JP2002281673A - System interconnection protecting device for power generating facility - Google Patents

System interconnection protecting device for power generating facility

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JP2002281673A
JP2002281673A JP2001076611A JP2001076611A JP2002281673A JP 2002281673 A JP2002281673 A JP 2002281673A JP 2001076611 A JP2001076611 A JP 2001076611A JP 2001076611 A JP2001076611 A JP 2001076611A JP 2002281673 A JP2002281673 A JP 2002281673A
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Japan
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power generation
voltage
frequency
fluctuation
change rate
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JP2001076611A
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Japanese (ja)
Inventor
Shigeo Nomiya
成生 野宮
Toyokuni Kato
豊邦 加藤
Shinichiro Tochio
信一郎 栃尾
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Toshiba Corp
Nishishiba Electric Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Nishishiba Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To certainly easily detect and protect independent operations of non-utility power generating facilities in the course of system interconnection on the side of the non-utility power generating facilities, without providing expensive transfer interrupting device. SOLUTION: The output frequency and its change rate of the non-utility power generating facilities 8 to be linked with a system power source via a circuit-breaker are detected, and a voltage variation reference for increasing the leading reactive power of the generating facilities 8, when the change rate of the frequency is positive, or increasing the lagging reactive power when the change rate is negative, is outputted. Also a frequency variation which is fostered by voltage variation of the generating facilities 8 produced by adding a compensated voltage variation reference obtained by compensating the voltage variation reference, in order to compensate for the influence given to rotational speed variation by an inertia constant in the rotational speed control system of the generating facilities 8, to a voltage reference of an automatic voltage regulator 12 of the generating facilities 8, is detected, circuit-breaker is opened, and parallel off of the generating facilities 8 from system bus-bars is made to be executed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、遮断器を介して系
統電源と連系される、ゴミ発電システム、コージェネレ
ーション等の自家用発電設備の系統連系保護装置に係
り、特に高価な転送遮断装置を設けることなく、系統連
系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側で
確実にかつ容易に検出して保護できるようにした発電設
備の系統連系保護装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system interconnection protection device for a private power generation system such as a garbage power generation system or a cogeneration system, which is connected to a system power supply via a circuit breaker, and particularly an expensive transfer interruption device. The present invention relates to a system interconnection protection device for a power generation facility capable of reliably and easily detecting and protecting the independent operation of the private power generation facility during the system interconnection on the side of the private power generation facility without providing the system.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、一般需要家がゴミ発電システ
ム、コージェネレーション等の自家用発電設備と系統電
源とを連系するために、例えば図13のブロック図に示
すような系統連系保護装置が用いられている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a system interconnection protection device as shown in a block diagram of FIG. 13 has been used for a general customer to interconnect a private power generation facility such as a garbage power generation system or a cogeneration system with a system power supply. Used.

【0003】すなわち、図13において、上位変電所1
では、系統電源2の電圧を変圧器3を介して降圧し、遮
断器4を通して一般需要家5に電力を供給している。一
般需要家5では、遮断器6を介して負荷7に電力を供給
している。
[0003] That is, in FIG.
In this example, the voltage of the system power supply 2 is stepped down through the transformer 3, and power is supplied to the general consumer 5 through the circuit breaker 4. The general customer 5 supplies power to the load 7 via the circuit breaker 6.

【0004】一方、自家用発電設備8では、構内の負荷
43へ電力供給するため、交流発電機11の出力を、遮
断器44を介して負荷45に供給している。
On the other hand, in the private power generation facility 8, the output of the AC generator 11 is supplied to a load 45 via a circuit breaker 44 in order to supply power to a load 43 in the premises.

【0005】また、自家用発電設備8では、交流発電機
11の出力を、遮断器9および10を介して系統電源2
と連系している。
In the private power generation facility 8, the output of the AC generator 11 is supplied to the system power supply 2 via circuit breakers 9 and 10.
It is interconnected with.

【0006】一方、交流発電機11の出力電圧の制御
は、自動電圧調整装置(AVR)12により、交流発電
機11の界磁巻線13の電圧を制御することによって行
なわれている。
On the other hand, the output voltage of the AC generator 11 is controlled by controlling the voltage of a field winding 13 of the AC generator 11 by an automatic voltage regulator (AVR) 12.

【0007】また、交流発電機11の出力周波数の制御
は、交流発電機11を駆動するエンジン14の調速機1
5により、エンジン回転速度を制御することによって行
なわれている。
The output frequency of the alternator 11 is controlled by controlling the governor 1 of the engine 14 that drives the alternator 11.
5 by controlling the engine speed.

【0008】また、故障検出手段として、発電機11の
出力電流を変流器16で検出し、発電機11の出力電圧
との関係から発電機異常検出回路17で異常電流を検出
し、この検出信号を故障トリップ回路18に与えて遮断
器9を開放するようにしている。
As a failure detecting means, an output current of the generator 11 is detected by a current transformer 16, and an abnormal current is detected by a generator abnormality detecting circuit 17 based on a relationship with an output voltage of the generator 11. A signal is supplied to the fault trip circuit 18 to open the circuit breaker 9.

【0009】この他に、系統連系保護装置19として、
遮断器9の出力側(変電所側)に変流器20を設け、過
電流継電器(OC)21により故障トリップ回路22を
動作させるようにしている。
[0009] In addition, as a system interconnection protection device 19,
A current transformer 20 is provided on the output side (substation side) of the circuit breaker 9, and a fault trip circuit 22 is operated by an overcurrent relay (OC) 21.

【0010】また、系統電源2の異常時、特に系統電源
2が遮断された場合、例えば遮断器4が開放になった
時、交流発電機11の出力電力と負荷7および負荷45
の負荷電力とのアンバランスから、周波数や電圧が異常
となることを、周波数低下継電器(UF)23、周波数
上昇継電器(OF)24、過電圧継電器(OV)25、
不足電圧継電器(UV)26等の保護継電器により検出
するようにしている。
When the system power supply 2 is abnormal, particularly when the system power supply 2 is cut off, for example, when the circuit breaker 4 is opened, the output power of the AC generator 11 and the load 7 and the load 45
That the frequency and voltage become abnormal due to the imbalance with the load power of the load, the frequency lowering relay (UF) 23, the frequency raising relay (OF) 24, the overvoltage relay (OV) 25,
Detection is performed by a protection relay such as an undervoltage relay (UV) 26.

【0011】そして、これらの検出信号に基づいて、故
障トリップ回路22が遮断器10に対してトリップ指令
を与えて遮断器10を開放し、遮断器4の再閉路が可能
な状態としている。
Then, based on these detection signals, the fault trip circuit 22 gives a trip command to the circuit breaker 10 to open the circuit breaker 10 so that the circuit breaker 4 can be closed again.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
発電設備の系統連系保護装置においては、例えば系統電
源2に異常が発生して遮断器4が開となった時に、交流
発電機11の出力電力と負荷7および負荷45の所要電
力が、有効分および無効分共にほぼ等しくなっている
と、周波数も電圧もほとんど変化しないので、保護継電
器23〜26のいずれも動作せず、運転を継続する。
By the way, in such a system interconnection protection device for a power generation facility, for example, when an abnormality occurs in the system power supply 2 and the circuit breaker 4 is opened, the AC generator 11 is turned off. When the output power and the required power of the load 7 and the load 45 are substantially equal for both the active component and the reactive component, the frequency and the voltage hardly change, so that none of the protection relays 23 to 26 operate and the operation is continued. I do.

【0013】いわゆる、単独運転(アイランディング)
現象が発生し、遮断器4の再閉路を妨げることになる。
So-called islanding (islanding)
A phenomenon occurs, which prevents the circuit breaker 4 from being closed again.

【0014】そこで、従来では、このような単独運転を
防ぐ目的で、上位変電所1からの専用線により接続され
た転送遮断装置27を設けて、遮断器10に対して転送
遮断する方法が採用されているものがある。
Therefore, conventionally, in order to prevent such an isolated operation, a method of providing a transfer blocking device 27 connected by a dedicated line from the upper substation 1 and blocking the transfer to the circuit breaker 10 is adopted. There are things that are.

【0015】すなわち、この転送遮断装置27は、上位
変電所1の遮断器4が開となった信号を検出した時に、
遮断器10に対して遮断信号を送って遮断器10を開放
するものである。
That is, when the transfer cutoff device 27 detects a signal indicating that the circuit breaker 4 of the upper substation 1 has been opened,
A break signal is sent to the breaker 10 to open the breaker 10.

【0016】しかしながら、この種の転送遮断装置27
は、数百kW程度の出力である中小容量の自家発電設備
8にとっては、非常にコストが高く、系統連系による実
用上のメリットが少ない。
However, this type of transfer blocking device 27
Is very expensive for the small and medium-capacity private power generation equipment 8 having an output of about several hundreds of kW, and there is little practical advantage due to grid interconnection.

【0017】本発明の目的は、高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能な発電設備の系統連系保護装置を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to make it possible to reliably and easily detect and protect the independent operation of a private power generation facility connected to a power system without providing an expensive transfer cutoff device. An object of the present invention is to provide a system interconnection protection device for a power generation facility.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項1に対応する発明の発電設備の系統連系保
護装置は、遮断器を介して系統電源と連系される自家用
発電設備の出力から周波数を検出する周波数検出手段
と、周波数検出手段により検出された周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、周波数変化率検出手
段により検出された周波数変化率に基づいて、当該周波
数変化率が正である場合には自家用発電設備の進み無効
電力を増加(出力電圧を低下)させ、周波数変化率が負
である場合には自家用発電設備の遅れ無効電力を増加
(出力電圧を上昇)させる電圧変動基準をそれぞれ出力
するように、周波数変化率と電圧変動基準との関係を関
数で定義する電圧変動基準決定手段と、電圧変動基準決
定手段から出力される電圧動基準を入力とし、自家用発
電設備の回転速度制御系における慣性定数による回転速
度変動に与える影響を補償するように電圧変動基準を補
償する回転速度変動補償手段と、回転速度変動補償手段
により補償して得られた電圧変動基準を自家用発電設備
の自動電圧調整装置の電圧基準に加算することで生じる
自家用発電設備の電圧変動に伴なって助長される周波数
変動を検出し、遮断器を開放して系統母線から自家用発
電設備を解列させる保護手段とを備えている。
In order to achieve the above object, a system interconnection protection device for a power generation facility according to the first aspect of the present invention is a private power generation system interconnected to a system power supply via a circuit breaker. Frequency detection means for detecting the frequency from the output of the equipment, frequency change rate detection means for detecting the rate of change of the frequency detected by the frequency detection means, based on the frequency change rate detected by the frequency change rate detection means, If the rate of change in frequency is positive, the leading reactive power of the private power generation facility is increased (output voltage is reduced), and if the rate of frequency change is negative, the delayed reactive power of the private power generation facility is increased (output voltage). And a voltage fluctuation reference determining means for defining the relationship between the frequency change rate and the voltage fluctuation reference as a function so as to output the voltage fluctuation references respectively. A rotational speed fluctuation compensating means for compensating for a voltage fluctuation standard so as to compensate for the influence on the rotational speed fluctuation due to an inertia constant in a rotational speed control system of a private power generation facility, and a rotational speed fluctuation compensating means. Detects the frequency fluctuations that are fostered by the voltage fluctuations of the private power generation equipment caused by adding the obtained voltage fluctuation reference to the voltage reference of the automatic voltage regulator of the private power generation equipment, and opens the circuit breaker. Protection means for disconnecting the private power generation equipment from the system bus.

