JP2018191453A - 運転制御装置及び発電設備 - Google Patents

Abstract

【課題】主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路に過電流が継続して流れることを防止できる運転制御装置を提供する。【解決手段】主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカの間の単相３線式の電気経路内の所定の接続部位で発電装置１５が接続されている受電設備において、発電装置１５の運転を制御する運転制御装置であって、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が第１の設定値以上になると発電装置１５の出力電流を低下させ、Ｕ相電流又はＶ相電流が第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると発電装置１５の出力電流をゼロにさせる電流制御部２０を備える。【選択図】図１

Description

本発明は、発電装置の運転を制御する運転制御装置及び発電設備に関する。

特許文献１に記載のように、家屋等の需要家施設に燃料電池などの発電装置１５を設置し、需要家施設内の電力負荷の少なくとも一部をその発電装置１５の発電電力で賄うことが行われている。図４は、特許文献１に記載のシステムを模式的に記載した回路図である。図示するように、電力系統から引き込まれた引込線１に対して電力量計２が接続され、その電力量計２に接続される電力線３が主幹ブレーカ４に接続されている。このような単相３線式の受電設備では、電力線３は、電圧線であるＵ相線及びＶ相線と、中性線であるＮ相線との合計３本の電力線３ｕ，３ｎ，３ｖで構成されている。主幹ブレーカ４に３Ｐ２Ｅ型のものが用いられていれば、Ｕ相の電力線３ｕ及びＶ相の電力線３ｖでの過電流の継続が防止される。即ち、Ｕ相の電力線３ｕ又はＶ相の電力線３ｖを流れる電流が例えば遮断容量である３０Ａを超えると、所定の時間が経過するまでの間に主幹ブレーカ４が電力線３を強制的に遮断する。

図４に示す例では、Ｕ相の電力線３ｕには１００Ｖ負荷である電力負荷１６ｕが接続され、Ｖ相の電力線３ｖには１００Ｖ負荷である電力負荷１６ｖが接続されている。加えて、発電装置１５が、配線１３（１３ｕ，１３ｎ，１３ｖ）を介して電力線３（３ｕ，３ｎ，３ｖ）に接続されている。この例では、電力負荷１６ｕの消費電力は０Ｗであり、電力負荷１６ｖの消費電力は３５００Ｗである。この場合、発電装置１５は１０００Ｗ（２００Ｖ）の発電を行っているため、Ｕ相の配線１３ｕ及びＶ相の配線１３ｖのそれぞれには５Ａの電流が流れる。尚、図中では発電装置１５の出力電流にはマイナスの符号を付けている。そして、主幹ブレーカ４のＵ相に流れる電流は−５Ａとなり、主幹ブレーカ４のＶ相に流れる電流は３０Ａとなる。よって、３５００Ｗの消費電力のうち、１０００Ｗが発電装置１５から供給される電力によって賄われ、２５００Ｗが電力系統から供給される電力によって賄われた計算になる。

このように、図４に示す例では、Ｕ相の電力線３ｕを流れる電流の大きさは５Ａであり、Ｖ相の電力線３ｖを流れる電流の大きさは３０Ａであるため、主幹ブレーカ４の遮断容量が３０Ａであれば主幹ブレーカ４は遮断作動することはない。ところが、図４に示す例では、Ｎ相の電力線３ｎを流れる電流の大きさは３５Ａになっている。つまり、発電装置１５が発電運転を行っている場合、電力負荷１６ｕ及び電力負荷１６ｖの負荷状態によっては、主幹ブレーカ４を流れる各相の電流のうち、Ｕ相線及びＶ相線を流れる電流が過電流ではなくても、Ｎ相線（中性線）を流れる電流が過電流になることがある。ところが、主幹ブレーカ４に３Ｐ２Ｅ型のものが用いられている場合には、Ｎ相線の過電流に基づいて遮断する機能が無いため、Ｕ相線及びＶ相線での過電流の継続は防止されるが、Ｎ相線での過電流の継続は防止されないという課題がある。また、既に設置されている３Ｐ２Ｅ型の主幹ブレーカを、Ｎ相線での過電流の継続も防止できる３Ｐ３Ｅ型の主幹ブレーカに交換することは、コストが高くなる点に課題がある。

