JP2017099049A - Power distribution system and controller - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、負荷に電力を供給する配電システム、及び配電システムで使用される制御装置に関する。 The present invention relates to a power distribution system that supplies power to a load and a control device used in the power distribution system.
蓄電池や太陽光発電システム等を備える蓄電システムを複数設置する場合において、停電等により系統連系モードから自立運転モードに切り替わった後、複数の蓄電システムが連携して負荷に電力を供給するシステムがある。このシステムではマスタとなる蓄電システム（以下、メインの蓄電システムという）から所定の電圧で負荷に電力を供給し、スレーブとなる蓄電システム（以下、スレーブの蓄電システムという）が、マスタの蓄電システムの出力に電流を重畳することにより複数の蓄電システムが連携する（例えば、特許文献１参照）。 When installing multiple power storage systems with storage batteries, solar power generation systems, etc., a system that supplies power to the load in cooperation with the plurality of power storage systems after switching from the grid connection mode to the self-sustaining operation mode due to a power failure, etc. is there. In this system, power is supplied to a load at a predetermined voltage from a master power storage system (hereinafter referred to as a main power storage system), and a slave power storage system (hereinafter referred to as a slave power storage system) is connected to the master power storage system. A plurality of power storage systems cooperate by superimposing current on the output (see, for example, Patent Document 1).
蓄電システムから負荷に供給される配電線に、絶縁や、単相２線から単相３線に変換することを目的にトランスが挿入されることがある。さらに、トランスの二次側に、トランスから負荷に流れる電流を検出するＣＴ（Current Transformer）センサが設置されることがある。このＣＴセンサの出力値によりトランスが過負荷状態に陥っていないかを監視することもできる。 A transformer may be inserted into a distribution line supplied from a power storage system to a load for the purpose of insulation or conversion from a single-phase two-wire to a single-phase three-wire. Furthermore, a CT (Current Transformer) sensor that detects current flowing from the transformer to the load may be installed on the secondary side of the transformer. Whether the transformer is in an overload state can be monitored by the output value of the CT sensor.
ＣＴセンサには向きがあり、施工時に作業員は正しい向きに設置する必要がある。また単相３線式の場合、中性線ではなく電圧線に設置する必要がある。しかしながら、配電線に負荷が接続されていない状態では、現場でＣＴセンサの誤接続を確認することが基本的にできなかった。特に自立出力用の配電線は系統に接続されていないため、ＣＴセンサの誤接続を確認することが難しかった。 The CT sensor has a direction, and it is necessary for the worker to install it in the correct direction during construction. In the case of a single-phase three-wire system, it is necessary to install it on a voltage line instead of a neutral line. However, in the state where no load is connected to the distribution line, it was basically impossible to confirm the erroneous connection of the CT sensor at the site. In particular, since the distribution line for self-sustained output is not connected to the system, it has been difficult to confirm erroneous connection of the CT sensor.
本発明はこうした状況に鑑みなされたものであり、その目的は、配電線に設置された交流電流センサが正しく設置されているか簡単に確認することができる配電システム及び制御装置を提供することにある。 This invention is made | formed in view of such a condition, The objective is to provide the power distribution system and control apparatus which can confirm easily whether the alternating current sensor installed in the distribution line is correctly installed. .
上記課題を解決するために、本発明のある態様の配電システムは、直流電力を交流電力に変換して交流端子から配電線に出力する第１電力変換部と、直流電力を交流電力に変換して交流端子から前記配電線に出力する第２電力変換部と、前記配電線において、前記第１電力変換部の前記交流端子と、前記第２電力変換部からの交流出力が前記配電線に合流するノードとの間に挿入されるトランスと、前記トランスと前記ノード間の前記配電線の内、前記トランスの一方の端子に接続される配線に設置される第１電流センサと、を備える。前記第１電力変換部または前記第２電力変換部は、前記配電線に負荷が非接続の状態で前記配電線に交流電力を出力する。 In order to solve the above problems, a power distribution system according to an aspect of the present invention includes a first power conversion unit that converts DC power into AC power and outputs the AC power from the AC terminal to the distribution line, and converts DC power into AC power. A second power conversion unit that outputs from the AC terminal to the distribution line, and in the distribution line, the AC terminal of the first power conversion unit and the AC output from the second power conversion unit merge with the distribution line. And a first current sensor installed on a wiring connected to one terminal of the transformer among the distribution lines between the transformer and the node. The first power conversion unit or the second power conversion unit outputs AC power to the distribution line in a state where a load is not connected to the distribution line.
なお、以上の構成要素の任意の組み合わせ、本発明の表現を方法、装置、システムなどの間で変換したものもまた、本発明の態様として有効である。 It should be noted that any combination of the above-described constituent elements and a representation of the present invention converted between a method, an apparatus, a system, and the like are also effective as an aspect of the present invention.
本発明によれば、配電線に設置された交流電流センサが正しく設置されているか簡単に確認することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can be confirmed easily whether the alternating current sensor installed in the distribution line is installed correctly.
（比較例）
図１は、比較例に係る配電システム１の構成を示す図である。配電システム１は、第１蓄電部１０ａ、電力変換システム２０、第１トランスＴ１、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２を備える。電力変換システム２０は、第１電力変換部２１ａ、第１制御部２２ａ及び第１内部電流センサＣＴａを含む。
(Comparative example)
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a
第１蓄電部２０ａは蓄電池および監視部を含む。当該蓄電池は、直列または直並列接続された複数の蓄電池セルにより構成される。蓄電池セルにはリチウムイオン蓄電池、ニッケル水素蓄電池などを使用できる。なお蓄電池の代わりに電気二重層コンデンサを使用してもよい。監視部は当該複数の蓄電池セルの状態（例えば、電圧、電流、温度）を監視し、当該複数の蓄電池セルの監視データを通信線を介して第１制御部２２ａに送信する。
First
第１電力変換部２１ａはインバータを含み、第１蓄電部１０ａから供給される直流電力を、第１制御部２２ａにより設定された電圧の交流電力に変換して出力する。本明細書の例では２００Ｖの交流電力を出力する。第１内部電流センサＣＴａは、第１電力変換部２１ａから出力される交流出力電流を検出し、検出した電流値を第１制御部２２ａに出力する。
The first
第１制御部２２ａは、第１蓄電部１０ａ及び第１電力変換部２１ａを管理制御する。第１制御部２２ａの構成は、ハードウェア資源とソフトウェア資源の協働、またはハードウェア資源のみにより実現できる。ハードウェア資源として、ＣＰＵ、ＤＳＰ(Digital Signal Processor)、ＦＰＧＡ(Field-Programmable Gate Array)、ＲＯＭ、ＲＡＭ、その他のＬＳＩを利用できる。ソフトウェア資源としてファームウェア等のプログラムを利用できる。
The
第１電力変換部２１ａの交流端子に接続された配電線に、第１電力変換部２１ａの定格を超える負荷が接続された場合、第１電力変換部２１ａを保護するため第１電力変換部２１ａの動作を停止させる必要がある。第１制御部２２ａは、第１内部電流センサＣＴａにより検出された電流値が第１電力変換部２１ａの定格電流を超えた場合、第１電力変換部２１ａの動作を停止させる。
When a load exceeding the rating of the first
第１電力変換部２１ａの交流端子に接続された配電線に第１トランスＴ１が挿入される。具体的には第１トランスＴ１の１次巻線は、第１電力変換部２１ａの交流端子に接続された単相２線式の配電線に接続され、第１トランスＴ１の２次巻線は、単相３線式の配電線に接続される。第１トランスＴ１の２次巻線の一方の端子に第１電圧線（Ｕ相）が接続され、２次巻線の他方の端子に第２電圧線（Ｖ相）が接続され、２次巻線の中点に中性線（Ｎ相）が接続される。
The first transformer T1 is inserted into the distribution line connected to the AC terminal of the
Ｕ−Ｎ相間、及びＮ−Ｖ相間からそれぞれ、第１トランスＴ１の１次巻線に印加された電圧の半分の電圧を取り出すことができる。１次巻線に印加された電圧が２００Ｖの場合、Ｕ−Ｎ相間、及びＮ−Ｖ相間からそれぞれ１００Ｖを取り出すことができる。なおＵ−Ｖ相間からは２００Ｖを取り出すことができる。図１ではＵ−Ｎ相間に第１負荷２ａが接続され、Ｎ−Ｖ相間に第２負荷２ｂが接続されており、第１負荷２ａ及び第２負荷２ｂにそれぞれ１００Ｖの電圧が印加される。なおＵ−Ｖ相間に負荷が接続される場合は、当該負荷に２００Ｖの電圧が印加される。
A voltage that is half the voltage applied to the primary winding of the first transformer T1 can be extracted from between the U-N phase and the N-V phase. When the voltage applied to the primary winding is 200V, 100V can be taken out between the U-N phase and between the N-V phase. In addition, 200V can be taken out from between U-V phases. In FIG. 1, a
第１電流センサＣＴ１は第１電圧線（Ｕ相）に設置され、第１電圧線（Ｕ相）を流れる電流を検出し、検出した電流値を第１制御部２２ａに出力する。第２電流センサＣＴ２は第２電圧線（Ｖ相）に設置され、第２電圧線（Ｖ相）を流れる電流を検出し、検出した電流値を第１制御部２２ａに出力する。
The first current sensor CT1 is installed on the first voltage line (U phase), detects the current flowing through the first voltage line (U phase), and outputs the detected current value to the
図１に示すように配電線に第１トランスＴ１が挿入される場合、第１トランスＴ１の過負荷保護を考慮する必要がある。一般的に、２次巻線が単相３線式の配電線に接続されている場合、Ｕ−Ｎ相間に接続される負荷と、Ｎ−Ｖ相間に接続される負荷のバランスがほぼ均一であることが想定されている。片相側に極端に負荷が偏ることは想定されている使用例ではなく、望ましい使用例ではない。トランスの中には、全体の定格値と片相毎の定格値がそれぞれ規定されているものがある。例えば、全体の定格値が３ｋＷ、各相の定格値が２ｋＷのトランスがある。以下、本明細書では当該トランスを使用する例を想定する。 As shown in FIG. 1, when the first transformer T1 is inserted into the distribution line, it is necessary to consider overload protection of the first transformer T1. In general, when the secondary winding is connected to a single-phase three-wire distribution line, the balance between the load connected between the U and N phases and the load connected between the N and V phases is almost uniform. It is assumed that there is. It is not a use example that is assumed that the load is extremely biased to one phase side, and is not a desirable use example. Some transformers have an overall rated value and a rated value for each phase. For example, there is a transformer having an overall rated value of 3 kW and a rated value of each phase of 2 kW. Hereinafter, in this specification, an example in which the transformer is used is assumed.
