JP2008118733A - 系統連系装置及び系統連系システム - Google Patents

Abstract

【課題】配電用変電所からの給電が停止された場合に、配電系統に接続されている他の機器に対しての悪影響を抑えつつ、発電装置の接続台数が増大しても、系統連系システム側に停電情報を通知し、需要家内の発電装置を配電系統から解列する系統連系装置を提供する。
【解決手段】系統連系装置１２０は、発電装置からの電力を交流電力に変換するインバータ回路１２７を備え、インバータ回路１２７及びリレーを介して発電装置を配電系統に連系させる。系統連系装置１２０は、リレーの解列又は連系を制御するリレー制御部１２６と、伝送経路から、不特定多数に送信された配電系統の停電情報を受信する受信部１２１と、停電情報に基づいて、発電装置が連系している配電系統が停電しているかどうかを判定する判定部１２３とを備え、リレー制御部１２６は、判定に基づいて、リレーの解列制御を行う。
【選択図】図３

Description

本発明は、発電装置からの電力を所定の交流電力に変換する電力変換回路を備え、電力変換回路及びリレーを介して発電装置を配電系統に連系させる系統連系装置及び系統連系システムに関する。

従来、図１に示すように、配電用変電所２０の配下に、複数の配電系統（バンク）が配置され、バンク１には、発電装置と、発電装置を配電系統に連系する系統連系装置を含む系統連系システムを備える多数の需要家１００ａ、１００ｂ、１００ｃが並列されるシステムが知られている。このような系統連系システムでは、配電用変電所２０から所定の需要家（例えば、需要家１００ａ）への給電が停止された場合に、所定の需要家内の発電装置を配電系統から解列する処理が行われる。しかし、まれに配電系統からの給電が停止したことを検知できず、前記解列処理が行われない場合がある。このように、配電用変電所２０からの給電が停止し、需要家１００ａ内の発電装置が給電している状態を単独運転状態といい、この単独運転状態を検出する方式として、受動型単独運転検出方式と、能動型単独運転検出方式とがある。

前者は、配電系統からの給電が停止された場合に生じる配電系統の変動、例えば配電系統電圧の位相の変化（位相の跳躍現象）、周波数の変化、電圧の変化などによって単独運転状態を検出する手法である。一方、後者は、需要家の系統連系システムの出力に外乱、例えば周波数の変動、位相の変動、電圧の変動、負荷の変動等の能動的変動を与えておき、外乱に応じた配電系統電力の変動によって単独運転状態を検出する手法である。各々の特性があるため、日本の系統連系ガイドラインでは、両方式を併用して停電検出精度を上げるよう規定している。通常は、これらの方式でほぼ停電を検出できるが、完全に検出できるわけではない。

このような事情を鑑みて、より検出精度を上げるため、配電用変電所から通知された配電系統における停電信号を、伝送手段により系統連系システムに伝送し、発電装置を系統から解列する、転送遮断方式が提案されている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。

特許文献１では、配電用変電所側に搬送親装置を、需要家内の系統連系システムに搬送子装置を設けて、連系する電力線を利用し、搬送親装置から常時搬送波を送出し、搬送子装置でこれを受信し、搬送子装置に搬送波が到達しなくなったときに受電リレーを遮断して、需要家内の系統連系システムの単独運転状態を防止する。

特許文献２では、発電装置それぞれの位置と系統内の開閉器状態情報を取得して記憶し、この記憶情報に基づいて各発電装置がそれぞれどの変電所のどの配電線配下にあるかを個別に識別し、系統内で事故が発生したときに上記識別に基づいて、転送遮断対象となる発電装置だけに転送遮断信号を選択的に送信する。このように、特許文献２では、送信先を特定して停電情報を送信するため、転送遮断対象を最小限に設定することができる。
特開平８−１９１８３号公報 特開２００５−１９８４４６号公報

しかしながら、特許文献１に記載のような単独運転防止システムでは、配電系統に対して搬送波が常に送出されているので、配電系統に接続されている他の機器に対してノイズなどの悪影響が発生する懸念がある。また、特許文献２に記載のような単独運転防止システムでは、停電情報を予め送信先となる発電装置を特定し、送信するため、発電装置の接続台数が増大するにつれて、送信側で保持する情報量が増大し、送信制御が煩雑になるという課題がある。又、発電装置が多数台接続されると、送信先も増大するため送信漏れの危険性もある。

