JP3022152B2 - 単独運転検出方法 - Google Patents
単独運転検出方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、インバータを備えた分
散電源設備と商用電力系統との並列運転によって負荷に
電力を供給する系統連系システムに関し、商用電力系統
の停電時におけるインバータの単独運転検出方法に関す
る。
散電源設備と商用電力系統との並列運転によって負荷に
電力を供給する系統連系システムに関し、商用電力系統
の停電時におけるインバータの単独運転検出方法に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、太陽電池や燃料電池などの数ＫＷ
程度の直流電源と、その出力を交流に変換するインバー
タとを備えた分散電源設備を商用電力系統と連系し、家
電製品などの負荷に給電する系統連系システムが種々提
案されている。
程度の直流電源と、その出力を交流に変換するインバー
タとを備えた分散電源設備を商用電力系統と連系し、家
電製品などの負荷に給電する系統連系システムが種々提
案されている。
【０００３】系統連系システムでは、商用電力系統の保
全作業の安全を確保するため、商用電力系統の不測の停
電時及び作業停電時において、直ちにインバータの動作
を停止させるか、又は直ちに開閉器を作動させて連系を
解除することにより、インバータを商用電力系統から解
列させる機能、即ちインバータの単独運転を防止する機
能が不可欠である。
全作業の安全を確保するため、商用電力系統の不測の停
電時及び作業停電時において、直ちにインバータの動作
を停止させるか、又は直ちに開閉器を作動させて連系を
解除することにより、インバータを商用電力系統から解
列させる機能、即ちインバータの単独運転を防止する機
能が不可欠である。
【０００４】また、系統連系システムでは、系統停電時
に柱上トランスの励磁特性に起因した高調波電圧の急増
が発生するため、連系点電圧の高調波成分を検出して平
常時に対する増加の度合いを判定することにより、イン
バータの単独運転状態を検出する方法が提案されてい
る。特に、系統停電時に第３次高調波成分の急増が顕著
である。
に柱上トランスの励磁特性に起因した高調波電圧の急増
が発生するため、連系点電圧の高調波成分を検出して平
常時に対する増加の度合いを判定することにより、イン
バータの単独運転状態を検出する方法が提案されてい
る。特に、系統停電時に第３次高調波成分の急増が顕著
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来方法
によれば、インバータの出力電力が連系点に接続されて
いる負荷容量より小さい場合には、図３に示すように、
系統停電時に一時的に第３次高調波成分が増加して、す
ぐに減少する場合があリ、突発的なノイズとの区別がで
きず、確実に系統停電を検出できない虞れがあった。
によれば、インバータの出力電力が連系点に接続されて
いる負荷容量より小さい場合には、図３に示すように、
系統停電時に一時的に第３次高調波成分が増加して、す
ぐに減少する場合があリ、突発的なノイズとの区別がで
きず、確実に系統停電を検出できない虞れがあった。
【０００６】本発明は、斯かる点に鑑みてなされたもの
であって、連系されている負荷容量とインバータの出力
電力との状態に関係なく、系統停電の検出精度を高め、
確実にインバータの単独運転状態を検出することを目的
としている。
であって、連系されている負荷容量とインバータの出力
電力との状態に関係なく、系統停電の検出精度を高め、
確実にインバータの単独運転状態を検出することを目的
としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、直流電源と、
該直流電源から発生する直流電力を交流電力に変換する
インバータを備え、前記インバータと商用電力系統と連
系して負荷へ電力を供給すると共に、前記商用電力系統
との連系点での電圧の高調波成分が急増し、その状態が
一定時間継続したことを検知して前記インバータの単独