このようなトランスが使用される場合、第１内部電流センサＣＴａの検出値に基づく定格保護ではトランス全体の過負荷保護を担保することしかできず、２次巻線における各相の過負荷保護は担保することができない。各相の過負荷保護を担保するには各相を流れる電流を個別に検出する必要がある。そこで図１では、第１電圧線（Ｕ相）と第２電圧線（Ｖ相）にそれぞれ、第１電流センサＣＴ１と第２電流センサＣＴ２を設置している。 When such a transformer is used, the rated protection based on the detection value of the first internal current sensor CTa can only ensure the overload protection of the entire transformer, and the overload protection of each phase in the secondary winding is It cannot be secured. In order to ensure overload protection of each phase, it is necessary to individually detect the current flowing through each phase. Therefore, in FIG. 1, the first current sensor CT1 and the second current sensor CT2 are installed on the first voltage line (U phase) and the second voltage line (V phase), respectively.
第１負荷２ａへ流れる電流は第１電圧線（Ｕ相）→第１負荷２ａ→中性線（Ｎ相）のループとなり、第１電流センサＣＴ１で検出可能である。一方、第２負荷２ｂへ流れる電流は中性線（Ｎ相）→第２負荷２ｂ→第２電圧線（Ｖ相）のループとなり、第２電流センサＣＴ２で検出可能である。第１負荷２ａと第２負荷２ｂのバランスが取れている場合、上側のループを流れる電流と下側のループを流れる電流が打ち消し合って、中性線（Ｎ相）を流れる電流は見た目上、ゼロとなる。
The current flowing to the
なお第２電流センサＣＴ２は省略可能である。省略した場合、第１内部電流センサＣＴａで検出された負荷全体に流れる電流の値から、第１電流センサＣＴ１で検出された第１負荷２ａに流れる電流の値を減算することにより、第２負荷２ｂに流れる電流の値を算出する。
The second current sensor CT2 can be omitted. When omitted, the second load is obtained by subtracting the value of the current flowing through the
クランプ式の電流センサは配線を挟み込むように設置されるが、当該電流センサには向きがある。図１では第１電流センサＣＴ１を第１電圧線（Ｕ相）に、第１トランスＴ１から第１負荷２ａへの方向を順方向として設置している（図面の右側へ流れる電流が正、左側へ流れる電流が負）。また第２電流センサＣＴ２を第２電圧線（Ｖ相）に、第２負荷２ｂから第１トランスＴ１への方向を順方向として設置している（図面の左側へ流れる電流が正、右側へ流れる電流が負）。この設置向きでは、第１負荷２ａに流れる電流の値と第２負荷２ｂに流れる電流の値のいずれの値も、正の値として取得することができる。
Although the clamp type current sensor is installed so as to sandwich the wiring, the current sensor has a direction. In FIG. 1, the first current sensor CT1 is installed on the first voltage line (U phase) and the direction from the first transformer T1 to the
なお第１トランスＴ１の巻線比が１：１の場合、第１トランスＴ１に入力される電力値＝第１負荷２ａに供給される電力値（正の値）＋第２負荷２ｂに供給される電力値（正の値）となる。この関係を利用して、第１内部電流センサＣＴａで検出される電流値と、第１電流センサＣＴ１で検出される電流値と、第２電流センサＣＴ２で検出される電流値を比較して、第１内部電流センサＣＴａ、第１電流センサＣＴ１、及び第２電流センサＣＴ２の検出誤差を確認することができる。仮に第１電流センサＣＴ１及び／又は第２電流センサＣＴ２を逆向きに設置した場合でも、第１トランスＴ１に入力される電力値との比較においては、第１電流センサＣＴ１で検出される電流値に基づく電力値、及び／又は第２電流センサＣＴ２で検出される電流値に基づく電力値を絶対値で計算すればよい。
When the turns ratio of the first transformer T1 is 1: 1, the power value input to the first transformer T1 = the power value supplied to the
（実施の形態１）
図２は、本発明の実施の形態１に係る配電システム１の構成を示す図である。配電システム１は、第１蓄電部１０ａ、第２蓄電部１０ｂ、電力変換システム２０、第１トランスＴ１、第１電流センサＣＴ１、第２電流センサＣＴ２、第２トランスＴ２、第３電流センサＣＴ３及び第４電流センサＣＴ４を備える。電力変換システム２０は、第１電力変換部２１ａ、第１制御部２２ａ、第１内部電流センサＣＴａ、第２電力変換部２１ｂ、第２制御部２２ｂ、及び第２内部電流センサＣＴｂを含む。
(Embodiment 1)
FIG. 2 is a diagram showing a configuration of the
電力変換システム２０は、第１蓄電部１０ａ及び第２蓄電部１０ｂのパワーコンディショナ機能を１つの筐体にまとめて設置したものである。第１制御部２２ａと第２制御部２２ｂ間はシリアル通信で接続される。例えば、ＲＳ−４８５規格に準拠した半二重通信で相互にデータが通信される。なお第１制御部２２ａと第２制御部２２ｂを統合して、１つの基板に実装してもよい。
In the
また第１電力変換部２１ａ、第１制御部２２ａ及び第１内部電流センサＣＴａが第１筐体内に設置されてもよい。第２電力変換部２１ｂ、第２制御部２２ｂ及び第２内部電流センサＣＴｂが第２筐体内に設置されてもよい。第１蓄電部１０ａと第２蓄電部１０ｂが離れた位置に設置される場合や、第２蓄電部１０ｂが後付けされる場合、第１電力変換部２１ａ、第１制御部２２ａ及び第１内部電流センサＣＴａと、第２電力変換部２１ｂ、第２制御部２２ｂ及び第２内部電流センサＣＴｂとが別々の筐体に設置される。
Further, the first
第２蓄電部１０ｂ、第２電力変換部２１ｂ、第２制御部２２ｂ、第２内部電流センサＣＴｂ、第２トランスＴ２、第３電流センサＣＴ３及び第４電流センサＣＴ４の構成、及び動作は、第１蓄電部１０ａ、第１電力変換部２１ａ、第１制御部２２ａ、第１内部電流センサＣＴａ、第１トランスＴ１、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２の構成、及び動作と基本的に同様である。なお図２では、第２トランスＴ２の二次側は単相２線式の配電線に接続されているが、第１トランスＴ１と同様に単相３線式の配電線に接続される構成でもよい。なお図２には便宜的に第４電流センサＣＴ４も描いているが、単相２線式の配電線では省略可能である。
The configurations and operations of the second
第１トランスＴ１の２次巻線の一方の端子に接続される第１電圧線（Ｕ１相）と、第２トランスＴ２の２次巻線の一方の端子に接続される第１電圧線が第１ノードＮｕで結合する。第１トランスＴ１の２次巻線の他方の端子に接続される第２電圧線（Ｖ１相）と、第２トランスＴ２の２次巻線の他方の端子に接続される第２電圧線（Ｖ２相）が第２ノードＮｖで結合する。 A first voltage line (U1 phase) connected to one terminal of the secondary winding of the first transformer T1 and a first voltage line connected to one terminal of the secondary winding of the second transformer T2 are Connect with 1 node Nu. A second voltage line (V1 phase) connected to the other terminal of the secondary winding of the first transformer T1, and a second voltage line (V2) connected to the other terminal of the secondary winding of the second transformer T2. Phase) is coupled at the second node Nv.
