JP2006296143A - Individual operation detector for distributed power supply - Google Patents
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Abstract
Description
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、分散電源を有する分散電源保有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、単独運転検出のために複数次数の注入電流を注入する電流注入装置の構成を簡素化して、電流注入装置ひいては単独運転検出装置の小型化を可能にする手段に関する。 The present invention is applied to a distribution system having a configuration in which a distribution line is connected to a host system via a substation, and a distributed power source holding facility having a distributed power source is connected to the distribution line. More specifically, the present invention relates to a single operation detection device for detecting a single operation, and more specifically, the current injection device for injecting a plurality of orders of injection current for single operation detection is simplified. It is related with the means which enables miniaturization of.
配電線には、近年、風力発電、廃棄物発電、小水力発電、コジェネレーション(複合発電)等の発電設備が接続されることが盛んになってきた。このような発電設備は、分散電源と呼ばれる。 In recent years, power generation facilities such as wind power generation, waste power generation, small hydropower generation, and cogeneration (combined power generation) have been actively connected to the distribution lines. Such a power generation facility is called a distributed power source.
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。 If the circuit breaker of the power company's substation is opened due to a grid fault, etc., and the power supply from the upper system stops, if the distributed power supply continues to operate (ie, single operation), the power supply from the upper system Since the voltage continues to be applied to the distribution line even though the operation stops, an electric shock accident or the like may occur. Therefore, as a first step, it is necessary to reliably detect such a stop of power supply from the host system, that is, a single operation of the distributed power source. Furthermore, as the second step, it is necessary to disconnect (disconnect) the distributed power source from the distribution system.
分散電源の単独運転を検出する装置の一例として、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、分散電源を有する分散電源保有設備が接続された構成の配電系統に適用される単独運転検出装置であって、前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数(例えば2.4次、2.5次等)であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスを計測し、当該インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えている単独運転検出装置が既に提案されている(例えば特許文献1参照)。 As an example of a device that detects the independent operation of a distributed power supply, it is applied to a power distribution system with a configuration in which a distribution line is connected to a host system via a substation, and a distributed power supply facility with a distributed power supply is connected to this distribution line. A non-integer multiple order (for example, 2.4th order, 2.5th order) larger than 1 times the fundamental wave of the power distribution system from the distribution line to the distributed power supply facility. 1) of the plurality of injection orders of the current injection device for injecting injection currents of a plurality of orders different from each other and the distribution system as viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility A supply stop detection device that measures the impedance or admittance of the above injection order and detects that the power supply from the host system has stopped from a change in the impedance or admittance. Independent operation detecting apparatus has already been proposed that (for example, see Patent Document 1).
複数次数の注入電流を使用するのは、仮に一つの注入次数において配電系統のインピーダンスまたはアドミタンスを正しく計測することができなくても、他の注入次数において配電系統のインピーダンスまたはアドミタンスを正しく計測して、上位系統からの電力供給停止をより確実に検出することができるからである。 The use of multiple orders of injection current means that even if the distribution system impedance or admittance cannot be measured correctly at one injection order, the distribution system impedance or admittance must be measured correctly at other injection orders. This is because it is possible to more reliably detect the stop of power supply from the host system.
上記のような複数次数の注入電流を注入する電流注入装置は、特許文献1にはその構成が記載されていないけれども、従来は次の2種類があった。
Although the configuration of the current injection apparatus for injecting the injection currents of a plurality of orders as described above is not described in
(1)第1の電流注入装置100は、図15に示すように、配電系統の基本波電圧の非整数倍次数(即ち帯小数次数)mであってしかも互いに次数が異なる複数の次数をm1、m2、m3とすると、この三つの注入次数m1、m2、m3の正弦波の注入信号Sm1、Sm2、Sm3をそれぞれ発生させる3台の注入信号発生器102〜104と、それらからの注入信号Sm1、Sm2、Sm3を合成(加算)する加算器106と、それからの合成信号Sm1+Sm2+Sm3を増幅して注入電流Km として出力する正弦波増幅器108と、前記引込線側から配電系統の基本波電圧が正弦波増幅器108に印加されるのを阻止する(カットする)直列コンデンサ110とを備えた構成のものである。
(1) As shown in FIG. 15, the first
(2)第2の電流注入装置は、非特許文献1に記載されているように(946(60)頁図4およびその説明参照)、前記非整数倍次数(例えばm1)の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器に直列に、当該非整数倍次数(例えばm1)の周波数とほぼ同じ共振周波数を有する直列LC共振回路を接続して成り、当該非整数倍次数(例えばm1)の正弦波状の注入電流を出力する電流注入回路を、注入次数の数だけ(例えば、注入次数m1、m2、m3の3回路)並列接続した構成のものである。 (2) As described in Non-Patent Document 1 (see FIG. 4 on page 946 (60) and the description thereof), the second current injection device applies the square wave voltage of the non-integer multiple order (for example, m1). A series LC resonance circuit having a resonance frequency substantially the same as the frequency of the non-integer multiple order (for example, m1) is connected in series with the generated square wave voltage generator, and the sine of the non-integer multiple order (for example, m1). A current injection circuit that outputs a wavy injection current is connected in parallel by the number of injection orders (for example, three circuits of injection orders m1, m2, and m3).
上記第1および第2の電流注入装置のいずれも、構成が複雑であり、当該電流注入装置ひいては単独運転検出装置の小型化を阻害しているという課題がある。 Each of the first and second current injection devices has a complicated configuration, and there is a problem in that the current injection device, and hence the isolated operation detection device, is hindered from being downsized.
即ち、第1の電流注入装置100では、注入次数の数だけの注入信号発生器102〜104等が必要であり、それに加えて加算器106、正弦波増幅器108および直列コンデンサ110が必要であるので、構成が複雑であり、そのぶん小型化を阻害している。
That is, in the first
また、正弦波増幅器108としてPWM(パルス幅変調)回路が用いられることが多いが、PWM回路はスイッチング時の電力損失(スイッチングロス)が大きいので、そのぶん熱の発生が多く、しかも注入電流を大きくするほど熱の発生は多くなるので、この観点からも電流注入装置の小型化を阻害していた。
Further, a PWM (pulse width modulation) circuit is often used as the
第2の電流注入装置でも、方形波電圧発生器およびそれに対応する直列LC共振回路を有する電流注入回路が注入次数の数だけ必要であるので、構成が複雑であり、そのぶん小型化を阻害している。 Even in the second current injection device, the number of injection orders required for the square wave voltage generator and the corresponding series LC resonance circuit is the same as the number of injection orders. ing.
そこでこの発明は、複数次数の注入電流を注入する電流注入装置の構成の簡素化を図ることによって、電流注入装置ひいては単独運転検出装置の小型化を可能にすることを第1の目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, a first object of the present invention is to make it possible to reduce the size of a current injection device, and hence an isolated operation detection device, by simplifying the configuration of a current injection device that injects a plurality of orders of injection current.
また、従来は、上記注入次数として、上記両文献にも記載されているように、配電系統に存在する誘導リアクタンス成分と力率改善用コンデンサの容量リアクタンスとの共振現象の影響を受けにくくするために、4次未満を使用していた。 Conventionally, as described in both documents, the injection order is less affected by the resonance phenomenon between the inductive reactance component existing in the power distribution system and the capacitive reactance of the power factor improving capacitor. Less than the fourth order.
ところが、例えば特別高圧(即ち電圧が7kV超)配電系統のように、短絡容量が小さい(換言すれば系統のインピーダンスが小さい)配電系統に接続された分散電源保有設備から当該配電系統へ注入電流を注入する場合、前記受電点から眺めた配電系統のインピーダンスは小さいので、注入電流が小さいと、注入次数の電圧が小さくてそれを精度良く検出するのが難しく、従って、注入次数のインピーダンスまたはその逆数であるアドミタンスを精度良く検出するのが難しい。 However, an injection current is supplied from a distributed power supply facility connected to a distribution system having a small short-circuit capacity (in other words, a small impedance of the system) such as an extra-high voltage (that is, a voltage exceeding 7 kV) distribution system. In the case of injection, since the impedance of the distribution system viewed from the power receiving point is small, if the injection current is small, the voltage of the injection order is small and it is difficult to detect it accurately. Therefore, the impedance of the injection order or its inverse It is difficult to accurately detect the admittance.
この対策として、注入次数を高くする、例えば4次以上にすることが考えられる。そのようにすると、前記受電点から眺めた配電系統のインピーダンスは、一般的に誘導リアクタンス成分が主成分であり、これはjmx(jは虚数単位、mは注入次数、xは1次の誘導リアクタンス成分)として表され計測される。従って、注入次数mを高くする(即ちmを大きくする)と、同じ注入電流量でも注入次数に比例して高い電圧が発生してそれを計測することになるので、当該電圧の計測ひいてはインピーダンスまたはアドミタンスの計測が容易になり高精度になる。 As a countermeasure, it is conceivable to increase the injection order, for example, to the fourth order or higher. In such a case, the impedance of the distribution system viewed from the power receiving point is generally composed of an inductive reactance component, which is jmx (j is an imaginary unit, m is an injection order, and x is a primary inductive reactance. Component) and measured. Therefore, if the injection order m is increased (that is, m is increased), a high voltage is generated in proportion to the injection order even if the injection current amount is the same, and this is measured. Admittance measurement is easier and more accurate.