運転状態を検出する方法であって、前記高調波成分の急
増状態が前記一定時間継続しなかった場合に、前記イン
バータの出力電力を減少させ、その際の連系点電圧の電
圧低下を検知して前記インバータの単独運転状態を検出
することを特徴とする単独運転検出方法である。
該直流電源から発生する直流電力を交流電力に変換する
インバータを備え、前記インバータと商用電力系統と連
系して負荷へ電力を供給すると共に、前記商用電力系統
との連系点での電圧の高調波成分が急増し、その状態が
一定時間継続したことを検知して前記インバータの単独
運転状態を検出する方法であって、前記高調波成分の急
増状態が前記一定時間継続しなかった場合に、前記イン
バータの出力電力を減少させ、その際の連系点電圧の電
圧低下を検知して前記インバータの単独運転状態を検出
することを特徴とする単独運転検出方法である。
【０００８】更に、直流電源として太陽電池を用い、前
記高調波成分の急増状態が前記一定時間継続しなかった
場合に、前記太陽電池の動作点を制御する制御目標値を
変化させて前記インバータの出力電力を減少させ、その
際の連系点電圧の電圧低下を検知することにより前記イ
ンバータの単独運転状態を検出してもよい。
記高調波成分の急増状態が前記一定時間継続しなかった
場合に、前記太陽電池の動作点を制御する制御目標値を
変化させて前記インバータの出力電力を減少させ、その
際の連系点電圧の電圧低下を検知することにより前記イ
ンバータの単独運転状態を検出してもよい。
【０００９】また、前記高調波成分として第３次高調波
成分によりインバータの単独運転状態を検出してもい。
成分によりインバータの単独運転状態を検出してもい。
【００１０】
【作用】本発明によれば、インバータの出力電力が負荷
容量より大きい場合には、系統停電に起因する連系点で
の高調波成分の急増状態が一定時間継続するため、それ
を検知することによりインバータの単独運転が検出され
る。一方、インバータの出力電力が負荷容量より小さい
場合には、系統停電に起因する連系点での高調波成分の
急増状態が一定時間継続しないが、インバータの出力電
力を減少させ、その際の連系点電圧の電圧低下の発生の
有無により、インバータの単独運転状態が検出される。
容量より大きい場合には、系統停電に起因する連系点で
の高調波成分の急増状態が一定時間継続するため、それ
を検知することによりインバータの単独運転が検出され
る。一方、インバータの出力電力が負荷容量より小さい
場合には、系統停電に起因する連系点での高調波成分の
急増状態が一定時間継続しないが、インバータの出力電
力を減少させ、その際の連系点電圧の電圧低下の発生の
有無により、インバータの単独運転状態が検出される。
【００１１】また、直流電源として太陽電池を用いる場
合には、太陽電池の動作点を変化させることにより、容
易にインバータの出力電力を制御することができ、一層
単独運転状態の検出精度が高められる。
合には、太陽電池の動作点を変化させることにより、容
易にインバータの出力電力を制御することができ、一層
単独運転状態の検出精度が高められる。
【００１２】更に、前記高調波成分として第３次高調波
成分を用いることにより、より正確な単独運転検出が行
い得る。
成分を用いることにより、より正確な単独運転検出が行
い得る。
【００１３】
【実施例】以下、本発明の単独運転検出方法の一実施例
を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用
した単独運転検出装置４０を有する太陽光発電システム
１のブロック図であり、図２は単独運転検出処理のフロ
−チャ−トである。
を示す図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用
した単独運転検出装置４０を有する太陽光発電システム
１のブロック図であり、図２は単独運転検出処理のフロ
−チャ−トである。
【００１４】図１において、太陽光発電システム１は、
定格電圧が２００Ｖの太陽電池１０と、太陽電池１０の
直流出力を交流出力に電力変換して所定交流電圧を供給
する電圧形電流制御インバータ２０と、系統保護用の開
