JP2015073399A - 分散型電源の単独運転検出装置及び方法 - Google Patents

Abstract

【課題】連系された系統の事故時にのみ単独運転を検出する。【解決手段】直流電源２００から出力される直流電力を交流電力に変換して系統３００及び一般負荷４００に供給する分散型電源の単独運転検出装置であって、連系された系統３００の交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出部１５２と、ゼロクロス点間の時間を計測する周期計測部１５４と、計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、連系された系統３００に異常が生じたと認識する位相跳躍認識部１５８と、連系された系統３００に異常が生じたとする認識が一定回数連続してあった場合には単独運転と判断する一方、その認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する運転継続判断部１６０と、を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、連系された系統の事故時にのみ単独運転を検出する分散型電源の単独運転検出装置及び方法に関する。

近年、コジェネレーション設備、燃料電池発電設備、太陽電池発電設備などの直流電力源を電源とする分散型電源が用いられつつある。通常、分散型電源は商用の系統と連系して運転される。分散型電源は、直流電力を交流電力に変換し、変換した交流電力を系統に供給したり負荷に供給したりする。

系統に事故が生じると系統は停電状態となる。ところが、停電状態となっている系統に、連系する分散型電源から交流電力が供給されてしまうと、系統側で感電事故が生じたり、送電を再開する障害となったりする恐れがある。

このため、分散型電源は、系統の事故時に系統に生じる電圧変動や周波数変動を利用して交流電力の供給を停止する機能、すなわち、下記特許文献１に開示されているような単独運転検出機能を備えている。

一方、近年、分散型電源の普及、拡大が進み、総発電出力に占める割合が高くなった場合において、系統擾乱により分散電源が一斉に系統から解列すると、系統内の需給バランスが崩れ、さらに広範囲に停電が及ぶ可能性がある。以上のように系統の品質や安定運用に問題が発生する。

特開２００１−２８６０６３号公報

分散型電源は、系統の事故を逸早く検出するために単独運転検出機能の感度を上げると、連系された系統以外の事故も検出してしまうため、広範囲の系統に停電が波及しやすくなる。

分散型電源は、逆に、連系された系統以外の事故を検出し難くなるように単独運転検出機能の感度を下げると、連系された系統の事故の検出の信頼性が低下してしまう。

したがって、連系された系統で事故が起こった場合は分散型電源を解列し、連系された系統以外で事故が起こった場合は運転を継続するようにすれば、上記のような不具合は生じない。

本発明は、上記の不具合の解消に鑑みて成されたものであり、連系された系統の事故時にのみ単独運転を検出する分散型電源の単独運転検出装置及び方法の提供を目的とする。

上記目的を達成するための本発明に係る分散型電源の単独運転検出装置は、ゼロクロス検出部、周期計測部、位相跳躍認識部、及び運転継続判断部を有する。

本発明に係る分散型電源の単独運転検出装置は、直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して複数の系統及び一般負荷に供給する。

ゼロクロス点検出部は、連系された系統の交流電圧のゼロクロス点を検出する。周期計測部は、ゼロクロス点間の時間を計測する。

位相跳躍認識部は、計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、連系された系統に異常が生じたと認識する。

運転継続判断部は、連系された系統に異常が生じたとする認識が一定回数連続してあった場合には単独運転と判断する一方、その認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する。

また、上記目的を達成するための本発明は、直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して複数の系統及び一般負荷に供給する分散型電源の単独運転検出方法であって、
連系された系統の交流電圧のゼロクロス点を検出する段階と、
ゼロクロス点間の時間を計測する段階と、
計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、連系された系統に異常が生じたと認識する段階と、
連系された系統に異常が生じたとする認識が一定回数連続してあった場合には単独運転と判断する一方、その認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する段階と、
を含むことを特徴とする。

本発明に係る分散型電源の単独運転検出装置及び方法によれば、計測したゼロクロス点間の時間が平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、連系された系統に異常が生じたと認識し、その認識が一定回数連続してあった場合には単独運転と判断する一方、その認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断するようにしたため、連系された系統の事故時にのみ単独運転を検出することができる。

したがって、連系された系統の事故時には分散型電源を系統から切り離すことができ、連系された系統以外の事故に対しては分散型電源を系統から切り離すことなく継続して運転することができる。

