JP2000287363A - 分散電源の単独運転検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 配電線の亘長の長短に拘わらず、分散電源の
単独運転を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Ｉ_m を注入する。供給停止検出装置４
２は、アドミタンス演算回路と判定回路とを備えてい
る。アドミタンス演算回路は、受電点Ａから眺めた配電
系統の上記中間次数のアドミタンスを演算し、そのコン
ダクタンスおよびサセプタンスを算出する。判定回路
は、上記サセプタンスが容量性方向に所定値以上変化し
たときに供給停止検出信号Ｓを出力し、そうでないとき
でも上記コンダクタンスが正方向に所定値以上変化した
ときに供給停止検出信号Ｓを出力する。

Description

【発明の詳細な説明】

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【０００７】この第２の単独運転検出装置は、単に、上
記インピーダンスまたはアドミタンスの変化の大きさ
（変化量）を計測するものである。しかし、上記分散電
源を有する需要家設備の受電点の近くには、通常は、他
の負荷、他の分散電源、リアクトル付き力率改善用コン
デンサ（以下、これをＬ付きＳＣと呼ぶ）等が存在して
おり、更に同じ配電系統には他の負荷や力率改善用コン
デンサ（ＳＣ）等も存在しており、これらの開放や投入
（これを、他の事象変化と呼ぶ）によっても、配電系統
の上記インピーダンスまたはアドミタンスは変化する。
従って、上記第２の単独運転検出装置では、上位系統か
らの電力供給停止と、それ以外の上記のような他の事象
変化とを、正確に識別することが困難になり、誤検出を
生じる恐れがある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記第２の単独運転検
出装置の課題を解決するための装置（第３の単独運転検
出装置）が、この出願の出願人の一人から先に提案され
ている（特願平１０−６４６１７号）。この装置は、上
記中間次数についての配電系統のアドミタンス（具体的
にはそのサセプタンス）が、容量性方向に所定値以上変
化したことを検出して、上位系統からの電力供給停止、
即ち分散電源の単独運転を検出するものである。

【０００９】この第３の単独運転検出装置によれば、上
位系統からの電力供給停止を、他の事象変化から識別す
る精度が向上するけれども、変電所から上記分散電源を
有する需要家設備の受電点までの配電線の亘長の長短を
考慮していない点になお改善の余地のあることが分かっ
た。

【００１０】即ち、上記配電線のインピーダンスは、変
電所変圧器に対して直列にインダクタンス（Ｌ）分を増
加させることになるので、その分、上記需要家設備の受
電点から見ると、変電所変圧器の基本波容量が小さく見
えてしまう。従って、配電線の亘長が長くなるほど、上
位系統からの電力供給停止時におけるサセプタンスの変
化量は小さくなる。それだけでなく、配電系統の負荷条
件によっては、上位系統からの電力供給停止時に、サセ
プタンスの変化方向が容量性方向でなくなる（即ち誘導
性方向になる）場合もある。そのために、上位系統から
の電力供給停止と、それ以外の上記のような他の事象変
化との正確な区別が困難になり、誤検出の可能性が高く
なる。

【００１１】そこでこの発明は、上記第３の単独運転検
出装置を更に改良して、配電線の亘長の長短に拘わら
ず、分散電源の単独運転を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。

【００１２】

【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
記需要家設備の引込線における前記中間次数の高調波電
圧および高調波電流を計測して、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ており、かつこの供給停止
検出装置が、前記計測した高調波電圧および高調波電流
に基づいて、前記需要家設備の受電点から眺めた前記配
電系統の前記中間次数のアドミタンスを演算し、当該ア
ドミタンスのコンダクタンスおよびサセプタンスを算出
するアドミタンス演算手段と、前記算出したサセプタン
スが容量性方向に所定値以上変化したか否かを判定し、
当該サセプタンスが容量性方向に所定値以上変化したと
きに前記供給停止検出信号を出力し、そうでないときは
前記算出したコンダクタンスが正方向に所定値以上変化
したか否かを更に判定し、当該コンダクタンスが正方向
に所定値以上変化したときに前記供給停止検出信号を出
力する判定手段とを備えていることを特徴としている
（請求項１）。

【００１３】この発明に係る単独運転検出装置を構成す
る上記供給停止検出装置は、簡単に言えば、配電系統の
上記中間次数のアドミタンスを構成するサセプタンスの
変化方向および変化量の判定と、コンダクタンスの変化
方向および変化量の判定との２段階の判定を行うもので
ある。