しかし、前述したように、注入次数として4次以上を使用すると、その注入次数で、配電系統に存在する誘導リアクタンス成分と力率改善用コンデンサの容量リアクタンスとの共振現象の影響を受けやすくなり、単独運転の検出が困難になるという課題がある(例えば、非特許文献1の947(61)頁参照)。 However, as described above, when the fourth order or higher is used as the injection order, the injection order is susceptible to the resonance phenomenon between the inductive reactance component existing in the power distribution system and the capacitive reactance of the power factor correction capacitor. There is a problem that it is difficult to detect an isolated operation (see, for example, page 947 (61) of Non-Patent Document 1).
より具体例を挙げると、特別高圧配電線に、高圧バンク変圧器、高圧需要家設備およびリアクトル無し(L無し)力率改善用コンデンサを有する高圧(即ち電圧が7kV以下)配電バンクが接続されていると(いずれも図1の高圧バンク変圧器42、高圧需要家設備44、力率改善用コンデンサ46、高圧配電バンク16参照)、注入次数において、高圧バンク変圧器の誘導リアクタンスとL無し力率改善用コンデンサの容量リアクタンスとによる直列共振が発生する可能性があり、その場合は、単独運転状態となっても、前記受電点から眺めた配電系統の注入次数のインピーダンスは大きくならず(換言すれば、アドミタンスは小さくならず)、電圧も大きくならず、従って単独運転を検出することができなくなる。
More specifically, a high voltage distribution bank having a high voltage bank transformer, a high voltage consumer equipment, and no reactor (no L) power factor correction capacitor is connected to the special high voltage distribution line. 1 (see high
以上のように、注入次数を4次以上にすると、注入次数成分の電圧を大きくできる反面、配電系統における直列共振現象の影響を受けて単独運転の検出が困難になるという課題が生じる。特に、特別高圧配電線には上記のような高圧配電バンクが接続されている場合が一般的であるので、特別高圧配電線に4次以上の注入電流を注入する場合は上記直列共振現象の影響を受けやすい。 As described above, when the injection order is set to the fourth order or higher, the voltage of the injection order component can be increased, but there arises a problem that it becomes difficult to detect an isolated operation due to the influence of the series resonance phenomenon in the distribution system. In particular, since the high voltage distribution bank as described above is generally connected to the special high voltage distribution line, the influence of the series resonance phenomenon is caused when the fourth or higher injection current is injected into the special high voltage distribution line. It is easy to receive.
そこでこの発明は、4次以上の注入次数を使用し、しかも配電系統における直列共振現象の影響を排除して分散電源の単独運転を精度良く検出することができるようにすることを第2の目的としている。 Accordingly, a second object of the present invention is to use an injection order of the fourth order or higher and eliminate the influence of the series resonance phenomenon in the power distribution system so that the isolated operation of the distributed power supply can be accurately detected. It is said.
上記第1の目的を達成するために、この発明に係る単独運転検出装置の一つは、(a)前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、(b)前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスを計測し、当該インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ(c)前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものである、ことを特徴としている。 In order to achieve the first object, one of the isolated operation detection devices according to the present invention is as follows. (A) One time of the fundamental wave of the distribution system from the distribution line to the service line having the distributed power supply A current injection device for injecting injection currents of a plurality of orders different in order from each other, and A supply stop detection device that measures the impedance or admittance of one or more injection orders out of the injection orders and detects that the power supply from the host system has been stopped based on a change in the impedance or admittance. And (c) the current injection device is connected in series to a square wave voltage generator for generating the non-integer multiple order square wave voltage and an output line of the square wave voltage generator. And a series resonant circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator. In addition, an injection current containing a plurality of orders of injection current having different orders as components is injected.
なお、この明細書において奇数倍とは、1倍、3倍、5倍、7倍、・・・である。 In this specification, the odd number is 1 time, 3 times, 5 times, 7 times,...
この単独運転検出装置によれば、電流注入装置は、前記非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するので、方形波電圧発生器と直列共振回路とを備える1台の電流注入装置によって、実質的に複数次数の注入電流を注入することができる。 According to this isolated operation detection device, the current injection device injects an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are non-integer multiple orders and different orders from each other, so that a square wave voltage generator And a series resonance circuit, it is possible to substantially inject a plurality of orders of injection current by a single current injection device.
上記第1および第2の目的を達成するために、この発明に係る単独運転検出装置の他のものは、(a)前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、(b)前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスを計測し、当該インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ(c)前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものであり、(d)前記供給停止検出装置は、前記複数の注入次数の内から、前記引込線における各注入次数の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における前記インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出するものである、ことを特徴としている。 In order to achieve the above first and second objects, the other of the isolated operation detection device according to the present invention is as follows: (a) a distribution line from the distribution line to the distributed power supply facility has a basic power distribution system; A current injection device that injects injection currents of a plurality of orders that are non-integer multiple orders greater than one wave and have different orders, and (b) the distribution system as viewed from a power receiving point of the distributed power supply facility A supply stop detection device that measures impedance or admittance of one or more injection orders out of the plurality of injection orders and detects that power supply from the host system has been stopped based on a change in the impedance or admittance And (c) the current injection device includes a square wave voltage generator for generating a square wave voltage of the non-integer multiple order and an output line of the square wave voltage generator. And a series resonant circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of a square wave voltage generated from the square wave voltage generator, and having an inductor and a capacitor connected to the non-integer multiple Injecting an injection current containing a plurality of orders of injection currents of different orders that are of the fourth order or higher, and (d) the supply stop detection device includes the plurality of injection orders. From the following, the injection order of 1 or more is selected in descending order of the voltage value of each injection order in the lead-in line, and the power supply from the upper system is stopped due to the change in the impedance or admittance in the selected injection order. It is a feature to detect.
この単独運転検出装置によれば、電流注入装置は、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を高調波成分として含有する注入電流を注入するので、方形波電圧発生器と直列共振回路とを備える1台の電流注入装置によって、実質的に複数次数の注入電流を注入することができる。 According to this isolated operation detection device, the current injection device injects an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are of the non-integer multiple order and different in order from the fourth order as harmonic components. A single current injection device including a square wave voltage generator and a series resonance circuit can substantially inject an injection current of a plurality of orders.
しかも、電流注入装置から、実質的に、4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入するので、その注入次数の内でたまたま配電系統における直列共振次数と一致したものがあって、分散電源の単独運転時に当該一致した注入次数の電圧が大きくならなくても、それ以外の注入次数の電圧は予定どおり大きくなる。 In addition, since a plurality of orders of injection currents that are substantially different from each other in the fourth order or higher are injected from the current injection device, some of the injection orders happen to coincide with the series resonance order in the distribution system. Even if the voltage of the corresponding injection order does not increase during the single operation of the distributed power source, the voltages of the other injection orders increase as planned.
そして供給停止検出装置は、複数の注入次数の内から、引込線における各注入次数の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択して単独運転検出に用いるので、上記直列共振次数と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転検出を行うことができる。 And since the supply stop detection device selects one or more injection orders from the plurality of injection orders in the descending order of the voltage value of each injection order in the lead-in line and uses it for isolated operation detection, it coincides with the series resonance order. Independent operation detection can be performed by automatically selecting an injection order that avoids the injection order.
前記供給停止検出装置は、(a)前記複数の注入次数の前記インピーダンスまたはアドミタンスをそれぞれ計測し、当該各注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを各注入次数ごとに判定する複数の判定手段と、(b)前記複数の注入次数の内から、前記引込線における各注入次数の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段と、(c)前記次数選択手段によって選択された注入次数についての前記判定手段からの出力のみを有効化する有効化手段とを備えていても良い。 The supply stop detection device (a) measures the impedance or admittance of the plurality of injection orders, respectively, and determines that the power supply from the host system has stopped due to a change in the impedance or admittance of each injection order. A plurality of determination means for determining for each injection order; and (b) an order selection means for selecting one or more injection orders in descending order of the voltage value of each injection order in the lead-in line from the plurality of injection orders; (C) You may provide the validation means which validates only the output from the said determination means about the injection | pouring order selected by the said order selection means.
上記第1および第2の目的を達成するために、この発明に係る単独運転検出装置の更に他のものは、(a)前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、(b)前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のアドミタンスを計測し、当該アドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ(c)前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものであり、(d)前記供給停止検出装置は、前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記アドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における前記アドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出するものである、ことを特徴としている。 In order to achieve the first and second objects described above, still another independent operation detection device according to the present invention includes: (a) a lead-in line from the distribution line to the distributed power source holding facility, A current injection device that injects injection currents of a plurality of orders that are non-integer multiple orders that are larger than one time of the fundamental wave and that have different orders from each other; and (b) the distribution as viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility A supply stop detection device for measuring the admittance of one or more injection orders among the plurality of injection orders of the system and detecting that the power supply from the higher system is stopped from the change of the admittance And (c) the current injection device includes a square wave voltage generator for generating a square wave voltage of the non-integer multiple order, and an inductor and a capacitor connected in series to an output line of the square wave voltage generator. And a series resonant circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator, the non-integer multiple order, and 4 Injecting an injection current containing a plurality of orders of injection currents of different orders from each other as a component, and (d) the supply stop detection device is configured to select each of the injection orders from the plurality of injection orders. One or more injection orders are selected in ascending order of absolute value of the admittance, and it is detected from the change of the admittance in the selected injection order that the power supply from the upper system is stopped. It is said.