本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置のブロック図である。 本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置の動作を示すメインフローチャートである。 本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置の動作説明に供する図である。 本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置の動作説明に供する図である。 図２の位相跳躍認識のサブルーチンフローチャートである。 図５の平均周期算出のサブルーチンフローチャートである。 図２の運転継続判断のサブルーチンフローチャートである。 本発明の効果の説明に供する図である。

次に、本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置及び方法について、図面を参照しながら、詳細に説明する。なお、本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置及び方法は、位相電圧跳躍の現象を用いて、受動的に単独運転を検出するものであり、連系された系統以外の短絡事故やループ切換時の瞬時低下、瞬時停電、位相跳躍時には運転を継続し、連系された系統の事故に対しては、迅速かつ確実に、系統から解列することができる。

（分散型電源の単独運転検出装置の構成）
図１は、本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置のブロック図である。分散型電源１００は、インバータ１１０、解列リレー１２０、単独運転検出装置１３０を有する。

分散型電源１００は、直流電源２００から出力される直流電力を交流電力に変換して系統３００及び一般負荷４００に供給する。

インバータ１１０は直流電源２００から出力される直流電力を交流電力に変換する。解列リレー１２０は、直流電源２００を系統３００から解列する。すなわち、解列リレー１２０は、インバータ１１０と系統３００、一般負荷４００とを接続したり分離したりする。解列リレー１２０がオンすると、インバータ１１０を介して直流電源２００と系統３００、一般負荷４００とが接続され、解列リレー１２０がオフすると、インバータ１１０を介して直流電源２００が系統３００、一般負荷４００から分離される。

直流電源２００は、コジェネレーション設備、燃料電池発電設備、太陽電池発電設備などの直流電力源である。しかし、直流電源２００はこれらの設備には限定されず、たとえば自動車に搭載されているバッテリも含む。

系統３００は分散型電源１００に連系された系統である。

一般負荷４００は、たとえば、一般的な家屋で使用されるテレビ、冷蔵庫、洗濯機などの家電製品である。しかし、一般負荷４００はこれらの製品に限定されない。

単独運転検出装置１３０は、連系された系統３００で事故などの異常が生じた場合に、インバータ１１０のゲートブロックをした後、解列リレー１２０をオフし、直流電源２００及びインバータ１１０を系統３００から解列させる。また、単独運転検出装置１３０は、連系された系統以外で事故などの異常が生じた場合には、解列リレー１２０をオンさせたままとして、インバータ１１０を通常通り動作させ、直流電源２００を系統３００と連系させる。

単独運転検出装置１３０は、能動的検出機能部１４０、受動的検出機能部１５０及び単独運転制御部１７０を有する。

能動的検出機能部１４０は、系統３００に事故などの異常が生じたことを能動的に検出する。たとえば、系統３００に能動的に無効電力を注入するなどして、系統３００に事故などの異常が生じたことを検出する。系統３００に異常が生じたか否かは能動的検出部１４５によって検出される。なお、能動的検出機能部１４０は本発明には直接関係する機能ではない。

受動的検出機能部１５０は、ゼロクロス点検出部１５２、周期計測部１５４、記憶部１５６、位相跳躍認識部１５８及び運転継続判断部１６０を有する。

ゼロクロス点検出部１５２は、連系された系統３００の交流電圧のゼロクロス点を検出する。たとえば、系統３００の交流電圧の大きさは、図３に示すように、正弦波状に変化し、交流電圧の大きさが０Ｖになる点がある。ゼロクロス点検出部１５２は、この点をゼロクロス点として検出する。

周期計測部１５４は、ゼロクロス点検出部１５２によって検出されたゼロクロス点間の時間を計測する。たとえば、図３に示すように、ゼロクロス点間の時間は、ゼロクロス点の立ち上がりから立ち上がりまでの周期Ｔａ（ｎ−１）、Ｔａ（ｎ）、Ｔａ（ｎ＋１）、…、及び、ゼロクロス点の立ち下がりから立ち下がりまでの周期Ｔｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）、Ｔｂ（ｎ＋１）、…、である。