図２に示すように複数の蓄電部の出力をまとめて負荷に供給する設置例が近年増えている。図２では、図１の比較例と同様の位置に、第２内部電流センサＣＴｂ、第３電流センサＣＴ３及び第４電流センサＣＴ４を設置している。以下、電流センサを用いた過負荷保護と検出誤差の確認について詳しく説明する。 As shown in FIG. 2, installation examples in which outputs of a plurality of power storage units are collectively supplied to a load are increasing in recent years. In FIG. 2, the second internal current sensor CTb, the third current sensor CT3, and the fourth current sensor CT4 are installed at the same positions as in the comparative example of FIG. Hereinafter, overload protection using a current sensor and detection error detection will be described in detail.
図３は、図２の配電システム１の使用状態１を説明するための図である。使用状態１では、Ｕ−Ｎ相間に２．５ｋＷの電力を消費する第１負荷２ａが接続され、Ｎ−Ｖ相間に３．５ｋＷの電力を消費する第２負荷２ｂが接続されている。第１電力変換部２１ａは３ｋＷの電力を出力し、第２電力変換部２１ｂも３ｋＷの電力を出力している。
FIG. 3 is a diagram for explaining a
図４は、図２の配電システム１の使用状態２を説明するための図である。使用状態２では、Ｕ−Ｎ相間に３ｋＷの電力を消費する第１負荷２ａが接続され、Ｎ−Ｖ相間には負荷が非接続である。第１電力変換部２１ａは１ｋＷの電力を出力し、第２電力変換部２１ｂは２ｋＷの電力を出力している。
FIG. 4 is a diagram for explaining a
上記比較例と同様に、第１トランスＴ１の第１電圧線（Ｕ１相）と中性線（Ｎ１相）間の過負荷は第１電流センサＣＴ１の検出値をもとに保護が可能であり、第１トランスＴ１の中性線（Ｎ１相）と第２電圧線（Ｖ１相）間の過負荷は第２電流センサＣＴ２の検出値をもとに保護が可能である。同様に、第２トランスＴ２の第１電圧線（Ｕ２相）と第２電圧線（Ｖ２相）間の過負荷は第３電流センサＣＴ３または第４電流センサＣＴ４の検出値をもとに保護が可能である。トランスの過負荷保護では電流の向きは関係なく、絶対値を検出できればトランスの各相を保護することができる。 Similar to the above comparative example, overload between the first voltage line (U1 phase) and the neutral line (N1 phase) of the first transformer T1 can be protected based on the detection value of the first current sensor CT1. The overload between the neutral line (N1 phase) of the first transformer T1 and the second voltage line (V1 phase) can be protected based on the detection value of the second current sensor CT2. Similarly, the overload between the first voltage line (U2 phase) and the second voltage line (V2 phase) of the second transformer T2 is protected based on the detection value of the third current sensor CT3 or the fourth current sensor CT4. Is possible. In the transformer overload protection, each phase of the transformer can be protected if the absolute value can be detected regardless of the direction of the current.
これに対して、検出誤差の確認においては電流の向きが重要になる。図３では第１蓄電部１０ａ及び第２蓄電部１０ｂからそれぞれ３ｋＷずつ、合計６ｋＷの電力を出力している。図４では第１蓄電部１０ａから１ｋＷ、第２蓄電部１０ｂから２ｋＷ、合計３ｋＷの電力を出力している。
On the other hand, the direction of the current is important in confirming the detection error. In FIG. 3, electric power of 6 kW in total is output from each of the first
第２電流センサＣＴ２が設置されている第２電圧線（Ｖ１相）を流れる電流の向きは図３と図４で逆になっている。図３では第２ノードＮｖから第１トランスＴ１の２次巻線の方向に電流が流れており、図４では第１トランスＴ１の２次巻線から第２ノードＮｖの方向に流れている。なお図４では第２電圧線（Ｖ１相）は電流の経路になっているだけであり、負荷に電力を供給しているわけではない。 The direction of the current flowing through the second voltage line (V1 phase) in which the second current sensor CT2 is installed is reversed in FIGS. In FIG. 3, a current flows from the second node Nv to the secondary winding of the first transformer T1, and in FIG. 4, a current flows from the secondary winding of the first transformer T1 to the second node Nv. In FIG. 4, the second voltage line (V1 phase) is only a current path and does not supply power to the load.
上述のように第２電流センサＣＴ２は、第２ノードＮｖから第１トランスＴ１への方向が順方向となる向きに設置している。従って第２電流センサＣＴ２から検出される電流値に基づく電力値は図３の例では＋２ｋＷとなり、図４の例では−２ｋＷとなる。図３の例では第１電流センサＣＴ１から検出される電流値に基づく電力値は＋１ｋＷであり、第２電流センサＣＴ２から検出される電流値に基づく電力値は＋２ｋＷであり、合計すると３ｋＷである。この電力値は第１内部電流センサＣＴａで検出される電流値に基づく電力値と一致する。 As described above, the second current sensor CT2 is installed in a direction in which the direction from the second node Nv to the first transformer T1 is the forward direction. Therefore, the power value based on the current value detected from the second current sensor CT2 is +2 kW in the example of FIG. 3, and is −2 kW in the example of FIG. In the example of FIG. 3, the power value based on the current value detected from the first current sensor CT1 is +1 kW, the power value based on the current value detected from the second current sensor CT2 is +2 kW, and the total is 3 kW. . This power value matches the power value based on the current value detected by the first internal current sensor CTa.
一方、図４の例では第１電流センサＣＴ１から検出される電流値に基づく電力値は＋１ｋＷであり、第２電流センサＣＴ２から検出される電流値に基づく電力値は−２ｋＷであり、合計すると−１ｋＷである。第１トランスＴ１は１ｋＷの電力を出力していることになり、第１トランスＴ１に入力される電力値と一致する。
On the other hand, in the example of FIG. 4, the power value based on the current value detected from the first current sensor CT1 is +1 kW, and the power value based on the current value detected from the second current sensor CT2 is −2 kW. -1 kW. The first
仮に第２電流センサＣＴ２の向き（極性）を無視して考えた場合、第１制御部２２ａは第１トランスＴ１から３ｋＷの電力が出力されていると判断する。この場合、第１トランスＴ１の入力電力（１ｋＷ）と出力電力（３ｋＷ）が一致しないため第１制御部２２ａは検出誤差の確認においてエラーを出力する。このように複数の電源システムを並列接続して共通の負荷に電力を供給するシステム（以下、並列システムという）では、電流センサの向きが重要となる。
If the direction (polarity) of the second current sensor CT2 is ignored, the
次に電流センサを誤って中性線（Ｎ相）に設置した場合の問題を考える。図１の比較例に示したように単一の電源システム（以下、単独システムという）から負荷に電力を供給する場合、中性線（Ｎ相）に流れる電流は、第１電圧線（Ｕ相）に流れる電流と第２電圧線（Ｖ相）に流れる電流の差になる。従って中性線（Ｎ相）に流れる電流が、第１電圧線（Ｕ相）に流れる電流および第２電圧線（Ｖ相）に流れる電流のそれぞれの最大値を超えることはない。 Next, a problem when the current sensor is mistakenly installed on the neutral wire (N phase) will be considered. As shown in the comparative example of FIG. 1, when power is supplied to a load from a single power supply system (hereinafter referred to as a single system), the current flowing through the neutral line (N phase) ) And the current flowing in the second voltage line (V phase). Therefore, the current flowing through the neutral line (N phase) does not exceed the maximum values of the current flowing through the first voltage line (U phase) and the current flowing through the second voltage line (V phase).