そのような課題に鑑みて、特許文献１に記載の発明では、主幹ブレーカ４が過電流防止の対象としていないＮ相線（中性線）を流れる電流を直接測定することで、或いは、Ｕ相線及びＶ相線を流れる電流の測定結果を利用してＮ相線（中性線）を流れる電流を演算することで、Ｎ相線での過電流が継続されないような対策を行っている。具体的には、Ｕ相線及びＶ相線の検出電流値を利用してＮ相線を流れる電流値を演算し、演算した電流値が第１の設定値以上になると発電装置１５の出力を低下させ、また演算した電流値が第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると発電装置１５の出力を停止させている。

このように、特許文献１に記載の発明では、Ｎ相線（中性線）を流れる電流が過電流になっているか否かに着目しており、そのＮ相線（中性線）を流れる電流値を知ることが前提となっている。

特許文献１には、発電装置１５が電力系統に対してどのような回路構成で連系されているのかが具体的に記載されていないが、その点について以下に考察する。
図５は、分電盤１１の内部構造を概略的に示した図である。図５に示すように、電力系統から引き込まれた引込線１に対して電力量計２が接続され、その電力量計２に接続される電力線３が分電盤１１に引き込まれている。分電盤１１では、電力線３の上流側（電力系統側）から見て、配線用遮断器としての主幹ブレーカ４と漏電遮断器５と複数の分岐ブレーカ１２とが順に設置される。このような単相３線式の受電設備の場合、電力線３は、電圧線であるＵ相線及びＶ相線と、中性線であるＮ相線との合計３本の電力線３ｕ，３ｎ，３ｖで構成されている。主幹ブレーカ４の一次側（上流側）に接続される電力線３としての電気ケーブルはビス９によって一次側端子４ａに留められ、主幹ブレーカ４の二次側（下流側）に接続される電力線３としての電気ケーブルはビス１０によって二次側端子４ｂに留められている。

図５に例示する分電盤１１では、主幹ブレーカ４と漏電遮断器５とを接続する電力線３には電気ケーブルが用いられ、漏電遮断器５と各分岐ブレーカ１２とを接続する電力線３には電気ケーブル及び銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖが用いられている。このように、Ｕ相及びＮ相及びＶ相の各相の電力線３ｕ，３ｎ，３ｖに対応した３本の銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖが設置され、それら銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖから各分岐ブレーカ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）へと電力線３が分岐される。図５に示す例の銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖでは、ビス孔７の箇所で渡りバーをビス８によって固定する構成になっている。

図５に示すように、銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖ上に他の渡りバーなどを接続するためのビス孔７が残っていれば、そのビス孔７の箇所を利用して発電装置１５に専用のブレーカを追加で接続して、その専用ブレーカを介して発電装置１５を需要家施設に引き込まれた電力線３に連系することもできる。このような方法で発電装置１５を接続すれば、図４に示したような回路構成になると思われる。

特許第４５４０２４８号公報

尚、図５に示したような銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖ上に他の配線などを接続するビス孔７などが残っていない場合や、そもそも主幹ブレーカ４や漏電遮断器５と分岐ブレーカ１２との間の電力線３が銅バーなどの形態で露出していない場合には、発電装置１５に専用のブレーカを設置できないという問題がある。そのような場合、発電装置１５に専用のブレーカの設置方法としては、以下の２通りの方法が考えられる。

一つ目の方法は、図６に示すように、主幹ブレーカ４の一次側（上流側）に発電装置１５に専用のブレーカ１４を接続する方法である。即ち、電力線３が主幹ブレーカ４の一次側でビス９などによって固定されているので、そのビス９を用いて発電装置１５に専用のブレーカ１４に接続された配線１３（１３ｕ，１３ｎ，１３ｖ）も共に固定できる。但し、このようなブレーカ１４の設置方法を採用した場合、主幹ブレーカ４よりも上流側（電力系統側）での工事になるため、電力系統を管理する電力会社等によって電力系統の停電を行ってもらう必要があるという問題がある。また、主幹ブレーカ４を遮断作動させても、ブレーカ１４が遮断作動していなければ発電装置１５は電力系統に連系されたままになってしまうという問題がある。

二つ目の方法は、図７に示すように、主幹ブレーカ４の二次側（下流側）に発電装置１５に専用のブレーカ１４を接続する方法である。即ち、電力線３が主幹ブレーカ４の二次側でビス１０などによって固定されているので、そのビス１０を用いて発電装置１５に専用のブレーカ１４に接続された配線１３（１３ｕ，１３ｎ，１３ｖ）も共に固定できる。但し、このようなブレーカ１４の設置方法を採用した場合、主幹ブレーカ４にはその遮断容量を超える電流が流れていないにも関わらず、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位（図７では二次側端子４ｂ）と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分にはその遮断容量を超える電流が流れ続ける可能性がある。