記憶部１５６は、周期計測部１５４が計測したゼロクロス点間の時間、たとえば、Ｔａ（ｎ−１）、Ｔａ（ｎ）、Ｔａ（ｎ＋１）、…、Ｔｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）、Ｔｂ（ｎ＋１）、…、をそれぞれ時系列に記憶する。

位相跳躍認識部１５８は、周期計測部１５４が計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、連系された系統３００に位相跳躍が生じたと認識する。

位相跳躍認識部１５８は平均周期を次のようにして算出する。位相跳躍認識部１５８は、記憶部１５６に記憶された複数のゼロクロス点間の時間の内、過去の一定時間の複数のゼロクロス点間の時間を取得する。次に、取得した複数のゼロクロス点間の時間から他の時間に比較して特に大きなものと特に小さなものを除く。最後に、残りの複数のゼロクロス点間の時間から平均周期を算出する。

たとえば、図４に示すように、直前に計測されたゼロクロス点間の時間がＴａ（ｎ）であったとすると、位相跳躍認識部１５８は、記憶部１５６からＴａ（ｎ）よりもＭ周期（たとえば４００ｍｓｅｃ）過去に遡ったＴａ（ｎ−Ｍ）からＴａ（ｎ−Ｍ−Ｎ−２）までのＮ＋２周期分のゼロクロス点間の時間を取得する。次に、取得したＮ＋２周期分のゼロクロス点間の時間から最も大きなものと最も小さなものを除く。最後に、残ったＮ周期分のゼロクロス点間の時間の和を求め、その和をＮで割った時間を平均周期Ｔｒｅｆとする。

位相跳躍認識部１５８は、経時的に連続する複数のゼロクロス点間の時間、たとえばＴａ（ｎ）、Ｔｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）が、算出した平均周期Ｔｒｅｆに対して一定時間以上ずれているか否かを判断し、一定時間以上ずれているゼロクロス点間の時間が複数ある場合には、連系された系統３００に位相跳躍が生じたと認識する。

位相跳躍認識部１５８が算出した平均周期Ｔｒｅｆに対して経時的に連続する複数のゼロクロス点間の時間が一定時間以上ずれているか否かを判断するためには、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを用いる。図３に示すように、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔは、連系された系統３００に事故などの異常が生じたか否かを正確に認識するために用いる。たとえば、系統電圧の周波数が５０Ｈｚであったときに、平均周期Ｔｒｅｆが１９．９５ｓｅｃであったとする。位相跳躍が生じたことを判断する閾値が電気角で１０°であったとすると、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔは１９．９５×１０／３６０＝０．５５ｍｓｅｃとなる。位相跳躍閾値Ｔｓｅｔは記憶部１５６に記憶させておく。なお、本実施形態では、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを平均周期Ｔｒｅｆから求めているが、系統電圧の周波数に応じて固定（たとえば５０Ｈｚのときは２０ｍｓｅｃなので２０×１０／３６０＝０．５６ｍｓｅｃ）させておくこともできる。

したがって、位相跳躍認識部１５８は、たとえば、図３に示すように、平均周期ＴｒｅｆとＴａ（ｎ）との時間差を求め、また、平均周期ＴｒｅｆとＴｂ（ｎ−１）との時間差を求め、さらに、平均周期ＴｒｅｆとＴｂ（ｎ）との時間差を求める。求めたこれらの時間差が位相跳躍閾値Ｔｓｅｔよりも大きいものが複数あれば、連系された系統３００に位相跳躍が生じたと認識する。

運転継続判断部１６０は、連系された系統３００に位相跳躍が生じたとする認識が一定回数連続してあったか否かを判断する。運転継続判断部１６０は、この認識が一定回数連続してあった場合には、単独運転と判断する一方、この認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する。運転継続判断部１６０は、単独運転と判断した場合には単独運転制御部１７０を介してインバータ１１０のゲートブロックをし、解列リレー１２０をオフさせてインバータ１１０及び直流電源２００を系統３００から切り離す一方、継続運転と判断した場合には連系運転を継続する。