この単独運転検出装置によれば、電流注入装置は、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を高調波成分として含有する注入電流を注入するので、方形波電圧発生器と直列共振回路とを備える1台の電流注入装置によって、実質的に複数次数の注入電流を注入することができる。 According to this isolated operation detection device, the current injection device injects an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are of the non-integer multiple order and different in order from the fourth order as harmonic components. A single current injection device including a square wave voltage generator and a series resonance circuit can substantially inject an injection current of a plurality of orders.
しかも、電流注入装置から、実質的に、4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入するので、その注入次数の内でたまたま配電系統における直列共振次数と一致したものがあって、分散電源の単独運転時に当該一致した注入次数のアドミタンスが小さくならなくても、それ以外の注入次数のアドミタンスは予定どおり小さくなる。 In addition, since a plurality of orders of injection currents that are substantially different from each other in the fourth order or higher are injected from the current injection device, some of the injection orders happen to coincide with the series resonance order in the distribution system. Even if the admittance of the corresponding injection order does not decrease during the independent operation of the distributed power source, the admittance of the other injection orders decreases as planned.
そして供給停止検出装置は、複数の注入次数の内から、各注入次数のアドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択して単独運転検出に用いるので、上記直列共振次数と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転検出を行うことができる。 Since the supply stop detection device selects one or more injection orders from the plurality of injection orders in order of decreasing absolute value of the admittance of each injection order and uses it for the isolated operation detection, the injection that matches the series resonance order is used. Independent operation detection can be performed by automatically selecting an injection order avoiding the order.
前記供給停止検出装置は、(a)前記複数の注入次数の前記アドミタンスをそれぞれ計測し、当該各注入次数のアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを各注入次数ごとに判定する複数の判定手段と、(b)前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記アドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段と、(c)前記次数選択手段によって選択された注入次数についての前記判定手段からの出力のみを有効化する有効化手段とを備えていても良い。 The supply stop detection device (a) measures each of the admittances of the plurality of injection orders, and indicates that the power supply from the upper system has been stopped for each injection order from a change in the admittance of each injection order. A plurality of determination means for determining; and (b) order selection means for selecting one or more injection orders from the plurality of injection orders in ascending order of absolute value of the admittance of each injection order, and (c) the order An enabling means for validating only the output from the determining means for the injection order selected by the selecting means may be provided.
上記第1および第2の目的を達成するために、この発明に係る単独運転検出装置の更に他のものは、(a)前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、(b)前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスを計測し、当該インピーダンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ(c)前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものであり、(d)前記供給停止検出装置は、前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記インピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における前記インピーダンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出するものである、ことを特徴としている。 In order to achieve the first and second objects described above, still another independent operation detection device according to the present invention includes: (a) a lead-in line from the distribution line to the distributed power source holding facility, A current injection device that injects injection currents of a plurality of orders that are non-integer multiple orders that are larger than one time of the fundamental wave and that have different orders from each other; and (b) the distribution as viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility A supply stop detection device for measuring the impedance of one or more injection orders of the plurality of injection orders of the system and detecting that the power supply from the higher-order system is stopped from the change in the impedance; And (c) the current injection device includes a square wave voltage generator for generating the square wave voltage of the non-integer multiple order, an inductor connected to the output line of the square wave voltage generator, and a inductor connected in series. And a series resonance circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator, and having the non-integer multiple order and 4 Injecting an injection current containing a plurality of orders of injection currents of different orders from each other as a component, and (d) the supply stop detection device is configured to select each of the injection orders from the plurality of injection orders. One or more injection orders are selected in descending order of the absolute value of the impedance, and it is detected from the change in the impedance at the selected injection order that the power supply from the upper system is stopped. It is said.
この単独運転検出装置によれば、電流注入装置は、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を高調波成分として含有する注入電流を注入するので、方形波電圧発生器と直列共振回路とを備える1台の電流注入装置によって、実質的に複数次数の注入電流を注入することができる。 According to this isolated operation detection device, the current injection device injects an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are of the non-integer multiple order and different in order from the fourth order as harmonic components. A single current injection device including a square wave voltage generator and a series resonance circuit can substantially inject an injection current of a plurality of orders.
しかも、電流注入装置から、実質的に、4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入するので、その注入次数の内でたまたま配電系統における直列共振次数と一致したものがあって、分散電源の単独運転時に当該一致した注入次数のインピーダンスが大きくならなくても、それ以外の注入次数のインピーダンスは予定どおり大きくなる。 In addition, since a plurality of orders of injection currents that are substantially different from each other in the fourth order or higher are injected from the current injection device, some of the injection orders happen to coincide with the series resonance order in the distribution system. Even if the impedance of the corresponding injection order does not increase during the independent operation of the distributed power source, the impedance of the other injection orders increases as planned.
そして供給停止検出装置は、複数の注入次数の内から、各注入次数のインピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択して単独運転検出に用いるので、上記直列共振次数と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転検出を行うことができる。 The supply stop detection device selects one or more injection orders from the plurality of injection orders in descending order of the absolute value of the impedance of each injection order and uses it for isolated operation detection. Therefore, the injection stop coincides with the series resonance order. Independent operation detection can be performed by automatically selecting an injection order avoiding the order.
前記供給停止検出装置は、(a)前記複数の注入次数の前記インピーダンスをそれぞれ計測し、当該各注入次数のインピーダンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを各注入次数ごとに判定する複数の判定手段と、(b)前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記インピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段と、(c)前記次数選択手段によって選択された注入次数についての前記判定手段からの出力のみを有効化する有効化手段とを備えていても良い。 The supply stop detection device (a) measures the impedance of each of the plurality of injection orders, and determines that the power supply from the upper system has been stopped for each injection order from the change in impedance of each injection order. A plurality of determination means for determining; (b) an order selection means for selecting one or more injection orders in descending order of the absolute value of the impedance of each injection order from among the plurality of injection orders; and (c) the order An enabling means for validating only the output from the determining means for the injection order selected by the selecting means may be provided.
前記電流注入装置は、前記直列共振回路よりも出力側において前記方形波電圧発生器の出力ラインに並列に接続されたコンデンサおよび同出力ラインに直列に接続されたインダクタを有しておりかつ前記方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する並列共振回路を更に備えており、しかも当該並列共振回路の共振周波数と前記直列共振回路の共振周波数とを互いに異なる周波数にしているものでも良い。 The current injection device has a capacitor connected in parallel to the output line of the square wave voltage generator on the output side of the series resonant circuit, and an inductor connected in series to the output line. A parallel resonance circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of the square wave voltage frequency generated from the wave voltage generator, and the resonance frequency of the parallel resonance circuit and the resonance frequency of the series resonance circuit are mutually Different frequency may be used.
請求項1に記載の発明によれば、方形波電圧発生器と直列共振回路とを備える1台の電流注入装置によって、実質的に複数の次数の注入電流を注入することができるので、複数次数の注入電流を注入する電流注入装置の構成が簡素になり、電流注入装置の小型化が可能になる。 According to the first aspect of the present invention, since a plurality of orders of injected current can be substantially injected by a single current injection device including a square wave voltage generator and a series resonant circuit, a plurality of orders. The structure of the current injection device for injecting the injection current is simplified, and the current injection device can be downsized.
しかも、電流注入装置内に上記のような共振周波数を有する直列共振回路を設けることによって、注入電流に含まれる複数の所望次数成分を大きくして分散電源の単独運転の検出精度を高めることができると共に、必要以上に高い高調波成分が配電系統に注入されて配電系統に悪影響が及ぶことを抑制することができる。 In addition, by providing a series resonance circuit having the above resonance frequency in the current injection device, it is possible to increase a plurality of desired order components included in the injection current and to improve the detection accuracy of the isolated operation of the distributed power source. At the same time, it is possible to prevent the harmonic component that is higher than necessary from being injected into the power distribution system and adversely affecting the power distribution system.
請求項2〜7に記載の発明によれば、上記のような電流注入装置を備えているので、請求項1に記載の発明と同様の効果を奏する。
According to the invention described in
しかも、上記のような電流注入装置および供給停止検出装置を備えているので、配電系統における直列共振と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して分散電源の単独運転検出を行うことができる。その結果、4次以上の注入次数を使用し、しかも配電系統における直列共振現象の影響を排除して分散電源の単独運転を精度良く検出することができる。 In addition, since the current injection device and the supply stop detection device as described above are provided, it is possible to automatically select the injection order that avoids the injection order that coincides with the series resonance in the distribution system and to detect the independent operation of the distributed power source. Can do. As a result, it is possible to detect the isolated operation of the distributed power supply with high accuracy by using an injection order of the fourth order or higher and eliminating the influence of the series resonance phenomenon in the power distribution system.
更に、4次以上の注入次数を使用することによって、従来の4次未満の注入次数を使用する場合に比べて、注入電流を大きくしなくても、注入次数成分の電圧、インピーダンスまたはアドミタンスの計測が容易になり高精度になるので、単独運転を精度良く検出することができるようになる。従って、注入電流を大きくしなくて済むぶん、電流注入装置の容量を小さくして、電流注入装置の小型化ひいては単独運転検出装置の小型化が可能になる。 Furthermore, by using an injection order of 4th order or higher, it is possible to measure the voltage, impedance or admittance of the injection order component without increasing the injection current as compared with the case of using an injection order of less than 4th order. Since it becomes easy and becomes highly accurate, it becomes possible to detect an isolated operation with high accuracy. Therefore, if it is not necessary to increase the injection current, the capacity of the current injection device can be reduced, and the current injection device can be downsized, and thus the isolated operation detection device can be downsized.