図８及び図９は、単相３線式の受電設備に流れる電流を模式的に示す図である。具体的には、図８は発電装置１５が発電を行っていない状態であり、図９は発電装置１５が１０００Ｗ（２００Ｖ）の発電を行っている状態である。尚、図中では発電装置１５の出力電流にはマイナスの符号を付けている。

図８に示すように、Ｕ相の電力線３ｕに接続された１００Ｖ負荷である電力負荷１６ａは２５００Ｗの電力を消費しており、同じくＵ相の電力線３ｕに接続された１００Ｖ負荷である電力負荷１６ｂは３０００Ｗの電力を消費している。この場合、分岐ブレーカ１２ａのＵ相及びＮ相には２５Ａの電流が流れ、分岐ブレーカ１２ｂのＵ相及びＮ相には３０Ａの電流が流れる。そして、全ての消費電力（５５００Ｗ）が電力系統から受電する電力で賄われるため、主幹ブレーカ４のＵ相及びＮ相には５５Ａの電流が流れる。よって、上述のように主幹ブレーカ４の遮断容量が５０Ａであれば、所定の時間が経過するまでの間に主幹ブレーカ４は遮断作動する。

図９の場合も、電力負荷１６ａは２５００Ｗの電力を消費しており、電力負荷１６ｂは３０００Ｗの電力を消費している点で同じである。加えて、発電装置１５が１０００Ｗ（２００Ｖ）の発電を行っているため、発電装置１５からは、Ｕ相の配線１３ｕを介して５Ａの電流が供給され、Ｖ相の配線１３ｖを介して５Ａの電流が供給される。つまり、電力負荷１６ａ及び電力負荷１６ｂで必要な電力である５５００Ｗのうち、１０００Ｗが発電装置１５の発電電力で賄われ、残りの４５００Ｗが受電されて電力量計２で計測される。そして、Ｕ相の電力負荷１６ａ及び電力負荷１６ｂに供給される電流（５５Ａ）のうち、５Ａ分が発電装置１５から供給された電流によって賄われることで、主幹ブレーカ４のＵ相には５０Ａの電流が流れる。

図９の場合、主幹ブレーカ４のＵ相及びＶ相を流れる電流は遮断容量である５０Ａ以下であるので、遮断作動しない。ところが、主幹ブレーカ４の二次側（下流側）のＵ相線、即ち、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相線には、発電装置１５から供給された電流（５Ａ）も含めて、合計で５５Ａの電流が流れている。加えて、主幹ブレーカ４では監視されない中性線のＮ相線でも５５Ａの電流が流れている。

このように、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路内の所定の接続部位で発電装置１５が接続されている場合には、その接続部位から分岐ブレーカ１２に至る間の電気経路で流れる過電流が放置される可能性がある。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路に過電流が継続して流れることを防止できる運転制御装置及び発電設備を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る運転制御装置の特徴構成は、一次側端子が電力系統に対して接続される主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの二次側端子に対して接続されている複数の分岐ブレーカとを備え、前記主幹ブレーカの前記二次側端子及び複数の前記分岐ブレーカの間の単相３線式の電気経路内の所定の接続部位で発電装置がＵ相及びＶ相に接続されている受電設備において、前記発電装置の運転を制御する運転制御装置であって、
前記主幹ブレーカの前記二次側端子及び複数の前記分岐ブレーカの間の前記電気経路のうち、前記発電装置が接続される前記接続部位と複数の前記分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が第１の設定値以上になると前記発電装置の出力電流を低下させ、前記Ｕ相電流又は前記Ｖ相電流が前記第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると前記発電装置の出力電流をゼロにさせる電流制御部を備える点にある。

上記特徴構成によれば、電流制御部は、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が第１の設定値以上になると発電装置の出力電流を低下させる。つまり、発電装置のＵ相及びＶ相の出力電流が低下することで、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相を流れるＶ相電流が小さくなる。その結果、主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路に大電流が流れ続けることを回避できる。