【0019】従って、請求項1に対応する発明の発電設
備の系統連系保護装置においては、自家用発電設備の周
波数の変化率を検出し、周波数変化率が正の場合には電
圧低下指令を得て、周波数変化率が負の場合には電圧上
昇指令を得て、さらに自家用発電設備の回転速度制御系
における慣性定数による回転速度変動に与える影響を補
償するように電圧変動基準を補償して得られる電圧変動
基準を自動電圧調整装置に与えることで、自家用発電設
備の出力電圧を変化させることにより、周波数変動を拡
大して、前述した従来のように高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることができる。
Therefore, the system interconnection protection device for power generation equipment according to the first aspect of the present invention detects the rate of change of the frequency of the private power generation equipment and obtains a voltage drop command if the frequency change rate is positive. When the rate of change in frequency is negative, a voltage increase command is obtained, and a voltage fluctuation reference is further compensated to compensate for the effect of the inertia constant on the rotation speed fluctuation in the rotation speed control system of the private power generation equipment. By applying the voltage fluctuation reference to the automatic voltage regulator, the output voltage of the private power generation equipment is changed, thereby expanding the frequency fluctuation, and without providing the expensive transfer shut-off device as in the above-described conventional system. It is possible to reliably and easily detect and protect the isolated operation of the private power generation facility during interconnection on the private power generation facility side.

【0020】また、請求項2に対応する発明の発電設備
の系統連系保護装置は、遮断器を介して系統電源と連系
される自家用発電設備の出力から周波数を検出する周波
数検出手段と、周波数検出手段により検出された周波数
の変化率を検出する周波数変化率検出手段と、周波数変
化率検出手段により検出された周波数変化率に基づい
て、当該周波数変化率が正である場合には自家用発電設
備の進み無効電力を増加(出力電圧を低下)させ、周波
数変化率が負である場合には自家用発電設備の遅れ無効
電力を増加(出力電圧を上昇)させる電圧変動基準をそ
れぞれ出力するように、周波数変化率と電圧変動基準と
の関係を関数で定義すると共に、関数のゲインを複数段
で切り換え可能または関数の形状を複数段で切り換え可
能とした電圧変動基準決定手段と、周波数変化率検出手
段により検出された周波数変化率に対して複数のしきい
値を設定し、当該各しきい値を越える毎に電圧変動基準
決定手段に対して関数のゲイン切り換えまたは関数の形
状切り換えの切り換え指令を出力する電圧変動基準切り
換え手段と、電圧変動基準決定手段から出力される電圧
変動基準を入力とし、自家用発電設備の回転速度制御系
における慣性定数による回転速度変動に与える影響を補
償するように電圧変動基準を補償する回転速度変動補償
手段と、回転速度変動補償手段により補償して得られた
電圧変動基準を自家用発電設備の自動電圧調整装置の電
圧基準に加算することで生じる自家用発電設備の電圧変
動に伴なって助長される周波数変動を検出し、遮断器を
開放して系統母線から自家用発電設備を解列させる保護
手段とを備えている。
[0020] Further, a system interconnection protection device for a power generation facility according to the invention according to claim 2 comprises frequency detection means for detecting a frequency from an output of a private power generation facility connected to a system power supply via a circuit breaker; Frequency change rate detection means for detecting a change rate of the frequency detected by the frequency detection means; and private power generation based on the frequency change rate detected by the frequency change rate detection means when the frequency change rate is positive. To increase the leading reactive power of the equipment (lower the output voltage), and to output the voltage fluctuation reference to increase the delay reactive power of the private power generation equipment (increase the output voltage) when the frequency change rate is negative. , The relationship between the frequency change rate and the voltage fluctuation reference is defined by a function, and the gain of the function can be switched in multiple stages or the shape of the function can be switched in multiple stages. A plurality of thresholds are set for the frequency change rate detected by the determination means and the frequency change rate detection means, and the gain of the function is switched or A voltage fluctuation reference switching means for outputting a switching command for function shape switching and a voltage fluctuation reference output from the voltage fluctuation reference determining means are input and given to a rotational speed fluctuation due to an inertia constant in a rotational speed control system of a private power generation facility. A rotational speed fluctuation compensating means for compensating the voltage fluctuation standard so as to compensate for the influence, and adding the voltage fluctuation standard obtained by the compensation by the rotational speed fluctuation compensating device to a voltage standard of the automatic voltage regulator of the private power generation equipment. Detects frequency fluctuations that are promoted by the voltage fluctuations of the private power generation facilities that occur in And a protection means for Kairetsu.

【0021】従って、請求項2に対応する発明の発電設
備の系統連系保護装置においては、多段階検出の手法に
より、系統連系中には系統に与える影響を少なくし、単
独運転時には周波数変動を早く拡大する動作に加えて、
多段階検出の初期段階では自家用発電設備の回転速度制
御系における慣性定数による回転速度変動に与える影響
を補償するように電圧変動基準を補償し、単独運転時の
周波数変動を拡大して、周波数や周波数変化率異常を検
出することにより、周波数変動を拡大して、前述した従
来のように高価な転送遮断装置を設けることなく、系統
連系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発電設備側
でより一層確実にかつ容易に検出して保護することがで
きる。
Therefore, in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the second aspect of the invention, the influence on the system is reduced during system interconnection by the multi-stage detection method, and the frequency fluctuation during the isolated operation is reduced. In addition to the action of expanding
In the initial stage of multi-stage detection, the voltage fluctuation standard is compensated to compensate for the effect on the rotational speed fluctuation due to the inertia constant in the rotational speed control system of the private power generation equipment, and the frequency fluctuation during isolated operation is expanded, By detecting the frequency change rate abnormality, the frequency fluctuation is expanded, and the independent operation of the private power generation equipment during grid interconnection is performed on the private power generation equipment side without providing an expensive transfer cutoff device as in the conventional case described above. Detection and protection can be performed more reliably and easily.

【0022】一方、請求項3に対応する発明の発電設備
の系統連系保護装置は、上記請求項1または請求項2に
対応する発明系統連系保護装置において、回転速度変動
補償手段により補償して得られた電圧変動基準を入力と
し、自家用発電設備の電圧制御にかかる応答特性(伝達
関数)を補償するように電圧変動基準を補償する励磁系
伝達関数補償手段を付加し、励磁系伝達関数補償手段に
より補償して得られた電圧変動基準を、電圧変動基準に
対する最終的な補償信号として、発電設備の自動電圧調
整装置の電圧基準に加算するようにしている。
On the other hand, the system interconnection protection device for a power generation facility according to the third aspect of the present invention is the system interconnection protection device according to the first or second aspect of the present invention, wherein the system interconnection compensation device compensates for the rotation speed fluctuation by the rotation speed variation compensating means. The excitation system transfer function compensating means for compensating the voltage fluctuation standard so as to compensate for the response characteristic (transfer function) related to the voltage control of the private power generation equipment is added to the obtained voltage fluctuation standard as an input. The voltage fluctuation reference obtained by compensation by the compensating means is added to the voltage reference of the automatic voltage regulator of the power generation equipment as a final compensation signal for the voltage fluctuation reference.

【0023】従って、請求項3に対応する発明の発電設
備の系統連系保護装置においては、自家用発電設備の周
波数の変化率を検出し、周波数変化率が正の場合には電
圧低下指令を得て、周波数変化率が負の場合には電圧上
昇指令を得て、また自家用発電設備の回転速度制御系に
おける慣性定数による回転速度変動に与える影響を補償
し、さらに自家用発電設備の電圧制御にかかる応答特性
(伝達関数)を補償するように電圧変動基準を補償して
得られる電圧変動基準を自動電圧調整装置に与えること
で、自家用発電設備の出力電圧を変化させることによ
り、周波数変動を拡大して、前述した従来のように高価
な転送遮断装置を設けることなく、系統連系中の自家用
発電設備の単独運転を自家用発電設備側で確実にかつ容
易に検出して保護することができる。
Therefore, in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the third aspect of the present invention, the rate of change of the frequency of the private power generation equipment is detected, and when the frequency change rate is positive, a voltage drop command is obtained. In the case where the frequency change rate is negative, a voltage increase command is obtained, the influence on the rotation speed fluctuation due to the inertia constant in the rotation speed control system of the private power generation equipment is compensated, and the voltage control of the private power generation equipment is performed. By applying the voltage fluctuation reference obtained by compensating the voltage fluctuation reference to compensate the response characteristic (transfer function) to the automatic voltage regulator, the output voltage of the private power generation equipment is changed, thereby expanding the frequency fluctuation. Therefore, the independent operation of the private power generation facility during grid connection can be reliably and easily detected and easily detected and protected on the private power generation facility side without providing an expensive transfer cutoff device as in the conventional case described above. It is possible.

【0024】また、請求項4に対応する発明の発電設備
の系統連系保護装置は、上記請求項3に対応する発明の
発電設備の系統連系保護装置において、遮断器を介して
系統電源と連系される自家用発電設備が同一配電系統に
複数存在し、当該それぞれの自家用発電設備が上記請求
項3に対応する発明の系統連系保護装置を備えている場
合に、それぞれの自家用発電設備の電圧変動に基づく負
荷変動による回転速度(周波数)変動が同一となるよう
に、それぞれの自家用発電設備の回転速度変動補償手段
の補償値を設定し、またそれぞれの自家用発電設備の電
圧制御にかかる応答特性(伝達関数)が同一となるよう
に、それぞれの自家用発電設備の励磁系伝達関数補償手
段の補償値を設定するようにしている。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the system interconnection protection device for a power generation facility according to the third aspect, wherein the system interconnection protection device is connected to a system power supply via a circuit breaker. When a plurality of private power generation facilities to be interconnected exist in the same distribution system, and each of the private power generation facilities includes the grid interconnection protection device of the invention corresponding to claim 3, the respective private power generation facilities are connected to each other. The compensation value of the rotation speed fluctuation compensation means of each private power generation equipment is set so that the rotation speed (frequency) fluctuation due to the load fluctuation based on the voltage fluctuation becomes the same, and the response concerning the voltage control of each private power generation equipment is set. The compensation value of the excitation system transfer function compensating means of each private power generation facility is set so that the characteristics (transfer functions) are the same.

【0025】従って、請求項4に対応する発明の発電設
備の系統連系保護装置においては、複数の自家用発電設
備の周波数の変化率を検出し、周波数変化率が正の場合
には電圧低下指令を得て、周波数変化率が負の場合には
電圧上昇指令を得て、また自家用発電設備の回転速度制
御系における慣性定数による回転速度変動に与える影響
を補償し、さらに自家用発電設備の電圧制御にかかる応
答特性(伝達関数)を補償するように電圧変動基準を補
償して得られる電圧変動基準を自動電圧調整装置に与え
ることで、自家用発電設備の出力電圧を変化させること
により、複数の自家用発電設備が同一配電系統に連系さ
れているような場合でも、周波数変動を拡大して、前述
した従来のように高価な転送遮断装置を設けることな
く、系統連系中の自家用発電設備の単独運転を自家用発
電設備側で確実にかつ容易に検出して保護することがで
きる。
Therefore, the system interconnection protection device for a power generation facility according to the present invention detects the rate of change of the frequency of a plurality of private power generation facilities, and issues a voltage drop command when the frequency change rate is positive. When the frequency change rate is negative, a voltage increase command is obtained, and the influence on the rotational speed fluctuation due to the inertia constant in the rotational speed control system of the private power generation equipment is compensated for. A voltage fluctuation reference obtained by compensating the voltage fluctuation reference so as to compensate for the response characteristic (transfer function) according to the present invention is given to the automatic voltage regulator, so that the output voltage of the private power generation equipment is changed, and thus a plurality of private Even in the case where the power generation equipment is connected to the same distribution system, the frequency fluctuation is expanded, and without providing an expensive transfer shut-off device as in the conventional case described above, the self-connection during the system connection is performed. Islanding of use power generation equipment can be protected reliably and easily detected by the private power generation equipment side.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0027】(第1の実施の形態)図1は、本実施の形
態による発電設備の系統連系保護装置の構成例を示すブ
ロック図であり、図13と同一部分には同一符号を付し
てその説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ
述べる。
(First Embodiment) FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of a system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment, and the same parts as those in FIG. The description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.