請求項8に記載の発明によれば、電流注入装置内に上記のような共振周波数を有する並列共振回路を更に設けたことによって、注入電流に含まれていて大きさがある程度大きい所望次数成分の数をより多くすることができる、という更なる効果を奏する。 According to the eighth aspect of the present invention, the parallel injection circuit having the resonance frequency as described above is further provided in the current injection device, so that the desired order component included in the injection current and having a certain size can be obtained. There is a further effect that the number can be increased.
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。 FIG. 1 is a single-line connection diagram showing an example of a power distribution system including a distributed power supply isolated operation detection device according to the present invention.
この配電系統は、上位系統2に変電所4を介して配電線10が接続された構成をしている。変電所4は、変圧器6と、その2次側と配電線10とを接続する遮断器8とを備えている。なお、電圧が7kVを超える特別高圧の場合の配電線は、特別高圧電線路と呼ばれるが、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。
This distribution system has a configuration in which a
配電線10は、この例では、特別高圧(即ち電圧が7kV超)の配電線であり、その電圧は、例えば11kV、22kV、33kV、66kV、77kVである。但し配電線10は、高圧(即ち電圧が7kV以下)の配電線でも良く、その場合の電圧は、例えば3.3kV、6.6kVである。
In this example, the
配電線10には、この例では特高需要家設備12、分散電源を有する分散電源保有設備14および高圧配電バンク16が接続されている。
In this example, the
高圧配電バンク16は、前述したように、高圧バンク変圧器42、高圧需要家設備44およびL無し力率改善用コンデンサ46を有している。
As described above, the high-
この例では、配電線10に受電点Pで接続された分散電源保有設備14内に、以下に説明するような単独運転検出装置30を設けている。
In this example, an isolated operation detection device 30 as described below is provided in the distributed
分散電源保有設備14においては、その受電点Pに引込線18および遮断器20を介して構内母線22が接続されている。この構内母線22に、構内負荷24および変圧器26を介して分散電源28が接続されており、分散電源28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。
In the distributed
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28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28の単独運転を確実に検出し、更には遮断器20を開放して分散電源28を配電系統から切り離す(解列する)必要がある。
In the event of a system fault or the like, the
そのために、この実施形態ではこの分散電源保有設備14内に、分散電源28の単独運転を検出する単独運転検出装置30を設けている。この単独運転検出装置30は、電流注入装置32と、供給停止検出装置34とを備えている。
Therefore, in this embodiment, an isolated operation detection device 30 for detecting the isolated operation of the distributed
引込線18には、当該引込線18における電圧および電流を計測する計器用変圧器38および計器用変流器40が接続されており、これら38、40で計測して得られる計測電圧Vt および計測電圧It が供給停止検出装置34に供給される。
An
電流注入装置32は、この例では電圧整合用の変圧器36を介して、引込線18に、ひいては受電点Pおよび配電線10に、当該配電系統の基本波電圧の非整数倍次数(即ち帯小数次数)mであってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分(基本波成分および高調波成分)として含有する注入電流Jm を注入するものである。
In this example, the
まず、電流注入装置32について詳述する。この電流注入装置32のより具体例を図2に示す。この電流注入装置32は、前記非整数倍次数m(例えば2.3次、2.5次等)の方形波電圧RVm を発生する方形波電圧発生器50と、この方形波電圧発生器50の出力ラインに直列に接続されたコンデンサ52およびインダクタ53を有する直列共振回路(直列LC共振回路)54とを備えている。この直列共振回路54は、方形波電圧発生器50から発生させる方形波電圧RVm の周波数の奇数(1、3、5、7、・・・)倍とは異なる(換言すれば、奇数倍から離れた)共振周波数を有している。この直列共振回路54は、このような共振周波数を有している点で、前記非特許文献1に記載されている前記直列LC共振回路とは大きく異なる。
First, the
このような1台の電流注入装置32によって、実質的に複数次数の注入電流を注入することができる。より具体的には、上記非整数倍次数mの奇数倍の次数の注入電流を成分として含有する注入電流Jm を注入することができる。換言すれば、これら複数次数の注入電流を合成した注入電流Jm を注入することができる。例えば、上記非整数倍次数mが2.5次の場合、配電系統の基本波を基準にして2.5次、7.5次、12.5次、17.5次等の注入電流を成分として含有する注入電流Jm を注入することができる。この原理を図6〜図14を参照して説明する。
With such a single
図6は、前記方形波電圧発生器50と直列共振回路54とから成るモデル回路図である。この回路は、方形波電圧発生器50からの方形波電圧RVm によって、直列共振回路54を通して、注入電流Jm を流す(出力する)ことができる。方形波電圧RVm は、方形波のフーリエ級数展開式に従って次式で表される。ここで、方形波電圧RVm の大きさは1としている。tは時間、mは方形波電圧RVm の前記次数、fm はその周波数、ωm はその角周波数(ωm =2πfm )である。nは、前記非整数倍次数mを1次(即ち基本波。以下同様)とする次数であり、奇数の自然数(1、3、5、7、・・・)である。従って、以下の電圧、電流は、配電系統の基本波を基準にすると、n・m次となる。
FIG. 6 is a model circuit diagram including the square
[数1]
RVm ={4/π}・{sinωmt+(1/3)sin3ωmt
+(1/5)sin5ωmt+・・・+(1/n)sinnωmt}
[Equation 1]
RV m = {4 / π} · {sinω m t + (1/3) sin3ω m t
+ (1/5) sin5ω m t +... + (1 / n) sinnω m t}
上記式は、方形波電圧RVm が、下記の電圧を成分として含有していて、これらの電圧を合成したものであることを示している。 The above formula indicates that the square wave voltage RV m contains the following voltages as components and is a combination of these voltages.
(1)基本波(1次)周波数fm の電圧V1 ・・・大きさ4/π
(2)3次高調波周波数3fm の電圧V3 ・・・大きさ4/3π
(3)5次高調波周波数5fm の電圧V5 ・・・大きさ4/5π
・・・
(4)n次高調波周波数nfm の電圧Vn ・・・大きさ4/nπ
(1) the fundamental (primary) frequency f voltage of m V 1 · · ·
(2) third harmonic voltage V 3 · · · the magnitude of the
(3) fifth harmonic frequency 5f voltage of m V 5 · · ·
...
(4) the voltage of the n-th harmonic frequency nf m V n · · ·
次に、直列共振回路54の各次数nのインピーダンスZn は次式で表される。ここで、Cはコンデンサ52の静電容量、Lはインダクタ53のインダクタンスであり、jは虚数単位である。
Next, the impedance Z n of each order n of the
[数2]
Zn ={1−(nω)2 LC}/jnωC
[Equation 2]
Z n = {1- (nω) 2 LC} / jnωC
従って、次数nの電流In は次式で表される。 Accordingly, the current I n of order n is expressed by the following equation.
[数3]
In =Vn /Zn
=(4/nπ)/[{1−(nω)2 LC}/jnωC]
=j(4/π)ωC/{1−(nω)2 LC}
|In |=(4/π)ωC/|1−(nω)2 LC|
[Equation 3]
I n = V n / Z n
= (4 / nπ) / [{1- (nω) 2 LC} / jnωC]
= J (4 / π) ωC / {1- (nω) 2 LC}
| I n | = (4 / π) ωC / | 1- (nω) 2 LC |
上記式は、注入電流Jm が、下記の複数の各次数の電流を成分として含有するものであることを示している。換言すれば、下記電流を合成したものとして流れることを示している。 The above equation, the injection current J m have shown that those containing a plurality of currents of the order of the following as a component. In other words, the current flows as a combination of the following currents.
(1)基本波(1次)周波数fm の電流I1 ・・・大きさ(4/π)ωC/|1−(ω2 LC)|
(2)3次高調波周波数3fm の電流I3 ・・・大きさ(4/π)ωC/|1−9(ω2 LC)|
(3)5次高調波周波数5fm の電流I5 ・・・大きさ(4/π)ωC/|1−25(ω2 LC)|
・・・
(4)n次高調波周波数nfm の電流In ・・・大きさ(4/π)ωC/|1−n2(ω2 LC)|同上
(1) the fundamental (primary) frequency f current I 1 · · · size of m (4 / π) ωC / | 1- (
(2) third harmonic currents I 3 · · · magnitude of the frequency 3f m (4 / π) ωC / | 1-9 (
(3) the current I 5 · · · magnitude of the fifth harmonic frequency 5f m (4 / π) ωC / | 1-25 (
...
(4) n-th harmonic frequency nf current I n · · · size of m (4 / π) ωC / | 1-n 2 (
この場合、仮に、直列共振回路54の共振周波数が、方形波電圧RVm の周波数fm の奇数倍、例えば3fm (即ち上記次数n=3)と一致していると、直列共振回路54における直列共振によって、その奇数倍の電流I3 の上記大きさの分母のみが0近くになって、注入電流Jm の成分は3次高調波周波数3fm のみとなり、一つの次数3m次の注入電流しか流すことができない。前記非特許文献1に記載されている電流注入回路は、この方式によるものである。
In this case, if the resonant frequency of the series
これに対して、この実施形態では、直列共振回路54の共振周波数を、方形波電圧RVm の周波数fm の奇数倍とは異ならせているので、直列共振回路54の共振周波数に近い複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流Jm を流すことができる。これを詳述すると、直列共振回路54の共振周波数が方形波電圧RVm の周波数fm の奇数倍と異なっていても、次の2条件を満たす周波数成分の電流は、比較的多く流すことができる。即ち、当該2条件を満たす次数の注入電流を比較的大きな値の成分として含有する注入電流Jm を流すことができる。
On the other hand, in this embodiment, the resonance frequency of the
(a)直列共振回路54の共振周波数に近いこと。
(b)方形波電圧RVm にその周波数成分が多く含まれていること。
(A) Close to the resonance frequency of the
(B) The square wave voltage RV m contains a large number of frequency components.