閉装置３０と、単独運転検出装置４０とから構成され、
図示しない配電盤や電力計などを介して商用電力系統２
に連系されている。
定格電圧が２００Ｖの太陽電池１０と、太陽電池１０の
直流出力を交流出力に電力変換して所定交流電圧を供給
する電圧形電流制御インバータ２０と、系統保護用の開
閉装置３０と、単独運転検出装置４０とから構成され、
図示しない配電盤や電力計などを介して商用電力系統２
に連系されている。
【００１５】インバータ２０は、複数のスイッチング素
子からなるインバータ回路２１と、その制御部２２を有
している。制御部２２は、後述するように、変流器から
なる第１電流検出手段２３により検出された太陽電池１
０の出力電流と、変圧器からなる第１電圧検出手段２４
により検出された太陽電池１０の出力電圧と、変流器か
らなる第２電流検出手段２５により検出されたインバー
タ回路２１の出力電流と、変圧器からなる第２電圧検出
手段２６により検出されたインバータ回路２１の出力電
圧、即ち連系点電圧とに基づいて、運転力率が１になり
且つ太陽電池１０から最大電力を引き出すように、イン
バータ回路２１のスイッチング素子にＰＷＭ制御信号を
供給して、インバータ回路２１の出力電流を制御してい
る。
子からなるインバータ回路２１と、その制御部２２を有
している。制御部２２は、後述するように、変流器から
なる第１電流検出手段２３により検出された太陽電池１
０の出力電流と、変圧器からなる第１電圧検出手段２４
により検出された太陽電池１０の出力電圧と、変流器か
らなる第２電流検出手段２５により検出されたインバー
タ回路２１の出力電流と、変圧器からなる第２電圧検出
手段２６により検出されたインバータ回路２１の出力電
圧、即ち連系点電圧とに基づいて、運転力率が１になり
且つ太陽電池１０から最大電力を引き出すように、イン
バータ回路２１のスイッチング素子にＰＷＭ制御信号を
供給して、インバータ回路２１の出力電流を制御してい
る。
【００１６】開閉装置３０は、後述する単独運転装置４
０の単独運転検出部４５からの解列信号の入力に呼応し
て作動し、インバータ２０と商用電力系統２との連系を
解除する。これにより、太陽光発電システム１が商用電
力系統２から解列される。
０の単独運転検出部４５からの解列信号の入力に呼応し
て作動し、インバータ２０と商用電力系統２との連系を
解除する。これにより、太陽光発電システム１が商用電
力系統２から解列される。
【００１７】単独運転検出装置４０は、第２電圧検出手
段２６により検出された連系点電圧の電圧レベルを調節
する入力レベル調整部４１と、この入力レベル調整部４
１の出力から第３次高調波成分を抽出するバンドパスフ
ィルタ４２と、抽出された第３次高調波成分の全波整流
を行う絶対値回路４３と、第３次高調波成分の振幅に応
じたレベルの信号Ｓｈを出力する積分回路４４と、マイ
クロコンピュータからなり積分回路４４の出力を取り込
んで第３次高調波成分の急増を検出し、開閉装置３０に
解列信号を送出する単独運転検出部４５と、から構成さ
れている。
段２６により検出された連系点電圧の電圧レベルを調節
する入力レベル調整部４１と、この入力レベル調整部４
１の出力から第３次高調波成分を抽出するバンドパスフ
ィルタ４２と、抽出された第３次高調波成分の全波整流
を行う絶対値回路４３と、第３次高調波成分の振幅に応
じたレベルの信号Ｓｈを出力する積分回路４４と、マイ
クロコンピュータからなり積分回路４４の出力を取り込
んで第３次高調波成分の急増を検出し、開閉装置３０に
解列信号を送出する単独運転検出部４５と、から構成さ
れている。
【００１８】次に、上記制御部２２の構成について説明
する。制御部２２は、電力指令部２２１と、乗算手段２
２２と、誤差増幅器２２３と、ＰＷＭコンパレータ２２
４（パルス幅変調手段）とから構成されており、電力指
令部２２１では、第１電流検出手段２３による検出電流
及び第１電圧検出手段２４による検出電圧が所定のサン
プリング周期（本実施例では５０μｓ）にて入力され、
その入力値に基づいて太陽電池１０の出力電力ＰS及び
電力変化量ΔＰSを算出し、その電力変化量ΔＰSの符号