【００１４】配電系統のシミュレーション計算の結果か
ら、上記のような２段階の判定を行うことによって、配
電線の亘長が短くても長くても、即ち配電線の亘長の長
短に拘わらず、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こと
が確かめられた。

【００１５】しかもこの単独運転検出装置では、電圧７
ｋＶ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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【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。

【００２５】引込線１８には、その電圧および電流を計
測する計器用変圧器４０および計器用変流器４１が接続
されており、この計器用変圧器４０で計測した電圧（計
測電圧）Ｖ_t が電流注入装置３２および供給停止検出装
置４２に供給され、計器用変流器４１で計測した電流
（計測電流）Ｉ_t が供給停止検出装置４２に供給され
る。

【００２６】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Ｉ_m を注入する。即ちｍは、１＜ｍ＜２．７（但しｍ
≠２）である。

【００２７】この電流注入装置３２は、この例では、上
記計器用変圧器４０からの計測電圧Ｖ_t 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Ｉ_m 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。

【００２８】供給停止検出装置４２は、上記引込線１８
における上記中間次数ｍの高調波電圧Ｖ_tmおよび高調波
電流Ｉ_tm（図２参照）を計測して、次のようにして、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。

【００２９】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、フィルタ４４、４５、アドミタンス
演算回路４６および判定回路４７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。

【００３０】フィルタ４４、４５は、上記計器用変圧器
４０および計器用変流器４１からの上記計測電圧Ｖ_t お
よび計測電流Ｉ_t をそれぞれ受けて、それらの中から上
記中間次数ｍの高調波電圧（計測高調波電圧）Ｖ_tmおよ
び高調波電流（計測高調波電流）Ｉ_tmをそれぞれ抽出す
る。

【００３１】アドミタンス演算回路４６は、上記フィル
タ４４、４５からの計測高調波電圧Ｖ_tmおよび計測高調
波電流Ｉ_tmを用いて、次式に従って、上記需要家設備１
４の受電点Ａから眺めた上記配電系統の上記中間次数ｍ
のアドミタンスＹ_m を演算して、当該アドミタンスＹ_m
のコンダクタンスｇ_m およびサセプタンスｂ_m を算出す
る。このコンダクタンスｇ_m およびサセプタンスｂ
_m は、勿論、上記中間次数ｍについてのものである。数
１中の計測高調波電圧Ｖ_tm、計測高調波電流Ｉ_tmおよび
アドミタンスＹ_m は、複素数の形で表されており、ｊは
虚数単位である。サセプタンスｂ_m は、容量サセプタン
スから誘導サセプタンスを引いたものである。

【００３２】

【数１】Ｙ_m ＝Ｉ_tm／Ｖ_tm＝ｇ_m ＋ｊｂ_m

【００３３】判定回路４７は、上記アドミタンス演算回
路４６からのコンダクタンスｇ_m およびサセプタンスｂ
_m を用いて、図３に示す処理を行う。即ち、先ず、上記
サセプタンスｂ_m が容量性方向に所定値以上変化したか
否かを判定し（ステップ７０）、容量性方向に所定値以
上変化したときはステップ７２に進んで上記供給停止検
出信号Ｓを出力する。これは、前述した第３の単独運転
検出装置の場合と同様である。上記所定値は、後述する
ように、６．６ｋＶ、１０ＭＶＡを１ｐｕとして（以下
同様）、例えば０．６０ｐｕである。

【００３４】サセプタンスｂ_m が容量性方向に所定値以
上変化していないときは、即ちサセプタンスｂ_m の容量
性方向の変化量が所定値未満であったりサセプタンスｂ
_m の変化が誘導性方向であるときは、ステップ７１に進
んで、上記コンダクタンスｇ _m が正方向に所定値以上変
化したか否かを判定し、正方向に所定値以上変化したと
きはステップ７２に進んで上記供給停止検出信号Ｓを出
力する。正方向の所定値以上の変化がなければ、ステッ
プ７０に戻る。この所定値は、後述するように、例えば
０．１５ｐｕである。このステップ７１のような処理
は、前述した第３の単独運転検出装置では行われない。

【００３５】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。

【００３６】配電系統のシミュレーション計算の結果か
ら、上記ステップ７０および７１のような２段階の判定
を行うことによって、配電線１０の亘長が短くても長く
ても、上位系統２からの電力供給停止を、即ち分散電源
３０の単独運転を、正確に検出することができることが
確かめられた。これを以下に詳述する。