そこで、本発明は、上記の問題に鑑み、配電用変電所からの給電が停止された場合に、配電系統に接続されている他の機器に対しての悪影響を抑えつつ、発電装置の接続台数が増大しても、系統連系システム側に停電情報を通知し、需要家内の発電装置を配電系統から解列する系統連系装置及び系統連系システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、発電装置からの電力を所定の交流電力に変換する電力変換回路を備え、電力変換回路及び、リレーを介して発電装置を配電系統に連系させる系統連系装置であって、リレーの解列又は連系を制御するリレー制御部と、所定の伝送経路から、配電系統の停電情報を受信する受信部と、停電情報には少なくとも停電している地区の地区情報を含み、配電系統の属する地区情報が含まれる場合に停電していると判定する判定部とを備え、リレー制御部は、判定に基づいて、リレーの解列制御を行う系統連系装置であることを要旨とする。

第１の特徴に係る系統連系装置によると、配電用変電所からの給電が停止された場合に、配電系統に接続されている他の機器に対しての悪影響を抑えつつ、需要家内の発電装置を配電系統から解列することができる。また、個別の発電装置の情報など膨大な情報を必要としないうえ、送信先を個別に指定する必要がないため、発電装置の接続台数が増大しても、対象の発電装置を配電系統から解列することができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置において、受信部は、複数の伝送経路を備え、停電情報をそれぞれの伝送経路から受信し、判定部は、それぞれの伝送経路から受信した停電情報に基づいて、配電系統が停電しているかどうかを判定してもよい。

この系統連系装置によると、複数の伝送経路から停電情報を受信することにより、一部の伝送経路に異常が生じていても、停電情報を受信することができる。これにより発電装置を配電系統から解列することができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置において、単独運転を検出する検出部を備え、判定部で配電系統が停電していると判定された場合に検出感度を上げ、リレー制御部は、検出部が単独運転状態であると判定した場合に、リレーの解列制御を行ってもよい。

この系統連系装置によると、検出感度を上げることにより、単独運転を検知する精度を更に上げることができる。又、誤情報が含まれていた場合でも、停電の検知精度を上げることができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置において、検出部は検出閾値を下げることにより、検出感度を上げてもよい。

この系統連系装置によると、検出部の検出感度が上がることにより、単独運転を検出する精度を更に向上させることができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置において、インバータ回路から出力される電力の出力状態を変更する出力制御部を備え、出力制御部は、能動的変動量を増加させることにより、検出感度を上げてもよい。

この系統連系装置によると、検出部の検出感度が上がることにより、単独運転を検出する精度を更に向上させることができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置において、検出部は単独運転状態を検出する第１の検出手段と、第１の検出手段と異なる単独運転検出方式によって単独運転状態を検出する第２の検出手段を備え、第１の検出手段に加えて、第２の検出手段により単独運転状態を検出することで検出感度を上げてもよい。

この系統連系装置によると、異なる単独運転検出方式を併用することにより、単独運転を検知する精度を更に上げることができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置において、検出部が検出感度を上げた場合、所定の時間経過後に検出感度を上げる前の検出感度に戻してもよい。

この系統連系装置によると、正常時には系統への影響や誤検知を抑制しつつ単独運転を検知する精度を向上することができる。

又、第１の特徴に係る系統連系装置について、受信部は、当該停電情報の発信元へ受信した停電情報に関する情報を要求してもよい。

この系統連系装置によると、停電情報の真偽を確かめることができる。

本発明の第２の特徴は、発電装置と上記の系統連系装置とを備える系統連系システムであることを要旨とする。

第２の特徴に係る系統連系システムによると、配電用変電所からの給電が停止された場合に、配電系統に接続されている他の機器に対しての悪影響を抑えつつ、発電装置の接続台数が増大しても、系統連系システム側に停電情報を通知し、需要家内の発電装置を配電系統から解列することができる。

本発明によると、配電用変電所からの給電が停止された場合に、配電系統に接続されている他の機器に対しての悪影響を抑えつつ、発電装置の接続台数が増大しても、需要家内の発電装置を配電系統から解列できる系統連系装置及び系統連系システムを提供することができる。