図9に示すように、方形波電圧RVm には、上記次数nで言えば、1次、3次、5次、7次、9次、11次の成分が多く含まれており、これらは上記(b)の条件を満たしている。 As shown in FIG. 9, the square wave voltage RV m includes many first-order, third-order, fifth-order, seventh-order, ninth-order, and eleventh-order components in terms of the order n. The condition (b) is satisfied.
一方、上記(a)の条件を満たすのは、典型的には、直列共振回路54の共振周波数(換言すれば共振次数)のすぐ下側およびすぐ上側の奇数倍次数であり、もう少し範囲を広げるとしても、せいぜい直列共振回路54の共振次数の二つ下側および二つ上側の奇数倍次数までである。
On the other hand, the condition that satisfies the condition (a) is typically the odd multiple order immediately below and just above the resonance frequency (in other words, the resonance order) of the
従って、例えば、直列共振回路54の共振次数を、上記次数n=4.5として4.5m次とすると、3m次成分および5m次成分を大きな値の成分として含有する注入電流Jm を流すことができる。また、この注入電流Jm には、1m次成分および7m次成分も比較的大きな値で含まれている(図11も参照)。
Therefore, for example, when the resonance order of the
なお、現実の電気回路には必ず抵抗分が存在するので、小さな値の抵抗56を出力ラインに直列に挿入した、より現実に近いモデル回路を図7に示す。図2に示す電流注入装置32は、等価的にはこの回路に近いものである。またこの回路でシミュレーションを行った方形波電圧RVm 、注入電流Jm の波形とその周波数特性を図8〜図11に示す。
Since an actual electric circuit always has a resistance component, FIG. 7 shows a more realistic model circuit in which a small-
ここで、方形波電圧RVm の周波数fm は150Hz(即ち、配電系統の基本波を60Hzとすると2.5次。即ち、上記次数m=2.5)、大きさは100V、コンデンサ52の静電容量Cは225μF(リアクタンスは150Hzで約−j4.7Ω)、インダクタ53のインダクタンスLは0.3mH(リアクタンスは150Hzで約j0.28Ω)、抵抗56の抵抗値Rは0.1Ωとした。このコンデンサ52およびインダクタ53から成る直列共振回路54の共振周波数は650Hzである。即ち、方形波電圧RVm の周波数fm の4.33倍(即ち、上記次数n=4.33)である。
Here, the frequency f m of the square wave voltage RV m is 150 Hz (that is, 2.5th order when the fundamental wave of the distribution system is 60 Hz, ie, the order m = 2.5), the magnitude is 100 V, and the
図9に示すように、図8に示す方形波電圧RVm の周波数特性は、理論どおり、次数nの高調波成分の大きさが、基本波成分に対して1/nの割合で小さくなっている。 As shown in FIG. 9, the frequency characteristic of the square wave voltage RV m shown in FIG. 8 is that, as theoretically, the magnitude of the harmonic component of the order n is reduced at a ratio of 1 / n with respect to the fundamental wave component. Yes.
図7の回路に流れる注入電流Jm の波形を図10に示す。これは、正弦波状でもパルス状でもなく、強いて言えば位相跳躍を持つ共振波形と言うことができる。 The waveform of the injection current J m flowing in the circuit of FIG. 7 is shown in FIG. 10. This is neither a sine wave nor a pulse shape, and it can be said that it is a resonance waveform having a phase jump.
図10に示す注入電流Jm の周波数特性を図11に示す。上記次数nで言って3次(上記次数mを用いると3m次)および5次(同5m次)の高調波成分が大きいのに対して、7次(同7m次)以上の高調波成分は非常に小さくなっている。 FIG. 11 shows the frequency characteristics of the injection current J m shown in FIG. The harmonic component of the third order (3m order if the above order m is used) and the fifth order (same 5m order) as compared to the order n is large, whereas the harmonic component of the seventh order (same 7m order) or more is It is very small.
これからも分かるように、電流注入装置32に上記のような共振周波数を有する直列共振回路54を用いることによって、注入電流Jm に含まれる複数の所望次数成分(例えば3m次および5m次)を大きくして分散電源28の単独運転の検出精度を高めることができると共に、必要以上に高い高調波成分が配電系統に注入されて配電系統に悪影響が及ぶ(例えば系統電圧を歪ませる)ことを抑制することができる。
As can be seen from this, by using a
しかも、図2に示す1台の電流注入装置32によって、即ち方形波電圧発生器50と直列共振回路54とを備える1台の電流注入装置32によって、実質的に複数の次数の注入電流を注入することができるので、複数次数の注入電流を注入する電流注入装置32の構成が簡素になり、電流注入装置32の小型化が可能になる。
Moreover, injection currents of a plurality of orders are substantially injected by the single
なお、電流注入装置32のコンデンサ52、インダクタ53と比較して、変圧器36等を含めた配電系統側の回路要素のインピーダンスは遙かに低いので、配電系統側の回路要素のインピーダンスは前記特性に殆ど影響を与えないと言える。
Since the impedance of the circuit elements on the distribution system side including the
また、前記非整数倍次数mのn倍の次数が、配電系統の基本波の整数倍とならないかとの懸念について検討すると、例えば非整数倍次数mを上記例のように2.5次とすると、その奇数高調波成分の、配電系統の基本波を基準にした次数は下記となる。 Further, considering the concern that the order of n times the non-integer multiple order m may be an integral multiple of the fundamental wave of the distribution system, for example, if the non-integer multiple order m is 2.5 order as in the above example, The order of the odd harmonic component based on the fundamental wave of the distribution system is as follows.
(1)3次高調波(3m)の場合・・・7.5次
(2)5次高調波(5m)の場合・・・12.5次
(3)7次高調波(7m)の場合・・・17.5次
(1) 3rd harmonic (3m) ... 7.5th order (2) 5th harmonic (5m) ... 12.5th order (3) 7th harmonic (7m) ... 17.5th order
このように、次数mは非整数倍次数であるので、任意の奇数の次数nで配電系統基本波次数の整数倍となることを避けることができる。即ち、任意の奇数の次数nに対して、必ず非整数倍次数とすることができる。 Thus, since the order m is a non-integer multiple order, it can be avoided that an arbitrary odd order n is an integral multiple of the distribution system fundamental wave order. That is, for any odd order n, a non-integer multiple order can always be used.
また、上記説明からも分かるように、上記電流注入装置32によれば、1台の電流注入装置32によって、実質的に、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を高調波成分として含有する注入電流Jm を注入することができる。
Further, as can be seen from the above description, according to the
電流注入装置32は、その方形波電圧発生器50から発生させる方形波電圧RVm の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数をそれぞれ有し、しかも当該共振周波数が互いに異なる共振回路を2段に接続した構成としても良い。即ち、電流注入装置32は、例えば図12にシミュレーションモデル回路を示すように、前記直列共振回路54よりも出力側において方形波電圧発生器50の出力ラインに並列に接続されたコンデンサ57および同出力ラインに直列に接続されたインダクタ58を有しておりかつ方形波電圧発生器50から発生させる方形波電圧RVm の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する並列共振回路(並列LC共振回路)60を更に備えており、しかも当該並列共振回路60の共振周波数と直列共振回路54の共振周波数とを互いに異なる周波数にした構成のものでも良い。注入電流Jm は、実際の電流注入装置32では、図2の例の場合と同様に、変圧器36を経由して出力される。
The
図12の回路に流れる注入電流Jm の波形も、図13に示すように、位相跳躍を持つ共振波形と言うことができる。 The waveform of the injection current J m flowing through the circuit of Figure 12 also, as shown in FIG. 13, it can be said that the resonance waveform with a phase jump.
図13に示す注入電流Jm の周波数特性を図14に示す。上記次数nで言って3次(上記次数mを用いると3m次)、5次(同5m次)および7次(同7m次)の高調波成分の値が大きいのに対して、9次(同9m次)以上の高調波成分の値は非常に小さくなっている。 FIG. 14 shows the frequency characteristics of the injection current J m shown in FIG. In terms of the above-mentioned order n, the third-order (3m-order using the above-mentioned order m), the fifth-order (same-order 5m-order), and the seventh-order (same-order 7m-order) harmonic component values are large, while the ninth-order ( The value of higher harmonic components than the 9th order) is very small.
これから分かるように、上記のように互いに異なる共振周波数を有するLC共振回路を2段(即ち直列共振回路54および並列共振回路60)設けることによって、注入電流Jm に含まれていて大きさがある程度大きい所望次数成分の数を、図2、図7の例よりも多くすることができる。しかも、次数の大きな不所望の高調波成分を急激に小さくすることができる。
As can be seen, by providing two stages of LC resonant circuits having different resonant frequencies, as described above (i.e. the series
次に、図1中の供給停止検出装置34について詳述する。上記のようにして電流注入装置32から実質的に複数次数の注入電流を注入する場合、供給停止検出装置34としては、前記分散電源保有設備14の受電点Pから眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスを計測し、当該インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統2からの電力供給が停止したことを検出する公知の供給停止検出装置(例えば、前記特許文献1に記載の供給停止検出装置)を使用しても良い。
Next, the supply
しかし、注入次数および計測(検出)次数として4次以上を使用する場合は、以下に述べるような供給停止検出装置34を採用するのが好ましい。
However, when the fourth order or higher is used as the injection order and the measurement (detection) order, it is preferable to employ a supply
以下の実施形態では、上記4次以上の複数の次数が三つの場合を例に説明するけれども、この発明は三つに限られるものではない。三つの非整数倍次数(即ち注入次数)をm1、m2、m3とする。これらは、例えば前述した7.5次、12.5次、17.5次(いずれも配電系統の基本波を基準)であるが、これに限られるものではない。 In the following embodiment, the case where the plurality of orders of the fourth or higher order is three will be described as an example, but the present invention is not limited to three. Three non-integer multiple orders (that is, injection orders) are m1, m2, and m3. These are, for example, the above-mentioned 7.5th order, 12.5th order, and 17.5th order (both are based on the fundamental wave of the distribution system), but are not limited thereto.