【００３７】図１の配電系統のシミュレーションモデル
を図４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。

【００３８】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：一般的な繁華街・工場地域を想定
して２ｋｍ、または一般的な住宅街を想定して４ｋｍ 配電線１０のインピーダンス：１ｋｍ当り０．２２Ω
＋ｊ０．３７５Ω 変電所変圧器６の２次母線付近に存在するＳＣ５２：
最大で容量７ＭＶＡ 変電所変圧器６の２次母線付近に存在する負荷５０：
ＳＣと並列に最大で容量２０ＭＶＡ（力率８５％） 変電所変圧器６の％Ｚ：８％

【００３９】図４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２．３次（即ちｍ＝２．
３。基本波を６０Ｈｚとして１３８Ｈｚ）の高調波電流
Ｉ_m を約０．１％注入することとし、その場合に上記受
電点Ａから眺めた当該配電系統の上記アドミタンスＹ_m
のコンダクタンスｇ_m およびサセプタンスｂ_m を変化さ
せる事象変化の種類、そのときのコンダクタンスｇ_m お
よびサセプタンスｂ_m の変化方向および変化量を、配電
線亘長が２ｋｍの場合と４ｋｍの場合とについて、表１
にまとめて示す。この表１において、サセプタンスｂ_m
は、符号無し（即ち正）が容量性方向の変化を示してお
り、負（−）符号付きが誘導性方向の変化を示してい
る。コンダクタンスｇ_m は、符号無し（即ち正）が正方
向の変化を示しており、負符号付きが負方向の変化を示
している。

【００４０】

【表１】

【００４１】表１中の事象変化１ａ〜１ｅは、いずれも
上位系統２からの電力供給停止時であるが、上記負荷５
０およびＳＣ５２の容量が違う場合を想定して五つに分
けた。上位系統２からの電力供給停止時以外の事象変化
については、上記サセプタンスｂ_m が容量性方向に変化
する事象変化２〜５のみを想定している。これは、サセ
プタンスｂ_m が誘導性方向に変化する事象変化は、上記
図３のステップ７０からも分かるように、それを上位系
統２からの電力供給停止と誤検出する可能性は無いから
である。

【００４２】この表１から分かるように、配電線１０の
亘長が２ｋｍの場合は、上位系統２からの電力供給停止
時である事象変化１ａ〜１ｅのいずれの場合にも、その
他の事象変化２〜５に比べて、サセプタンスｂ_m の容量
性方向の変化量が大きい。従って、事象変化１ａ〜１ｅ
の変化量の内で最小のもの（０．９４ｐｕ）と、その他
の事象変化２〜５の内の最大のもの（０．４４ｐｕ）と
の中間の変化量（例えば前述したように０．６０ｐｕ）
を、上記図３のステップ７０における所定値（基準値）
として判定を行うことによって、当該ステップ７０の判
定によって、他の事象変化２〜５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１ａ〜１ｅ）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。

【００４３】しかし、配電線１０の亘長が４ｋｍの場合
は、表１から分かるように、事象変化１ａおよび１ｂで
は、サセプタンスｂ_m の容量性方向の変化量は小さいの
で、サセプタンスｂ_m の容量性方向の変化量の判定だけ
では、その他の事象変化２〜５と区別することはでき
ず、誤検出が起こる恐れがある。また、事象変化１ｃで
は、サセプタンスｂ_m が誘導性方向に変化しているの
で、サセプタンスｂ_m の容量性方向の変化量の判定だけ
では、この事象変化１ｃを検出することはできない。こ
れらが、前述した第３の単独運転検出装置の課題であ
る。

【００４４】そこでこの発明では、このような場合に
は、即ちサセプタンスｂ_m が容量性方向に所定値以上変
化していないときは、更に上記図３のステップ７１に示
したように、コンダクタンスｇ_m の判定を行う。

【００４５】コンダクタンスｇ_m は、表１から分かるよ
うに（亘長４ｋｍの欄参照）、事象変化１ａ〜１ｃのい
ずれの場合も、電力供給停止時以外の事象変化２〜５に
比べて、正方向の変化量が大きい。従って、事象変化１
ａ〜１ｃの変化量の内で最小のもの（０．２６ｐｕ）
と、電力供給停止時以外の事象変化２〜５の内で正方向
の最大のもの（ほぼ０ｐｕ）との中間の変化量（例えば
前述したように０．１５ｐｕ）を、上記ステップ７１に
おける所定値（基準値）として判定を行うことによっ
て、当該ステップ７１の判定によって、他の事象変化２
〜５を誤検出することなく、上位系統２からの電力供給
停止による事象変化１ａ〜１ｃを、即ち上記分散電源３
０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。