次に、図面を用いて、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。

（発電装置用転送遮断システム）
本実施形態に係る発電装置用転送遮断システムは、図１に示すように、高圧送電線１０と配電用変電所２０と発電装置を備える需要家１００ａ、１００ｂ、１００ｃとを備える。配電用変電所２０の配下には、複数の配電系統（バンク）が配置され、バンク１には、多数の需要家１００ａ、１００ｂ、１００ｃが並列されている。又、需要家１００ａ、１００ｂ、１００ｃには、それぞれ発電装置を備える系統連系システム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが配置される。系統連系システム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、例えば、太陽光発電システム、燃料電池発電システム、風力発電システムなどの発電システムである。

需要家１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、配電用変電所２０から給電される電力を使用するとともに、系統連系システム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにより発電装置で発電される電力を系統に連系させることにより、同一配電系統上の負荷に給電している（図示せず）。ここで、図１では、配電用変電所２０のバンク１の系統に落雷が発生し、バンク１が停電したときの例である。この場合、系統連系システム１０１ａは、配電用変電所２０から需要家１００ａへの給電が停止されたことにより、単独運転を検出し、発電装置を配電系統から解列する。ここで、系統連系状態とは、配電用変電所２０配下の電力系統に需要家１００ａ内の発電装置を電気的に接続している状態を指し、単独運転状態とは、配電用変電所２０からの給電が停止し、需要家１００ａ内の系統連系システムから給電している状態を指す。このような単独運転を検出する方法として受動型あるいは能動型単独運転検出方式がある（詳細は後述する）。しかしながら、単独運転状態において、配電系統内にある負荷と発電装置による出力とが釣り合うと、系統連系システム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、単独運転状態であることを検出することが困難になる場合がある。本実施形態では、このような場合の停電を検出する。

バンク１が停電している場合、配電用変電所２０はバンク１のリレー２１ａを遮断（開放）し、停電情報送信部２２は、不特定多数の系統連系システムに停電情報を一斉送信する。需要家１００ａ、１００ｂ、１００ｃは、停電情報送信部２２によって一斉送信された停電情報を受信する。又、このとき、停電情報送信部２２は、複数の伝送経路を用いて停電情報を送信する。例えば、アンテナ２３を介した無線による一斉送信（ブロードキャスト送信）や、アンテナ２３の代わりにモデム等を用いた有線による一斉送信などを行う。無線による一斉送信としては、例えば、地上デジタル放送などのデータ放送、アナログＴＶ（Tele Vision）、ＢＳ（broadcasting satellite）、ＣＳ（Communication satellite）、ラジオ、電波時計情報、衛星通信、インターネットなどが用いられる。一方、有線による一斉送信としては、放送設備、プロバイダ等による有線放送、ＣＡＴＶ（Cable Tele Vision）、インターネット、電力線通信などが用いられる。又、デジタル放送、テレビ、ラジオ、有線放送等を用いる場合は、停電情報を、災害情報（ライフライン企業からの提供）や地域情報として、放送局に配信用データを送信し、放送してもよい。又、電波時計情報を用いる場合は、停電情報を、電波時計データに付加して送信してもよい。

又、停電情報には、停電状態のあり／なしを示す稼動情報や地区情報が含まれる。地区情報としては、例えば、停電が発生しているエリア情報（例えば、枚方地区）、当該エリアを管轄している事業者情報（例えば、○○電力）、停電が発生している配線系統を示す系統情報（例えば、バンク１）等が挙げられる。停電情報は、停電が生じたときのみ送信されてもよく、定期的に送信されてもよい。また、停電情報は地区名のような文字列だけではなく、地区名に管理番号等をつけて管理番号を送信するようにしても良い
尚、停電情報に含まれる稼働情報によって、停電状態だけはなく、停電から復帰した復帰状態も通知することができる。この稼働情報により、系統との接続／解列の制御が可能となる。

（系統連系システム）
次に、需要家１００及び系統連系システム１０１の詳細について説明する。尚、以下において、需要家１００ａを例に挙げ説明するが、需要家１００ｂ、１００ｃも同様の構成である。

需要家１００ａは、系統連系システム１０１と、アンテナ１７０と、一般家電１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃとを備える。又、需要家１００ａは、アンテナ１７０の代わりにモデム等を備えてもよく、アンテナ及びモデムを備えてもよい。