供給停止検出装置34は、前記複数の注入次数の内から、具体的にはこの実施形態では前記三つの注入次数m1、m2、m3の内から、以下に述べる手段によって1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における、前記受電点Pから眺めた配電系統のインピーダンスまたはアドミタンスを上記計測電圧Vt および計測電流It に基づいて算出し、当該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2からの電力供給が停止したことを判定して、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28の単独運転を表す供給停止検出信号Sを出力するものである。この例では、この供給停止検出信号Sに応答して遮断器20が開放される。
The supply
上記1以上の注入次数を選択する手段には、大別して以下の三つがある。 The means for selecting the one or more injection orders are roughly divided into the following three.
(1)引込線18における各注入次数m1、m2、m3の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択する手段。
(1) Means for selecting one or more injection orders in descending order of the voltage values of the respective injection orders m1, m2, and m3 in the lead-in
(2)各注入次数m1、m2、m3の前記アドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択する手段。 (2) Means for selecting one or more injection orders in ascending order of absolute values of the admittances of the respective injection orders m1, m2, and m3.
(3)各注入次数m1、m2、m3の前記インピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択する手段。 (3) Means for selecting one or more injection orders in descending order of the absolute value of the impedance of each of the injection orders m1, m2, and m3.
供給停止検出装置34のより具体例を図3に示す。この供給停止検出装置34は、上記(1)の選択手段を採用した場合の例である。
A more specific example of the supply
この供給停止検出装置34は、上記計測電圧Vt 、計測電流It を受けて、後述する離散フーリエ変換器71〜76でのサンプリングに不要な成分を除去するローパスフィルタ62、64と、それから出力されるアナログの電圧、電流をディジタルに変換して電圧Vd 、電流Id をそれぞれ出力するAD変換器66、68とを備えている。このAD変換器66、68から出力される電圧Vd 、電流Id は、電圧用の三つの離散フーリエ変換器71〜73、電流用の三つの離散フーリエ変換器74〜76にそれぞれ供給される。
The
離散フーリエ変換器71〜73は、計測電圧Vt をディジタル化した上記電圧Vd をそれぞれフーリエ変換して、上記三つの次数m1、m2、m3の電圧Vm1、Vm2、Vm3をそれぞれ抽出して出力する。
離散フーリエ変換器74〜76は、計測電流It をディジタル化した上記電流Id をそれぞれフーリエ変換して、上記三つの注入次数m1、m2、m3の電流Im1、Im2、Im3をそれぞれ抽出して出力する。
なお、上記電圧Vm1〜Vm3、電流Im1〜Im3、後述するアドミタンスYm1〜Ym3、インピーダンスZm1〜Zm3は、いずれも複素数の形で表される。 The voltages V m1 to V m3 , currents I m1 to I m3 , admittances Y m1 to Y m3 , and impedances Z m1 to Z m3 described later are all expressed in complex numbers.
離散フーリエ変換器71からの電圧Vm1および離散フーリエ変換器74からの電流Im1は演算器81に供給され、離散フーリエ変換器72からの電圧Vm2および離散フーリエ変換器75からの電圧Im2は演算器82に供給され、離散フーリエ変換器73からの電圧Vm3および離散フーリエ変換器76からの電流Im3は演算器83に供給される。各演算器81〜83は、供給された上記電圧および電流を用いて、各注入次数m1、m2、m3のアドミタンスYm1、Ym2、Ym3をそれぞれ次式に従って演算し、更にこの例ではそれらの絶対値|Ym1|、|Ym2|、|Ym3|を演算して出力し、それらを比較器86〜88にそれぞれ供給する。
The voltage V m1 from the
[数4]
Ym1=Im1/Vm1
Ym2=Im2/Vm2
Ym3=Im3/Vm3
[Equation 4]
Y m1 = I m1 / V m1
Y m2 = I m2 / V m2
Y m3 = I m3 / V m3
各比較器86〜88は、上記各アドミタンスの絶対値|Ym1|、|Ym2|、|Ym3|を所定の基準値R1 、R2 、R3 とそれぞれ比較して、前者(アドミタンスの絶対値)が後者(基準値)よりも小さいときに、出力S1 、S2 、S3 をそれぞれオンにする。これは、変電所遮断器8が開放されて上位系統2からの電力供給が停止して単独運転状態になると、配電線10に接続されていた変電所変圧器6の並列インピーダンスが無くなって、配電系統のインピーダンスが非常に大きくなる、換言すれば配電系統のアドミタンスが非常に小さくなるからである。これによって上位系統2からの電力供給を注入次数m1、m2、m3のそれぞれについて判定することができる。各基準値R1 、R2 、R3 の大きさは、例えば、連系運転時の各アドミタンスの絶対値|Ym1|、|Ym2|、|Ym3|のそれぞれ1/2程度にすれば良い。
Each of the
なお、上記出力S1 〜S3 、以下に述べる出力S4 〜S9 および出力E1 〜E3 をオンにするということは、論理値で言えば「1」にすることであり、オン時以外のオフ時は「0」にすることである。 Note that turning on the outputs S 1 to S 3 , the outputs S 4 to S 9 and the outputs E 1 to E 3 described below are “1” in terms of logical values, It is set to “0” when it is off except for.
各比較器86〜88からの出力S1 〜S3 は、カウンタ91〜93にそれぞれ供給される。各カウンタ91〜93は、各出力S1 〜S3 のオンの継続時間が所定の整定時間(例えば0.3秒〜1.0秒)以上でセット状態になって各出力S4 〜S6 をそれぞれオンにし、各出力S1 〜S3 がオフになるとリセットされると共に各出力S4 〜S6 をそれぞれオフにする。このようなカウンタ91〜93を設けておくと、単独運転以外の何らかの原因による前記アドミタンスの瞬時変動による誤検出を防止することができる。
Outputs S 1 to S 3 from the
上記ローパスフィルタ62、64、AD変換器66、68、離散フーリエ変換器71〜76、演算器81〜83、比較器86〜88およびカウンタ91〜93は、前記複数の注入次数m1〜m3の前記アドミタンスYm1〜Ym3をそれぞれ計測し、当該各注入次数m1〜m3のアドミタンスYm1〜Ym3の変化から、上位系統2からの電力供給が停止したことを各注入次数m1〜m3ごとに判定する複数(この例では三つ)の判定手段を構成している。
The low-
この供給停止検出装置34は、更に、前記複数の注入次数m1〜m3の内から、前記引込線18における各注入次数m1〜m3の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段を構成する次数選択器96を備えている。
The supply
より具体的には、この次数選択器96には、引込線18における各注入次数m1〜m3の電圧に対応する前記電圧Vm1〜Vm3が離散フーリエ変換器71〜73から供給(入力)される。この入力電圧Vm1、Vm2、Vm3は、出力E1 、E2 、E3 にそれぞれ対応している。次数選択器96は、各電圧Vm1〜Vm3の絶対値|Vm1|、|Vm2|、|Vm3|をそれぞれ演算する手段を有していて、当該絶対値|Vm1|、|Vm2|、|Vm3|の中で最大値を取るものに対応する一つの出力E1 、E2 またはE3 をオンにする。例えば、|Vm1|が最大値であれば、入力電圧Vm1に対応する出力E1 をオンにする。これによって、一つの注入次数m1が選択されたことになる。
More specifically, the
あるいは、次数選択器96は、上記絶対値|Vm1|、|Vm2|、|Vm3|の中から値の大きい順に2以上の対応する出力E1 、E2 またはE3 をオンにするものでも良い。例えば、|Vm1|が一番目に大きく、|Vm2|が二番目に大きいときに、入力電圧Vm1およびVm2にそれぞれ対応する出力E1 およびE2 をオンにする。これによって、二つの注入次数m1およびm2が選択されたことになる。
Alternatively, the
上記カウンタ91〜93からの出力S4 〜S6 および次数選択器96からの出力E1 〜E3 は、AND回路101〜103にそれぞれ入力される。AND回路101は、出力S4 およびE1 の論理積をとり、両出力S4 およびE4 が共にオンのときに出力S7 をオンにする。同様に、AND回路102は、出力S5 およびE2 が共にオンのときに出力S8 をオンにする。AND回路103は、出力S6 およびE3 が共にオンのときに出力S9 をオンにする。そして、上記出力S7 〜S9 が供給されるOR回路106は、これらの出力の論理和を取り、出力S7 〜S9 の内の少なくとも一つがオンのときに前記供給停止検出信号Sを出力する。
Outputs S 4 to S 6 from the
上記AND回路101〜103およびOR回路106は、次数選択器96によって選択された注入次数(m1〜m3の内の1以上)についての前記判定手段からの出力のみ(出力S4 〜S6 の内の1以上)を有効化する有効化手段を構成している。
The AND
以上のように、この単独運転検出装置30によれば、電流注入装置32から、実質的に、4次以上の互いに次数が異なる複数の次数m1〜m3の注入電流Jm を注入するので、その注入次数m1〜m3の内でたまたま配電系統における直列共振次数と一致したものがあって、例えば前述したように高圧配電バンク16を構成する高圧バンク変圧器42の誘導リアクタンスとL無し力率改善用コンデンサ46の容量リアクタンスとによって直列共振を起こす次数と一致したものがあって、分散電源28の単独運転時に当該一致した注入次数の電圧が大きくならなくても、それ以外の注入次数の電圧は予定どおり大きくなる。