但し、上述したように発電装置の出力電流を低下させたとしても、分岐ブレーカの二次側に接続される電力負荷での消費電力が大きくなると、電力系統から供給される電流自体が大きくなるため、電力系統から供給される電流と発電装置の出力電流との合計、即ち、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が非常に大きくなる可能性もある。
そこで本特徴構成では、電流制御部は、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が、上記第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると発電装置の出力電流をゼロにさせる。つまり、発電装置のＵ相及びＶ相の出力電流をゼロにすることで、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相電流は、電力系統から主幹ブレーカを経由して供給される電流のみになる。その結果、主幹ブレーカの動作が正常であれば、主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路に大電流が流れ続けることを回避できる。

本発明に係る運転制御装置の別の特徴構成は、前記主幹ブレーカの前記一次側端子に接続される電力線のＵ相及びＶ相を流れる電流を検出する電流検出部を備え、
前記電流制御部は、前記電流検出部で検出される電流と前記発電装置の出力電流との和から前記Ｕ相電流及び前記Ｖ相電流を決定する点にある。

上記特徴構成によれば、電流検出部は、主幹ブレーカの一次側端子に接続される電力線のＵ相及びＶ相を流れる電流を検出する。例えば、受電設備での合計の電力使用量を検出するための検出器や、受電設備から電力系統への逆潮流電力を検出するための検出器として使用するために、主幹ブレーカの一次側端子に接続される電力線のＵ相及びＶ相を流れる電流を検出するための検出器が設けられていれば、その検出器を本特徴構成の電流検出部として利用できる。

本発明に係る運転制御装置の更に別の特徴構成は、前記主幹ブレーカの前記二次側端子及び複数の前記分岐ブレーカの間の前記電気経路のうち、前記発電装置が接続される前記接続部位と複数の前記分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れる前記Ｕ相電流及びＶ相を流れる前記Ｖ相電流を検出するための電流検出部を備える点にある。

上記特徴構成によれば、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路のうち、発電装置が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相を流れるＶ相電流を検出するための電流検出部を用いることで、主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路を流れる電流を直接検出できる。

本発明に係る運転制御装置の更に別の特徴構成は、前記発電装置は、前記主幹ブレーカの前記二次側端子に接続される点にある。

上記特徴構成によれば、発電装置を主幹ブレーカの二次側端子に対して追加で接続すればよいので、主幹ブレーカの二次側端子及び複数の分岐ブレーカの間の電気経路に用いられている電気ケーブルなどに切断や加工などの変更を加える必要がない。

上記目的を達成するための本発明に係る発電設備の特徴構成は、上記運転制御装置と、前記発電装置とを備える点にある。

上記特徴構成によれば、主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路に過電流が継続して流れることを防止できる発電設備を提供できる。

第１実施形態の運転制御装置及び発電設備が設けられる分散型発電システムを概略的に示す図である。 電流制御部が行う電流制限処理を説明するフローチャートである。 第２実施形態の運転制御装置及び発電設備が設けられる分散型発電システムを概略的に示す図である。 分散型発電システムを示す回路図である。 分電盤の内部構造を概略的に示す図である。 分散型発電システムを概略的に示す図である。 分散型発電システムを概略的に示す図である。 分散型発電システムを示す回路図である。 分散型発電システムを示す回路図である。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態に係る運転制御装置について説明する。
図１は、第１実施形態の運転制御装置及び発電設備が設けられる分散型発電システムを概略的に示す図である。図示する分散型発電システムは、一次側端子４ａが電力系統に対して接続される主幹ブレーカ４と、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂに対して接続されている複数の分岐ブレーカ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）とを備え、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の単相３線式の電気経路内の所定の接続部位で発電装置１５がＵ相及びＶ相に接続されている受電設備である。また、図１には、受電設備の一部である分電盤１１の内部構造も概略的に示している。

図１に示すように、電力系統から引き込まれた引込線１に対して電力量計２が接続され、その電力量計２に接続される電力線３が分電盤１１に引き込まれている。分電盤１１では、電力線３の上流側（電力系統側）から見て、配線用遮断器としての主幹ブレーカ４と漏電遮断器５と複数の分岐ブレーカ１２とが順に設置される。単相３線式の受電設備の場合、電力線３は、電圧線であるＵ相線及びＶ相線と、中性線であるＮ相線との合計３本の電力線３ｕ，３ｎ，３ｖで構成されている。