に基づいて太陽電池１０の動作電圧の制御目標値となる
電圧指令値ＶSBの変化方向を決定し、一定の変化幅ΔＶ
（本実施例では１．５Ｖ）にて電圧指令値ＶSBを変化さ
せて、その電圧指令値ＶSBに基づいてインバータ回路２
１の出力電流Ｉの制御目標値となる電流指令値ＩBを算
出し、その電流指令値ＩBを乗算手段２２２の一端に入
力している。
する。制御部２２は、電力指令部２２１と、乗算手段２
２２と、誤差増幅器２２３と、ＰＷＭコンパレータ２２
４（パルス幅変調手段）とから構成されており、電力指
令部２２１では、第１電流検出手段２３による検出電流
及び第１電圧検出手段２４による検出電圧が所定のサン
プリング周期（本実施例では５０μｓ）にて入力され、
その入力値に基づいて太陽電池１０の出力電力ＰS及び
電力変化量ΔＰSを算出し、その電力変化量ΔＰSの符号
に基づいて太陽電池１０の動作電圧の制御目標値となる
電圧指令値ＶSBの変化方向を決定し、一定の変化幅ΔＶ
（本実施例では１．５Ｖ）にて電圧指令値ＶSBを変化さ
せて、その電圧指令値ＶSBに基づいてインバータ回路２
１の出力電流Ｉの制御目標値となる電流指令値ＩBを算
出し、その電流指令値ＩBを乗算手段２２２の一端に入
力している。
【００１９】そして、電力指令部２２１では、先ず太陽
電池１０の電圧指令値ＶSBを、太陽電池１０の最大電力
点となる出力電圧より高い電圧値（本実施例では２１０
Ｖに設定）から上記サンプリング周期で変化幅ΔＶづつ
減少させ、その電圧指令値ＶSBに基づいた電流指令値Ｉ
Bを設定している。この間、電力変化量ΔＰSは正の値を
取り、太陽電池の１０の出力電力ＰSが増加して行く。
そして、電力変化量ΔＰSの符号が正から負に変化した
場合、即ち電圧指令値ＶSBが最大電力点電圧を越えた場
合には、動作点の変化方向を逆転させて電圧指令値ＶSB
を変化幅ΔＶづつ増加させ、その電圧指令値ＶSBに基づ
いた電流指令値ＩBを設定している。同様にして、電力
変化量ΔＰSの符号の変化に基づいて動作点の変化方向
を逆転させる。以上の動作を繰り返し行わせることによ
り、太陽電池１０の動作電圧が最大電力点近傍に維持さ
れ、太陽電池１０の動作点が最大電力点を常に追従する
ことになる。
電池１０の電圧指令値ＶSBを、太陽電池１０の最大電力
点となる出力電圧より高い電圧値（本実施例では２１０
Ｖに設定）から上記サンプリング周期で変化幅ΔＶづつ
減少させ、その電圧指令値ＶSBに基づいた電流指令値Ｉ
Bを設定している。この間、電力変化量ΔＰSは正の値を
取り、太陽電池の１０の出力電力ＰSが増加して行く。
そして、電力変化量ΔＰSの符号が正から負に変化した
場合、即ち電圧指令値ＶSBが最大電力点電圧を越えた場
合には、動作点の変化方向を逆転させて電圧指令値ＶSB
を変化幅ΔＶづつ増加させ、その電圧指令値ＶSBに基づ
いた電流指令値ＩBを設定している。同様にして、電力
変化量ΔＰSの符号の変化に基づいて動作点の変化方向
を逆転させる。以上の動作を繰り返し行わせることによ
り、太陽電池１０の動作電圧が最大電力点近傍に維持さ
れ、太陽電池１０の動作点が最大電力点を常に追従する
ことになる。
【００２０】乗算手段２２２は、電力指令部２２１から
の出力と、第２電圧検出手段２６による検出電圧波形と
の乗算を行い、その乗算結果を誤差増幅器２２３の一方
の入力としている。つまり、乗算手段２２２では、電力
指令部２２１において設定された電流指令値ＩBと、系
統電圧に対応する基準波形とが入力され、その両者の乗
算を行っているので、電流指令値ＩBに応じた振幅を有
し、系統電圧波形に同期した商用周波数の正弦波形の信
号が乗算手段２２２から出力される。
の出力と、第２電圧検出手段２６による検出電圧波形と
の乗算を行い、その乗算結果を誤差増幅器２２３の一方
の入力としている。つまり、乗算手段２２２では、電力
指令部２２１において設定された電流指令値ＩBと、系
統電圧に対応する基準波形とが入力され、その両者の乗
算を行っているので、電流指令値ＩBに応じた振幅を有
し、系統電圧波形に同期した商用周波数の正弦波形の信
号が乗算手段２２２から出力される。