アンテナ１７０は、無線によって配信された停電情報を受信する。（有線の停電情報を用いる場合には、アンテナ１７０の代わりにモデム等を用いる。）一般家電１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは、需要家１００ａ内の負荷である。尚、これらの負荷は、電力を消費する機器や装置等すべてが該当し、一般家電のみを対象とするものではない。

又、系統連系システム１０１は、発電装置１１０と系統連系装置１２０とリレー１３０とを備える。発電装置１１０は、太陽電池、燃料電池、風力発電機、エンジン発電機等の発電装置である。リレー１３０は、系統連系システム１０１ａとバンク１との配線を遮断あるいは接続する。

系統連系装置１２０は、図３に示すように、受信部１２１と記憶部１２２と判定部１２３と出力制御部１２４と検出部１２５とリレー制御部１２６と電力変換回路としてインバータ回路１２７とを備える。系統連系装置１２０は、インバータ回路１２７及びリレー１３０を介して発電装置をバンク１に連系させる。

インバータ回路１２７は、発電装置からの電力を交流電力に変換する。

受信部１２１は、伝送経路から、不特定多数に送信されたバンク１の停電情報を受信する。又、受信部１２１は、複数の伝送経路を備え、停電情報をそれぞれの伝送経路から受信してもよい。図２及び図３では、受信部１２１は、アンテナ１７０を介した無線によって配信された停電情報を受信している。尚、停電情報を受信する手段は、上記に限られるわけではなく、モデム等を介して受信してもよいことは勿論である。

判定部１２３は、受信した停電情報に基づいて、発電装置が連系しているバンク１が停電しているかどうかを判定する。例えば、系統連系システム１０１ａが属するバンク１の地区情報を記憶部１２２に記憶しておき、停電情報と記憶部１２２に記憶されている地区情報を照合し、一致した場合（停電情報にバンク1の地区情報が含まれている場合）にバンク１が停電していると判断する。更に、判定部１２３は、受信部が複数の停電情報を受信する場合には、複数の停電情報のうち所定の数以上の停電情報がバンク1への給電が停止されたことを通知している場合、発電装置が連系しているバンク１が停電していると判断してもよい。判断する経路の数を増やすと検出の信頼性が向上する。

記憶部１２２は、受信した停電情報や判定部１２３による判定結果情報、系統連系システム１０１ａが属する地区情報などを記憶する。尚、記憶部１２２は、ＲＡＭ、ＨＤ、ＦｌａｓｈＭｅｍｏｒｙ、ＲＯＭなどの記憶装置を使用すると良い。

検出部１２５は、常に所定の単独運転検出方式により、系統連系システム１０１ａの単独運転状態を検出する。又、検出部１２５は、判定部１２３よりバンク１が停電状態であるかどうかの情報を受け、停電状態である場合は、例えば、所定の間系統連系システム１０１ａの出力状態を変更したり、検出閾値を下げたり、通常とは異なる単独運転検出方式を使用することで検出精度を上げて、単独運転状態を検出する。

リレー制御部１２６は、インバータ回路１２７とバンク１との間のリレーの解列又は連系を制御する。ここで、リレーの解列とは、系統連系装置１２０と配電用変電所２０との間に位置するリレー（図２ではリレー１３０）を遮断することであり、リレーの連系とは、系統連系装置１２０と配電用変電所２０との間に位置するリレーを接続することである。又、リレー制御部１２６は、判定部１２３による判定に基づいて、当該リレーの解列制御を行う。又、リレー制御部１２６は、検出部１２５が単独運転を検出した場合に、リレーの解列制御を行ってもよい。

出力制御部１２４は、能動型単独運転検出方式を使用する場合に、インバータ回路１２７から出力される出力状態を変更する。出力状態の変更とは能動的変動量を変更することであり、後に詳述するが、例えば、周波数のシフト量、無効電力あるいは有効電力の変動量（位相変動量）、出力電力の変動量、負荷の変動量を変更することなどが挙げられる。これらの能動的変動量を増加させることで検出感度を上げることができる。

（系統連系システムの制御方法）
次に、本実施形態に係る系統連系システム１０１ａの制御方法について、図４を用いて説明する。尚、系統連系システム１０１ｂ、１０１ｃも同様の制御方法である。図４は、受信した停電情報が系統連系システム１０１ａ宛の情報であるか否かを判断するフローチャートであり、複数の経路から受信した停電情報毎に実施される。

