、６．６ｋＶの
一般的な配電系統を想定して、次のように定めた。な
お、ここでは６．６ｋＶ、１０ＭＶＡをベースとし、そ
れを１ｐｕとしている。
【００３２】受電点Ａ付近の他の分散電源５８：容量
２０００ｋＶＡ（その％Ｚ（パーセントインピーダン
ス）は、自己容量ベースで２０％として、１０ＭＶＡベ
ースで１００％（１ｐｕ）） 受電点Ａ付近の６％Ｌ付きＳＣ５６：容量３００ｋＶ
Ａ 受電点Ａ付近の負荷５４：容量２ＭＶＡ（力率８５
％） 配電線１０の亘長：４ｋｍ（そのインピーダンスは１
ｋｍ当り０．０５ｐｕ＋ｊ０．０３ｐｕ） 変電所変圧器６の２次母線付近に存在するＳＣ５２：
容量７ＭＶＡ 変電所変圧器６の２次母線付近に存在する負荷５０：
ＳＣと並列に容量２０ＭＶＡ（力率８５％） 変電所変圧器６の％Ｚ：８％
２０００ｋＶＡ（その％Ｚ（パーセントインピーダン
ス）は、自己容量ベースで２０％として、１０ＭＶＡベ
ースで１００％（１ｐｕ）） 受電点Ａ付近の６％Ｌ付きＳＣ５６：容量３００ｋＶ
Ａ 受電点Ａ付近の負荷５４：容量２ＭＶＡ（力率８５
％） 配電線１０の亘長：４ｋｍ（そのインピーダンスは１
ｋｍ当り０．０５ｐｕ＋ｊ０．０３ｐｕ） 変電所変圧器６の２次母線付近に存在するＳＣ５２：
容量７ＭＶＡ 変電所変圧器６の２次母線付近に存在する負荷５０：
ＳＣと並列に容量２０ＭＶＡ（力率８５％） 変電所変圧器６の％Ｚ：８％
【００３３】図３の配電系統モデルにおいて、受電点Ａ
に上記電流注入装置３２から２．５次（即ちｍ＝２．
５。基本波を６０Ｈｚとして１５０Ｈｚ）の高調波電流
Ｉm を約０．１％注入することとし、その場合に受電点
Ａにおける２．５次の高調波電圧Ｖm を上昇させる事象
変化の種類、２．５次調波電圧の変化およびその変化率
を表１にまとめて示す。なお、この表１中の電圧の値
は、図１に示した計器用変圧器４０の２次電圧で示して
いる。
に上記電流注入装置３２から２．５次（即ちｍ＝２．
５。基本波を６０Ｈｚとして１５０Ｈｚ）の高調波電流
Ｉm を約０．１％注入することとし、その場合に受電点
Ａにおける２．５次の高調波電圧Ｖm を上昇させる事象
変化の種類、２．５次調波電圧の変化およびその変化率
を表１にまとめて示す。なお、この表１中の電圧の値
は、図１に示した計器用変圧器４０の２次電圧で示して
いる。
【００３４】
【表１】
【００３５】この表１から分かるように、変電所４の遮
断器８を開放して上位系統２からの電力供給停止時（事
象変化１）は、停止前に比べて２．５次調波電圧が大き
く上昇しており、その変化率（上昇率）は約１７３％で
ある。これは、上位系統２からの電力供給停止時には、
変圧器６のインピーダンスが切り離されるため、配電系
統全体の中間次数ｍ（この例ではｍ＝２．５）の高調波
インピーダンスが電力供給時に比べて大きく増加し、こ
こに一定の高調波電流Ｉm を注入するため、この高調波
電流Ｉm による中間次数ｍの高調波電圧Ｖm が大きく上
昇するからであると考えられる。
断器８を開放して上位系統２からの電力供給停止時（事
象変化１）は、停止前に比べて２．５次調波電圧が大き
く上昇しており、その変化率（上昇率）は約１７３％で
ある。これは、上位系統２からの電力供給停止時には、
変圧器６のインピーダンスが切り離されるため、配電系
統全体の中間次数ｍ（この例ではｍ＝２．５）の高調波
インピーダンスが電力供給時に比べて大きく増加し、こ
こに一定の高調波電流Ｉm を注入するため、この高調波
電流Ｉm による中間次数ｍの高調波電圧Ｖm が大きく上
昇するからであると考えられる。
【００３６】上位系統２からの電力供給停止時以外で高
調波電圧Ｖm の上昇を生じさせる事象変化の想定される
ものは、事象変化２〜６として表１中に示している。こ
れ以外には、高調波電圧Ｖm を上昇させる事象変化は通
常では考えられない。事象変化２〜６での高調波電圧Ｖ
m の変化率は、事象変化１の場合に比べて遙かに小さ
い。
調波電圧Ｖm の上昇を生じさせる事象変化の想定される
ものは、事象変化２〜６として表１中に示している。こ
れ以外には、高調波電圧Ｖm を上昇させる事象変化は通
常では考えられない。事象変化２〜６での高調波電圧Ｖ
m の変化率は、事象変化１の場合に比べて遙かに小さ
い。
【００３７】従って、事象変化１の高調波電圧Ｖm の変
化率（約１７３％）と、それ以外の事象変化２〜６の高
調波電圧Ｖm の変化率の内で最大のもの（約１２０％）
との中間の変化率（例えば１３０％）を基準値（例えば
図２中の基準値Ｒ）として設定し、この基準値を超える