単独運転制御部１７０は、運転継続判断部１６０が出力する信号を受けて、インバータ１１０に出力する駆動パルスを供給または停止させたり、解列リレー１２０をオンまたはオフさせたりする。運転継続判断部１６０が単独運転と判断したときには、単独運転制御部１７０はインバータ１１０に出力する駆動パルスを停止し、解列リレー１２０をオフさせる。また、運転継続判断部１６０が継続運転と判断したときには、連系運転を継続する。

（分散型電源の単独運転検出装置の動作）
図２は、本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置の動作を示すメインフローチャートである。なお、このメインフローチャートは、本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出方法の手順を示すものでもある。

まず、分散型電源１００は、運転指令がオンになっているか否かを判断し（ステップＳ１００）、運転指令がオンになっていなければ待機し（ステップＳ１００：ＮＯ）、運転指令がオンになっていれば、次のステップの処理に進む（ステップＳ１００：ＹＥＳ）。

次に、ゼロクロス点検出部１５２は、分散電源２００が連系された系統３００の系統電圧に対してゼロクロス点を検出する（ステップＳ１１０）。

次に、周期計測部１５４は、ゼロクロス点検出部１５２によって検出された、ゼロクロス点とゼロクロス点との間の時間、すなわちゼロクロス点間の周期（Ｔａ・Ｔｂ）を計測する。ゼロクロス点間の周期は、図３に示したように、ゼロクロス点の立ち上がりから立ち上がりまでの周期Ｔａ（ｎ−１）、Ｔａ（ｎ）、Ｔａ（ｎ＋１）、…、及び、ゼロクロス点の立ち下がりから立ち下がりまでの周期Ｔｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）、Ｔｂ（ｎ＋１）、…、である（ステップＳ１２０）。

次に、記憶部１５６は、周期計測部１５４が計測した周期、つまり、図３に示すようなゼロクロス点間の時間、たとえば、Ｔａ（ｎ−１）、Ｔａ（ｎ）、Ｔａ（ｎ＋１）、…、Ｔｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）、Ｔｂ（ｎ＋１）、…、をそれぞれ時系列に記憶する（ステップＳ１３０）。

次に、位相跳躍認識部１５８は、記憶部１５６に記憶されている周期を取得し、周期計測部１５４が計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、連系された系統３００に位相跳躍が生じたと認識する（ステップＳ１４０）。このステップの詳しい処理は、図５のフローチャートで説明する。

次に、運転継続判断部１６０は、連系された系統３００に位相跳躍が生じたとする認識が一定回数連続してあったか否かを判断する。運転継続判断部１６０は、この認識が一定回数連続してあった場合には、単独運転と判断する。一方、この認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する（ステップＳ１５０）。このステップの詳しい処理は、図７のフローチャートで説明する。

最後に、分散型電源１００は、運転指令がオフになっているか否かを判断し（ステップＳ１６０）、運転指令がオフになっていなければ、上記のステップＳ１００からステップＳ１５０までの処理を繰り返し（ステップＳ１６０：ＮＯ）、運転指令がオフになっていれば、以上の処理を終了する（ステップＳ１６０：ＹＥＳ）。

図５は、図２の位相跳躍認識のサブルーチンフローチャートである。このフローチャートの処理は、位相跳躍認識部１５８によって実行される。

位相跳躍認識部１５８は、自己の持つカウンタｎの値（初期値は０である）を１だけインクリメントしてｎ＝１とする。カウンタｎは、対象とする周期を１周期ずつずらすために用いる（ステップＳ１４１）。

次に、位相跳躍認識部１５８は、記憶部１５６に記憶されている周期、すなわち、図３に示すようなゼロクロス点間の時間Ｔａ（ｎ）、Ｔｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）と、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを取得する（ステップＳ１４２）。

位相跳躍認識部１５８は、記憶部１５６に記憶されている周期、たとえば、図４に示してあるように、Ｔａ（ｎ−Ｍ）からＴａ（ｎ−Ｍ−Ｎ−２）までのＮ＋２周期分の周期
を取得し、取得した周期から平均周期Ｔｒｅｆを算出する（ステップＳ１４３）。なお、平均周期の詳細な算出手順は図６のフローチャートで説明する。