本明細書ではトランス全体の定格電力が３ｋＷ、各相の定格電力が２ｋＷを想定している。第１電圧線（Ｕ相）に流れる電流に基づく電力値から、中性線（Ｎ相）に流れる電流に基づく電力値を減じた値は２ｋＷ以下になる。従って作業員が第２電流センサＣＴ２を誤って中性線（Ｎ相）に設置しても、第１制御部２２ａが第２電流センサＣＴ２の検出値をもとに第１トランスＴ１が過負荷状態と誤判定することはない。
In this specification, it is assumed that the rated power of the entire transformer is 3 kW and the rated power of each phase is 2 kW. The value obtained by subtracting the power value based on the current flowing in the neutral line (N phase) from the power value based on the current flowing in the first voltage line (U phase) is 2 kW or less. Therefore, even if an operator mistakenly installs the second current sensor CT2 on the neutral line (N-phase), the
なお、上述のように第１電流センサＣＴ１または第２電流センサＣＴ２のいずれかを省略しても、第１内部電流センサＣＴａの検出値との差分を用いることにより、両相の過負荷保護を実現できる。過負荷保護の誤検出による第１電力変換部２１ａの停止がなければ、内部計算による代替保護が可能である。
Even if either the first current sensor CT1 or the second current sensor CT2 is omitted as described above, the overload protection of both phases is achieved by using the difference from the detected value of the first internal current sensor CTa. realizable. If the
一方、並列システムでは、図４に示したように中性線（Ｎ１相）に流れる電流に基づく電力値が３ｋＷになることが発生する。この状態において第１電流センサＣＴ１で検出される電流値に基づく電力値は１ｋＷ、第２電流センサＣＴ２で検出される電流値に基づく電力値は２ｋＷであり、それぞれ各相の定格電力（２ｋＷ）以下である。従って作業員が第２電流センサＣＴ２を誤って中性線（Ｎ１相）に設置した場合、第１トランスＴ１が過負荷状態に陥っていないにも関わらず、第１制御部２２ａが第１トランスＴ１を過負荷状態と誤判定し、第１電力変換部２１ａを停止させてしまう事態が発生し得る。
On the other hand, in the parallel system, as shown in FIG. 4, the power value based on the current flowing through the neutral line (N1 phase) is 3 kW. In this state, the power value based on the current value detected by the first current sensor CT1 is 1 kW, the power value based on the current value detected by the second current sensor CT2 is 2 kW, and each phase has a rated power (2 kW). It is as follows. Therefore, when the worker mistakenly installs the second current sensor CT2 on the neutral line (N1 phase), the
並列システムにおいて、内部計算による代替の保護動作を行う場合には、保護動作の遅れが発生することになる。電流センサの検出値が規定値を超えている場合でも、内部計算をして再判断後、停止というステップになるためである。さらに、並列システム全体の出力値が不明な状態では内部計算が困難であるため、全体の出力値を検出するための電流センサを追加で設ける必要が発生する。 In a parallel system, when an alternative protection operation based on internal calculation is performed, a delay in the protection operation occurs. This is because even if the detected value of the current sensor exceeds the specified value, the step is to stop after performing internal calculation and re-determination. Furthermore, since it is difficult to perform internal calculations when the output value of the entire parallel system is unknown, it is necessary to additionally provide a current sensor for detecting the entire output value.
このように並列システムでは、電流センサの設定位置の誤り又は設置向きの誤りにより、電力変換システム２０の動作に不具合が発生することがある。以下、並列システムにおいて、電流センサの設定位置および設置向きの誤りを自動判定する手法を提示する。
As described above, in the parallel system, a malfunction may occur in the operation of the
図５は、図２の配電システム１において、電流センサの設置位置および設置向きの検証を実施する場合の電流ループを示す図である。なお図５では、第２トランスＴ２の二次側も単相３線式の配電線に接続される構成例を描いている。図５に示すように配電線に負荷が非接続の状態で、第１制御部２２ａは第１電力変換部２１ａを制御して、第１電力変換部２１ａから交流電力を出力させる。また第１制御部２２ａは第２制御部２２ｂに充電動作を指示する。第１電力変換部２１ａの交流端子から供給される交流電力は、第１トランスＴ１、ノード（第１ノードＮｕ、中性ノードＮｎ、第２ノードＮｖ）、第２トランスＴ２、第２電力変換部２１ｂを経由して第２蓄電部１０ｂ内の蓄電池に充電される。
FIG. 5 is a diagram showing a current loop in the case where the installation of the current sensor and the installation orientation are verified in the
第１制御部２２ａは、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２により検出された電流値をもとに、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２が正しく設置されているか否かを検証する。第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２により検出された電流値が略等しい場合、第１制御部２２ａは第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２が正しい位置に設置されていると判定する。
The
いずれか一方の電流センサが中性線（Ｎ相）に設置されている場合、第１電流センサＣＴ１により検出される電流値と第２電流センサＣＴ２で検出される電流値の乖離が大きくなり、中性線（Ｎ相）に設置されている電流センサで検出される電流値は略ゼロになる。また電流センサが、ノード（第１ノードＮｕ、中性ノードＮｎ、第２ノードＮｖ）より負荷端子側に設置されている場合も、検出される電流値は略ゼロになる。第１制御部２２ａは電流センサにより検出される電流値が略ゼロの場合、当該電流センサの設置位置が誤っていると判定する。
When either one of the current sensors is installed on the neutral wire (N phase), the difference between the current value detected by the first current sensor CT1 and the current value detected by the second current sensor CT2 becomes large, The current value detected by the current sensor installed on the neutral wire (N phase) is substantially zero. Also, when the current sensor is installed on the load terminal side from the nodes (first node Nu, neutral node Nn, second node Nv), the detected current value becomes substantially zero. When the current value detected by the current sensor is substantially zero, the
また第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２により検出された電流値の極性が同じ場合、第１制御部２２ａは第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２が正しい向きに設置されていると判定する。両者の電流値の極性が異なる場合、第１制御部２２ａは第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２のいずれかの向きが逆になっていると判定する。
When the polarity of the current value detected by the first current sensor CT1 and the second current sensor CT2 is the same, the
さらに第１制御部２２ａは、第１電力変換部２１ａから出力されている交流電流の極性と、第１電流センサＣＴ１により検出される電流値の極性および第２電流センサＣＴ２により検出される電流値の極性をそれぞれ比較することにより、設置向きが逆になっている電流センサを特定することができる。第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２の両方の設置向きが逆になっている場合も、その状態を検出することができる。
Furthermore, the
以後、第１制御部２２ａは、設置向きが逆になっている電流センサの出力値の極性を反転させて扱うことができる。すなわち、設置向きが逆になっている電流センサから入力される値が正の値であれば負の値に補正し、負の値であれば正の値に補正する。例えば、第１制御部２２ａが電源オンされる度に、設置向きが逆になっている電流センサから入力される値の極性を反転させるための設定値をレジスタから読み込む設計であってもよい。
Thereafter, the
以上の説明では、第１電力変換部２１ａが交流電力を出力し、第２電力変換部２１ｂが第２蓄電部１０ｂに充電する動作であったが逆でもよい。すなわち、第２電力変換部２１ｂが交流電力を出力し、第１電力変換部２１ａが第１蓄電部１０ａに充電する動作であってもよい。また交流電力を受ける側の電源システムが必ずしも充電動作する必要はなく、配電線間に、蓄電池以外で負荷になり得る素子が挿入されていればよい。例えば、第２電力変換部２１ｂの交流端子間に出力容量が接続されている場合、充電動作を行わなくても配電線に電流を流すことができる。ただし充電動作する場合と比較して、電流量が少なくなる。
In the above description, the first
配電システム１を施工している作業員は、第１電流センサＣＴ１〜第４電流センサＣＴ４を設置後、配電線に負荷が接続されていない状態で、電力変換システム２０の筐体に設置された操作部、またはリモートコントローラを操作して上述の検証開始を指示する。第１制御部２２ａ及び／又は第２制御部２２ｂは検証結果を、筐体またはリモートコントローラの表示部に表示させる。作業員は表示された検証結果により、いずれかの電流センサの設置位置及び／又は向きに誤りがある場合、当該電流センサを設置し直す。
The worker who installed the
以上説明したように実施の形態１によれば、配電線に設置された電流センサが正しく設置されているかを簡単に確認することができる。具体的には電流センサが中性線等の誤った位置に設置されていないか、及び逆向きに設置されていないかを確認することができる。従って、電流センサの設置位置、及び／又は向きに誤りがある状態で運用が開始され、電流センサの検出値に基づく過負荷保護の誤検出により、本来必要のないシステム停止の発生を抑制することができる。 As described above, according to the first embodiment, it is possible to easily confirm whether or not the current sensor installed on the distribution line is correctly installed. Specifically, it can be confirmed whether the current sensor is not installed at an incorrect position such as a neutral wire, and is not installed in the reverse direction. Therefore, operation is started in the state where the installation position and / or orientation of the current sensor is incorrect, and the occurrence of an unnecessarily system shutdown is suppressed by erroneous detection of overload protection based on the detection value of the current sensor. Can do.