変化率が生じたことを判定することによって、他の事象
変化２〜６を誤検出することなく、上位系統２からの電
力供給が停止したこと（事象変化１）を、即ち上記分散
電源３０の単独運転が起こったことを正確に検出するこ
とができる。上記供給停止検出装置４２は、このような
判定を行う。
化率（約１７３％）と、それ以外の事象変化２〜６の高
調波電圧Ｖm の変化率の内で最大のもの（約１２０％）
との中間の変化率（例えば１３０％）を基準値（例えば
図２中の基準値Ｒ）として設定し、この基準値を超える
変化率が生じたことを判定することによって、他の事象
変化２〜６を誤検出することなく、上位系統２からの電
力供給が停止したこと（事象変化１）を、即ち上記分散
電源３０の単独運転が起こったことを正確に検出するこ
とができる。上記供給停止検出装置４２は、このような
判定を行う。
【００３８】なお、図２に示した比較器４６は、上記の
ような高調波電圧Ｖm の変化率をそれに対応する基準値
Ｒと比較するものでも良いし、高調波電圧Ｖm の大きさ
をそれに対応する基準値Ｒと比較するものでも良い。高
調波電圧Ｖm の大きさを比較する場合は、上記基準値Ｒ
は、例えば上記中間の上昇率１３０％に相当する４．０
Ｖ程度に設定すれば良い。
ような高調波電圧Ｖm の変化率をそれに対応する基準値
Ｒと比較するものでも良いし、高調波電圧Ｖm の大きさ
をそれに対応する基準値Ｒと比較するものでも良い。高
調波電圧Ｖm の大きさを比較する場合は、上記基準値Ｒ
は、例えば上記中間の上昇率１３０％に相当する４．０
Ｖ程度に設定すれば良い。
【００３９】以上のようにして、この発明に係る単独運
転検出装置によれば、分散電源３０の単独運転を正確に
検出することができる。
転検出装置によれば、分散電源３０の単独運転を正確に
検出することができる。
【００４０】しかもこの単独運転検出装置では、前述し
た従来の第２の単独運転検出装置の場合と違って、高調
波電圧Ｖm だけの計測で良く、高調波電流の計測および
インピーダンスまたはアドミタンスの演算は不要である
ので、装置構成を簡素化することができる。例えば従来
の第２の単独運転検出装置の場合は、引込線１８に高調
波電流計測用の計器用変流器を接続しておく必要がある
と共に、供給停止検出装置４２内に、計測電流を変換す
る回路およびインピーダンス（またはアドミタンス）を
演算する回路等が必要になる。
た従来の第２の単独運転検出装置の場合と違って、高調
波電圧Ｖm だけの計測で良く、高調波電流の計測および
インピーダンスまたはアドミタンスの演算は不要である
ので、装置構成を簡素化することができる。例えば従来
の第２の単独運転検出装置の場合は、引込線１８に高調
波電流計測用の計器用変流器を接続しておく必要がある
と共に、供給停止検出装置４２内に、計測電流を変換す
る回路およびインピーダンス（またはアドミタンス）を
演算する回路等が必要になる。
【００４１】更にこの単独運転検出装置では、電圧７ｋ
Ｖ以下の高圧配電系統の場合は、電流注入装置３２から
注入する高調波電流Ｉm の次数を、基本波の２．７倍未
満（即ち２．７次未満）の非整数倍にしているので、配
電系統に通常存在しているＬ付きＳＣによる想定し得る
最低の共振次数を常に避けて計測を行うことができる。
その結果、分散電源３０の単独運転をより正確に検出す
ることができる。
Ｖ以下の高圧配電系統の場合は、電流注入装置３２から
注入する高調波電流Ｉm の次数を、基本波の２．７倍未
満（即ち２．７次未満）の非整数倍にしているので、配
電系統に通常存在しているＬ付きＳＣによる想定し得る
最低の共振次数を常に避けて計測を行うことができる。
その結果、分散電源３０の単独運転をより正確に検出す
ることができる。
【００４２】この共振次数について更に説明すると、上
記受電点Ａから眺めた配電系統のサセプタンスの高調波
次数に対する変化をシミュレーションした結果の例を図
４および図５に示す。両図中の（Ａ）は上位系統２から
の電力供給時、（Ｂ）は当該電力供給停止時である。
記受電点Ａから眺めた配電系統のサセプタンスの高調波
次数に対する変化をシミュレーションした結果の例を図
４および図５に示す。両図中の（Ａ）は上位系統２から
の電力供給時、（Ｂ）は当該電力供給停止時である。
【００４３】図４は、電圧７ｋＶ以下（例えば６．６ｋ
Ｖ）の高圧配電系統の場合で、上記受電点Ａの近くに１
３％Ｌ付きＳＣが存在していると想定したものである。