位相跳躍認識部１５８は、周期Ｔａ（ｎ）に位相跳躍が発生したか否かを判断する。位相跳躍が発生したか否かは、Ｔａ（ｎ）の時間と平均周期Ｔｒｅｆとの時間的なずれが、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを超えるか否かで判断する。すなわち、位相跳躍認識部１５８は、|Ｔａ（ｎ）−Ｔｒｅｆ|＞Ｔｓｅｔであれば、周期Ｔａ（ｎ）に位相跳躍が発生したと判断する（Ｓ１４４）。

位相跳躍認識部１５８は、周期Ｔａ（ｎ）に位相跳躍が発生したと判断したときには（Ｓ１４４：ＹＥＳ）、同様にして、今度は、周期Ｔｂ（ｎ−１）に位相跳躍が発生したか否かを判断する（Ｓ１４５）。

位相跳躍認識部１５８は、周期Ｔｂ（ｎ−１）に位相跳躍が発生したと判断したときには（Ｓ１４５：ＹＥＳ）、位相跳躍発生回数をカウントするカウンタＮの値を１だけインクリメントする（ステップＳ１４６）。

また、位相跳躍認識部１５８は、周期Ｔｂ（ｎ−１）に位相跳躍が発生しなかったと判断したとき、すなわち、|Ｔｂ（ｎ−１）−Ｔｒｅｆ|＞Ｔｓｅｔでなかったときには（Ｓ１４５：ＮＯ）、同様にして、今度は、周期Ｔｂ（ｎ）に位相跳躍が発生したか否かを判断する（Ｓ１４７）。

位相跳躍認識部１５８は、周期Ｔｂ（ｎ）に位相跳躍が発生したと判断したときには（Ｓ１４７：ＹＥＳ）、位相跳躍発生回数をカウントするカウンタＮの値を１だけインクリメントする（ステップＳ１４６）。

一方、位相跳躍認識部１５８は、周期Ｔａ（ｎ）に位相跳躍が発生しなかったと判断したとき（ステップＳ１４４：ＮＯ）、または、周期Ｔｂ（ｎ）に位相跳躍が発生しなかったと判断したとき（ステップＳ１４７：ＮＯ）には、位相跳躍発生回数をカウントするカウンタＮの値をリセットし、Ｎ＝０とする（ステップＳ１４８）。

以上の処理が終了したら、図２のフローチャートのステップＳ１５０の処理を行う。次回、位相跳躍認識の処理が行われるときにはカウンタｎの値は２になる。したがって、記憶部１５６から取得する周期は１周期ずつずらされて取得され、また、平均周期Ｔｒｅｆも前回よりも１周期ずつずれたＮ＋２周期分の周期から算出される。

図６は、図５の平均周期演算のサブルーチンフローチャートである。このフローチャートの処理は、位相跳躍認識部１５８によって実行される。

位相跳躍認識部１５８は、前回のＮ＋２周期分のカウント数を１カウント分シフトする。すなわち、平均周期を算出する場合、前回計測されたゼロクロス点間の時間がＴａ（ｎ−１）であったとすると、今回は、カウント数を１カウント分シフトして、図４に示すように、記憶部１５６からＴａ（ｎ）よりもＭ周期過去に遡ったＴａ（ｎ−Ｍ）からＴａ（ｎ−Ｍ−Ｎ−２）までのＮ＋２周期分のゼロクロス点間の時間を取得する（ステップＳ１４３−１）。

位相跳躍認識部１５８は、Ｎ周期分の周期の内、大きい周期と小さい周期のカウント数をＫ個除外する。上記の例ではＫ＝２である。Ｋ＝２の場合、たとえば、取得したＮ＋２周期分のゼロクロス点間の時間から最も大きなものと最も小さなものを除く（ステップ１４３−２）。なお、Ｋは２以外の任意の値、たとえば、３、４であっても良い。

残りのカウント数の周期Ｎから平均周期Ｔｒｅｆを算出する。つまり、残ったＮ周期分のゼロクロス点間の時間の和を求め、その和をＮで割った時間を平均周期Ｔｒｅｆとする（ステップ１４３−３）。