まず、ステップＳ１０１において、系統連系システム１０１ａの受信部１２１は、停電情報を受信したか否か確認する。受信した場合、ステップＳ１０２に進み、判定部１２３は、停電情報の内容を確認し、事業者情報がバンク１に関する事業者に該当するか否か確認する。バンク１に関する事業者である場合は、ステップＳ１０３に進み、判定部１２３は、停電情報の内容を確認し、停電が発生したエリアが、バンク１のエリアに該当するか否か確認する。バンク１のエリアである場合は、ステップＳ１０４に進み、判定部１２３は、停電情報の内容を確認し、停電が発生したバンクが、バンク１に該当するか否か確認する。バンク１である場合は、ステップＳ１０５に進み、判定部１２３は、系統連系システム１０１ａ宛の情報であると判断する。

一方、ステップＳ１０１〜Ｓ１０４の判断に当てはまらない場合、ステップＳ１０６に進み、判定部１２３は、受信した停電情報データを破棄する。

次に、系統連系システム１０１ａが有効な停電情報を受信してから、発電装置を解列するまでの処理について、図５を用いて説明する。

まず、ステップＳ２０１において、受信部１２１は、複数の経路から複数の停電情報を受信し、図４に示す処理を行い、停電情報から系統連系システム１０１ａの属する地区の地区情報を抽出する。

次に、ステップＳ２０２において、受信部１２１は、指定した経路すべてから停電情報を受信したか確認する。受信している場合は、ステップＳ２０４へ進む。一方、受信していない場合は、ステップＳ２０３へ進み、所定の受信待ち時間が経過するまで、各経路から停電情報を受信する。所定の受信待ち時間が経過した場合は、ステップＳ２１２へ進み、ステップＳ２１２において、指定経路からの受信エラーを出し、処理を終了する。次に、ステップＳ２０４において、判定部１２３は、複数の停電情報に基づいて、バンク１が停電であるか否かを判定する。ここで、判定部１２３は、複数の停電情報のうち所定数以上の停電情報が系統連系システム１０１ａの属するバンク１への給電が停止されたことを通知している場合、バンク１が停電していると判断する。又、このときに判断する経路の数を増やすと検出の信頼性が向上する。又、判定部１２３は、複数の停電情報のうち、指定された経路から受信した情報のみを上記判断に採用してもよい。又、判定部１２３は、停電情報の内容を確認し、所定の特定情報を有する停電情報のみを上記判断に採用してもよい。

判定部１２３は、バンク１が停電していると判断した場合、ステップＳ２０５において、検出部１２５は、単独運転の検出感度を変更するか否か判断し、変更する場合は、ステップＳ２０７へ進む。変更しない場合は、ステップＳ２０６において、リレー制御部１２６は、発電装置を配電系列から解列する。

一方、ステップＳ２０７において、検出部１２５は、単独運転検出を行い、ステップＳ２０８において、検出した場合は、ステップＳ２０６へ進み、発電装置を配電系列から解列する。ステップＳ２０８において、検出しない場合は、ステップＳ２０９において、検出部１２５は、検出感度を上げる。停電情報を受信した時点では停電にも関わらず単独運転を検出できていない状態においても、このように検出感度を上げることにより、単独運転を精度よく検出できる。単独運転を検出できていない状態としては、例えば、バンク１内で系統連系システム１０１ａからの出力と負荷が釣り合っている状態が挙げられる。感度を上げる方法としては、後に詳述するが、閾値を下げる方法や能動的変動量を増加させる方法などがある。

そして、ステップＳ２１０において、検出部１２５は、感度の上限値を超えているか否か確認し、超えている場合は、ステップＳ２１１において、単独運転検出エラーを出し、処理を終了する。一方、感度の上限値を超えていない場合は、ステップＳ２０７に戻り、単独運転検出を繰り返す。

ここで、ステップＳ２０９における検出感度の上げ方について、図６〜９を用いて説明する。図６〜８は、能動的単独運転検出方法の能動的変動量を所定量増加することによって、単独運転を検出する場合である。この能動的変動量を増加させて単独運転を検出する判断方法について説明する。バンク１内で系統連系システム１０１ａからの出力と負荷が釣り合っている状態では、通常の能動的変動量（外乱）では、バンク１側に出力電力の変化が吸収され、単独運転を検知しにくくなる。ここで、通常よりも能動的変動量を大きくすることにより、バンク１側に出力電力の変化が見られるかどうかを確認する。変化がある場合は、単独運転をしていると判断できる。又、バンク１からの給電が停止されていないときは、能動的変動量を大きく変更してもバンク１側に外乱は吸収されるので、バンク１側の電力に変動は見られない。