上述のように並列システムでは、単独システムと比較して電流センサの設置位置および向きがより重要となる。系統に連系せずに蓄電池等から自立出力するための配電線には、施工時の段階では通常、負荷が接続されていない。仮に負荷が接続された状態であっても片側過負荷でない限り、電流センサの設置状態を確認することは困難であり、目視による確認くらいしかできなかった。これに対して本実施の形態では配電線に負荷が接続されていない状態で、電流センサの設置位置および向きを検証することができる。なお、この検証方法は単独システムでは実現し得ない方法である。 As described above, in the parallel system, the installation position and orientation of the current sensor are more important than the single system. A load is not normally connected to a distribution line for self-sustaining output from a storage battery or the like without being connected to the system at the stage of construction. Even if the load is connected, it is difficult to check the installation state of the current sensor unless it is overloaded on one side, and only a visual check is possible. In contrast, in the present embodiment, the installation position and orientation of the current sensor can be verified in a state where no load is connected to the distribution line. Note that this verification method cannot be realized by a single system.
また電流センサの向きが逆であることを検知した以後、当該電流センサの出力値の極性を反転させる補正処理を行うこともできる。この場合、緊急時に負荷への電力供給が必要になった場合において、安全上問題がないにも関わらず、電流センサが逆向きに設置していたことが原因で電力供給ができないという不具合を防止することが可能になる。 Further, after detecting that the direction of the current sensor is reversed, it is possible to perform a correction process for inverting the polarity of the output value of the current sensor. In this case, when power supply to the load is required in an emergency, it is possible to prevent a problem that power supply cannot be performed due to the current sensor being installed in the reverse direction even though there is no safety problem. It becomes possible to do.
なお一般的な蓄電システムでは、ＣＴセンサは主に蓄電池から系統に逆潮流されていないかを監視するために使用される。また、受電点とシステムの間には多種多様な負荷・電源が設置される可能性があり、ＣＴセンサの逆向き設置の可能性ありと判断されるケースは、ＣＴセンサの向きが間違っていないかを実際に確認する必要があるレベルの問題である。また、上述のように単独システムでは電流の向きを積極的に意識する必要がなかった。このように単独システムからは、ＣＴセンサの出力値の極性を自動補正する技術思想には容易に想到し得ないことを付記しておく。なお実施の形態２で詳述するが、本明細書が主に対象としているのは自立出力用の配電線に設置される電流センサである。この場合、電流の向きは基本的に放電方向となるため、逆潮流判断とは基本的概念が異なるものであることも付記しておく。 In a general power storage system, the CT sensor is mainly used to monitor whether a reverse power is flowing from the storage battery to the system. In addition, there is a possibility that a wide variety of loads and power supplies may be installed between the power receiving point and the system, and in the case where it is judged that the CT sensor may be installed in the reverse direction, the direction of the CT sensor is not wrong. It is a level problem that needs to be confirmed. In addition, as described above, it is not necessary to positively be aware of the direction of current in a single system. In this way, it should be noted that the technical idea of automatically correcting the polarity of the output value of the CT sensor cannot be easily conceived from a single system. As will be described in detail in the second embodiment, this specification mainly targets a current sensor installed on a distribution line for self-sustained output. In this case, since the direction of the current is basically the discharge direction, it should be noted that the basic concept is different from the reverse power flow determination.
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２に係る配電システム１の構成を示す図である。実施の形態２に係る配電システム１では第２トランスＴ２が省略されている。第２電力変換部２１ｂの交流端子に接続される単相２線式の配電線は、そのまま第１トランスＴ１の２次巻線に接続される単相３線式の配電線に合流する。具体的には、第２電力変換部２１ｂの交流端子に接続される単相２線式の配電線は、それぞれ第１ノードＮｕ、第２ノードＮｖに接続される。
(Embodiment 2)
FIG. 6 is a diagram showing a configuration of the
また実施の形態２では第３電流センサＣＴ３は、第１電圧線（Ｕ相）の第１ノードＮｕより負荷側に設置され、第４電流センサＣＴ４は、第２電圧線（Ｖ相）の第２ノードＮｖより負荷側に設置される。従って第３電流センサＣＴ３は、第１電力変換部２１ａから第１電圧線（Ｕ１相）に流れる電流と第２電力変換部２１ｂから第１電圧線（Ｕ２相）に流れる電流の合計電流を検出する。同様に第４電流センサＣＴ４は、第１電力変換部２１ａから第２電圧線（Ｖ１相）に流れる電流と第２電力変換部２１ｂから第２電圧線（Ｖ２相）に流れる電流の合計電流を検出する。
In the second embodiment, the third current sensor CT3 is installed on the load side from the first node Nu of the first voltage line (U phase), and the fourth current sensor CT4 is the second voltage line (V phase). Installed on the load side from 2 nodes Nv. Therefore, the third current sensor CT3 detects the total current of the current flowing from the
実施の形態２では、第１電力変換部２１ａの交流端子間に第１出力インピーダンスＺａが接続される。また第１電力変換部２１ａの交流端子に接続される交流経路は、自立出力経路と系統連系経路に分岐し、自立出力経路に第１自立出力用リレーＲｙａが挿入され、系統連系経路に第１系統連系用リレーＲｙｃが挿入される。
In the second embodiment, the first output impedance Za is connected between the AC terminals of the first
同様に、第２電力変換部２１ｂの交流端子間に第２出力インピーダンスＺｂが接続される。また第２電力変換部２１ｂの交流端子に接続される交流経路は、自立出力経路と系統連系経路に分岐し、自立出力経路に第２自立出力用リレーＲｙｂが挿入され、系統連系経路に第２系統連系用リレーＲｙｄが挿入される。
Similarly, the second output impedance Zb is connected between the AC terminals of the
電力変換システム２０が系統連系モードで動作している場合、第１自立出力用リレーＲｙａ及び第２自立出力用リレーＲｙｂがオープンされ、第１系統連系用リレーＲｙｃ及び第２連系系統用リレーＲｙｄがクローズされる。
When the
系統連系モードにおける放電時間帯では、第１電力変換部２１ａは第１蓄電部１０ａから供給される直流電力を交流電力に変換し、分電盤（不図示）から分岐される配電線に接続されている負荷（不図示）に供給する。第１制御部２２ａは第１電力変換部２１ａに、系統電圧に対応する電圧値を設定する。また第１制御部２２ａは、系統から負荷に供給される交流電流の周波数および位相に同期した交流電流が第１電力変換部２１ａから出力されるよう、第１電力変換部２１ａの動作タイミングを規定する。系統連系モードにおける充電時間帯では、第１電力変換部２１ａは系統から供給される交流電力を直流電力に変換して第１蓄電部１０ａに供給する。第１制御部２２ａは充電レートに対応する電流値を、第１電力変換部２１ａに設定する。
In the discharge time zone in the grid connection mode, the first
電力変換システム２０が自立運転モードで動作している場合、第１自立出力用リレーＲｙａ及び第２自立出力用リレーＲｙｂがクローズされ、第１系統連系用リレーＲｙｃ及び第２連系系統用リレーＲｙｄがオープンされる。
When the
第１制御部２２ａは、第１蓄電部１０ａ内の監視部から取得した監視データをもとに第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量を推定する。例えば、取得した電流値を積算して当該蓄電池の残容量を推定する。また当該蓄電池の開回路電圧（ＯＣＶ）から当該蓄電池の残容量を推定することもできる。
The
また第１制御部２２ａは、当該監視部から取得した監視データをもとに過電圧、過電流等の異常を検出すると、第１蓄電部１０ａと第１電力変換部２１ａ間に挿入されているリレー（不図示）をオープンして第１蓄電部１０ａを保護する。
Further, when the
また第１制御部２２ａは、操作部（不図示）からユーザにより入力されたピークカットの設定情報を受け付ける。例えばピークカットの設定情報として、充電時間帯、充電レート、放電時間帯、放電レートを受け付ける。第１制御部２２ａは当該設定情報をもとに第１電力変換部２１ａを制御する。なお第１蓄電部１０ａをピークカット用途に使用せずバックアップ用途のみに使用してもよい。
In addition, the
第２電力変換部２１ｂ及び第２制御部２２ｂの基本動作も、第１電力変換部２１ａ及び第１制御部２２ａの基本動作と同様である。
The basic operations of the second
第１制御部２２ａおよび第２制御部２２ｂが停電を検知すると、それぞれ第１電力変換部２１ａ及び第２電力変換部２１ｂの運転モードを、系統連系モードから自立運転モードに切り替える。
When the
本実施の形態では、第１電力変換部２１ａの自立出力経路と、第２電力変換部２１ｂの自立出力経路が１つに結合される。当該結合された出力経路に負荷が接続される。当該負荷は、停電時において優先的に電力供給を受けることができる特定の負荷（例えば、照明灯やエレベータ）であってもよいし、一般の負荷であってもよい。また当該結合された出力経路にＡＣコンセントが接続される構成であってもよい。停電時にユーザが当該ＡＣコンセントに電気製品のＡＣプラグを差し込むことにより、当該電気製品を使用することができる。