図７は、図２の運転継続判断のサブルーチンフローチャートである。このフローチャートの処理は、運転継続判断部１６０によって実行される。

運転継続判断部１６０は、位相跳躍認識部１５８によって規定回数の位相跳躍が発生したか否かを判断する。規定回数の位相跳躍が発生したか否かは、位相跳躍発生回数をカウントするカウンタＮの値が規定の回数に達したか否かによって判断する。本実施形態の場合は３であるが、それ以外の数であっても良い（ステップＳ１５１）。

運転継続判断部１６０は、規定回数の位相跳躍が発生したと判断されたときには、単独運転が発生したと判断する。単独運転が発生したと判断したときには、連系された系統３００で事故などの異常が生じたのであるから、運転継続判断部１６０は、単独運転制御部１７０を介して、インバータ１１０のゲートブロックをした後、解列リレー１２０をオフし、直流電源２００及びインバータ１１０を系統３００から解列させる。（ステップＳ１５２）。

運転継続判断部１６０は、規定回数の位相跳躍が発生していないと判断されたときには、継続運転が発生したと判断する。継続運転が発生したと判断したときには、連系された系統３００で事故などの異常は生じていないと判断したのであるから、運転継続判断部１６０は、単独運転制御部１７０を介して、解列リレー１２０をオンさせたままとして、インバータ１１０を通常通り動作させ、直流電源２００を系統３００と連系させる。（ステップＳ１５３）。

運転継続判断部１６０は、位相跳躍発生回数をカウントするカウンタＮの値をリセットし、Ｎ＝０とする（ステップＳ１５４）。

以上のように、本実施形態に係る分散型電源の単独運転検出装置及び方法によれば、平均周期Ｔｒｅｆに対する各周期Ｔａ、Ｔｂそれぞれのずれが位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを超えるか否かを判断し、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを超える周期がそれぞれ１つ以上ある場合には、位相跳躍が発生したと判断する。さらに、位相跳躍が発生したとの判断が複数回生じたときに、単独運転が発生したと判断し、直流電源２００を系統３００から解列する。

その一方、位相跳躍が発生したとの判断が複数回発生しなければ、単独運転は発生せず、継続運転が発生したと判断し、直流電源２００を系統３００に接続したままとする。

なお、位相跳躍閾値Ｔｓｅｔを超える周期がＴａ、Ｔｂにそれぞれ１つ以上ない場合には、位相跳躍は発生していないと判断する。

図８は、本発明の効果の説明に供する図である。この図は、系統３００に連系された分散型電源１００が、連系された系統以外の系統に事故などの異常が生じても、単独運転が発生したとは判断せずに、継続運転ができたことを示している。

図の上側に示している波形は連系された系統以外の系統の系統電圧の変化を示す波形である。図に示すように、連系された系統以外の系統の電圧は事故継続中に低下し、事故の復帰とともに元の電圧に戻っている。

従来の分散型電源の単独運転検出装置であれば、連系された系統以外の事故や切換による位相跳躍や電圧低下により単独運転が生じたと判断してしまい、連系された系統３００から解列してしまう。しかし、本発明に係る分散電源１００では、連系された系統以外の事故や切換を単独運転の発生とは認識せずに、インバータ１１０が出力電流を供給し続けている。

このように、本発明に係る分散型電源の単独運転検出装置は、連系された系統以外の事故や切換が発生しても、系統３００から解列することなく継続して運転できることがわかる。

なお、本発明に係る分散型電源の単独運転検出装置は、複数回、位相跳躍が発生したことを認識する必要がある。このため、単独運転の検出には従来に比較して多少多くの時間が掛かる。

しかし、事故などの異常が生じてから単独運転の検出までにかかる時間は、位相跳躍を認識する回数を調整することで、調整することができる。単独運転の検出の感度を上げるためにはこの回数を減らせばよいし、単独運転の誤検出をなくすためにはこの回数を増やせばよい。事故などの異常が生じてから単独運転の検出までにかかる時間に制限がある場合には、感度と誤検出とを勘案しながら最適の回数を設定する。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であり、本発明の範囲をこれらの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

１００ 分散型電源、
１１０ インバータ、
１２０ 解列リレー、
１３０ 単独運転検出装置、
１４０ 能動的検出機能部、
１５０ 受動的検出機能部、
１５２ ゼロクロス点検出部、
１５４ 周期計測部、
１５６ 記憶部、
１５８ 位相跳躍認識部、
１６０ 運転継続判断部、
１７０ 単独運転制御部、
２００ 直流電源、
３００ 系統、
４００ 一般負荷。