【0028】図1に示すように、本実施の形態による発
電設備の系統連系保護装置が、前記図13に示した従来
の発電設備の系統連系保護装置と異なる点は、前述した
高価な転送遮断装置8を省略し、その代わりに、以下の
ような構成としていることである。
As shown in FIG. 1, the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the present embodiment is different from the conventional system interconnection protection device of the power generation equipment shown in FIG. The transfer blocking device 8 is omitted, and the following configuration is used instead.

【0029】すなわち、図1に示すように、前記交流発
電機11の出力電圧から、周波数(f)検出器28によ
り周波数を検出し、この検出周波数から周波数変化率
(df/dt)検出器29により周波数変化率V30を検
出する。
That is, as shown in FIG. 1, a frequency (f) detector 28 detects a frequency from the output voltage of the AC generator 11, and a frequency change rate (df / dt) detector 29 is obtained from the detected frequency. detecting a frequency change rate V 30 by.

【0030】周波数変化率(df/dt)過大検出器3
0は、周波数変化率V30が設定値以上になるかどうかを
検出し、設定値以上になった場合に異常出力信号V31
出力して、故障トリップ回路22に与える。
Frequency change rate (df / dt) excessive detector 3
0 detects whether or not the frequency change rate V 30 is equal to or greater than a set value. If the frequency change rate V 30 is equal to or greater than the set value, the abnormal output signal V 31 is output to the fault trip circuit 22.

【0031】故障トリップ回路22は、異常出力信号V
31が与えられた場合に、遮断器10に対してトリップ信
号を与えて電路を開放する。
The fault trip circuit 22 outputs the abnormal output signal V
When 31 is given, a trip signal is given to the circuit breaker 10 to open the electric circuit.

【0032】無効電力(Q)検出器31は、変流器16
により検出された交流発電機11の出力電流と、交流発
電機11の出力電圧とを入力して、これらを基に無効電
力Qを検出する。
The reactive power (Q) detector 31 is connected to the current transformer 16
, The output current of the AC generator 11 and the output voltage of the AC generator 11 are input, and the reactive power Q is detected based on these.

【0033】有効電力(P)検出器32は、変流器16
により検出された交流発電機11の出力電流と、交流発
電機11の出力電圧とを入力して、これらを基に有効電
力Pを検出する。
The active power (P) detector 32 is connected to the current transformer 16.
, The output current of the AC generator 11 and the output voltage of the AC generator 11 are input, and the active power P is detected based on these.

【0034】一方、有効電力制御回路(APR)33
は、有効電力基準(P* )設定器34からの有効電力基
準P* と、有効電力検出器32からの有効電力Pとを比
較し、これらの偏差を調速機15に与えてエンジン14
の原動機制御を行なう。
On the other hand, an active power control circuit (APR) 33
Compares the active power reference P * from the active power reference (P * ) setting unit 34 with the active power P from the active power detector 32, and gives these deviations to the governor 15 to give the engine 14
Of the prime mover.

【0035】電圧変動基準決定手段35は、周波数変化
率検出器29からの周波数変化率V 30を入力として、電
圧変動基準ΔV* を出力するものであり、周波数変化率
30が正(周波数が上昇中)の場合には、交流発電機1
1の出力電圧を低下させて周波数上昇を助長させ、また
周波数変化率V30が負(周波数が下降中)には、交流発
電機11の出力電圧を上昇させて周波数下降を助長させ
る電圧変動基準ΔV*をそれぞれ出力するように、周波
数変化率V30と電圧変動基準ΔV* との関係を、例えば
図2で示すような関数で定義する。
The voltage fluctuation criterion determining means 35 detects the frequency change
Frequency change rate V from rate detector 29 30As input
Pressure fluctuation reference ΔV*And the frequency change rate.
V30Is positive (the frequency is rising), the alternator 1
1 lowers the output voltage to promote the frequency rise, and
Frequency change rate V30Is negative (frequency is falling), AC
The output voltage of the electric machine 11 is increased to promote the frequency decrease.
Voltage fluctuation reference ΔV*Output each,
Number change rate V30And voltage fluctuation reference ΔV*The relationship with, for example,
It is defined by a function as shown in FIG.

【0036】なお、図2では、二つの例の関数(a)と
(b)について示している。回転速度変動補償手段36
は、電圧変動基準決定手段35から出力される電圧変動
基準ΔV*を入力とし、負荷トルクが変動した際の自家
用発電設備8の回転体の慣性定数による回転速度変動に
与える影響を補償するように電圧変動基準ΔV*を補償
し、当該補償された電圧変動基準ΔV* を自動電圧調整
装置(AVR)12に入力する。
FIG. 2 shows functions (a) and (b) of two examples. Rotation speed fluctuation compensation means 36
Receives the voltage fluctuation reference ΔV * output from the voltage fluctuation reference determining means 35 and compensates for the influence on the rotational speed fluctuation due to the inertia constant of the rotating body of the private power generation facility 8 when the load torque fluctuates. The voltage fluctuation reference ΔV * is compensated, and the compensated voltage fluctuation reference ΔV * is input to the automatic voltage regulator (AVR) 12.

【0037】無効電力制御回路(AQR)37は、無効
電力基準(Q* )設定器38からの無効電力基準Q
* と、無効電力検出器31で検出した無効電力とを一致
させるための電圧基準ΔVQ * を出力する。
The reactive power control circuit (AQR) 37 receives the reactive power reference Q from the reactive power reference (Q * ) setting unit 38.
*, And outputs a voltage reference [Delta] V Q * for matching the reactive power detected by reactive power detector 31.

【0038】自動電圧調整装置(AVR)12は、電圧
基準(V* )設定器(90R)39からの電圧基準V*
と、無効電力制御回路37からの電圧基準ΔVQ * と、
回転速度変動補償手段36により補償された電圧変動基
準決定手段35からの電圧変動基準ΔV* とに基づい
て、交流発電機11の出力電圧を制御するように界磁巻
線13の界磁を調整する。
The automatic voltage regulator (AVR) 12 receives the voltage reference V * from the voltage reference (V * ) setter (90R) 39 .
And the voltage reference ΔV Q * from the reactive power control circuit 37;
The field of the field winding 13 is adjusted so as to control the output voltage of the AC generator 11 based on the voltage fluctuation reference ΔV * from the voltage fluctuation reference determining means 35 compensated by the rotation speed fluctuation compensating means 36. I do.

【0039】なお、上記において、有効電力基準
(P* )設定器34と、有効電力制御回路33と、調速
機15と、エンジン14とにより、有効電力制御ループ
を構成している。
In the above description, the active power reference (P * ) setting unit 34, the active power control circuit 33, the governor 15, and the engine 14 constitute an active power control loop.

【0040】また、無効電力基準(Q* )設定器38
と、無効電力検出器31と、無効電力制御回路37とに
より、無効電力制御ループを構成している。
The reactive power reference (Q * ) setting unit 38
, The reactive power detector 31 and the reactive power control circuit 37 constitute a reactive power control loop.

【0041】さらに、電圧基準(V* )設定器(90
R)39と、無効電力制御回路37の出力である電圧基
準ΔVQ * と、電圧変動基準決定手段35からの電圧変
動基準ΔV* と、回転速度変動補償手段36と、自動電
圧調整装置12とにより、電圧制御ループを構成してい
る。
Further, a voltage reference (V * ) setting device (90)
R) 39, the voltage reference ΔV Q * output from the reactive power control circuit 37, the voltage fluctuation reference ΔV * from the voltage fluctuation reference determining means 35, the rotation speed fluctuation compensating means 36, and the automatic voltage regulator 12. Form a voltage control loop.

【0042】次に、以上のように構成した本実施の形態
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
3乃至図7を参照して説明する。
Next, the operation of the system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIGS.

【0043】図3において、いま交流発電機11の出力
の有効電力をP、無効電力をQ、負荷7および負荷45
を合成した合成負荷46が必要とする有効電力をPL
無効電力をQL とすると、系統電源2へ流出する有効電
力ΔPおよび無効電力ΔQは、それぞれ次のように表わ
される。
In FIG. 3, the active power of the output of the AC generator 11 is P, the reactive power is Q, the load 7 and the load 45
The active power required by the combined load 46 obtained by combining the P L,
When the reactive power and Q L, active power ΔP and reactive power ΔQ flowing into the system power source 2 are respectively expressed as follows.

【0044】ΔP=P−PL ΔQ=Q−QL ここで、交流発電機11と系統間のインダクタンス分を
lとし、合成負荷46の電圧をV、周波数をfとする。
ΔP = P−P L ΔQ = Q−Q L Here, the inductance between the AC generator 11 and the system is 1, the voltage of the combined load 46 is V, and the frequency is f.

【0045】そうすると、通常の場合には、ΔP≒0、
ΔQ≒0に近い状態で遮断器4が開となっても、合成負
荷46の電圧V、周波数fはほとんど変化しないため、
保護継電器23〜26で検出することができず、単独運
転を継続することになる。
Then, in the normal case, ΔP ≒ 0,
Even if the circuit breaker 4 is opened in a state close to ΔQ ≒ 0, the voltage V and the frequency f of the combined load 46 hardly change.
It cannot be detected by the protection relays 23 to 26, and the isolated operation is continued.

【0046】しかし、系統電源2と合成負荷46の位相
はゆっくりとずれてくるので、遮断器4の再投入は事故
拡大につながり危険なため行なえない状態が発生し、配
電系統の安定性を低下させることになる。
However, since the phases of the system power supply 2 and the combined load 46 are slowly shifted, the re-input of the circuit breaker 4 leads to an increase in accidents, which is dangerous and may not be performed, thereby deteriorating the stability of the power distribution system. Will be.

【0047】単独運転中の電圧は、P=V2 /Rで決ま
る。
The voltage during single operation is determined by P = V 2 / R.

【0048】一方、単独運転中の周波数fは、 Q=(V2 ωC)−(V2 /ωL) で決まる。On the other hand, the frequency f during the isolated operation is determined by Q = (V 2 ωC) − (V 2 / ωL).

【0049】特に、周波数fに着目すると、合成負荷4
6が要求する無効電力QL よりも、交流発電機11が供
給する無効電力が進み方向にずれている時には、周波数
fが上昇してコンデンサCの電流iC が増加し、インダ
クタンス電流iL が減少して無効電力がバランスする方
向に変化する。
In particular, focusing on the frequency f, the combined load 4
Than reactive power Q L of 6 requests, when the alternator 11 is shifted in the advance direction is the reactive power supply, the current i C of the capacitor C increases the frequency f is increased, the inductance current i L is It decreases and changes in the direction in which the reactive power balances.