In the present embodiment, the self-supporting output path of the first
自立運転モードにおいて第１制御部２２ａは、第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量を第２制御部２２ｂに通知する。また第１制御部２２ａは、第１電力変換部２１ａの出力電圧の目標値を所定の電圧値（本明細書の例では２００Ｖ）に設定する。第１電力変換部２１ａ内のインバータ回路の駆動回路は、第１電力変換部２１ａの出力電圧値が目標電圧値を維持するよう、当該インバータ回路のデューティ比を適応的に変化させる。
In the self-sustained operation mode, the
自立運転モードにおいて第２制御部２２ｂは、第３電流センサＣＴ３により検出される電流値と、第４電流センサＣＴ４により検出される電流値を取得する。第２制御部２２ｂは、それらの電流値に基づき負荷に供給される総電流を算出する。また第２制御部２２ｂは、第２蓄電部１０ｂ内の監視部から取得した監視データをもとに第２蓄電部１０ｂ内の蓄電池の残容量を推定する。また第２制御部２２ｂは、第１制御部２２ａから第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量を取得する。
In the self-sustained operation mode, the
第２制御部２２ｂは、負荷に流れる総電流、第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量、第２蓄電部１０ｂ内の蓄電池の残容量をもとに、第２電力変換部２１ｂの出力電流の目標値を決定し、第２電力変換部２１ｂに設定する。第２電力変換部２１ｂ内のインバータ回路の駆動回路は、第２電力変換部２１ｂの出力電流値が目標電流値を維持するよう、当該インバータ回路のデューティ比を適応的に変化させる。
The
第２制御部２２ｂは、第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量、第２蓄電部１０ｂ内の蓄電池の残容量が近づくように、第２電力変換部２１ｂの出力電流の目標値を決定する。例えば、負荷へ流れる総電流と、第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量と第２蓄電部１０ｂ内の蓄電池の残容量の比率に応じて当該目標値を決定する。具体的にはまず、第１蓄電部１０ａと第２蓄電部１０ｂから負荷に供給する総電流の内、第１蓄電部１０ａから供給する電流と第２蓄電部１０ｂから供給する電流の比率を、残容量の比率に応じて決定する。次に第２蓄電部１０ｂから供給する電流の比率を、実際に負荷に流れている総電流に乗じて、第２電力変換部２１ｂの出力電流の目標値を決定する。
The
第１電力変換部２１ａからは、第２蓄電部１０ｂから供給される電流の分、負荷が低下して見える。従って負荷に流れる総電流の内、第２蓄電部１０ｂから供給される電流を差し引いた電流が第１蓄電部１０ａから供給されることになる。
From the first
なお以上の例では残容量の比率に応じて、第１蓄電部１０ａから供給する電流と第２蓄電部１０ｂから供給する電流の比率を決定したが、単純な按分比率を用いてもよい。すなわち、第１蓄電部１０ａから供給する電流と第２蓄電部１０ｂから供給する電流の比率が１：１であってもよい。この場合、第２制御部２２ｂは第１制御部２２ａから第１蓄電部１０ａ内の蓄電池の残容量を取得する必要はない。
In the above example, the ratio of the current supplied from the first
実施の形態２でも実施の形態１と同様に第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２の設置位置および設置向きの検証を実施することができる。図６に示すように配電線に負荷が非接続の状態で、第１制御部２２ａは第１電力変換部２１ａを制御して、第１電力変換部２１ａから交流電力を出力させるとともに、第１自立出力用リレーＲｙａをクローズする。
In the second embodiment, as in the first embodiment, the installation positions and orientations of the first current sensor CT1 and the second current sensor CT2 can be verified. As shown in FIG. 6, in a state where the load is not connected to the distribution line, the
なお第１制御部２２ａは第２制御部２２ｂに第２自立出力用リレーＲｙｂをクローズするよう指示してもよい。第１電力変換部２１ａの交流端子から出力される交流電力は、第１自立出力用リレーＲｙａ、第１トランスＴ１、ノード（第１ノードＮｕ、第２ノードＮｖ）、第２自立出力用リレーＲｙｂを介して第２出力インピーダンスＺｂに供給される。
The
また第１制御部２２ａは第２制御部２２ｂに第２自立出力用リレーＲｙｂをクローズするとともに第２電力変換部２１ｂを充電動作させるよう指示してもよい。この場合、第１電力変換部２１ａの交流端子から出力される交流電力は、第１自立出力用リレーＲｙａ、第１トランスＴ１、ノード（第１ノードＮｕ、第２ノードＮｖ）、第２自立出力用リレーＲｙｂ、第２電力変換部２１ｂを介して第２蓄電部１０ｂに供給される。
The
通常、第２出力インピーダンスＺｂで還流される電流より、第２蓄電部１０ｂ内の蓄電池で還流される電流の方が大きくなるため、後者を用いた方が第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴで検出される電流値が大きくなる。従って、後者の方がより精度が高い検証が可能となる。なお、第２電力変換部２１ｂの直流側に接続される直流電源が、太陽電池などの充電ができない直流電源である場合は前者を用いる。なお反対に第２電力変換部２１ｂから交流電力を出力して、第１出力インピーダンスＺａまたは第１蓄電部１０ａ内の蓄電池を充電することにより、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２に電流を流してもよい。
Usually, since the current recirculated by the storage battery in the second
第１制御部２２ａは、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２により検出された電流値をもとに、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２が正しく設置されているか否かを検証する。具体的な検証方法は実施の形態１と同様であるため説明を省略する。なお実施の形態２でも実施の形態１と同様に、第１制御部２２ａは、設置向きが逆になっている電流センサの出力値の極性を反転させて扱うことができる。
The
なお第３電流センサＣＴ３及び第４電流センサＣＴ４については配電線に負荷を接続した状態でなければ、設置位置および設置向きの検証を実施することはできない。しかしながら、第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２の設置位置および設置向きの検証を予め実施しておくことにより、第３電流センサＣＴ３及び第４電流センサＣＴ４の設置位置および設置向きの検証を比較的容易に実施できるようになる。 In addition, about 3rd current sensor CT3 and 4th current sensor CT4, unless a load is connected to a distribution line, verification of an installation position and an installation direction cannot be implemented. However, by verifying the installation position and installation direction of the first current sensor CT1 and the second current sensor CT2 in advance, the installation position and installation direction of the third current sensor CT3 and the fourth current sensor CT4 can be verified. It becomes relatively easy to implement.
検証の結果、第３電流センサＣＴ３及び第４電流センサＣＴ４の少なくとも一方が逆向きに設置されている場合、第２制御部２２ｂは、設置向きが逆になっている電流センサの出力値の極性を反転させて扱うことができる。
As a result of the verification, when at least one of the third current sensor CT3 and the fourth current sensor CT4 is installed in the reverse direction, the
以上説明したように実施の形態２によれば、実施の形態１と同様の効果を奏する。すなわち、自立出力用の配電線に設置された第１電流センサＣＴ１及び第２電流センサＣＴ２が正しく設置されているかを簡単に確認することができる。 As described above, according to the second embodiment, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. That is, it is possible to easily check whether the first current sensor CT1 and the second current sensor CT2 installed on the distribution line for self-supporting output are correctly installed.
以上、本発明を実施の形態をもとに説明した。実施の形態は例示であり、それらの各構成要素や各処理プロセスの組み合わせにいろいろな変形例が可能なこと、またそうした変形例も本発明の範囲にあることは当業者に理解されるところである。 The present invention has been described based on the embodiments. The embodiments are exemplifications, and it will be understood by those skilled in the art that various modifications can be made to combinations of the respective constituent elements and processing processes, and such modifications are within the scope of the present invention. .
実施の形態１では、１次巻線が単相２線式の配電線に接続され、２次巻線が単相３線式の配電線に接続される第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２を使用する例を説明した。この点、以下に説明する変形例では、１次巻線が単相２線式の配電線に接続され、２次巻線も単相２線式の配電線に接続される第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２を使用する例を説明する。この場合、純粋な絶縁トランスとしての使用である。 In the first embodiment, the first transformer T1 and the second transformer T2 in which the primary winding is connected to the single-phase two-wire distribution line and the secondary winding is connected to the single-phase three-wire distribution line. The example to use was explained. In this regard, in the modification described below, the first transformer T1 in which the primary winding is connected to the single-phase two-wire distribution line, and the secondary winding is also connected to the single-phase two-wire distribution line, and An example using the second transformer T2 will be described. In this case, it is used as a pure isolation transformer.