Claims (8)

1. 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して系統及び一般負荷に供給する分散型電源の単独運転検出装置であって、
   連系された系統の交流電圧のゼロクロス点を検出するゼロクロス点検出部と、
   ゼロクロス点間の時間を計測する周期計測部と、
   計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、前記連系された系統に異常が生じたと認識する位相跳躍認識部と、
   前記連系された系統に異常が生じたとする認識が一定回数連続してあった場合には単独運転と判断する一方、前記認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する運転継続判断部と、
   を有することを特徴とする分散型電源の単独運転検出装置。
2. 前記周期計測部が計測したゼロクロス点間の時間を記憶する記憶部をさらに有し、
   前記位相跳躍認識部は、前記記憶部に記憶された複数のゼロクロス点間の時間の内、過去の一定時間の複数のゼロクロス点間の時間を取得し、取得した複数のゼロクロス点間の時間から他の時間に比較して特に大きなものと特に小さなものを除き、残りの複数のゼロクロス点間の時間から平均周期を算出することを特徴とする請求項１に記載の分散型電源の単独運転検出装置。
3. 前記直流電源を前記系統から解列する解列リレーと前記解列リレーを動作させる単独運転制御部をさらに有し、
   前記運転継続判断部は、単独運転と判断した場合には前記単独運転制御部を介して前記解列リレーをオフさせて前記直流電源を前記系統から切り離す一方、継続運転と判断した場合には前記単独運転制御部を介して前記解列リレーをオンさせたままにし、前記直流電源を前記系統に連系継続することを特徴とする請求項１または２に記載の分散型電源の単独運転検出装置。
4. 前記位相跳躍認識部は、経時的に連続する複数のゼロクロス点間の時間が、算出した平均周期に対して一定時間以上ずれているか否かを判断し、一定時間以上ずれているゼロクロス点間の時間が複数ある場合には、前記連系された系統に異常が生じたと認識することを特徴とする請求項２または３に記載の分散型電源の単独運転検出装置。
5. 直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換して系統及び一般負荷に供給する分散型電源の単独運転検出方法であって、
   連系された系統の交流電圧のゼロクロス点を検出する段階と、
   ゼロクロス点間の時間を計測する段階と、
   計測したゼロクロス点間の時間が複数のゼロクロス点間の時間から算出した平均周期に対して一定時間以上ずれている場合には、前記連系された系統に異常が生じたと認識する段階と、
   前記連系された系統に異常が生じたとする認識が一定回数連続してあった場合には単独運転と判断する一方、前記認識が一定回数連続してなかった場合には継続運転と判断する運転判断段階と、
   を含むことを特徴とする分散型電源の単独運転検出方法。
6. 前記連系された系統に異常が生じたと認識する段階は、
   複数のゼロクロス点間の時間の内、過去の一定時間の複数のゼロクロス点間の時間を取得する段階と、
   取得した複数のゼロクロス点間の時間から他の時間に比較して特に大きなものと特に小さなものを除き、残りの複数のゼロクロス点間の時間から平均周期を算出する段階と、
   を含むことを特徴とする請求項５に記載の分散型電源の単独運転検出方法。
7. 前記運転判断段階は、
   前記単独運転と判断した場合には前記直流電源を前記系統から解列する解列リレーをオフさせて前記直流電源を前記系統から切り離す一方、前記継続運転と判断した場合には前記解列リレーをオンさせたままとし、前記直流電源を前記系統に連系する段階を含むことを特徴とする請求項５または６に記載の分散型電源の単独運転検出方法。
8. 前記連系された系統に異常が生じたと認識する段階は、
   経時的に連続する複数のゼロクロス点間の時間が、算出した平均周期に対して一定時間以上ずれているか否かを判断する段階と、
   一定時間以上ずれているゼロクロス点間の時間が複数ある場合には、前記連系された系統に異常が生じたと認識する段階と、
   を含むことを特徴とする請求項６または７に記載の分散型電源の単独運転検出方法。