【0050】また、交流発電機11が供給する無効電力
が合成負荷46の要求する無効電力QL よりも遅れ方向
にずれている時には、周波数fが下降してインダクタン
ス電流iL が増加し、コンデンサ電流iC が減少して無
効電力がバランスする方向に変化する。
[0050] Further, when the reactive power alternator 11 supplies are shifted to a request direction lags reactive power Q L to the combined load 46, the inductance current i L increases in the frequency f is lowered, the capacitor The current i C decreases and changes in a direction in which the reactive power balances.

【0051】従って、ΔP≒0でΔQ≠0状態で単独運
転になった場合で、上記の負荷のバランスのみを考慮し
た時の周波数変動は、図4に示すように、系統遮断(t
0)後、周波数fが変動しながら安定点f1 ,f2 に接
近する。
Accordingly, in the case of the islanding operation in the state of ΔP ≠ 0 and ΔQ ≠ 0, the frequency fluctuation when only the above load balance is considered, as shown in FIG.
After 0), the frequency f approaches the stable points f 1 and f 2 while fluctuating.

【0052】図4において、f1 はΔQがわずかに進み
の場合であり、f2 はΔQがわずかに遅れた場合であ
る。
In FIG. 4, f 1 indicates a case where ΔQ is slightly advanced, and f 2 indicates a case where ΔQ is slightly delayed.

【0053】図4に示す+Δf,−Δfは、保護継電器
23,24で単独運転が検出できるレベルである。
+ Δf and −Δf shown in FIG. 4 are levels at which the protection relays 23 and 24 can detect the isolated operation.

【0054】図5は、図1に示す実施の形態の作用効果
を説明するための図である。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation and effect of the embodiment shown in FIG.

【0055】図5において、fは周波数検出器28によ
り検出された周波数fであり、df/dtは周波数変化
率検出器29により検出された周波数変化率であり、電
圧変動基準ΔV* は電圧変動基準決定手段35の出力を
示している。
In FIG. 5, f is the frequency f detected by the frequency detector 28, df / dt is the frequency change rate detected by the frequency change rate detector 29, and the voltage fluctuation reference ΔV * is the voltage fluctuation reference ΔV *. The output of the reference determination means 35 is shown.

【0056】いま、周波数fが図5に示すように変化す
ると、df/dtはこれより90゜位相の進んだ波形と
なる。
Now, when the frequency f changes as shown in FIG. 5, df / dt becomes a waveform advanced by 90 ° from this.

【0057】図6は、電圧変動電圧基準ΔV* の影響を
考慮した時の周波数fの変化の様子を示す波形図であ
る。
FIG. 6 is a waveform diagram showing how the frequency f changes when the influence of the voltage fluctuation voltage reference ΔV * is considered.

【0058】図6において、df/dt>0の場合に
は、周波数fが上昇中であるので、この間に電圧変動基
準決定手段35から電圧低下指令(進み無効電力指令)
が出力され、周波数fは更に上昇するように作用する
(図6(a))。
In FIG. 6, when df / dt> 0, the frequency f is increasing, and during this period, the voltage fluctuation reference determining means 35 supplies a voltage drop command (leading reactive power command).
Is output, and the frequency f acts to further increase (FIG. 6A).

【0059】また、df/dt<0の場合には、周波数
fが下降中であるので、この間に電圧変動基準決定手段
35から電圧上昇指令(遅れ無効電力指令)が出力さ
れ、周波数fは更に下降するように作用する(図6
(b))。
When df / dt <0, since the frequency f is decreasing, a voltage increase command (delayed reactive power command) is output from the voltage fluctuation reference determining means 35 during this time, and the frequency f is further reduced. Acts to descend (Fig. 6
(B)).

【0060】次に、かかる点について、図7(a)〜
(c)を用いてさらに詳細に説明する。
Next, this point will be described with reference to FIGS.
This will be described in more detail using (c).

【0061】図7(a)に示すように、自家用発電設備
8に使用されている一般的な回転速度制御系は、調速機
を表わす伝達関数47、ドループ特性を表わす伝達関数
48、アクチュエーター、燃料噴射量制御装置等からな
るエンジン出力特性を表わす伝達関数49、発電装置構
成品の回転体の慣性定数の影響を表わす伝達関数50に
より表わすことができる。
As shown in FIG. 7A, a general rotation speed control system used in the private power generation equipment 8 includes a transfer function 47 representing a governor, a transfer function 48 representing a droop characteristic, an actuator, It can be represented by a transfer function 49 representing an engine output characteristic composed of a fuel injection amount control device and the like, and a transfer function 50 representing an influence of an inertia constant of a rotating body of a power generator component.

【0062】自家用発電設備8の回転体の慣性定数によ
る影響は、エンジンの大きさ、種類によって大きく左右
され、スチームタービンを原動機とする自家用発電設備
8の慣性定数は、ガスエンジンやディーゼルエンジンを
原動機とするものに比べて非常に大きい。
The effect of the inertia constant of the rotating body of the private power generation facility 8 is greatly affected by the size and type of the engine. It is very large compared to

【0063】従って、単独運転検出装置42により、自
動電圧調整装置12に同じ電圧変動基準を与えても、電
圧変動に基づく負荷変動による回転速度(周波数)の変
動は、自家用発電設備8を構成する原動機の大きさや種
類によって大きく異なり、単独運転検出するための十分
な周波数変動が得られない場合がある。
Therefore, even if the same voltage fluctuation criterion is given to the automatic voltage regulator 12 by the islanding operation detecting device 42, the fluctuation of the rotation speed (frequency) due to the load fluctuation based on the voltage fluctuation constitutes the private power generation equipment 8. Depending on the size and type of the prime mover, there may be cases where sufficient frequency fluctuation for detecting islanding operation cannot be obtained.

【0064】このため、回転速度変動補償手段36によ
り、自家用発電設備8の回転体の慣性定数の違いによる
負荷変動に基づく回転速度(周波数)変動の違いを補償
する。
For this reason, the rotational speed fluctuation compensating means 36 compensates for the difference in the rotational speed (frequency) fluctuation based on the load fluctuation due to the difference in the inertia constant of the rotating body of the private power generation facility 8.

【0065】図7(b)は、単独運転検出装置42を適
用した自家用発電設備8の回転速度制御系を示すブロッ
ク図である。
FIG. 7B is a block diagram showing a rotation speed control system of the private power generation equipment 8 to which the isolated operation detection device 42 is applied.

【0066】図7(b)において、GE (S)51は、
調速機15を表わす伝達関数47、ドループ特性を表わ
す伝達関数48、アクチュエーター、燃料噴射量制御装
置等からなるエンジン14の出力特性を表わす伝達関数
49を合成した伝達関数であり、G1 (S)52は、周
波数(回転速度)から電圧変動基準を決定するまでを表
わす伝達関数(図1では28,29,35からなる)であ
り、G2 (S)53は、励磁系の応答を表わす伝達関数
(図1では11,12,13からなる)であり、G
3 (S)54は、交流発電機11の端子電圧変動に基づ
いて負荷変動(トルク変動)を表わす伝達関数であり、
A は、回転部分の慣性定数であり、GC (S)55
は、回転速度変動補償手段36を表わす伝達関数を示し
ている。
In FIG. 7B, G E (S) 51 is
This is a transfer function obtained by synthesizing a transfer function 47 representing the governor 15, a transfer function 48 representing the droop characteristic, and a transfer function 49 representing the output characteristic of the engine 14 including an actuator, a fuel injection amount control device, etc., and G 1 (S ) 52 is a transfer function (consisting of 28, 29, 35 in FIG. 1) from the frequency (rotation speed) to the determination of the voltage fluctuation reference, and G 2 (S) 53 represents the response of the excitation system. Transfer function (consisting of 11, 12, 13 in FIG. 1)
3 (S) 54 is a transfer function representing load fluctuation (torque fluctuation) based on terminal voltage fluctuation of the alternator 11,
M A is the inertia constant of the rotating part, and G C (S) 55
Indicates a transfer function representing the rotational speed fluctuation compensating means 36.

【0067】図7(c)は、周波数変動発生作用を含め
る形で、図7(b)の慣性定数にかかわる部分(図7
(b)の一点鎖線内の部分)を抜き出して示すブロック
図である。
FIG. 7C shows a portion (FIG. 7) related to the inertia constant of FIG.
It is a block diagram which extracts and shows (b) the part within the dashed-dotted line.

【0068】すなわち、各伝達関数を合成すると、 1/[MA ・S+G1 (S)・G2 (S)・G3 (S)
・GC (S)] となる。
[0068] That is, when synthesizing the transfer function, 1 / [M A · S + G 1 (S) · G 2 (S) · G 3 (S)
G C (S)].

【0069】以上の説明で、MA をスチームタービンを
原動機14とした自家用発電設備8の慣性定数とする。
In the above description, M A is the inertia constant of the private power generation facility 8 using the steam turbine as the prime mover 14.

【0070】次に、ガスエンジンやディーゼルエンジン
を原動機14とした自家用発電設備8の慣性定数をMO
とし、回転速度変動補償手段36による補償を行なわな
い場合の図7(c)の合成伝達関数は、 1/[MO ・S+G1 (S)・G2 (S)・G
3 (S)] であり、両者が等しくなるように回転速度変動補償手段
36を表わす伝達関数G C (S)55を決定してやる
と、 [(MO −MA )・S]/[G1 (S)・G2 (S)・
3 (S)]+1 となる。
Next, a gas engine or a diesel engine
The inertia constant of the private power generation facility 8 with theO
And the compensation by the rotational speed variation compensating means 36 is not performed.
7 (c) is 1 / [MO・ S + G1(S) · GTwo(S) · G
Three(S)], and a rotational speed fluctuation compensating means such that both become equal.
Transfer function G representing 36 C(S) I'll decide 55
And [(MO-MA) · S] / [G1(S) · GTwo(S) ・
GThree(S)] + 1.

【0071】従って、慣性定数MA を持つ自家用発電設
備8の場合には、回転速度変動補償手段36の伝達関数
を [(MO ・MA )・S]/[G1 (S)・G2 (S)・
3 (S)]+1 に設定することにより、同じ電圧変動基準ΔV* を与え
れば、慣性定数MO を持つ自家用発電設備8と同じ負荷
変動に基づく回転数(周波数)変動を与えることができ
る。
Therefore, in the case of the private power generation facility 8 having the inertia constant M A , the transfer function of the rotation speed fluctuation compensating means 36 is defined as [(M O · M A ) · S] / [G 1 (S) · G 2 (S) ・
By setting G 3 (S)] + 1, if the same voltage fluctuation reference ΔV * is given, a rotation speed (frequency) fluctuation based on the same load fluctuation as the private power generation facility 8 having the inertia constant M O can be given. .

【0072】このような手段を付加することにより、電
圧変動に伴なう正帰還作用によって周波数変動を増大さ
せ、単独運転時の周波数変動を、図4に示すような特性
から図6に示すような特性に拡大して、周波数異常や周
波数変化率過大を周波数変化率過大検出器30で検出す
ることにより、従来から用いていた高価な転送遮断装置
を用いなくても、単独運転を検出することができる。
By adding such means, the frequency fluctuation is increased by the positive feedback effect accompanying the voltage fluctuation, and the frequency fluctuation during the isolated operation is reduced from the characteristic shown in FIG. 4 as shown in FIG. By detecting an abnormal frequency or an excessive frequency change rate with the excessive frequency change rate detector 30, the isolated operation can be detected without using an expensive transfer cut-off device conventionally used. Can be.