主幹ブレーカ４の一次側（上流側）に接続される電力線３はビス９によって一次側端子４ａに留められ、主幹ブレーカ４の二次側（下流側）に接続される電力線３はビス１０によって二次側端子４ｂに留められている。主幹ブレーカ４には３Ｐ２Ｅ型のものが用いられているので、Ｕ相及びＶ相での過電流の継続が防止される。即ち、主幹ブレーカ４のＵ相又はＶ相を流れる電流が例えば遮断容量である３０Ａを超えると、所定の時間が経過するまでの間に主幹ブレーカ４が電力線３を強制的に遮断する。

電力量計２と主幹ブレーカ４との間の電力線３には電気ケーブルが用いられている。主幹ブレーカ４と漏電遮断器５とを接続する電力線３には電気ケーブルが用いられ、漏電遮断器５と各分岐ブレーカ１２とを接続する電力線３には電気ケーブル及び銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖが用いられている。

図１に例示する分電盤１１では、Ｕ相及びＮ相及びＶ相の各相の電力線３ｕ，３ｎ，３ｖに対応した３本の銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖが設けられ、銅バー６ｕ，６ｎ，６ｖでは、ビス孔７の箇所で渡りバーをビス８によって固定する構成になっている。

発電装置１５は、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂに接続されている。具体的には、発電装置１５に接続される配線１３がブレーカ１４に接続され、そのブレーカ１４に接続される配線１３が主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂに接続されている。ブレーカ１４は分電盤１１の内部に設置されている。配線１３には電気ケーブルが用いられており、その電気ケーブルは主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂにビス１０で留められる。

本実施形態において、発電装置１５の運転を制御する運転制御装置は、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が第１の設定値以上になると発電装置１５の出力電流を低下させ、Ｕ相電流又はＶ相電流が第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると発電装置１５の出力電流をゼロにさせる電流制御部２０を備える。

更に、本実施形態では、発電装置１５の運転を制御する運転制御装置は、主幹ブレーカ４の一次側端子４ａに接続される電力線３のＵ相及びＶ相を流れる電流を検出する電流検出部１８（１８ｕ、１８ｖ）を備える。電流検出部１８は、例えば、計器用変流器（カレントトランス）を用いて実現できる。具体的には、主幹ブレーカ４の一次側端子４ａに接続される電力線３には電気ケーブルが用いられており、電流検出部１８は、主幹ブレーカ４の一次側端子４ａに接続される電力線３を実現する電気ケーブルに流れる電流を検出する。その電流検出部１８の検出結果は電流制御部２０に伝達される。また、電流制御部２０には、発電装置１５の発電制御部１５ｂから、発電装置１５の出力電流（Ｕ相線である配線１３ｕへの出力電流及びＶ相線である配線１３ｖへの出力電流）も伝達される。そして、電流制御部２０は、電流検出部１８で検出される電流と発電装置１５の出力電流との和からＵ相電流及びＶ相電流を決定する。

発電装置１５は、燃料電池や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機などの様々な装置によって実現される発電部１５ｃと、そのような発電部１５ｃで発生した電力を所望の電圧、周波数、位相の電力に変換するインバータなどの電力変換部１５ａと、発電部１５ｃ及び電力変換部１５ａの動作を制御する発電制御部１５ｂとを有する。発電制御部１５ｂは、所定の目標出力電流を決定し、その目標出力電流が電力変換部１５ａから配線１３を経由してブレーカ１４及び主幹ブレーカ４の方へ出力されるように、発電部１５ｃ及び電力変換部１５ａの動作を制御する。

以上のように、発電装置１５の出力電流は、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分を流れる。また、同じ部分には、主幹ブレーカ４を経由して電力系統から供給される電流も流れる。そのため、主幹ブレーカ４はその遮断容量よりも大きい電流が流れ続けると遮断作動するが、主幹ブレーカ４にその遮断容量を超える電流が流れていないにも関わらず、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分には、その遮断容量を超える電流（発電装置１５からの電流と電力系統からの電流との合計の電流）が流れ続ける可能性がある。つまり、本実施形態の場合、主幹ブレーカ４の遮断容量と、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び分岐ブレーカ１２の間の電気経路に用いられている電気ケーブル及び銅バーの許容電流とは同じ又は近い値になっているため、その電気ケーブル及び銅バーには許容電流を超える電流が流れ続ける可能性がある。

従って、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分に流れる電流を、その許容電流以下に抑制したいならば、必要に応じて発電装置１５の出力電流を抑制すればよい。このような考えの下で行われるのが、以下に説明する電流制限処理である。