As described above, according to this isolated operation detecting apparatus 30, from the
そして供給停止検出装置34は、複数の注入次数m1〜m3の内から、引込線18における各注入次数の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択して単独運転検出に用いるので、上記直列共振次数と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転検出を行うことができる。
Since the supply
その結果、従来困難であった4次以上の注入次数を使用し、しかも配電系統における直列共振現象の影響を排除して分散電源28の単独運転を精度良く検出することができる。
As a result, it is possible to accurately detect the isolated operation of the distributed
更に、4次以上の注入次数を使用することによって、従来の4次未満の注入次数を使用する場合に比べて、注入電流Jm を大きくしなくても、注入次数成分の電圧、インピーダンスまたはアドミタンスの計測が容易になり高精度になるので、単独運転を精度良く検出することができるようになる。従って、注入電流Jm を大きくしなくて済むぶん、電流注入装置32の容量を小さくして、電流注入装置32の小型化ひいては単独運転検出装置30の小型化が可能になる。
Further, by using an injection order higher than the fourth order, the voltage, impedance or admittance of the injection order component can be obtained without increasing the injection current J m compared to the case of using the injection order lower than the fourth order. This makes it easier to measure and makes it possible to detect islanding with high accuracy. Therefore, Bun need not to increase the injection current J m, by reducing the capacity of the
次に、供給停止検出装置34の構成を変えた他の実施形態を、上記実施形態との相違点を主体に説明する。
Next, another embodiment in which the configuration of the supply
次数選択手段を構成する次数選択器96として、上記例のように各注入次数m1〜m3の電圧Vm1〜Vm3の絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択するものの代わりに、図4に示す例のように、各注入次数m1〜m3の前記アドミタンスの絶対値|Ym1|、|Ym2|、|Ym3|が小さい順に1以上の注入次数を選択するものを用いても良い。
As the
図4中の次数選択器96は、上記絶対値|Ym1|、|Ym2|、|Ym3|の中から値の小さい順に、一つまたは2以上の対応する出力E1 、E2 、E3 をオンするものである。これによって、一つまたは2以上の注入次数mを選択することができる。
図4に示す供給停止検出装置34を用いる実施形態の場合も、電流注入装置32から4次以上の互いに次数が異なる複数の次数m1〜m3の注入電流Jm を注入するので、その注入次数m1〜m3の内でたまたま配電系統における直列共振次数と一致したものがあって、分散電源28の単独運転時に当該一致した注入次数のアドミタンスが小さくならなくても、それ以外の注入次数のアドミタンスは予定どおり小さくなる。
Also in the case of the embodiment using the supply
そして供給停止検出装置34は、複数の注入次数m1〜m3の内から、各注入次数のアドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択して単独運転検出に用いるので、上記直列共振次数と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転検出を行うことができる。
The supply
その結果、従来困難であった4次以上の注入次数を使用し、しかも配電系統における直列共振現象の影響を排除して分散電源28の単独運転を精度良く検出することができる。
As a result, it is possible to accurately detect the isolated operation of the distributed
更に上述したように、4次以上の注入次数を使用することによって、電流注入装置32の容量を小さくして、電流注入装置32の小型化ひいては単独運転検出装置30の小型化が可能になる。
Further, as described above, by using an injection order of the fourth or higher order, the capacity of the
また、アドミタンスとインピーダンスとは互いに逆数の関係にあるだけなので、例えば図5に示す例のように、複数の判定手段を構成する演算器81〜83において各注入次数m1、m2、m3のインピーダンスZm1、Zm2、Zm3をそれぞれ次式に従って演算し、更にそれらの絶対値|Zm1|、|Zm2|、|Zm3|を演算して出力し、それらを比較器86〜88において所定の基準値R4 、R5 、R6 とそれぞれ比較して、前者(インピーダンスの絶対値)が後者(基準値)よりも大きいときに、出力S1 、S2 、S3 をそれぞれオンにするようにしても良い。
Further, since the admittance and the impedance are only in a reciprocal relationship with each other, the impedance Z of each injection order m1, m2, m3 in the
[数5]
Zm1=Vm1/Im1
Zm2=Vm2/Im2
Zm3=Vm3/Im3
[Equation 5]
Z m1 = V m1 / I m1
Z m2 = V m2 / I m2
Z m3 = V m3 / I m3
上記のようにインピーダンスZm1〜Zm3を用いる場合、次数選択手段を構成する次数選択器96は、図3中に示した例のように電圧Vm1、Vm2、Vm3を用いるものでも良いし、図5中に示す例のようにインピーダンスZm1、Zm2、Zm3を用いるものでも良い。
When the impedances Z m1 to Z m3 are used as described above, the
図5中の次数選択器96は、上記インピーダンスの絶対値|Zm1|、|Zm2|、|Zm3|の中から値の大きい順に、一つまたは2以上の対応する出力E1 、E2 、E3 をオンするものである。これによって、一つまたは2以上の注入次数mを選択することができる。
The
図5に示す供給停止検出装置34を用いる実施形態の場合も、電流注入装置32から4次以上の互いに次数が異なる複数の次数m1〜m3の注入電流Jm を注入するので、その注入次数m1〜m3の内でたまたま配電系統における直列共振次数と一致したものがあって、分散電源28の単独運転時に当該一致した注入次数のインピーダンスが大きくならなくても、それ以外の注入次数のインピーダンスは予定どおり大きくなる。
In the case of embodiments using the supply stop detecting
そして供給停止検出装置34は、複数の注入次数m1〜m3の内から、各注入次数のインピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択して単独運転検出に用いるので、上記直列共振次数と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転検出を行うことができる。
Since the supply
その結果、従来困難であった4次以上の注入次数を使用し、しかも配電系統における直列共振現象の影響を排除して分散電源28の単独運転を精度良く検出することができる。
As a result, it is possible to accurately detect the isolated operation of the distributed
更に上述したように、4次以上の注入次数を使用することによって、電流注入装置32の容量を小さくして、電流注入装置32の小型化ひいては単独運転検出装置30の小型化が可能になる。
Further, as described above, by using an injection order of the fourth or higher order, the capacity of the
また、前記非特許文献1にも記載されているように(948(62)頁参照)、アドミタンスまたはインピーダンスの絶対量で監視するよりも、アドミタンスの成分であるサセプタンスで監視する方が、より大きな変化量を利用することができるので、上記演算器81〜83および比較器86〜88を用いての各注入次数m1〜m3ごとの単独運転の判定に、各注入次数m1〜m3のサセプタンスbm1〜bm3の変化量を用いても良い。
Further, as described in Non-Patent Document 1 (see page 948 (62)), monitoring with susceptance, which is a component of admittance, is larger than monitoring with the absolute amount of admittance or impedance. Since the change amount can be used, the susceptance b m1 of each injection order m1 to m3 is used for the determination of the single operation for each injection order m1 to m3 using the
アドミタンスYm とサセプタンスbm との関係は次式で表される。ここで、gm はコンダクタンス、jは虚数単位である。即ち、サセプタンスbm は、アドミタンスYm の虚部である。 The relationship between the admittance Y m and the susceptance b m is expressed by the following equation. Here, g m is conductance, and j is an imaginary unit. That is, the susceptance b m is an imaginary part of the admittance Y m .