【0073】上述したように、本実施の形態による発電
設備の系統連系保護装置では、交流発電機12の周波数
変化率df/dtを検出し、周波数変化率がdf/dt
>0の場合には電圧低下指令を得て、周波数変化率がd
f/dt<0の場合には電圧上昇指令を得て、さらに回
転速度変動補償手段36により、自家用発電設備8の回
転体の慣性定数による回転速度変動に与える影響を補償
するように電圧変動基準を補償して得られる電圧変動基
準を自動電圧調整装置12に与えることで、交流発電機
11の出力電圧を変化させるようにしているので、周波
数変動を拡大して、前述した従来のように高価な転送遮
断装置27を設けることなく、系統連系中の自家用発電
設備8の単独運転を自家用発電設備8側で確実にかつ容
易に検出して保護することが可能となる。
As described above, in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the present embodiment, the frequency change rate df / dt of the AC generator 12 is detected, and the frequency change rate is df / dt.
If> 0, a voltage drop command is obtained, and the frequency change rate becomes d.
If f / dt <0, a voltage increase command is obtained, and the rotation speed fluctuation compensating means 36 further compensates for the influence of the inertia constant of the rotating body of the private power generation equipment 8 on the rotation speed fluctuation so as to compensate for the influence on the rotation speed fluctuation. The output voltage of the alternator 11 is changed by giving the voltage fluctuation reference obtained by compensating the above to the automatic voltage regulator 12, so that the frequency fluctuation is enlarged and the cost is increased as in the conventional case described above. It is possible to reliably and easily detect and protect the independent operation of the private power generation facility 8 during system interconnection without providing the transfer interruption device 27.

【0074】(第2の実施の形態)図8は、本実施の形
態による発電設備の系統連系保護装置の構成例を示すブ
ロック図であり、図1と同一部分には同一符号を付して
その説明を省略し、ここでは異なる部分についてのみ述
べる。
(Second Embodiment) FIG. 8 is a block diagram showing a configuration example of a system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment, and the same parts as those in FIG. The description thereof will be omitted, and only different portions will be described here.

【0075】図8に示すように、本実施の形態による発
電設備の系統連系保護装置が、前記図1に示した発電設
備の系統連系保護装置と異なる点は、以下のような構成
としていることである。
As shown in FIG. 8, the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the present embodiment is different from the system interconnection protection device of the power generation equipment shown in FIG. 1 in the following configuration. It is that you are.

【0076】すなわち、図8に示すように、前記図1に
おける電圧変動基準決定手段35に下記の機能を追加
し、さらに電圧変動基準切換手段40を付加した構成と
している。
That is, as shown in FIG. 8, the following function is added to the voltage fluctuation reference determining means 35 in FIG. 1, and a voltage fluctuation reference switching means 40 is further added.

【0077】電圧変動基準決定手段35は、前述したよ
うに、周波数変化率V30と電圧変動基準ΔV*との関係
を関数で定義すると共に、上記関数のゲインを複数段で
切り換え可能または上記関数の形状を複数段で切り換え
可能としている。
As described above, the voltage fluctuation reference determination means 35 defines the relationship between the frequency change rate V 30 and the voltage fluctuation reference ΔV * by a function, and can switch the gain of the function in a plurality of stages or Can be switched in a plurality of stages.

【0078】電圧変動基準切換手段40は、前記周波数
変化率検出器29により検出された周波数変化率に対し
て複数のしきい値を設定し、この各しきい値を越える毎
に、電圧変動基準決定手段35に対して、上記関数のゲ
イン切り換え、または上記関数の形状切り換えの切り換
え指令を出力する。
The voltage change reference switching means 40 sets a plurality of threshold values for the frequency change rate detected by the frequency change rate detector 29. An instruction to switch the gain of the function or to switch the shape of the function is output to the determination unit 35.

【0079】次に、以上のように構成した本実施の形態
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
9を参照して説明する。
Next, the operation of the system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.

【0080】図8において、電圧変動基準決定手段35
は、周波数変化率検出器29からの周波数変化率V30
入力し、電圧変動基準ΔV* を出力する。
In FIG. 8, the voltage fluctuation reference determining means 35
Receives the frequency change rate V 30 from the frequency change rate detector 29, and outputs a voltage variation reference [Delta] V *.

【0081】ここで、前述した第1の実施の形態と同様
に、周波数変化率が正(周波数が上昇中)の場合には、
交流発電機11の出力電圧を低下させて周波数上昇を助
長させ、また周波数変化率が負(周波数が下降中)の場
合には、交流発電機11の出力電圧を上昇させて周波数
下降を助長させるような電圧変動基準ΔV* を出力す
る。
Here, similarly to the first embodiment, when the frequency change rate is positive (the frequency is increasing),
The output voltage of the alternator 11 is reduced to promote the frequency increase, and when the frequency change rate is negative (the frequency is decreasing), the output voltage of the alternator 11 is increased to promote the frequency decrease. Such a voltage fluctuation reference ΔV * is output.

【0082】電圧変動に基づく周波数変動は、電圧変動
が大きいと周波数変動も大きくなる。自家用発電設備8
が、単独運転であるか系統連系中であるかを区別するに
は、単独運転に陥った時に十分な周波数変動を招く電圧
変動を与えることが好ましいが、系統連系中に大きな電
圧変動指令を与えることは系統に擾乱を招く要素になる
ことが懸念される。
The frequency fluctuation based on the voltage fluctuation increases as the voltage fluctuation increases. Private power generation equipment 8
However, it is preferable to apply a voltage change that causes a sufficient frequency change when the isolated operation is performed in order to distinguish whether the operation is the isolated operation or the grid connection. There is a concern that providing the may cause disturbance in the system.

【0083】そこで、最初は系統に悪影響とならないレ
ベルの小さい電圧変動基準ΔV* にしておく。
Therefore, initially, a small voltage fluctuation reference ΔV * which does not adversely affect the system is set.

【0084】最初の電圧変動基準ΔV* の働きで、周波
数変化率が最初に設定していたしきい値を越えると、電
圧変動基準ΔV* を大きく与えるようにする。
[0084] In the first voltage variation reference [Delta] V * of work, exceeds a threshold frequency change rate was set initially, so as to provide increased voltage variation reference [Delta] V *.

【0085】そして、この影響でさらに周波数変化率が
次のしきい値を越えると、さらに電圧変動基準ΔV*
大きく与えるようにする。
When the frequency change rate further exceeds the following threshold value due to this effect, the voltage fluctuation reference ΔV * is further increased.

【0086】以上の繰り返しを何回か行ない、単独運転
らしきを確認しながら、電圧変動基準ΔV* による作用
を段階的に大きくする多段階検出の手法を実現する。
The above-described repetition is repeated several times to realize a multi-step detection method in which the action based on the voltage fluctuation reference ΔV * is increased stepwise while confirming the possibility of islanding.

【0087】この多段階検出の手法は、複数の周波数変
化率しきい値を持ち、電圧変動基準決定手段35に電圧
変動基準の切り換え指令を出力する電圧変動基準切換手
段40により実現する。
This multi-step detection method is realized by voltage fluctuation reference switching means 40 having a plurality of frequency change rate thresholds and outputting a voltage fluctuation reference switching command to voltage fluctuation reference determining means 35.

【0088】また、電圧変動基準決定手段35において
は、周波数変化率から電圧変動基準を決定する関数のゲ
インの切り換えまたは関数の形状を切り換え可能とし、
電圧変動基準切換手段40からの指令に応じて切り換え
る。
Further, the voltage fluctuation criterion determining means 35 can switch the gain of the function for determining the voltage fluctuation criterion from the frequency change rate or switch the shape of the function.
Switching is performed according to a command from the voltage fluctuation reference switching means 40.

【0089】図9は、電圧変動基準を決定する関数の一
例を示すイメージ図で、関数を複数段用意し、リミット
レベルを設けることもできる。
FIG. 9 is an image diagram showing an example of a function for determining a voltage fluctuation reference. A plurality of functions may be prepared and a limit level may be provided.

【0090】回転速度変動補償手段36は、前述した第
1の実施の形態と同様に作用し、多段階検出の手法にお
いて電圧変動基準ΔV*を補償することで、電圧変動状
態が改善される。
The rotation speed fluctuation compensating means 36 operates in the same manner as in the first embodiment, and improves the voltage fluctuation state by compensating the voltage fluctuation reference ΔV * in a multi-stage detection method.

【0091】このようにして、多段階検出の手法によ
り、系統連系中には系統に与える影響を少なくし、単独
運転時には周波数変動を早く拡大する動作に加えて、多
段階検出の初期段階では自家用発電設備8の回転速度制
御系における慣性定数による回転速度変動に与える影響
を補償するように電圧変動基準を補償し、自家用発電設
備8の単独運転時の周波数変動を、図4に示すような特
性から図6に示すような特性に拡大して、周波数や周波
数変化率異常を検出することにより、自家用発電設備8
の単独運転を自家用発電設備8側で確実に検出すること
が容易になる。
As described above, by the multi-stage detection method, the influence on the system is reduced during system interconnection, and in addition to the operation of rapidly expanding the frequency fluctuation during the single operation, the initial stage of the multi-stage detection is improved. The voltage fluctuation criterion is compensated so as to compensate for the influence of the inertia constant on the rotation speed fluctuation in the rotation speed control system of the private power generation facility 8, and the frequency fluctuation at the time of the single operation of the private power generation facility 8 is shown in FIG. By expanding from the characteristic to the characteristic as shown in FIG.
It is easy to reliably detect the islanding operation of the private power generation facility 8 side.

【0092】上述したように、本実施の形態による発電
設備の系統連系保護装置では、交流発電機11の周波数
変化率df/dtを検出し、周波数変化率がdf/dt
>0の場合には電圧低下指令を得て、周波数変化率がd
f/dt<0の場合には電圧上昇指令を得、さらにこの
際に多段階にゲインを切り換えることで電圧指令の大き
さを切り換え、多段階検出の初期段階では自家用発電設
備8の電圧制御にかかる応答特性(伝達関数)を補償す
るように電圧変動基準を補償し、単独運転時の周波数変
動を拡大して、周波数や周波数変化率異常を検出するよ
うにしているので、周波数変動を拡大して、前述した従
来のように高価な転送遮断装置27を設けることなく、
系統連系中の自家用発電設備8の単独運転を自家用発電
設備8側でより一層確実にかつ容易に検出して保護する
ことが可能となる。
As described above, in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the present embodiment, the frequency change rate df / dt of the AC generator 11 is detected, and the frequency change rate is df / dt.
If> 0, a voltage drop command is obtained, and the frequency change rate becomes d.
When f / dt <0, a voltage increase command is obtained, and at this time, the magnitude of the voltage command is switched by switching the gain in multiple stages. In the initial stage of the multi-stage detection, the voltage control of the private power generation equipment 8 is performed. The voltage fluctuation criterion is compensated so as to compensate for such response characteristics (transfer function), and the frequency fluctuation at the time of isolated operation is expanded to detect the frequency and the frequency change rate abnormality. Therefore, without providing the expensive transfer blocking device 27 as in the related art described above,
It is possible to more reliably and easily detect and protect the isolated operation of the private power generation facility 8 during system interconnection on the private power generation facility 8 side.

【0093】(第3の実施の形態)図10は、本実施の
形態による発電設備の系統連系保護装置の要部構成例を
示すブロック図であり、図8と同一部分には同一符号を
付してその図示および説明を省略し、ここでは異なる部
分についてのみ述べる。
(Third Embodiment) FIG. 10 is a block diagram showing an example of a main configuration of a system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment. The illustration and description thereof are omitted, and only different portions will be described here.