図２は、電流制御部２０が行う電流制限処理を説明するフローチャートである。
発電装置１５が運転している間、電流検出部１８は、主幹ブレーカ４の一次側端子４ａに接続される電力線３のＵ相及びＶ相を流れる電流を検出し、その検出結果は電流制御部２０に伝達される。また、電流制御部２０には、発電装置１５の発電制御部１５ｂから、発電装置１５の出力電流（Ｕ相線である配線１３ｕへの出力電流及びＶ相線である配線１３ｖへの出力電流）も伝達される。工程＃１０において電流制御部２０は、電流検出部１８で検出される電流と発電装置１５の出力電流との和からＵ相電流及びＶ相電流を決定し、その電流が第１の設定値以上であるか否かを判定する。電流制御部２０は、予め第１の設定値を記憶している。例えば、第１の設定値は主幹ブレーカ４の遮断容量と同じ又は近い値である５０Ａなどである。
そして、電流制御部２０は、上記電流が第１の設定値以上であれば（工程＃１０において「Ｙｅｓ」）工程＃１１に移行し、上記電流が第１の設定値よりも小さければ（工程＃１０において「Ｎｏ」）工程＃１０を繰り返す。

工程＃１１において電流制御部２０は、タイマー計時を開始する。次に、工程＃１２において電流制御部２０は、電流検出部１８で検出される電流と発電装置１５の出力電流との和から決定される上記Ｕ相電流又は上記Ｖ相電流が、上記第１の設定値よりも大きい第２の設定値以上であるか否かを判定する。電流制御部２０は、予め第２の設定値を記憶している。例えば、第２設定値は６０Ａなどの値である。
そして、電流制御部２０は、上記電流が第２の設定値以上であれば工程＃１７に移行し、上記電流が第２の設定値よりも小さければ工程＃１３に移行する。

工程＃１３において電流制御部２０は、電流検出部１８で検出される電流と発電装置１５の出力電流との和から決定される上記Ｕ相電流又は上記Ｖ相電流が、上記第１の設定値以上であるか否かを再び判定する。そして、電流制御部２０は、Ｕ相電流又はＶ相電流が第１の設定値以上であれば、工程＃１５に移行して発電装置１５の出力電流を低下させる。発電装置１５では、発電制御部１５ｂがその出力電流の低下指令を受け付けて、電力変換部１５ａの動作及び発電部１５ｃの動作を制御することで、発電装置１５の出力電流の低下が行われる。電流制御部２０は、発電装置１５に対する出力電流の低下指令を、例えば、正規の出力電流の７５％や５０％にするように割合で指令する場合や、１Ａ低下や２Ａ低下などの低下幅で指令する場合などの様々な方法で行うことができる。尚、電流制御部２０は、工程＃１３の時点でＵ相電流及びＶ相電流が第１の設定値よりも小さくなっていれば、工程＃１４に移行してタイマー計時をキャンセルすると共に元の出力電流に戻す。

このように、電流制限処理により発電装置１５のＵ相及びＶ相の出力電流が低下することで、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相電流が小さくなる。その結果、主幹ブレーカ４の二次側から分岐ブレーカ１２に至る間の電気経路に大電流が流れ続けることを回避できる。

加えて、電流制御部２０は、発電装置１５の出力電流を既に低下させた後もその低下後の出力電流を維持しつつタイマー計時を継続し（工程＃１６→工程＃１２→工程＃１３→工程＃１５→工程＃１６）、発電装置１５の出力電流を低下させている期間が所定期間に到達した場合には工程＃１７に移行する。

工程＃１７において電流制御部２０は、電流検出部１８で検出される電流と発電装置１５の出力電流との和から決定されるＵ相電流又はＶ相電流が第２の設定値以上であることに基づいて、即ち、過電流が流れているという判定に基づいて、発電装置１５の出力電流をゼロにさせる。このように、発電装置１５のＵ相及びＶ相の出力電流をゼロにすることで、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相を流れるＶ相電流は、電力系統から主幹ブレーカ４を経由して供給される電流のみになる。その結果、主幹ブレーカ４の動作が正常であれば、主幹ブレーカ４の二次側から分岐ブレーカ１２に至る間の電気経路に大電流が流れ続けることを回避できる。