図７は、変形例に係る配電システム１の使用状態１を説明するための図である。使用状態１では、負荷が非接続の状態であり、第１電力変換部２１ａは−３ｋＷの電力を出力し、第２電力変換部２１ｂは３ｋＷの電力を出力している。すなわち、第２電力変換部２１ｂから出力される電力で、第１蓄電部１０ａが充電されている状態である。
FIG. 7 is a diagram for explaining a
図８は、変形例に係る配電システム１の使用状態２を説明するための図である。使用状態２では、配電線間に６ｋＷの電力を消費する負荷２が接続された状態であり、第１電力変換部２１ａは３ｋＷの電力を出力し、第２電力変換部２１ｂも３ｋＷの電力を出力している。
FIG. 8 is a diagram for explaining a
第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２の２次巻線が単相２線式の配電線に接続される場合、相ごとの過負荷保護が不要になるため、第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２の過負荷保護の観点からは必ずしも、第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２の２次側に電流センサを設置する必要はない。しかしながら、過負荷保護の二重化や断線検出の観点から第１トランスＴ１及び第２トランスＴ２の２次側に電流センサを設置することもあり得る。 When the secondary windings of the first transformer T1 and the second transformer T2 are connected to a single-phase two-wire distribution line, overload protection for each phase becomes unnecessary, and therefore the first transformer T1 and the second transformer T2 From the viewpoint of overload protection, it is not always necessary to install a current sensor on the secondary side of the first transformer T1 and the second transformer T2. However, a current sensor may be installed on the secondary side of the first transformer T1 and the second transformer T2 from the viewpoint of duplication of overload protection and disconnection detection.
上述のように第１電力変換部２１ａを電圧制御、第２電力変換部２１ｂを電流制御で運用する場合、図７に示すように負荷が接続されていない状態では、第２電力変換部２１ｂから第１蓄電部１０ａへの意図しない充電が発生する。この場合、第１電流センサＣＴ１で検出される電流値は負の値となる。図８に示すように負荷２が接続されている状態では、第１電流センサＣＴ１で検出される電流値は正の値となる。このように、１次巻線が単相２線式の配電線に接続され、２次巻線も単相２線式の配電線に接続されるトランスを使用する場合であっても電流センサの設置向きは重要であり、実施の形態１、２で説明した電流センサの検証方法が有効である。
As described above, when the first
実施の形態１、２では、第１電力変換部２１ａ及び第２電力変換部２１ｂの直流側に設置される直流電源として蓄電部を用いる例を説明したが、太陽電池や燃料電池などのその他の直流電源を使用してもよい。また実施の形態１、２では、２つの直流電源を並列接続した並列システムを例に説明したが、３つ以上の直流電源を並列接続した並列システムにも適用可能である。
In the first and second embodiments, the example in which the power storage unit is used as the DC power source installed on the DC side of the first
なお、実施の形態は、以下の項目によって特定されてもよい。 The embodiment may be specified by the following items.
［項目１］
直流電力を交流電力に変換して交流端子から配電線に出力する第１電力変換部（２１ａ）と、
直流電力を交流電力に変換して交流端子から前記配電線に出力する第２電力変換部（２１ｂ）と、
前記配電線において、前記第１電力変換部（２１ａ）の前記交流端子と、前記第２電力変換部（２１ｂ）からの交流出力が前記配電線に合流するノード（Ｎｕ、Ｎｖ）との間に挿入されるトランス（Ｔ１）と、
前記トランス（Ｔ１）と前記ノード（Ｎｕ、Ｎｖ）間の前記配電線の内、前記トランス（Ｔ１）の一方の端子に接続される配線に設置される第１電流センサ（ＣＴ１）と、を備え、
前記第１電力変換部（２１ａ）または前記第２電力変換部（２１ｂ）は、前記配電線に負荷が非接続の状態で前記配電線に交流電力を出力することを特徴とする配電システム（１）。
これによれば、第１電流センサ（ＣＴ１）の設置位置および設置向きを簡単に確認することができる。
［項目２］
前記トランス（Ｔ１）は、前記第１電力変換部（２１ａ）の前記交流端子に接続された単相２線式の配電線から供給される交流電力を、単相３線式の配電線に出力するトランス（Ｔ１）であり、
前記第１電流センサ（ＣＴ１）は、前記単相３線式の配電線の第１電圧線に設置され、
前記配電システム（１）は、
前記単相３線式の配電線の第２電圧線に設置される第２電流センサ（ＣＴ２）をさらに備えることを特徴とする項目１に記載の配電システム（１）。
これによれば、第１電流センサ（ＣＴ１）及び第２電流センサ（ＣＴ２）の設置位置および設置向きを簡単に確認することができる。
［項目３］
前記第１電流センサ（ＣＴ１）及び前記第２電流センサ（ＣＴ２）により検出された電流値をもとに、前記配電線に負荷が非接続の状態で、前記第１電流センサ（ＣＴ１）及び前記第２電流センサ（ＣＴ２）が正しく設置されているかを検証する制御部（２２ａ）をさらに備えることを特徴とする項目２に記載の配電システム（１）。
これによれば、第１電流センサ（ＣＴ１）及び第２電流センサ（ＣＴ２）の設置位置および設置向きを作業員による目視確認に依らずに確認することができる。
［項目４］
前記制御部（２２ａ）は、前記第１電流センサ（ＣＴ１）及び前記第２電流センサ（ＣＴ２）の少なくとも一方の設置向きが逆になっていると判定した場合、設置向きが逆になっている電流センサの出力値の極性を反転させて扱うことを特徴とする項目３に記載の配電システム（１）。
これによれば、設置向きが逆になっている電流センサを設置し直す手間を省くことができる。
［項目５］
前記第１電圧線において前記ノード（Ｎｕ）より負荷接続端子側に設置される第３電流センサ（ＣＴ３）と、
前記第２電圧線において前記ノード（Ｎｖ）より負荷接続端子側に設置される第４電流センサ（ＣＴ４）と、をさらに備え、
前記制御部（２２ａ）は、前記配電線に負荷が接続された状態において、前記第１電力変換部（２１ａ）に前記負荷（２）に供給する電圧値を設定し、
前記第３電流センサ（ＣＴ３）及び前記第４電流センサ（ＣＴ４）により検出される前記負荷（２）に流れる電流をもとに前記第２電力変換部（２１ｂ）に、前記ノード（Ｎｕ、Ｎｖ）に出力すべき電流値が設定されることを特徴とする項目３または４に記載の配電システム（１）。
これによれば、電圧制御の第１電力変換部（２１ａ）と電流制御の第２電力変換部（２１ｂ）を連系運転することができる。
［項目６］
前記第２電力変換部（２１ｂ）の直流端子に接続された蓄電部（１０ｂ）をさらに備え、
前記配電線に負荷が非接続の状態で、前記第１電力変換部（２１ａ）から前記蓄電部（１０ｂ）を充電することを特徴とする項目１から５のいずれかに記載の配電システム（１）。
これによれば、配電線に負荷が非接続の状態で、第１電流センサ（ＣＴ１）及び第２電流センサ（ＣＴ２）に大きな電流を流すことができる。
［項目７］
直流電力を交流電力に変換して交流端子から配電線に出力する第１電力変換部（２１ａ）と、直流電力を交流電力に変換して交流端子から前記配電線に出力する第２電力変換部（２１ｂ）と、を制御する制御装置（２２ａ、２２ｂ）であって、
前記配電線において、前記第１電力変換部（２１ｂ）の前記交流端子と、前記第２電力変換部（２２ｂ）からの交流出力が前記配電線に合流するノード（Ｎｕ、Ｎｖ）との間にトランス（Ｔ１）が挿入され、
前記制御装置（２２ａ、２２ｂ）は、
前記第１電力変換部（２１ａ）または前記第２電力変換部（２１ｂ）に、前記配電線に負荷が非接続の状態で前記配電線に交流電力を出力させ、
前記トランス（Ｔ１）と前記ノード（Ｎｕ、Ｎｖ）間の前記配電線の内、前記トランス（Ｔ１）の一方の端子に接続される配線に設置される第１電流センサ（ＣＴ１）により検出された電流値をもとに、前記配電線に負荷が非接続の状態で、前記第１電流センサ（ＣＴ１）が正しく設置されているかを検証することを特徴とする制御装置。
[Item 1]
A first power converter (21a) that converts DC power into AC power and outputs the AC power from the AC terminal to the distribution line;
A second power converter (21b) that converts DC power into AC power and outputs the AC power from the AC terminal to the distribution line;
In the distribution line, between the AC terminal of the first power conversion unit (21a) and nodes (Nu, Nv) where the AC output from the second power conversion unit (21b) joins the distribution line. A transformer (T1) to be inserted;
A first current sensor (CT1) installed on a wiring connected to one terminal of the transformer (T1) among the distribution lines between the transformer (T1) and the nodes (Nu, Nv); ,
The first power conversion unit (21a) or the second power conversion unit (21b) outputs AC power to the distribution line in a state where a load is not connected to the distribution line (1) ).