【0094】図10に示すように、本実施の形態による
発電設備の系統連系保護装置が、前記図8に示した発電
設備の系統連系保護装置と異なる点は、以下のような構
成としていることである。
As shown in FIG. 10, the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the present embodiment is different from the system interconnection protection device of the power generation equipment shown in FIG. 8 in the following configuration. It is that you are.

【0095】すなわち、図10に示すように、前記図8
において、前記回転速度変動補償手段36と自家用発電
設備8の自動電圧調整装置12との間に、励磁系伝達関
数補償手段41を付加した構成としている。
That is, as shown in FIG.
In this configuration, an excitation system transfer function compensating means 41 is added between the rotational speed fluctuation compensating means 36 and the automatic voltage regulator 12 of the private power generation facility 8.

【0096】励磁系伝達関数補償手段41は、前記回転
速度変動補償手段36により補償して得られた電圧変動
基準を入力とし、自家用発電設備8の電圧制御にかかる
応答特性(伝達関数)を補償するように電圧変動基準を
補償する。
The excitation system transfer function compensating means 41 receives the voltage fluctuation reference obtained by the compensation by the rotational speed fluctuation compensating means 36 as input and compensates the response characteristic (transfer function) related to the voltage control of the private power generation equipment 8. To compensate for the voltage fluctuation criteria.

【0097】そして、この励磁系伝達関数補償手段41
により補償して得られた電圧変動基準を、前記電圧変動
基準に対する最終的な補償信号として、自家用発電設備
8の自動電圧調整装置12の電圧基準に加算するように
している。
The excitation system transfer function compensating means 41
Is added to the voltage reference of the automatic voltage regulator 12 of the private power generation facility 8 as a final compensation signal for the voltage fluctuation reference.

【0098】次に、以上のように構成した本実施の形態
による発電設備の系統連系保護装置の作用について、図
11を参照して説明する。
Next, the operation of the above-configured system interconnection protection device for power generation equipment according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

【0099】図10において、電圧変動基準決定手段3
5は、周波数変化率検出器29からの周波数変化率V30
を入力し、電圧変動基準ΔV* を出力する。
In FIG. 10, the voltage fluctuation reference determining means 3
5 is the frequency change rate V 30 from the frequency change rate detector 29.
And outputs the voltage fluctuation reference ΔV * .

【0100】ここで、前述した第2の実施の形態と同様
に、周波数変化率が正(周波数が上昇中)の場合には、
交流発電機11の出力電圧を低下させて周波数上昇を助
長させ、また周波数変化率が負(周波数が下降中)の場
合には、交流発電機11の出力電圧を上昇させて周波数
下降を助長させるような電圧変動基準ΔV* を出力す
る。
Here, similarly to the above-described second embodiment, when the frequency change rate is positive (the frequency is increasing),
The output voltage of the alternator 11 is reduced to promote the frequency increase, and when the frequency change rate is negative (the frequency is decreasing), the output voltage of the alternator 11 is increased to promote the frequency decrease. Such a voltage fluctuation reference ΔV * is output.

【0101】この際、回転速度変動補償手段36によ
り、自家用発電設備8の回転体の慣性定数による回転速
度変動に与える影響を補償するように、電圧変動基準を
補償する。
At this time, the rotational speed fluctuation compensating means 36 compensates for the voltage fluctuation reference so as to compensate for the influence on the rotational speed fluctuation due to the inertia constant of the rotating body of the private power generation facility 8.

【0102】この時、電圧制御ループにおける指令値に
対する応答が遅いと、電圧変動基準ΔV* のレベルに到
るのが遅く、十分な電圧変動が発生し難い、あるいはオ
ーバーシュートが大きいと、電圧変動基準ΔV* のレベ
ル以上に電圧変動が生じて、接続されている機器に悪影
響を与えることが考えられる(図11)。
At this time, if the response to the command value in the voltage control loop is slow, it will take a long time to reach the level of the voltage fluctuation reference ΔV * , and it is difficult for sufficient voltage fluctuation to occur, or if the overshoot is large, the voltage fluctuation It is conceivable that a voltage fluctuation occurs above the level of the reference ΔV * , which has an adverse effect on connected devices (FIG. 11).

【0103】そのため、励磁系伝達関数補償手段41に
より回転速度変動補償手段36からの電圧変動基準ΔV
* を補償することで、電圧変動状態が改善される。
Therefore, the excitation system transfer function compensating means 41 supplies the voltage fluctuation reference ΔV from the rotational speed fluctuation compensating means 36.
By compensating for * , the voltage fluctuation state is improved.

【0104】上述したように、本実施の形態による発電
設備の系統連系保護装置では、交流発電機11の周波数
変化率df/dtを検出し、周波数変化率がdf/dt
>0の場合には電圧低下指令を得て、、周波数変化率が
df/dt<0の場合には電圧上昇指令を得、さらに回
転速度変動補償手段36により、自家用発電設備8の回
転体の慣性定数による回転速度変動に与える影響を補償
するように電圧変動基準を補償し、励磁系伝達関数補償
手段41により、電圧制御ループにおける指令値に対す
る応答を補償するように電圧変動基準を補償して得られ
る電圧変動基準を自動電圧調整装置12に与えること
で、交流発電機11の出力電圧を変化させるようにして
いるので、周波数変動を拡大して、前述した従来のよう
に高価な転送遮断装置27を設けることなく、系統連系
中の自家用発電設備8の単独運転を自家用発電設備8側
で確実にかつ容易に検出して保護することが可能とな
る。
As described above, in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the present embodiment, the frequency change rate df / dt of the alternator 11 is detected, and the frequency change rate is df / dt.
> 0, a voltage drop command is obtained, and if the frequency change rate is df / dt <0, a voltage increase command is obtained. Further, the rotation speed fluctuation compensating means 36 controls the rotation of the rotating body of the private power generation facility 8. The voltage fluctuation criterion is compensated so as to compensate for the influence of the inertia constant on the rotation speed fluctuation, and the voltage fluctuation criterion is compensated by the excitation system transfer function compensating means 41 so as to compensate the response to the command value in the voltage control loop. By giving the obtained voltage fluctuation reference to the automatic voltage regulator 12, the output voltage of the AC generator 11 is changed. Without providing the 27, it is possible to reliably and easily detect and protect the independent operation of the private power generation facility 8 during system interconnection on the private power generation facility 8 side.

【0105】(第4の実施の形態)図12は、本実施の
形態による発電設備の系統連系保護装置の要部構成例を
示すブロック図であり、図10と同一部分には同一符号
を付してその図示および説明を省略し、ここでは異なる
部分についてのみ述べる。
(Fourth Embodiment) FIG. 12 is a block diagram showing an example of a configuration of a main part of a system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment. The illustration and description thereof are omitted, and only different portions will be described here.

【0106】図12に示すように、本実施の形態による
発電設備の系統連系保護装置が、前記図10に示した発
電設備の系統連系保護装置と異なる点は、以下のような
構成としていることである。
As shown in FIG. 12, the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the present embodiment is different from the system interconnection protection device of the power generation equipment shown in FIG. 10 in the following configuration. It is that you are.

【0107】すなわち、図12に示すように、前記図1
0において、自家用発電設備8が同一配電系統に複数
(本例では2つ)存在し、当該それぞれの自家用発電設
備8が、前記第3の実施の形態で説明した系統連系保護
装置を備えた構成としている。
That is, as shown in FIG.
At 0, a plurality (two in this example) of private power generation facilities 8 exist in the same power distribution system, and each of the private power generation facilities 8 includes the grid interconnection protection device described in the third embodiment. It has a configuration.

【0108】図12において、自家用発電設備901と
自家用発電設備902は、図10における自構内の範囲
に示されている構内負荷43、系統連系保護装置19、
自家用発電設備8および単独運転検出装置42に相当す
る設備をそれぞれ有しており、負荷801〜803は、
図10における系統側の範囲に示されている一般需要家
5に相当するものである。
In FIG. 12, the private power generation equipment 901 and the private power generation equipment 902 are connected to the in-plant load 43, the grid connection protection device 19,
Each has a facility corresponding to the private power generation facility 8 and the islanding operation detection device 42, and the loads 801 to 803 are:
This corresponds to the general customer 5 shown in the range on the grid side in FIG.

【0109】自家用発電設備901と自家用発電設備9
02は特性が異なっており、例えば自家用発電設備90
1は、ガスエンジンを原動機として使用しており、慣性
定数は小さい。
Private power generation equipment 901 and private power generation equipment 9
02 has different characteristics.
No. 1 uses a gas engine as a prime mover and has a small inertia constant.

【0110】また、自家用発電設備902は、スチーム
タービンを原動機として使用しており、慣性定数は大き
い。
The private power generation facility 902 uses a steam turbine as a prime mover and has a large inertia constant.

【0111】さらに、自家用発電設備901と自家用発
電設備902では、容量および励磁系の応答も異なって
いる。
Further, the capacity and the response of the excitation system are different between the private power generation facility 901 and the private power generation facility 902.

【0112】ここで、それぞれの自家用発電設備90
1,902の電圧変動に基づく負荷変動による回転速度
(周波数)変動が同一となるように、それぞれの自家用
発電設備901,902の回転速度変動補償手段36の
補償値を設定している。
Here, each private power generation facility 90
The compensation values of the rotational speed fluctuation compensating means 36 of each of the private power generation facilities 901 and 902 are set so that the rotational speed (frequency) fluctuation due to the load fluctuation based on the voltage fluctuations of the power generation units 1 and 902 becomes the same.

【0113】また、それぞれの自家用発電設備901,
902の電圧制御にかかる応答特性(伝達関数)が同一
となるように、それぞれの自家用発電設備901,90
2の励磁系伝達関数補償手段41の補償値を設定するよ
うにしている。
Further, each of the private power generation facilities 901,
Each of the private power generation facilities 901 and 90 so that the response characteristics (transfer function) related to the voltage control of 902 become the same.
2, the compensation value of the excitation system transfer function compensating means 41 is set.

【0114】次に、以上のように構成した本実施の形態
による発電設備の系統連系保護装置の作用について説明
する。
Next, the operation of the above-configured system interconnection protection device for power generation equipment according to the present embodiment will be described.

【0115】図12において、自家用発電設備901と
自家用発電設備902では、特性が異なっており(自家
用発電設備901はガスエンジンを原動機として使用し
ており慣性定数は小さい、自家用発電設備902はスチ
ームタービンを原動機として使用しており慣性定数は大
きい)、また容量および励磁系の応答もそれぞれ異なっ
ている。
In FIG. 12, the characteristics of the private power plant 901 and the private power plant 902 are different (the private power plant 901 uses a gas engine as a motor, has a small inertia constant, and the private power plant 902 has a steam turbine. Is used as a prime mover and the inertia constant is large), and the capacity and the response of the excitation system are also different.

【0116】このような場合、自家用発電設備1におけ
る電圧変動基準ΔV* に基づく、負荷トルク変動時の回
転速度(周波数)変動および電圧変動と、自家用発電設
備2における電圧変動基準ΔV* に基づく、負荷トルク
変動時の回転速度(周波数)変動および電圧変動の様相
が異なると、互いの変動を相殺して十分な変動が得られ
ない恐れがある。
[0116] In this case, based on the voltage variation reference [Delta] V * in private power generation facility 1, and the rotational speed (frequency) fluctuation and voltage fluctuation during a load torque fluctuation based on the voltage variation reference [Delta] V * in private power plant 2, If the rotation speed (frequency) fluctuation and the voltage fluctuation at the time of load torque fluctuation are different from each other, there is a possibility that a mutual fluctuation is canceled out and a sufficient fluctuation cannot be obtained.