尚、上記説明では、運転制御装置が電流検出部１８と電流制御部２０とを備える例を説明したが、上記運転制御装置（電流検出部１８及び電流制御部２０）と発電装置１５とを備える発電設備を構築してもよい。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の運転制御装置は、電流検出部による電流の検出箇所が上記実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の運転制御装置について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図３は、第２実施形態の運転制御装置及び発電設備が設けられる分散型発電システムを概略的に示す図である。
本実施形態では、発電装置１５の運転を制御する運転制御装置は、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相を流れるＶ相電流を検出するための電流検出部１９（１９ｕ，１９ｖ）を備える。つまり、電流検出部１９は、発電装置１５からの電流と電力系統からの電流との合計の電流を検出している。そして、電流制御部２０は、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が第１の設定値以上になると発電装置１５の出力電流を低下させ、Ｕ相電流又はＶ相電流が第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると発電装置１５の出力電流をゼロにさせる電流制限処理を行う。

このように、本実施形態では、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路のうち、発電装置１５が接続される接続部位と複数の分岐ブレーカ１２との間の部分のＵ相を流れるＵ相電流及びＶ相を流れるＶ相電流を検出するための電流検出部１９を用いることで、主幹ブレーカ４の二次側から分岐ブレーカ１２に至る間の電気経路を流れる電流を直接検出できる。

また、本実施形態でも、上記運転制御装置（電流検出部１９及び電流制御部２０）と発電装置１５とを備える発電設備を構築してもよい。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の運転制御装置及び発電設備の構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、発電装置１５が主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂに接続される例を説明したが、主幹ブレーカ４の二次側端子４ｂ及び複数の分岐ブレーカ１２の間の電気経路の途中の別の部分に発電装置１５を接続してもよい。一例を挙げると、発電装置１５を漏電遮断器５の一次側端子や二次側端子などに接続することもできる。
また、上記実施形態では電流の値などについて具体的な数値を挙げて説明したが、それらの数値は例示目的で記載したものであり、適宜変更可能である。

＜２＞
上記実施形態（別実施形態を含む、以下同じ）で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用でき、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変できる。

本発明は、主幹ブレーカの二次側から分岐ブレーカに至る間の電気経路に過電流が継続して流れることを防止できる運転制御装置及び発電設備に利用できる。

４ 主幹ブレーカ
４ａ 一次側端子
４ｂ 二次側端子
１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ） 分岐ブレーカ
１５ 発電装置
１６ 電流制御部
１８ 電流検出部
１８ｕ 電流検出部
１８ｖ 電流検出部
１９ 電流検出部
１９ｕ 電流検出部
１９ｖ 電流検出部
２０ 電流制御部

Claims (5)

1. 一次側端子が電力系統に対して接続される主幹ブレーカと、前記主幹ブレーカの二次側端子に対して接続されている複数の分岐ブレーカとを備え、前記主幹ブレーカの前記二次側端子及び複数の前記分岐ブレーカの間の単相３線式の電気経路内の所定の接続部位で発電装置がＵ相及びＶ相に接続されている受電設備において、前記発電装置の運転を制御する運転制御装置であって、
   前記主幹ブレーカの前記二次側端子及び複数の前記分岐ブレーカの間の前記電気経路のうち、前記発電装置が接続される前記接続部位と複数の前記分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れるＵ相電流又はＶ相を流れるＶ相電流が第１の設定値以上になると前記発電装置の出力電流を低下させ、前記Ｕ相電流又は前記Ｖ相電流が前記第１の設定値より大きい第２の設定値以上になると前記発電装置の出力電流をゼロにさせる電流制御部を備える運転制御装置。
2. 前記主幹ブレーカの前記一次側端子に接続される電力線のＵ相及びＶ相を流れる電流を検出する電流検出部を備え、
   前記電流制御部は、前記電流検出部で検出される電流と前記発電装置の出力電流との和から前記Ｕ相電流及び前記Ｖ相電流を決定する請求項１に記載の運転制御装置。
3. 前記主幹ブレーカの前記二次側端子及び複数の前記分岐ブレーカの間の前記電気経路のうち、前記発電装置が接続される前記接続部位と複数の前記分岐ブレーカとの間の部分のＵ相を流れる前記Ｕ相電流及びＶ相を流れる前記Ｖ相電流を検出するための電流検出部を備える請求項１に記載の運転制御装置。
4. 前記発電装置は、前記主幹ブレーカの前記二次側端子に接続される請求項１〜３の何れか一項に記載の運転制御装置。
5. 請求項１〜４の何れか一項に記載の運転制御装置と、前記発電装置とを備える発電設備。

Images