（検出感度の上げ方）
以下に、能動的変更量として、周波数シフト量（図６参照）、位相変動量（図７参照）、負荷変動量（図８参照）を増加する場合について説明する。

例えば、出力制御部１２４は、検出部１２５が能動型単独運転検出方式の周波数シフト方式を用いる場合、図６（ａ）のステップＳ３０１及び図６（ｂ）に示すように、所定の間、周波数のシフト量を所定量増加させる。尚、周波数シフト方式とは、系統周波数より低いあるいは高い周波数（例えば、０．１％程度低いあるいは高い周波数）でインバータを運転させる方式で、単独運転状態になったときの周波数の変化を検出する方式である。ここで、シフト量を通常よりも増加させることにより、配電系統側出力に周波数の変化が表れた場合、単独運転であることを検出できる。

又、出力制御部１２４は、検出部１２５が能動型単独運転検出方式の無効電力変動方式を用いる場合、図７（ａ）のステップＳ４０１及び図７（ｂ）に示すように、所定の間、無効電力変動量（位相変動量）を所定量増加させてもよい。尚、無効電力変動方式とは、インバータ又は発電機の出力無効電力を微小変動させる方式で、単独運転状態になったときの周波数や電流の変化を検出する方式である。同様に、出力制御部１２４は、検出部１２５が能動型単独運転検出方式の有効電力変動方式を用いる場合、所定の間、有効電力変動量（位相変動量）を増加させてもよい。尚、有効電力変動方式とは、インバータの出力有効電力を微小変動させる方式で、単独運転状態になったときの周波数や電圧の変化を検出する方式である。

又、出力制御部１２４は、検出部１２５が能動型単独運転検出方式の負荷変動方式を用いる場合、図８のステップＳ５０１に示すように、所定の間、負荷変動量を所定量増加させてもよい。尚、負荷変動方式とは、インバータ又は発電機の外部に設置した微小負荷を系統に一定周期で短時間挿入し、挿入周期に一致する電圧や電流の変化を検出する方式である。ここで、負荷を通常よりも増加あるいは減少させることにより負荷の変動量を増加させ、配電系統側出力の電圧又は電流に変動が表れた場合、単独運転であることを検出できる。

又、出力制御部１２４は、検出部１２５が能動型あるいは受動型単独運転検出方式を用いる場合、図９のステップＳ６０１に示すように、所定の間、検出閾値を下げ、検出部１２５の検出感度を上げてもよい。尚、受動型単独運転検出方式としては、電位位相跳躍検出方式、第３次高調波電圧歪急増検出方式、周波数変化率検出方式などが挙げられる。電位位相跳躍検出方式は、系統連系状態から単独運転状態へ移行するときの系統電圧の位相の急変量を検出する方式であり、第３次高調波電圧歪急増検出方式は、系統連系状態から単独運転状態へ移行するときの系統電圧の歪みの急変量を検出する方式であり、周波数変化率検出方式は、系統連系状態から単独運転状態へ移行するときの系統電圧の系統周波数の急変量を検出する方式である。

ここで、配電系統内で系統連系システムからの出力と負荷が釣り合っている状態であっても、単独運転状態になった場合、受動的単独運転検出方式の各検知パラメータは微弱であるが変動をきたす。例えば、電位位相跳躍検出方式、第３次高調波電圧歪急増検出方式、周波数変化率検出方式で使用される各検知パラメータ（位相、３次高調波歪率、周波数変化率）は、変動している。従って、上記方式それぞれについて、通常の検出閾値では検出できない場合でも、検出閾値を下げることにより検出できる度合いを向上させることができる。又、能動的単独運転検出方式でも同様であり、通常の変動量の場合でも、配電系統内で系統連系システムからの出力と負荷が釣り合っている状態で、単独運転状態になった場合、各検知パラメータは微弱であるが変動をきたす。この変動を検知するために、検出閾値を下げる。

