JP2017093020A - 単独運転検出装置、制御装置、パワーコンディショナ、電源システムおよび単独運転検出方法 - Google Patents
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Abstract
Description
特許文献1 特開2009−136095号公報
10 パワーコンディショナ
12,16,22 電圧センサ
14,18,19 電流センサ
20 昇圧回路
40 インバータ
50 リレー
100 制御装置
110 単独運転検出部
112 周波数計測部
114 周波数偏差導出部
116 第1無効電力量導出部
118 目標無効電力量導出部
120 電圧取得部
122 高調波歪み導出部
124 単独運転推定部
126 無効電力量調整部
128 電圧変化量導出部
130 無効電力量導出部
132 単独運転判定部
150 リレー制御部
160 出力制御部
200 太陽電池アレイ
300 系統電源
310 負荷
1261 周波数偏差取得部
1262,1264 バンドパスフィルタ部
1263 電圧変化量取得部
1265 相関関数導出部
1266 調整無効電力量導出部
Claims (29)
- 交流電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記交流電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出部と、
前記周波数偏差導出部により導出された周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第1無効電力量を導出する第1無効電力量導出部と、
前記電力変換部が出力する電圧の電圧変化量を導出する電圧変化量導出部と、
前記第1無効電力量導出部により導出された前記第1無効電力量に基づいて、前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出部と、
前記電圧変化量の大きさに基づいて、前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整する第1無効電力量調整を実行する無効電力量調整部と
を備える、単独運転検出装置。 - 前記無効電力量調整部は、前記交流電源が出力する電圧に生じるフリッカの周期に基づいて定められた周期範囲で変化する前記電圧変化量に基づいて、前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整することで、前記第1無効電力量調整を実行する、請求項1に記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記電圧変化量の大きさが大きくなるにつれて、前記目標無効電力量導出部により導出される目標無効電力量の時間的変化が緩やかになるように、前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整することで、前記第1無効電力量調整を実行する、請求項1または2に記載の単独運転検出装置。
- 前記交流電源が出力する電圧の電圧変化量を取得する電圧変化量取得部と、
前記周波数偏差と前記電圧変化量との間の相関関係を示す相関関数を導出する相関関数導出部と
をさらに備え、
前記無効電力量調整部は、前記相関関数導出部により導出された前記相関関数が示す値に応じて、前記第1無効電力量調整を実行する、請求項1から3のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。 - 前記相関関数導出部は、前記交流電源が出力する電圧に生じるフリッカの周期に基づいて定められた周期範囲で変化する前記周波数偏差および前記電圧変化量について、前記相関関数を導出する、請求項4に記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記電圧変化量に基づいて調整無効電力量を導出し、前記第1無効電力量と前記調整無効電力量とに基づいて前記目標無効電力量導出部に今回の目標無効電力量を導出させることで、前記第1無効電力量調整を実行する、請求項1から請求項5のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記電圧変化量が予め定められた電圧変化量範囲内である場合、前記電圧変化量に基づいて調整無効電力量を導出し、前記第1無効電力量と前記調整無効電力量とに基づいて前記目標無効電力量導出部に今回の目標無効電力量を導出させることで、前記第1無効電力量調整を実行する、請求項6に記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記電圧変化量が前記電圧変化量範囲外である場合、予め定められた基準調整無効電力量と前記第1無効電力量とに基づいて前記目標無効電力量導出部に今回の目標無効電力量を導出させることで、前記第1無効電力量調整を実行する、請求項7に記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差が予め定められた偏差範囲外になった後、予め定められたタイミングで、前記目標無効電力量導出部により導出される目標無効電力量の時間的変化が緩やかになるように前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整する第2無効電力量調整をさらに実行する、請求項1から8のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記第2無効電力量調整を開始した後、予め定められた期間に亘って、前記第2無効電力量調整を継続する、請求項9に記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記第2無効電力量調整を開始した後、前記周波数偏差が予め定められた偏差範囲内に収まった後、予め定められた期間に亘って、前記第2無効電力量調整を継続する、請求項9に記載の単独運転検出装置。
- 前記予め定められた期間は、前記交流電源が出力する電圧に生じるフリッカの周期および大きさの少なくとも一方に基づいて定められる、請求項10または11に記載の単独運転検出装置。
- 前記予め定められた期間は、前記単独運転検出装置が出力する無効電力の大きさおよび周期の少なくとも一方に基づいて定められる、請求項10または11に記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差が予め定められた偏差範囲外になって予め定められた待機期間が経過した後、前記第2無効電力量調整を開始する、請求項9から13のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部の前記第2無効電力量調整を開始する条件は、前記単独運転検出装置が出力する無効電力の大きさと周期とに基づいて定められる、請求項9から13のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差導出部により導出された前記周波数偏差が正の場合、前記目標無効電力量導出部により前記第1無効電力量に基づいて導出された暫定の今回の目標無効電力量から前記目標無効電力量導出部により導出された前回の目標無効電力量を減算することで得られる変化量が、第1基準変化量より小さい場合、今回の目標無効電力量として、前記前回の目標無効電力量と前記第1基準変化量とに基づいて前記目標無効電力量導出部に今回の目標無効電力量を導出させることで、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から請求項15のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差導出部により導出された前記周波数偏差が負の場合、前記目標無効電力量導出部により前記第1無効電力量に基づいて導出された暫定の今回の目標無効電力量から前記目標無効電力量導出部により導出された前回の目標無効電力量を減算することで得られる変化量が、第2基準変化量より大きい場合、今回の目標無効電力量として、前記前回の目標無効電力量と前記第2基準変化量とに基づいて前記目標無効電力量導出部に今回の目標無効電力量を導出させることで、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から請求項16のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、予め定められた継続期間をかけて目標無効電力量がゼロになるように、前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整することで、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から17のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、予め定められた変化量で目標無効電力量がゼロになるように、前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整することで、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から18のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記第1無効電力量導出部は、周波数偏差と第1無効電力量との関係を示す第1傾きを有する第1関数に基づいて、第1無効電力量を導出し、
前記無効電力量調整部は、前記第1傾きより小さい第2傾きを有する第2関数に基づいて前記第1無効電力量導出部に第1無効電力量を導出させることにより、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から18のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。 - 前記交流電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部をさらに備え、
前記周波数偏差導出部は、前記周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第1個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から第1時間前の過去の周期から第2個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、
前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差導出部により導出された周波数偏差が小さくなるように前記周波数偏差導出部に周波数偏差を調整させ、調整された周波数偏差に基づいて前記第1無効電力量導出部に第1無効電力量を導出させることにより、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から請求項18のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。 - 前記電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部をさらに備え、
前記周波数偏差導出部は、前記周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第1個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から定められた第1期間前の過去の周期から第2個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、
前記無効電力量調整部は、前記過去の移動平均値として前記最新の周期から第1時間前の過去の周期から前記第2個数より多い第3個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、前記最新の移動平均値との差から前記周波数偏差導出部により周波数偏差を導出させ、導出された前記周波数偏差に基づいて前記第1無効電力量導出部に第1無効電力量を導出させることにより、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から請求項18のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。 - 前記電源の周波数を基準周期毎に計測する周波数計測部をさらに備え、
前記周波数偏差導出部は、前記周波数計測部により計測された最新の周期での周波数から第1個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である最新の移動平均値と、前記最新の周期から定められた第1時間前の過去の周期から第2個数分前の周期までの各周波数の移動平均値である過去の移動平均値との差を、周波数偏差として導出し、
前記無効電力量調整部は、前記過去の移動平均値として前記最新の周期から定められた第1時間より短い第2時間前の過去の周期から前記第2個数分前の周期までの各周波数の移動平均値と、前記最新の移動平均値との差から前記周波数偏差導出部により周波数偏差を導出させ、導出された前記周波数偏差に基づいて前記第1無効電力量導出部に第1無効電力量を導出させることにより、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から請求項18のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。 - 前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差が前記予め定められた偏差範囲外になった後、前記周波数偏差が収束方向に変化している場合に、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から23のいずれか1つに記載の単独運転検出装置。
- 前記無効電力量調整部は、前記周波数偏差が収束方向に変化している場合に前記目標無効電力量導出部により導出される目標無効電力量の時間的変化が、前記周波数偏差が発散方向に変化している場合に前記目標無効電力量導出部により導出される目標無効電力量の時間的変化より緩やかになるように前記目標無効電力量導出部が導出する目標無効電力量を調整することで、前記第2無効電力量調整を実行する、請求項9から24のいずれか1つの単独運転検出装置。
- 請求項1から25のいずれか1つに記載の単独運転検出装置と、
前記目標無効電力量導出部により導出された前記目標無効電力量に基づいて前記電力変換部が出力する無効電力量を制御する制御部と
を備える制御装置。 - 請求項26に記載の制御装置と、
前記制御装置により制御され、分散型電源からの直流を交流に変換する前記電力変換部と
を備えるパワーコンディショナ。 - 請求項27に記載のパワーコンディショナと、
前記分散型電源と
を備える電源システム。 - 交流電源と連系する電力変換部の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記交流電源の周波数偏差を導出する周波数偏差導出工程と、
前記周波数偏差導出工程で導出された周波数偏差に基づいて、前記電力変換部の単独運転検出に用いる第1無効電力量を導出する第1無効電力量導出工程と、
前記電力変換部が出力する電圧の電圧変化量を導出する電圧変化量導出工程と、
前記第1無効電力量導出工程で導出された前記第1無効電力量に基づいて、前記単独運転検出のために前記電力変換部が出力すべき目標無効電力量を導出する目標無効電力量導出工程と、
前記電圧変化量の大きさに基づいて、前記目標無効電力量導出工程で導出される目標無効電力量を調整する第1無効電力量調整を実行する目標無効電力量調整工程と
を備える、単独運転検出方法。
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