高圧配電系統の場合は、Ｌ付きＳＣとしては、６％Ｌ付
きＳＣ、８％Ｌ付きＳＣおよび１３％Ｌ付きＳＣが存在
し得るけれども、この例のように１３％Ｌ付きＳＣの場
合が共振次数が最も小さく、それは図に示すように約
２．７次である。
Ｖ）の高圧配電系統の場合で、上記受電点Ａの近くに１
３％Ｌ付きＳＣが存在していると想定したものである。
高圧配電系統の場合は、Ｌ付きＳＣとしては、６％Ｌ付
きＳＣ、８％Ｌ付きＳＣおよび１３％Ｌ付きＳＣが存在
し得るけれども、この例のように１３％Ｌ付きＳＣの場
合が共振次数が最も小さく、それは図に示すように約
２．７次である。
【００４４】従って、上記注入高調波電流Ｉm の中間次
数ｍをこの２．７次未満としておけば、配電系統にどの
ようなＬ付きＳＣが存在しても、注入高調波電流Ｉm に
よって配電系統に共振現象を生じさせないので、共振現
象による誤検出の可能性を排除して、分散電源３０の単
独運転を正確に検出することができる。
数ｍをこの２．７次未満としておけば、配電系統にどの
ようなＬ付きＳＣが存在しても、注入高調波電流Ｉm に
よって配電系統に共振現象を生じさせないので、共振現
象による誤検出の可能性を排除して、分散電源３０の単
独運転を正確に検出することができる。
【００４５】仮に、注入高調波電流Ｉm の中間次数ｍを
２．７次以上に設定しておくと、配電系統に存在するＬ
付きＳＣの種類（即ちＬ分の大きさ）や容量等によって
は、設定した次数で共振現象が生じて誤検出を生じる可
能性がある。これを避けるためには、例えば、各配電系
統ごとに共振次数を調べてそれを避ける必要があり、非
常に手間がかかる。またそのようにしても、Ｌ付きＳＣ
の設備変更等によって共振次数が変化する場合がある。
このような問題を、中間次数ｍを２．７次未満にするこ
とによって簡単に解決することができる。
２．７次以上に設定しておくと、配電系統に存在するＬ
付きＳＣの種類（即ちＬ分の大きさ）や容量等によって
は、設定した次数で共振現象が生じて誤検出を生じる可
能性がある。これを避けるためには、例えば、各配電系
統ごとに共振次数を調べてそれを避ける必要があり、非
常に手間がかかる。またそのようにしても、Ｌ付きＳＣ
の設備変更等によって共振次数が変化する場合がある。
このような問題を、中間次数ｍを２．７次未満にするこ
とによって簡単に解決することができる。
【００４６】図５は、電圧７ｋＶ超（例えば２２ｋＶ）
の特別高圧配電系統の場合であり、この場合は、上記高
圧配電系統と違って、Ｌ付きＳＣは６％Ｌ付きＳＣに限
られている。従ってこのＬ付きＳＣによる想定し得る最
低の共振次数は、高圧の場合よりも高くなり、それは図
に示すように約３．６次になる。従って特別高圧配電系
統の場合は、上記中間次数ｍを３．６次未満とすること
ができ、それによって中間次数ｍの選択の幅（自由度）
が広がる。即ちｍは、１＜ｍ＜３．６（但しｍ≠２かつ
ｍ≠３）である。
の特別高圧配電系統の場合であり、この場合は、上記高
圧配電系統と違って、Ｌ付きＳＣは６％Ｌ付きＳＣに限
られている。従ってこのＬ付きＳＣによる想定し得る最
低の共振次数は、高圧の場合よりも高くなり、それは図
に示すように約３．６次になる。従って特別高圧配電系
統の場合は、上記中間次数ｍを３．６次未満とすること
ができ、それによって中間次数ｍの選択の幅（自由度）
が広がる。即ちｍは、１＜ｍ＜３．６（但しｍ≠２かつ
ｍ≠３）である。
【００４７】更にこの単独運転検出装置では、電流注入
装置３２から注入する高調波電流Ｉ m を、配電系統の基
本波電圧に同期させていると共に、当該注入高調波電流
Ｉmによる上記高調波電圧Ｖm の計測についても、配電
系統の基本波電圧に同期させているので、バックノイズ
の影響を排除して精度良く行うことができる。従ってこ
の理由からも、分散電源３０の単独運転をより正確に検
出することができる。
装置３２から注入する高調波電流Ｉ m を、配電系統の基
本波電圧に同期させていると共に、当該注入高調波電流
Ｉmによる上記高調波電圧Ｖm の計測についても、配電
系統の基本波電圧に同期させているので、バックノイズ
の影響を排除して精度良く行うことができる。従ってこ
の理由からも、分散電源３０の単独運転をより正確に検
出することができる。
【００４８】更に、前述した従来の第１の単独運転検出
装置と違って、この発明の単独運転検出装置では、本来
配電系統に存在しない（存在しても極めて僅かな）、基
本波の非整数倍の中間次数ｍの高調波電流Ｉm を注入す
るので、小さい流入電流で正確な検出が可能であり、従