【0117】そこで、自家用発電設備901と自家用発
電設備902の回転速度変動補償手段36および励磁系
伝達関数補償手段41のそれぞれの補償値を調整するこ
とにより、電圧変動基準ΔV* に対する負荷トルク変動
時の回転速度(周波数)変動、および電圧応答をそれぞ
れ等しくすることができる。
Therefore, by adjusting the respective compensation values of the rotational speed fluctuation compensating means 36 and the excitation system transfer function compensating means 41 of the private power generation equipment 901 and the private power generation equipment 902, the load torque fluctuation with respect to the voltage fluctuation reference ΔV * is obtained. , The rotational speed (frequency) fluctuation and the voltage response can be made equal.

【0118】このようにすることで、複数の自家用発電
設備901,902が存在する同一配電系統において
も、電圧変動基準ΔV* に基づく十分な周波数変動およ
び電圧変動が得られることになる。
Thus, even in the same power distribution system in which a plurality of private power generation facilities 901 and 902 exist, sufficient frequency fluctuation and voltage fluctuation based on the voltage fluctuation reference ΔV * can be obtained.

【0119】上述したように、本実施の形態による発電
設備の系統連系保護装置では、複数の自家用発電設備9
01,902の交流発電機11の周波数変化率df/d
tを検出し、周波数変化率がdf/dt>0の場合には
電圧低下指令を得て、周波数変化率がdf/dt<0の
場合には電圧上昇指令を得て、さらに複数の自家用発電
設備901,902における、負荷トルク変動に基づく
回転速度(周波数)の変動および電圧制御ループにおけ
る指令値に対する応答特性を同一とすべく補償するよう
に電圧変動基準を補償して得られる電圧変動基準を自動
電圧調整装置12に与えることで、自家用発電設備90
1,902の出力電圧を変化させるようにしているの
で、複数の自家用発電設備901,902が同一配電系
統に連系されているような場合でも、周波数変動を拡大
して、前述した従来のように高価な転送遮断装置27を
設けることなく、系統連系中の自家用発電設備901,
902の単独運転を自家用発電設備901,902側で
確実にかつ容易に検出して保護することが可能となる。
As described above, in the system interconnection protection device for a power generation facility according to the present embodiment, a plurality of private power generation facilities 9 are provided.
01,902 Frequency change rate df / d of the alternator 11
t, a voltage drop command is obtained when the frequency change rate is df / dt> 0, and a voltage rise command is obtained when the frequency change rate is df / dt <0. A voltage fluctuation criterion obtained by compensating the voltage fluctuation criterion so as to compensate for the fluctuation of the rotation speed (frequency) based on the load torque fluctuation and the response characteristic to the command value in the voltage control loop in the equipments 901 and 902 is the same. By giving the voltage to the automatic voltage regulator 12, the private power generation equipment 90
Since the output voltage of the power generation equipment 902 is changed, even when a plurality of private power generation facilities 901 and 902 are connected to the same power distribution system, the frequency fluctuation is expanded and Power generation equipment 901 and 901,
It is possible to reliably and easily detect and protect the isolated operation of the 902 on the private power generation facilities 901 and 902 side.

【0120】(その他の実施の形態)尚、本発明は、上
記各実施の形態に限定されるものではなく、実施段階で
はその要旨を逸脱しない範囲で、種々に変形して実施す
ることが可能である。また、各実施の形態は可能な限り
適宜組合わせて実施してもよく、その場合には組合わせ
た作用効果を得ることができる。さらに、上記各実施の
形態には種々の段階の発明が含まれており、開示される
複数の構成要件における適宜な組合わせにより、種々の
発明を抽出することができる。例えば、実施の形態に示
される全構成要件から幾つかの構成要件が削除されて
も、発明が解決しようとする課題の欄で述べた課題(の
少なくとも一つ)が解決でき、発明の効果の欄で述べら
れている効果(の少なくとも一つ)が得られる場合に
は、この構成要件が削除された構成を発明として抽出す
ることができる。
(Other Embodiments) The present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention in the implementation stage. It is. In addition, the embodiments may be implemented in combination as appropriate as much as possible, in which case the combined operation and effect can be obtained. Further, the above embodiments include inventions at various stages, and various inventions can be extracted by appropriately combining a plurality of disclosed constituent features. For example, even if some components are deleted from all the components shown in the embodiment, at least one of the problems described in the section of the problem to be solved by the invention can be solved, and the effects of the invention can be solved. In the case where (at least one of) the effects described in the section is obtained, a configuration from which this component is deleted can be extracted as an invention.

【0121】[0121]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の発電設備
の系統連系保護装置によれば、高価な転送遮断装置を設
けることなく、系統連系中の自家用発電設備の単独運転
を自家用発電設備側で確実にかつ容易に検出して保護す
ることが可能となる。
As described above, according to the system interconnection protection device for a power generation system of the present invention, the independent operation of the private power generation system during the system interconnection can be performed without providing an expensive transfer interruption device. It is possible to reliably and easily detect and protect on the equipment side.

【0122】さらに、本発明の発電設備の系統連系保護
装置によれば、複数の自家用発電設備が同一配電系統に
連系されているような場合でも、系統連系中の自家用発
電設備の単独運転を自家用発電設備側で確実にかつ容易
に検出して保護することが可能となる。
Further, according to the system interconnection protection device for a power generation facility of the present invention, even when a plurality of private power generation facilities are interconnected to the same distribution system, only the private power generation facility in the system interconnection is used. The operation can be reliably and easily detected and protected on the private power generation equipment side.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明による発電設備の系統連系保護装置の第
1の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a first embodiment of a system interconnection protection device for power generation equipment according to the present invention.

【図2】同第1の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における電圧変動基準を決定する関数の形状例
を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a shape of a function for determining a voltage fluctuation criterion in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the first embodiment.

【図3】同第1の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における動作を説明するための図。
FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the first embodiment.

【図4】同第1の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における動作を説明するための図。
FIG. 4 is a diagram for explaining the operation of the power grid connection protection device of the power generation equipment according to the first embodiment.

【図5】同第1の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における動作を説明するための図。
FIG. 5 is a diagram for explaining the operation of the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the first embodiment.

【図6】同第1の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における動作を説明するための図。
FIG. 6 is a diagram for explaining the operation of the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the first embodiment.

【図7】同第1の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における動作を説明するためのブロック図。
FIG. 7 is a block diagram for explaining the operation of the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the first embodiment.

【図8】本発明による発電設備の系統連系保護装置の第
2の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 8 is a block diagram showing a second embodiment of a system interconnection protection device for power generation equipment according to the present invention.

【図9】同第2の実施の形態による発電設備の系統連系
保護装置における多段階検出手法における電圧変動基準
を決定する関数の形状例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of the shape of a function for determining a voltage fluctuation criterion in a multi-stage detection method in the system interconnection protection device for power generation equipment according to the second embodiment.

【図10】本発明による発電設備の系統連系保護装置の
第3の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 10 is a block diagram showing a third embodiment of a system interconnection protection device for power generation equipment according to the present invention.

【図11】同第3の実施の形態による発電設備の系統連
系保護装置における電圧制御ループの指令値応答例を示
す図。
FIG. 11 is a diagram showing an example of a command value response of a voltage control loop in the system interconnection protection device of the power generation equipment according to the third embodiment.

【図12】本発明による発電設備の系統連系保護装置の
第4の実施の形態を示すブロック図。
FIG. 12 is a block diagram showing a fourth embodiment of a system interconnection protection device for power generation equipment according to the present invention.

【図13】従来の発電設備の系統連系保護装置の構成例
を示すブロック図。
FIG. 13 is a block diagram showing a configuration example of a conventional system interconnection protection device for power generation equipment.

【符号の説明】 1…上位変電所、 2…系統電源、 3…変圧器、 4…遮断器、 5…一般需要家、 6,62,63,64…遮断器、 7,72,73,74…負荷、 8…自家用発電設備、 9…遮断器(52G)、 10…遮断器(52R)、 11…交流発電機、 12…自動電圧調整装置(AVR)、 13…界磁巻線、 14…エンジン、 15…調速器、 16…変流器、 17…発電機異常検出回路、 18…故障トリップ回路、 19…系統連系保護装置、 20…変流器、 21…過電流継電器(OC)、 22…故障トリップ回路、 23…周波数低下継電器(UF)、 24…周波数上昇継電器(OF)、 25…過電圧継電器(OV)、 26…不足電圧継電器(UV)、 27…転送遮断装置、 28…周波数検出手段、 29…周波数変化率検出手段、 30…周波数変化率過大検出器、 31…無効電力検出器、 32…有効電力検出器、 33…有効電力制御回路(APR)、 34…有効電力基準(P* )設定器、 35…電圧変動基準決定手段、 36…回転速度変動補償手段、 37…無効電力制御回路(AQR)、 38…無効電力基準(Q* )設定器、 39…電圧基準設定器(90R)、 40…電圧変動基準切換手段、 41…励磁系伝達関数補償手段、 42…単独運転検出装置、 43…構内負荷、 44…遮断器、 45…負荷、 46…合成負荷(一般需要家の負荷7および構内負荷4
5)、 47…調速機を表わす伝達関数の一例、 48…ドループを表わす伝達関数の一例、 49…エンジン出力特性を表わす伝達関数の一例、 50…慣性定数による影響を表わす伝達関数、 51…エンジン14の出力特性を表わす伝達関数49を
合成した伝達関数、 52…周波数(回転速度)から電圧変動基準を決定する
までを表わす伝達関数、 53…自動電圧調整装置(AVR)12を含めた励磁系
の応答を表わす伝達関数、 54…交流発電機11の端子電圧変動に基づいた負荷変
動を表わす伝達関数、 55…回転速度変動補償手段36を表わす伝達関数、 801,802,803…一般需要家5に相当する負
荷、 901,902…自家用発電設備。
[Explanation of Signs] 1 ... Upper substation, 2 ... System power supply, 3 ... Transformer, 4 ... Circuit breaker, 5 ... General customer, 6, 62, 63, 64 ... Circuit breaker, 7, 72, 73, 74 ... Load, 8: Private power generation equipment, 9: Circuit breaker (52G), 10: Circuit breaker (52R), 11: AC generator, 12: Automatic voltage regulator (AVR), 13: Field winding, 14 ... Engine 15 Governor 16 Current transformer 17 Generator abnormality detection circuit 18 Fault trip circuit 19 System interconnection protection device 20 Current transformer 21 Overcurrent relay (OC) 22, a fault trip circuit, 23, a frequency lowering relay (UF), 24, a frequency increasing relay (OF), 25, an overvoltage relay (OV), 26, an undervoltage relay (UV), 27, a transfer interruption device, 28 ... Frequency detecting means, 29: Frequency change rate detection Stage, 30 ... frequency change rate excessive detector, 31 ... reactive power detector, 32 ... active power detector, 33 ... active power control circuit (APR), 34 ... active power reference (P *) setter 35 ... Voltage Fluctuation reference determining means, 36: rotational speed fluctuation compensation means, 37: reactive power control circuit (AQR), 38: reactive power reference (Q * ) setting device, 39: voltage reference setting device (90R), 40: voltage fluctuation reference Switching means, 41: Excitation system transfer function compensating means, 42: Single operation detection device, 43: Local load, 44: Circuit breaker, 45: Load, 46: Composite load (Load 7 and general load 4 for general customers)
5), 47 ... an example of a transfer function representing a governor, 48 ... an example of a transfer function representing a droop, 49 ... an example of a transfer function representing an engine output characteristic, 50 ... a transfer function representing an influence by an inertia constant, 51 ... A transfer function obtained by synthesizing a transfer function 49 representing the output characteristics of the engine 14, 52: a transfer function representing from the frequency (rotation speed) to the determination of the voltage fluctuation reference, 53 ... an excitation including the automatic voltage regulator (AVR) 12 A transfer function representing the response of the system; 54 a transfer function representing a load variation based on a terminal voltage variation of the AC generator 11; 55 a transfer function representing the rotational speed variation compensating means 36; 801, 802, 803 ... a general consumer Loads corresponding to 5, 901 and 902: Private power generation equipment.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 豊邦 兵庫県姫路市網干区浜田1000番地 西芝電 機株式会社内 (72)発明者 栃尾 信一郎 兵庫県姫路市網干区浜田1000番地 西芝電 機株式会社内 Fターム(参考) 5G066 HA11 HA19 HB02  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Toyokuni Kato 1000 Hamada, Aboshi-ku, Himeji-shi, Hyogo Nishiba Electric Machinery Co., Ltd. F-term (reference) 5G066 HA11 HA19 HB02