【００４６】この発明では、サセプタンスｂ_m およびコ
ンダクタンスｇ_m についての上記のような２段階の判定
を、上記判定回路４７において行う。従ってこの発明に
係る単独運転検出装置によれば、配電線１０の亘長が短
くても長くても、即ち配電線１０の亘長の長短に拘わら
ず、上位系統２からの電力供給停止を、即ち分散電源３
０の単独運転を、正確に検出することができる。

【００４７】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Ｉ_m 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。

【００４８】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
５および図６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。

【００４９】図５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。

【００５０】従って、上記注入高調波電流Ｉ_m 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Ｉ_m 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。

【００５１】仮に、注入高調波電流Ｉ_m 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。

【００５２】図６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。

【００５３】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
Ｉ_mに基づく上記高調波電圧Ｖ_tmおよび高調波電流Ｉ_tm
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上記
アドミタンスＹ_m のコンダクタンスｇ_m およびサセプタ
ンスｂ_m の算出を行うことができる。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。

【００５４】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Ｉ_m 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。

【００５５】

【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。

【００５６】請求項１記載の発明によれば、受電点から
眺めた配電系統の上記中間次数のアドミタンスを構成す
るサセプタンスの変化方向および変化量の判定と、コン
ダクタンスの変化方向および変化量の判定との２段階の
判定を行う構成であるので、配電線の亘長の長短に拘わ
らず、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。即ち、上記
先願に係る第３の単独運転検出装置よりも、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。

【００５７】しかも、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。

【００５８】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基
づく上記高調波電圧および高調波電流の計測について
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上記アドミタンスの
コンダクタンスおよびサセプタンスの算出を行うことが
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。

【００５９】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。

【００６０】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。

【図面の簡単な説明】

【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。

【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。

【図３】図２中の判定回路の動作を示すフローチャート
である。

【図４】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。

【図５】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。

【図６】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。

【符号の説明】 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 ４６ アドミタンス演算回路 ４７ 判定回路 Ａ 受電点 Ｉ_m 流入高調波電流 Ｓ 供給停止検出信号

───────────────────────────────────────────────────── 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） 2G028 BF01 CG08 DH01 DH04 FK01 FK02 GL07 HN16 MS01 MS05 2G035 AA15 AB08 AC13 AD19 AD28 AD52 AD55 AD65 5G066 HA11 HB02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【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、 前記需要家設備の引込線における前記中間次数の高調波
   電圧および高調波電流を計測して、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ており、 かつこの供給停止検出装置が、 前記計測した高調波電圧および高調波電流に基づいて、
   前記需要家設備の受電点から眺めた前記配電系統の前記
   中間次数のアドミタンスを演算し、当該アドミタンスの
   コンダクタンスおよびサセプタンスを算出するアドミタ
   ンス演算手段と、 前記算出したサセプタンスが容量性方向に所定値以上変
   化したか否かを判定し、当該サセプタンスが容量性方向
   に所定値以上変化したときに前記供給停止検出信号を出
   力し、そうでないときは前記算出したコンダクタンスが
   正方向に所定値以上変化したか否かを更に判定し、当該
   コンダクタンスが正方向に所定値以上変化したときに前
   記供給停止検出信号を出力する判定手段とを備えている
   ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
2. 【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、 前記需要家設備の引込線における前記中間次数の高調波
   電圧および高調波電流を計測して、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ており、 かつこの供給停止検出装置が、 前記計測した高調波電圧および高調波電流に基づいて、
   前記需要家設備の受電点から眺めた前記配電系統の前記
   中間次数のアドミタンスを演算し、当該アドミタンスの
   コンダクタンスおよびサセプタンスを算出するアドミタ
   ンス演算手段と、 前記算出したサセプタンスが容量性方向に所定値以上変
   化したか否かを判定し、当該サセプタンスが容量性方向
   に所定値以上変化したときに前記供給停止検出信号を出
   力し、そうでないときは前記算出したコンダクタンスが
   正方向に所定値以上変化したか否かを更に判定し、当該
   コンダクタンスが正方向に所定値以上変化したときに前
   記供給停止検出信号を出力する判定手段とを備えている
   ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。