更に、出力制御部１２４は、能動型単独運転検出方式を用いる場合、所定の間、発電装置から配電系統への出力電力を大きく下げ、検出部１２５で不足電圧の検出により単独運転を検出してもよい。例えば、図１０（ａ）に示すように、系統連系装置の出力が４０００Ｗで、電力系統の電圧が２００Ｖの状態で、稼働しているとする。系統連系装置の出力電圧は、電力系統と同じ２００Ｖであるため、出力電流は２０Ａとなっている。ここで、説明を簡単にするため、負荷を抵抗と等価とすると、負荷が４０００Ｗの場合、２００Ｖが印加され、２０Ａの電流が流れることとなるので、負荷の抵抗値は１０Ωとなる。ここで、図１０（ｂ）に示すように、電力系統が停電したと仮定し、系統連系装置からの出力を、例えば、２０００Ｗに絞った場合、出力電流は１０Ａとなる。よって、抵抗１０Ωの負荷に１０Ａの電力が流れることとなるので、出力電圧は１００Ｖとなる。一方、系統連系装置側では、系統側の電圧値を監視しており、出力電圧が変化した場合に異常と判断する。従って、上記の状態では、電圧が減少したことを検知したことにより、異常を検知し、単独運転を検出することができる。又、配電系統内で系統連系システムからの出力と負荷が釣り合っている状態であっても、単独運転状態になった場合、発電装置から配電系統への出力を大きく下げると、配電系統下の負荷はインピーダンス特性を持つために、電流や電圧の位相に変化が生じる。この位相の変化を検知することにより、単独運転を検出しても良い。

（作用及び効果）
本実施形態に係る系統連系装置によると、伝送経路から受信した、不特定多数に送信された配電系統の停電情報、特に地区情報に基づいて、発電装置が連系している配電系統が停電しているかどうかを判定し、リレーの解列制御を行うことができる。このように、不特定多数に送信された停電情報、特に地区情報を用いることにより、配電用変電所からの給電が停止された場合に、配電系統に接続されている他の機器に対しての悪影響を抑えつつ、発電装置の接続台数が増大しても、個別の発電装置の情報など膨大な情報を必要とせずに系統連系システム側に停電情報を通知し、需要家内の発電装置を配電系統から解列することができる。

又、受信部１２１は、複数の伝送経路を備え、停電情報をそれぞれの伝送経路から受信し、判定部１２３は、それぞれの伝送経路から受信した停電情報に基づいて、発電装置が連系している配電系統が停電しているかどうかを判定することができる。このため、複数の伝送経路から停電情報を受信することにより、一部の伝送経路に異常が生じていても、停電情報を受信することができる。これにより発電装置が連系している配電系統が停電していることを判定することができる。

又、系統連系装置１２０は、単独運転を検出する検出部１２５を備え、判定部１２３が配電系統が停電していると判定した場合に、検出部１２５は検出感度を上げ、リレー制御部１２６は、検出部１２５が単独運転状態であると判定した場合に、リレーの解列制御を行うことができる。このように、検出感度を上げることにより、単独運転を検知する精度を更に上げることができる。又、誤情報が含まれていた場合でも、停電の検知精度を上げることができる。

又、検出部１２５は検出閾値を下げることにより、検出感度を上げることができる。このように、検出感度が上がることにより、単独運転を検出する精度を更に向上させることができる。

又、系統連系装置１２０は、インバータ回路１２７から出力される電力の出力状態を変更する出力制御部１２４を備え、出力制御部１２４は、能動的変動量を増加させることにより、検出部の検出感度を上げることができる。このように、検出感度が上がることにより、単独運転を検出する精度を更に向上させることができる。

又、検出部１２５は、通常使用している単独運転検出方式に加え、他の単独運転検出方式を使用し、判定部１２３で配電系統が停電していると判定した場合に、通常使用している単独運転検出方式に加えて他の単独運転検出方式を用いて単独運転を検出するようにしても良い。この場合、他の単独運転検出方式で単独運転を検出した場合でも、リレー制御部は、リレーの解列制御を行うようにする。このように、異なる単独運転検出方式を併用することにより、検出部１２５での検出感度をあげることができるので、単独運転を検知する精度を更に上げることができる。

又、検出部１２５が検出感度を上げた場合、所定の時間経過後に検出感度を上げる前の検出感度に戻すことができる。このため、正常時には系統への影響や誤検知を抑制しつつ単独運転を検知する精度を向上することができる。