According to this, the installation position and installation direction of the first current sensor (CT1) can be easily confirmed.
[Item 2]
The transformer (T1) outputs AC power supplied from a single-phase two-wire distribution line connected to the AC terminal of the first power converter (21a) to a single-phase three-wire distribution line. Transformer (T1)
The first current sensor (CT1) is installed on a first voltage line of the single-phase three-wire distribution line,
The power distribution system (1)
The power distribution system (1) according to
According to this, the installation position and installation direction of the first current sensor (CT1) and the second current sensor (CT2) can be easily confirmed.
[Item 3]
Based on the current values detected by the first current sensor (CT1) and the second current sensor (CT2), the first current sensor (CT1) and the Item 3. The power distribution system (1) according to
According to this, the installation position and installation direction of the first current sensor (CT1) and the second current sensor (CT2) can be confirmed without relying on visual confirmation by an operator.
[Item 4]
When the control unit (22a) determines that the installation direction of at least one of the first current sensor (CT1) and the second current sensor (CT2) is reversed, the installation direction is reversed. The power distribution system (1) according to item 3, wherein the polarity of the output value of the current sensor is reversed and handled.
According to this, it is possible to save the trouble of re-installing the current sensor whose installation direction is reversed.
[Item 5]
A third current sensor (CT3) installed on the load connection terminal side of the node (Nu) in the first voltage line;
A fourth current sensor (CT4) installed on the load connection terminal side from the node (Nv) in the second voltage line,
The controller (22a) sets a voltage value to be supplied to the load (2) to the first power converter (21a) in a state where a load is connected to the distribution line,
Based on the current flowing through the load (2) detected by the third current sensor (CT3) and the fourth current sensor (CT4), the second power conversion unit (21b) receives the nodes (Nu, Nv). The power distribution system (1) according to item 3 or 4, wherein a current value to be output is set in (3).
According to this, the voltage-controlled first power converter (21a) and the current-controlled second power converter (21b) can be interconnected.
[Item 6]
A power storage unit (10b) connected to a DC terminal of the second power conversion unit (21b);
The power distribution system according to any one of
According to this, a big electric current can be sent through the 1st current sensor (CT1) and the 2nd current sensor (CT2) in the state where a load is unconnected to a distribution line.
[Item 7]
A first power conversion unit (21a) that converts DC power into AC power and outputs it from the AC terminal to the distribution line, and a second power conversion unit that converts DC power into AC power and outputs it from the AC terminal to the distribution line (21b), a control device (22a, 22b) for controlling,
In the distribution line, between the AC terminal of the first power conversion unit (21b) and nodes (Nu, Nv) where the AC output from the second power conversion unit (22b) joins the distribution line. Transformer (T1) is inserted,
The control device (22a, 22b)
Causing the first power conversion unit (21a) or the second power conversion unit (21b) to output AC power to the distribution line in a state where a load is not connected to the distribution line;
Detected by a first current sensor (CT1) installed on a wire connected to one terminal of the transformer (T1) among the distribution lines between the transformer (T1) and the nodes (Nu, Nv) A control device for verifying whether or not the first current sensor (CT1) is correctly installed in a state where a load is not connected to the distribution line based on a current value.
１ 配電システム、 ２ 負荷、 ２ａ 第１負荷、 ２ｂ 第２負荷、 １０ａ 第１蓄電部、 １０ｂ 第２蓄電部、 ２０ 電力変換システム、 ２１ａ 第１電力変換部、 ２２ａ 第１制御部、 ＣＴａ 第１内部電流センサ、 ２１ｂ 第２電力変換部、 ２２ｂ 第２制御部、 ＣＴｂ 第２内部電流センサ、 Ｔ１ 第１トランス、 Ｔ２ 第２トランス、 ＣＴ１ 第１電流センサ、 ＣＴ２ 第２電流センサ、 ＣＴ３ 第３電流センサ、 ＣＴ４ 第４電流センサ、 Ｚａ 第１出力インピーダンス、 Ｚｂ 第２出力インピーダンス、 Ｒｙａ 第１自立出力用リレー、 Ｒｙｂ 第２自立出力用リレー、 Ｒｙｃ 第１系統連系用リレー、 Ｒｙｄ 第２連系系統用リレー。
DESCRIPTION OF
Claims (7)
直流電力を交流電力に変換して交流端子から前記配電線に出力する第２電力変換部と、
前記配電線において、前記第１電力変換部の前記交流端子と、前記第２電力変換部からの交流出力が前記配電線に合流するノードとの間に挿入されるトランスと、
前記トランスと前記ノード間の前記配電線の内、前記トランスの一方の端子に接続される配線に設置される第１電流センサと、を備え、
前記第１電力変換部または前記第２電力変換部は、前記配電線に負荷が非接続の状態で前記配電線に交流電力を出力することを特徴とする配電システム。 A first power converter that converts DC power to AC power and outputs the AC power from the AC terminal to the distribution line;
A second power converter that converts DC power into AC power and outputs the AC power from the AC terminal to the distribution line;
In the distribution line, a transformer inserted between the AC terminal of the first power conversion unit and a node where an AC output from the second power conversion unit merges with the distribution line,
A first current sensor installed on a wire connected to one terminal of the transformer, of the distribution line between the transformer and the node;
The first power conversion unit or the second power conversion unit outputs AC power to the distribution line in a state where a load is not connected to the distribution line.
前記第１電流センサは、前記単相３線式の配電線の第１電圧線に設置され、
前記配電システムは、
前記単相３線式の配電線の第２電圧線に設置される第２電流センサをさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の配電システム。 The transformer is a transformer that outputs AC power supplied from a single-phase two-wire distribution line connected to the AC terminal of the first power conversion unit to a single-phase three-wire distribution line,
The first current sensor is installed on a first voltage line of the single-phase three-wire distribution line,
The power distribution system
The power distribution system according to claim 1, further comprising a second current sensor installed on a second voltage line of the single-phase three-wire distribution line.
前記第２電圧線において前記ノードより負荷接続端子側に設置される第４電流センサと、をさらに備え、
前記制御部は、前記配電線に負荷が接続された状態において、前記第１電力変換部に前記負荷に供給する電圧値を設定し、
前記第３電流センサ及び前記第４電流センサにより検出される前記負荷に流れる電流をもとに前記第２電力変換部に、前記ノードに出力すべき電流値が設定されることを特徴とする請求項３または４に記載の配電システム。 A third current sensor installed closer to the load connection terminal than the node in the first voltage line;
A fourth current sensor installed on the load connection terminal side of the node in the second voltage line, and
The control unit sets a voltage value to be supplied to the load to the first power conversion unit in a state where a load is connected to the distribution line,
The current value to be output to the node is set in the second power converter based on a current flowing through the load detected by the third current sensor and the fourth current sensor. Item 5. The power distribution system according to Item 3 or 4.
前記配電線に負荷が非接続の状態で、前記第１電力変換部から前記蓄電部を充電することを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の配電システム。 A power storage unit connected to a DC terminal of the second power conversion unit;
The power distribution system according to any one of claims 1 to 5, wherein the power storage unit is charged from the first power conversion unit in a state where a load is not connected to the distribution line.
前記配電線において、前記第１電力変換部の前記交流端子と、前記第２電力変換部からの交流出力が前記配電線に合流するノードとの間にトランスが挿入され、
前記制御装置は、
前記第１電力変換部または前記第２電力変換部に、前記配電線に負荷が非接続の状態で前記配電線に交流電力を出力させ、
前記トランスと前記ノード間の前記配電線の内、前記トランスの一方の端子に接続される配線に設置される第１電流センサにより検出された電流値をもとに、前記配電線に負荷が非接続の状態で、前記第１電流センサが正しく設置されているかを検証することを特徴とする制御装置。 A first power conversion unit that converts DC power into AC power and outputs the power from the AC terminal to the distribution line; and a second power conversion unit that converts DC power into AC power and outputs the power from the AC terminal to the distribution line. A control device for controlling,
In the distribution line, a transformer is inserted between the AC terminal of the first power conversion unit and a node where the AC output from the second power conversion unit merges with the distribution line,
The controller is
Causing the first power conversion unit or the second power conversion unit to output AC power to the distribution line in a state in which a load is not connected to the distribution line;
Based on the current value detected by the first current sensor installed in the wiring connected to one terminal of the transformer among the distribution lines between the transformer and the node, there is no load on the distribution line. A control device that verifies whether the first current sensor is correctly installed in a connected state.
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| JP2015225666A JP2017099049A (en) | 2015-11-18 | 2015-11-18 | Power distribution system and controller |
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