って電流注入装置３２の小容量化を実現することができ
る。
装置と違って、この発明の単独運転検出装置では、本来
配電系統に存在しない（存在しても極めて僅かな）、基
本波の非整数倍の中間次数ｍの高調波電流Ｉm を注入す
るので、小さい流入電流で正確な検出が可能であり、従
って電流注入装置３２の小容量化を実現することができ
る。
【００４９】
【発明の効果】この発明は、上記のとおり構成されてい
るので、次のような効果を奏する。
るので、次のような効果を奏する。
【００５０】請求項１記載の発明によれば、受電点にお
ける中間次数の高調波電圧が所定の基準値を超えたこと
を判定することによって、上位系統からの電力供給停止
を、即ち分散電源の単独運転を正確に検出することがで
きる。
ける中間次数の高調波電圧が所定の基準値を超えたこと
を判定することによって、上位系統からの電力供給停止
を、即ち分散電源の単独運転を正確に検出することがで
きる。
【００５１】しかも、従来の第２の単独運転検出装置の
場合と違って、高調波電圧だけの計測で良く、高調波電
流の計測およびインピーダンスまたはアドミタンスの演
算は不要であるので、装置構成を簡素化することができ
る。
場合と違って、高調波電圧だけの計測で良く、高調波電
流の計測およびインピーダンスまたはアドミタンスの演
算は不要であるので、装置構成を簡素化することができ
る。
【００５２】更に、注入高調波電流の次数を基本波の
２．７倍未満の非整数倍にしているので、配電系統に通
常存在しているＬ付きＳＣによる共振を避けて計測を行
うことができ、従って分散電源の単独運転をより正確に
検出することができる。
２．７倍未満の非整数倍にしているので、配電系統に通
常存在しているＬ付きＳＣによる共振を避けて計測を行
うことができ、従って分散電源の単独運転をより正確に
検出することができる。
【００５３】また、注入高調波電流を配電系統の基本波
電圧に同期させていると共に、当該注入高調波電流によ
る高調波電圧の計測についても、配電系統の基本波電圧
に同期させているので、バックノイズの影響を排除して
精度良く行うことができる。従ってこの理由からも、分
散電源の単独運転をより正確に検出することができる。
電圧に同期させていると共に、当該注入高調波電流によ
る高調波電圧の計測についても、配電系統の基本波電圧
に同期させているので、バックノイズの影響を排除して
精度良く行うことができる。従ってこの理由からも、分
散電源の単独運転をより正確に検出することができる。
【００５４】更に、従来の第１の単独運転検出装置と違
って、本来配電系統に存在しない（存在しても極めて僅
かな）、基本波の非整数倍の中間次数の高調波電流を注
入するので、電流注入装置の小容量化を実現することが
できる。
って、本来配電系統に存在しない（存在しても極めて僅
かな）、基本波の非整数倍の中間次数の高調波電流を注
入するので、電流注入装置の小容量化を実現することが
できる。
【００５５】請求項２記載の発明によれば、注入高調波
電流の中間次数を３．６次未満とすることができるの
で、中間次数選択の幅（自由度）が広がる、という更な
る効果を奏する。
電流の中間次数を３．６次未満とすることができるの
で、中間次数選択の幅（自由度）が広がる、という更な
る効果を奏する。
【図１】この発明に係る分散電源の単独運転検出装置を
備える配電系統の一例を示す単線接続図である。
備える配電系統の一例を示す単線接続図である。
【図２】図１中の供給停止検出装置の一例を示すブロッ
ク図である。
ク図である。
【図３】図１の配電系統のシミュレーションモデルの一
例を示す図である。
例を示す図である。
【図４】高圧配電系統における上位系統からの電力供給
時（Ａ）および電力供給停止時（Ｂ）のサセプタンス特
性の一例を示す図である。
時（Ａ）および電力供給停止時（Ｂ）のサセプタンス特
性の一例を示す図である。
【図５】特別高圧配電系統における上位系統からの電力
供給時（Ａ）および電力供給停止時（Ｂ）のサセプタン
ス特性の一例を示す図である。
供給時（Ａ）および電力供給停止時（Ｂ）のサセプタン
ス特性の一例を示す図である。
２ 上位系統 ４ 変電所 １０、１１ 配電線 １４、１５ 分散電源を有する需要家設備 １６ 力率改善用コンデンサ（ＳＣ） １８ 引込線 ３０ 分散電源 ３２ 電流注入装置 ４２ 供給停止検出装置 Ａ 受電点 Ｖm 高調波電圧 Ｉm 注入高調波電流 Ｓ 供給停止検出信号 Ｒ 基準値