（その他の実施形態）
本発明は上記の実施形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。

例えば、本実施形態の図５において、停電情報に基づいて解列すると判断した場合に、単独運転の検出感度を変更した（ステップＳ２０４及びＳ２０５）が、例えば、停電情報に基づいて解列すると判断した場合に、すぐに系統から解列してもよい。即ち、ステップＳ２０５でＮＯを選択し、ステップＳ２０６へ進んでもよい。又、停電情報に基づいて解列しないと判断した場合でも、特定の条件を満たしている場合は、単独運転の検出感度を上げてもよい。特定の条件としては、例えば、１つでも停電であるという通知があった場合や、指定の経路から停電の通知があった場合などが挙げられる。

又、受信部１２１は、停電情報の発信元へ受信した停電情報に関する情報を要求しても良い。要求内容としては、例えば、停電情報の再送要求や、停電情報の詳細情報要求、発信元で公開されている停電情報の閲覧などが挙げられる。尚、停電情報に関する情報の要求は、インターネットや電話網、専用線、電力線通信、パケット通信網等、系統連系システム側から配電系統側へアクセスできる手段を用いて行われる。このように、当該停電情報の発信元へ受信した停電情報に関する情報を要求することにより、受信した停電情報の内容について照会できるため、停電情報の真偽を確かめることができる。

また、電力変換装置としてインバータ回路を用いたがこれに限定されることはない。例えば発電装置が風力発電のように交流電力を発電するような場合は、サイクロコンバータやマトリクスコンバータのような交流電力を所定の交流電力に直接変換する電力変換装置を用いても良い。

このように、本発明はここでは記載していない様々な実施形態等を含むことは勿論である。従って、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本実施形態に係る発電装置用転送遮断システムを示すブロック図である。 本実施形態に係る需要家を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る系統連系装置を示す機能ブロック図である。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法を示すフローチャートである（その１）。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法を示すフローチャートである（その２）。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法において、検出感度を上げる方法を説明するための図である（その１）。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法において、検出感度を上げる方法を説明するための図である（その２）。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法において、検出感度を上げる方法を説明するための図である（その３）。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法において、検出感度を上げる方法を説明するための図である（その４）。 本実施形態に係る系統連系システムの制御方法において、検出感度を上げる方法を説明するための図である（その５）。

符号の説明

１０…高圧送電線
２０…配電用変電所
２１ａ、２１ｂ、２１ｎ…リレー
２２…停電情報送信部
２３…アンテナ
３０…電力線
１００、１００ａ、１００ｂ、１００ｃ…需要家
１０１、１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ…系統連系システム
１１０…発電装置
１２０…系統連系装置
１２１…受信部
１２２…記憶部
１２３…判定部
１２４…出力制御部
１２５…検出部
１２６…リレー制御部
１３０…リレー
１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ…一般家電
１７０…アンテナ

Claims (5)

1. 発電装置からの電力を所定の交流電力に変換する電力変換回路を備え、前記電力変換回路及びリレーを介して前記発電装置を配電系統に連系させる系統連系装置であって、
   前記リレーの解列又は連系を制御するリレー制御部と、
   所定の伝送経路から、前記配電系統の停電情報を受信する受信部と、
   前記停電情報は少なくとも停電している地区の地区情報を含み、前記配電系統の属する地区情報が含まれる場合に停電していると判定する判定部とを備え、
   前記リレー制御部は、前記判定に基づいて、前記リレーの解列制御を行うことを特徴とする系統連系装置。
2. 前記受信部は、複数の伝送経路を備え、前記停電情報をそれぞれの伝送経路から受信し、
   前記判定部は、前記それぞれの伝送経路から受信した前記停電情報に基づいて、前記配電系統が停電しているかどうかを判定することを特徴とする請求項１に記載の系統連系装置。
3. 単独運転を検出する検出部を備え、
   前記判定部で前記配電系統が停電していると判定された場合に、前記検出部は検出感度を上げ、
   前記リレー制御部は、前記検出部が単独運転状態を検出した場合に、前記リレーの解列制御を行うことを特徴とする請求項１〜２のいずれか１項に記載の系統連系装置。
4. 前記受信部は、前記停電情報の発信元へ前記受信した停電情報に関する情報を要求することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の系統連系装置。
5. 発電装置と請求項１〜４のいずれか１項に記載の系統連系装置とを備えることを特徴とする系統連系システム。

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