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 遮断器を介して系統電源と連系される自
家用発電設備の系統連系保護装置において、 前記自家用発電設備の出力から周波数を検出する周波数
検出手段と、 前記周波数検出手段により検出された周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に基づいて、当該周波数変化率が正である場合には前
記自家用発電設備の進み無効電力を増加(出力電圧を低
下)させ、前記周波数変化率が負である場合には前記自
家用発電設備の遅れ無効電力を増加(出力電圧を上昇)
させる電圧変動基準をそれぞれ出力するように、前記周
波数変化率と電圧変動基準との関係を関数で定義する電
圧変動基準決定手段と、 前記電圧変動基準決定手段から出力される電圧変動基準
を入力とし、前記自家用発電設備の回転速度制御系にお
ける慣性定数による回転速度変動に与える影響を補償す
るように前記電圧変動基準を補償する回転速度変動補償
手段と、 前記回転速度変動補償手段により補償して得られた前記
電圧変動基準を前記自家用発電設備の自動電圧調整装置
の電圧基準に加算することで生じる前記自家用発電設備
の電圧変動に伴なって助長される周波数変動を検出し、
前記遮断器を開放して系統母線から前記自家用発電設備
を解列させる保護手段と、 を備えて成ることを特徴とする発電設備の系統連系保護
装置。
1. A system interconnection protection device for a private power generation facility connected to a system power supply via a circuit breaker, wherein the frequency detection means detects a frequency from an output of the private power generation equipment; Frequency change rate detection means for detecting the change rate of the frequency, based on the frequency change rate detected by the frequency change rate detection means, if the frequency change rate is positive, the advance of the private power generation equipment The reactive power is increased (output voltage is reduced), and when the frequency change rate is negative, the delayed reactive power of the private power generation equipment is increased (output voltage is increased).
Voltage fluctuation criterion determining means for defining the relationship between the frequency change rate and the voltage fluctuation criterion as a function so as to output the respective voltage fluctuation criterion to be output, A rotational speed fluctuation compensating means for compensating the voltage fluctuation standard so as to compensate for an influence on a rotational speed fluctuation due to an inertia constant in a rotational speed control system of the private power generation equipment; Detecting frequency fluctuations that are facilitated by the voltage fluctuations of the private power generation facility caused by adding the obtained voltage fluctuation reference to the voltage reference of the automatic voltage regulator of the private power generation facility,
Protection means for opening the circuit breaker and disconnecting the private power generation equipment from a system bus.
【請求項2】 遮断器を介して系統電源と連系される自
家用発電設備の系統連系保護装置において、 前記自家用発電設備の出力から周波数を検出する周波数
検出手段と、 前記周波数検出手段により検出された周波数の変化率を
検出する周波数変化率検出手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に基づいて、当該周波数変化率が正である場合には前
記自家用発電設備の進み無効電力を増加(出力電圧を低
下)させ、前記周波数変化率が負である場合には前記自
家用発電設備の遅れ無効電力を増加(出力電圧を上昇)
させる電圧変動基準をそれぞれ出力するように、前記周
波数変化率と電圧変動基準との関係を関数で定義すると
共に、前記関数のゲインを複数段で切り換え可能または
前記関数の形状を複数段で切り換え可能とした電圧変動
基準決定手段と、 前記周波数変化率検出手段により検出された周波数変化
率に対して複数のしきい値を設定し、当該各しきい値を
越える毎に前記電圧変動基準決定手段に対して前記関数
のゲイン切り換えまたは前記関数の形状切り換えの切り
換え指令を出力する電圧変動基準切り換え手段と、 前記電圧変動基準決定手段から出力される電圧変動基準
を入力とし、前記自家用発電設備の回転速度制御系にお
ける慣性定数による回転速度変動に与える影響を補償す
るように前記電圧変動基準を補償する回転速度変動補償
手段と、 前記回転速度変動補償手段により補償して得られた前記
電圧変動基準を前記自家用発電設備の自動電圧調整装置
の電圧基準に加算することで生じる前記自家用発電設備
の電圧変動に伴なって助長される周波数変動を検出し、
前記遮断器を開放して系統母線から前記自家用発電設備
を解列させる保護手段と、 を備えて成ることを特徴とする発電設備の系統連系保護
装置。
2. A system interconnection protection device for a private power generation facility interconnected to a system power supply via a circuit breaker, wherein the frequency detection means detects a frequency from an output of the private power generation equipment; Frequency change rate detection means for detecting the change rate of the frequency, based on the frequency change rate detected by the frequency change rate detection means, if the frequency change rate is positive, the advance of the private power generation equipment The reactive power is increased (output voltage is reduced), and when the frequency change rate is negative, the delayed reactive power of the private power generation equipment is increased (output voltage is increased).
The relationship between the frequency change rate and the voltage fluctuation reference is defined by a function so that each of the voltage fluctuation references to be output is output, and the gain of the function can be switched in a plurality of stages or the shape of the function can be switched in a plurality of stages. And a plurality of threshold values are set for the frequency change rate detected by the frequency change rate detection means, and each time the threshold value is exceeded, the voltage change reference determination means A voltage fluctuation reference switching unit that outputs a switching command for gain switching of the function or shape switching of the function, and a voltage fluctuation reference output from the voltage fluctuation reference determining unit as input, and a rotation speed of the private power generation equipment. A rotational speed fluctuation compensating means for compensating the voltage fluctuation reference so as to compensate for the effect of the inertia constant on the rotational speed fluctuation in the control system. The voltage fluctuation reference obtained by compensating by the rotational speed fluctuation compensation means is added to the voltage reference of the automatic voltage regulator of the private power generation equipment, and the voltage fluctuation of the private power generation equipment is caused by the voltage fluctuation reference. Detected frequency fluctuations,
Protection means for opening the circuit breaker and disconnecting the private power generation equipment from a system bus.
【請求項3】 前記請求項1または請求項2に記載の発
電設備の系統連系保護装置において、 前記回転速度変動補償手段により補償して得られた前記
電圧変動基準を入力とし、前記自家用発電設備の電圧制
御にかかる応答特性(伝達関数)を補償するように前記
電圧変動基準を補償する励磁系伝達関数補償手段を付加
し、 前記励磁系伝達関数補償手段により補償して得られた前
記電圧変動基準を、前記電圧変動基準に対する最終的な
補償信号として、前記発電設備の自動電圧調整装置の電
圧基準に加算するようにしたことを特徴とする発電設備
の系統連系保護装置。
3. The private power generation system according to claim 1, wherein the voltage fluctuation reference obtained by compensating the rotation speed fluctuation compensating means is input to the private power generation system. Exciting system transfer function compensating means for compensating the voltage fluctuation reference so as to compensate for response characteristics (transfer function) related to voltage control of equipment is added, and the voltage obtained by compensating by the exciting system transfer function compensating means is added. A system interconnection protection device for a power generation facility, wherein a fluctuation reference is added to a voltage reference of an automatic voltage regulator of the power generation equipment as a final compensation signal for the voltage fluctuation reference.
【請求項4】 前記請求項3に記載の発電設備の系統連
系保護装置において、 前記遮断器を介して系統電源と連系される自家用発電設
備が同一配電系統に複数存在し、当該それぞれの自家用
発電設備が前記請求項3に記載の系統連系保護装置を備
えている場合に、 前記それぞれの自家用発電設備の電圧変動に基づく負荷
変動による回転速度(周波数)変動が同一となるよう
に、前記それぞれの自家用発電設備の前記回転速度変動
補償手段の補償値を設定し、 また、前記それぞれの自家用発電設備の電圧制御にかか
る応答特性(伝達関数)が同一となるように、前記それ
ぞれの自家用発電設備の前記励磁系伝達関数補償手段の
補償値を設定するようにしたことを特徴とする発電設備
の系統連系保護装置。
4. The system interconnection protection device for a power generation facility according to claim 3, wherein a plurality of private power generation facilities connected to a system power supply via the circuit breaker exist in the same power distribution system. When the private power generation equipment is provided with the grid interconnection protection device according to claim 3, the rotation speed (frequency) fluctuation due to the load fluctuation based on the voltage fluctuation of each of the private power generation equipment is the same. Setting a compensation value of the rotational speed fluctuation compensating means of each of the private power generating facilities; and setting each of the private power generating facilities so that response characteristics (transfer functions) concerning voltage control of the private power generating facilities are the same. A system interconnection protection device for a power generation facility, wherein a compensation value of the excitation system transfer function compensating means of the power generation facility is set.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007202372A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Central Res Inst Of Electric Power Ind Distributed power supply device
JP2009011037A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Omron Corp Islanding detection method, controller, islanding detector, and distributed power supply system
JP2009044910A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Omron Corp Method for detecting isolated operation, contrl device, device for detecting isolated operation, and distributed power supply system
JP2009136096A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Omron Corp Islanding detecting method, controller, islanding detecting apparatus and distribution type power supply system
CN102347637A (en) * 2010-07-29 2012-02-08 株式会社日立制作所 Supervisory control method and equipment for smart grids

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007202372A (en) * 2006-01-30 2007-08-09 Central Res Inst Of Electric Power Ind Distributed power supply device
JP4530365B2 (en) * 2006-01-30 2010-08-25 財団法人電力中央研究所 Distributed power supply
JP2009011037A (en) * 2007-06-27 2009-01-15 Omron Corp Islanding detection method, controller, islanding detector, and distributed power supply system
JP2009044910A (en) * 2007-08-10 2009-02-26 Omron Corp Method for detecting isolated operation, contrl device, device for detecting isolated operation, and distributed power supply system
JP2009136096A (en) * 2007-11-30 2009-06-18 Omron Corp Islanding detecting method, controller, islanding detecting apparatus and distribution type power supply system
JP4661856B2 (en) * 2007-11-30 2011-03-30 オムロン株式会社 Isolated operation detection method, control device, isolated operation detection device, and distributed power supply system
CN102347637A (en) * 2010-07-29 2012-02-08 株式会社日立制作所 Supervisory control method and equipment for smart grids

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