フロントページの続き (72)発明者 西村 荘治 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 (72)発明者 蓑輪 義文 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日 新電機株式会社内 Ｆターム(参考） 5G066 HA11 HB02
Claims (2)
- 【請求項１】 上位系統に変電所を介して電圧が７ｋＶ
以下の高圧の配電線が接続され、この配電線に、分散電
源を有する需要家設備が接続された構成の配電系統に適
用されるものであって、 前記配電線から前記需要家設備への引込線に、当該配電
系統の基本波電圧に同期しており、しかも当該基本波の
２．７倍未満の非整数倍の中間次数の高調波電流を注入
する電流注入装置と、 前記需要家設備の受電点における前記中間次数の高調波
電圧を計測し、この高調波電圧が所定の基準値を超えた
ときに、前記上位系統からの電力供給が停止したことを
表す供給停止検出信号を出力する供給停止検出装置とを
備えることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。 - 【請求項２】 上位系統に変電所を介して電圧が７ｋＶ
を超える特別高圧の配電線が接続され、この配電線に、
分散電源を有する需要家設備が接続された構成の配電系
統に適用されるものであって、 前記配電線から前記需要家設備への引込線に、当該配電
系統の基本波電圧に同期しており、しかも当該基本波の
３．６倍未満の非整数倍の中間次数の高調波電流を注入
する電流注入装置と、 前記需要家設備の受電点における前記中間次数の高調波
電圧を計測し、この高調波電圧が所定の基準値を超えた
ときに、前記上位系統からの電力供給が停止したことを
表す供給停止検出信号を出力する供給停止検出装置とを
備えることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11091542A JP2000287362A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 分散電源の単独運転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11091542A JP2000287362A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 分散電源の単独運転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000287362A true JP2000287362A (ja) | 2000-10-13 |
Family
ID=14029369
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11091542A Pending JP2000287362A (ja) | 1999-03-31 | 1999-03-31 | 分散電源の単独運転検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000287362A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100421329C (zh) * | 2005-09-30 | 2008-09-24 | 欧姆龙株式会社 | 单独运转检测装置和单独运转检测装置的控制方法 |
| JP2017005859A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 日新電機株式会社 | 分散電源の単独運転検出装置 |
-
1999
- 1999-03-31 JP JP11091542A patent/JP2000287362A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100421329C (zh) * | 2005-09-30 | 2008-09-24 | 欧姆龙株式会社 | 单独运转检测装置和单独运转检测装置的控制方法 |
| JP2017005859A (ja) * | 2015-06-10 | 2017-01-05 | 日新電機株式会社 | 分散電源の単独運転検出装置 |
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