[数6]
Ym =Im /Vm =gm +jbm
[Equation 6]
Y m = I m / V m = g m + jb m
上記サセプタンスbm 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り、通常は負の値となる。連系運転時に大きな負の値を取っていたサセプタンスbm が、単独運転時には小さな負のサセプタンスbm に変化する。従って、両者の中間に基準値を設定しておけば、単独運転を検出することができる。これを行うには、例えば、図3または図4の演算器81〜83で、各注入次数m1、m2、m3のサセプタンスbm1、bm2、bm3を演算して出力し、それらを比較器86〜88において、上記中間の基準値とそれぞれ比較するようにすれば良い。次数選択器96は、図3または図4に示すものを用いれば良い。図4に示す次数選択器96を用いる場合は、演算器81〜83でアドミタンスの絶対値|Ym1|、|Ym2|、|Ym3|も合わせて算出してそれを用いれば良い。
The susceptance b m is obtained by subtracting the induced susceptance from the capacitive susceptance, and is normally a negative value. The susceptance b m taking a large negative value during the interconnection operation changes to a small negative susceptance b m during the single operation. Therefore, if a reference value is set between the two, an isolated operation can be detected. To do this, for example, the
前記特許文献1に記載の単独運転検出装置は、(a)4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入次数を使用するものではなく、(b)しかも複数の注入次数の内から、配電系統における直列共振と一致した注入次数を避けた注入次数を自動で選択して単独運転を検出するものでもないので、上記実施形態の単独運転検出装置とは全く異なる。
The isolated operation detection device described in
なお、上記次数選択器96を手動操作の選択スイッチにしておいて、あるいは次数選択器96、AND回路101〜103およびOR回路106の代わりに手動操作の切換スイッチを設けておいて、単独運転検出装置30を設置した現地で上記配電系統の直列共振周波数を計測して、単独運転検出に用いる次数を、複数の注入次数の内から、上記計測した共振周波数(共振次数)から離れたものに手動で選択するようにしても良い。その場合でも、現地で機器構成を変更する必要はないので(現地で機器構成を変更する作業には非常に手間がかかる)、簡単に、配電系統の直列共振の影響を排除することができる。
The
2 上位系統
4 変電所
10 配電線
14 分散電源保有設備
18 引込線
28 分散電源
30 単独運転検出装置
32 電流注入装置
34 供給停止検出装置
50 方形波電圧発生器
54 直列共振回路
60 並列共振回路
96 次数選択器
m1、m2、m3 注入次数
Jm 注入電流
2
Claims (8)
前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、
前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスを計測し、当該インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ
前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものである、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。 A distribution line is connected to a host system via a substation, and this distribution line is applied to a distribution system having a configuration in which a distributed power supply facility having a distributed power source is connected,
A current injection device for injecting, into the lead-in line from the distribution line to the distributed power supply facility, a plurality of orders of injection current having non-integer multiple orders greater than one time of the fundamental wave of the distribution system and different orders. When,
Measure the impedance or admittance of one or more injection orders out of the plurality of injection orders of the distribution system viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility, and change the impedance or admittance from the higher system. A supply stop detection device that detects that power supply has stopped, and the current injection device includes a square wave voltage generator that generates a square wave voltage of the non-integer multiple order, and the square wave voltage generation A series resonance circuit having an inductor and a capacitor connected in series to the output line of the capacitor and having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator. Injecting an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are non-integer multiple orders and different orders from each other. An isolated operation detection device for a distributed power source, characterized in that:
前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、
前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスを計測し、当該インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ
前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものであり、
前記供給停止検出装置は、前記複数の注入次数の内から、前記引込線における各注入次数の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における前記インピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出するものである、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。 A distribution line is connected to a host system via a substation, and this distribution line is applied to a distribution system having a configuration in which a distributed power supply facility having a distributed power source is connected,
A current injection device for injecting, into the lead-in line from the distribution line to the distributed power supply facility, a plurality of orders of injection current having non-integer multiple orders greater than one time of the fundamental wave of the distribution system and different orders. When,
Measure the impedance or admittance of one or more injection orders out of the plurality of injection orders of the distribution system viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility, and change the impedance or admittance from the higher system. A supply stop detection device that detects that power supply has stopped, and the current injection device includes a square wave voltage generator that generates a square wave voltage of the non-integer multiple order, and the square wave voltage generation A series resonance circuit having an inductor and a capacitor connected in series to the output line of the capacitor and having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator. And an injection current containing, as a component, an injection current having a non-integer multiple order and a plurality of orders different from each other in the fourth order or higher. Inject,
The supply stop detection device selects one or more injection orders from the plurality of injection orders in descending order of the voltage value of each injection order in the lead-in line, and changes in the impedance or admittance in the selected injection order From the above, it is detected that the power supply from the host system is stopped.
前記複数の注入次数の前記インピーダンスまたはアドミタンスをそれぞれ計測し、当該各注入次数のインピーダンスまたはアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを各注入次数ごとに判定する複数の判定手段と、
前記複数の注入次数の内から、前記引込線における各注入次数の電圧の値が大きい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段と、
前記次数選択手段によって選択された注入次数についての前記判定手段からの出力のみを有効化する有効化手段とを備えている、請求項2記載の分散電源の単独運転検出装置。 The supply stop detection device includes:
A plurality of determination means for measuring the impedance or admittance of the plurality of injection orders, respectively, and determining for each injection order that the power supply from the host system has been stopped based on a change in impedance or admittance of the injection orders. When,
Order selection means for selecting one or more injection orders in descending order of the voltage value of each injection order in the lead-in line from the plurality of injection orders;
The isolated operation detection apparatus for a distributed power supply according to claim 2, further comprising an enabling unit that validates only an output from the determining unit for the injection order selected by the order selecting unit.
前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、
前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のアドミタンスを計測し、当該アドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ
前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものであり、
前記供給停止検出装置は、前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記アドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における前記アドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出するものである、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。 A distribution line is connected to a host system via a substation, and this distribution line is applied to a distribution system having a configuration in which a distributed power supply facility having a distributed power source is connected,
A current injection device for injecting, into the lead-in line from the distribution line to the distributed power supply facility, a plurality of orders of injection current having non-integer multiple orders greater than one time of the fundamental wave of the distribution system and different orders. When,
Measure admittance of one or more injection orders among the plurality of injection orders of the distribution system as viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility, and power supply from the upper system is stopped due to the change in the admittance A supply stop detection device for detecting that the current injection device is a square wave voltage generator for generating a square wave voltage of the non-integer multiple order, and an output line of the square wave voltage generator. And a series resonant circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator. Injecting an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are integer multiple orders and different orders of the fourth order or higher, as components,
The supply stop detection device selects one or more injection orders in order of decreasing absolute value of the admittance of each injection order from the plurality of injection orders, and from the change of the admittance in the selected injection order, An isolated operation detection device for a distributed power source, characterized in that it detects that power supply from a host system has stopped.
前記複数の注入次数の前記アドミタンスをそれぞれ計測し、当該各注入次数のアドミタンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを各注入次数ごとに判定する複数の判定手段と、
前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記アドミタンスの絶対値が小さい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段と、
前記次数選択手段によって選択された注入次数についての前記判定手段からの出力のみを有効化する有効化手段とを備えている、請求項4記載の分散電源の単独運転検出装置。 The supply stop detection device includes:
A plurality of determination means for measuring the admittances of the plurality of injection orders, and determining, for each injection order, that the power supply from the higher-order system has been stopped based on a change in the admittance of each injection order;
Order selection means for selecting one or more injection orders from the plurality of injection orders in order of increasing absolute value of the admittance of each injection order;
5. The isolated operation detection apparatus for a distributed power supply according to claim 4, further comprising an enabling unit that validates only an output from the determination unit for the injection order selected by the order selection unit.
前記配電線から前記分散電源保有設備への引込線に、当該配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍次数であってしかも互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を注入する電流注入装置と、
前記分散電源保有設備の受電点から眺めた前記配電系統の、前記複数の注入次数の内の1以上の注入次数のインピーダンスを計測し、当該インピーダンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出する供給停止検出装置とを備えており、かつ
前記電流注入装置は、前記非整数倍次数の方形波電圧を発生する方形波電圧発生器と、当該方形波電圧発生器の出力ラインに直列に接続されたインダクタおよびコンデンサを有しておりかつ当該方形波電圧発生器から発生させる方形波電圧の周波数の奇数倍とは異なる共振周波数を有する直列共振回路とを備えていて、前記非整数倍次数であってしかも4次以上の互いに次数が異なる複数の次数の注入電流を成分として含有する注入電流を注入するものであり、
前記供給停止検出装置は、前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記インピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択し、当該選択した注入次数における前記インピーダンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを検出するものである、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。 A distribution line is connected to a host system via a substation, and this distribution line is applied to a distribution system having a configuration in which a distributed power supply facility having a distributed power source is connected,
A current injection device for injecting, into the lead-in line from the distribution line to the distributed power supply facility, a plurality of orders of injection current having non-integer multiple orders greater than one time of the fundamental wave of the distribution system and different orders. When,
Measure the impedance of one or more injection orders of the plurality of injection orders of the distribution system as viewed from the power receiving point of the distributed power supply facility, and stop the power supply from the upper system from the change in the impedance A supply stop detection device for detecting that the current injection device is a square wave voltage generator for generating a square wave voltage of the non-integer multiple order, and an output line of the square wave voltage generator. And a series resonant circuit having a resonance frequency different from an odd multiple of the frequency of the square wave voltage generated from the square wave voltage generator. Injecting an injection current containing a plurality of orders of injection currents that are integer multiple orders and different orders of the fourth order or higher, as components,
The supply stop detection device selects one or more injection orders in descending order of the absolute value of the impedance of each injection order from the plurality of injection orders, and from the change in the impedance in the selected injection order, An isolated operation detection device for a distributed power source, characterized in that it detects that power supply from a host system has stopped.
前記複数の注入次数の前記インピーダンスをそれぞれ計測し、当該各注入次数のインピーダンスの変化から、前記上位系統からの電力供給が停止したことを各注入次数ごとに判定する複数の判定手段と、
前記複数の注入次数の内から、各注入次数の前記インピーダンスの絶対値が大きい順に1以上の注入次数を選択する次数選択手段と、
前記次数選択手段によって選択された注入次数についての前記判定手段からの出力のみを有効化する有効化手段とを備えている、請求項6記載の分散電源の単独運転検出装置。 The supply stop detection device includes:
A plurality of determining means for measuring the impedance of each of the plurality of injection orders, and determining, for each injection order, that the power supply from the higher-order system has been stopped based on a change in impedance of each injection order;
Order selection means for selecting one or more injection orders in descending order of the absolute value of the impedance of each injection order from the plurality of injection orders;
The isolated operation detection apparatus for a distributed power supply according to claim 6, further comprising an enabling unit that validates only an output from the determining unit for the injection order selected by the order selecting unit.
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