【００２１】誤差増幅器２２３は、乗算手段２２２から
の出力と、第２電流検出手段２５による検出電流との差
を増幅した後、ＰＷＭコンパレータ２２４に入力してい
る。ＰＷＭコンパレータ２２４は、誤差増幅器２２３か
らの誤差信号と、予め設定された基準三角波とを比較し
て、誤差増幅器２２３からの誤差信号が零になるように
インバータ回路２１のスイッチング素子にスイッチング
制御信号を供給する。
の出力と、第２電流検出手段２５による検出電流との差
を増幅した後、ＰＷＭコンパレータ２２４に入力してい
る。ＰＷＭコンパレータ２２４は、誤差増幅器２２３か
らの誤差信号と、予め設定された基準三角波とを比較し
て、誤差増幅器２２３からの誤差信号が零になるように
インバータ回路２１のスイッチング素子にスイッチング
制御信号を供給する。
【００２２】次に、上記のように構成された太陽光発電
システム１の単独運転検出部４５が実行する単独運転検
出処理動作の内容について図２のフローチャートに従い
説明する。
システム１の単独運転検出部４５が実行する単独運転検
出処理動作の内容について図２のフローチャートに従い
説明する。
【００２３】先ず、積分回路４４からの第３次高調波抽
出信号Ｓｈを、一定周期（本実施例では１０ｍｓに設
定）でサンプリングし、その複数回分（本実施例では３
回分に設定）のサンプリング値の平均値を求め、その平
均値を第３次高調波成分の検出値Ｖinとして取り込む
（Ｓ１）。つまり、このステップＳ１の実行により、３
０（＝１０×３）ｍｓの周期で第３次高調波成分が検出
されることになる。
出信号Ｓｈを、一定周期（本実施例では１０ｍｓに設
定）でサンプリングし、その複数回分（本実施例では３
回分に設定）のサンプリング値の平均値を求め、その平
均値を第３次高調波成分の検出値Ｖinとして取り込む
（Ｓ１）。つまり、このステップＳ１の実行により、３
０（＝１０×３）ｍｓの周期で第３次高調波成分が検出
されることになる。
【００２４】次に、検出値Ｖinと予め設定された基準電
圧値Ｖrefとの差分（＝Ｖin−Ｖref）が所定の閾値ｅ1
より大きいかどうかを判断し（Ｓ３）、ＹＥＳの場合に
は次のステップＳ５に進み、ＮＯの場合にはステップＳ
１５に進む。尚、基準電圧値Ｖrefは、通常運転時に連
系点に発生している第３次高調波成分の電圧レベルに基
づいて設定されている。また、閾値ｅ1としては、商用
電力系統２の系統電圧が１０１Ｖ（実効値）の場合に、
連系点での電圧レベルに換算して１Ｖ程度となる値に設
定してある。
圧値Ｖrefとの差分（＝Ｖin−Ｖref）が所定の閾値ｅ1
より大きいかどうかを判断し（Ｓ３）、ＹＥＳの場合に
は次のステップＳ５に進み、ＮＯの場合にはステップＳ
１５に進む。尚、基準電圧値Ｖrefは、通常運転時に連
系点に発生している第３次高調波成分の電圧レベルに基
づいて設定されている。また、閾値ｅ1としては、商用
電力系統２の系統電圧が１０１Ｖ（実効値）の場合に、
連系点での電圧レベルに換算して１Ｖ程度となる値に設
定してある。
【００２５】ステップＳ５では、時限タイマとして設け
たカウンタによりカウント動作中かどうかを判断し、Ｙ
ＥＳの場合にはステップＳ９に進み、ＮＯの場合にはカ
ウント動作を開始させて（Ｓ７）、ステップＳ９に進
む。
たカウンタによりカウント動作中かどうかを判断し、Ｙ
ＥＳの場合にはステップＳ９に進み、ＮＯの場合にはカ
ウント動作を開始させて（Ｓ７）、ステップＳ９に進
む。
【００２６】そして、ステップＳ９では、時限タイマに
より一定時間Ｔ1（本実施例ではＴ1＝２４０ｍｓ）のカ
ウント動作を行ったかどうかを判断し、ＹＥＳの場合に
はステップＳ１１に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１
に戻る。
より一定時間Ｔ1（本実施例ではＴ1＝２４０ｍｓ）のカ
ウント動作を行ったかどうかを判断し、ＹＥＳの場合に
はステップＳ１１に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１
に戻る。
【００２７】以上のステップＳ１〜Ｓ９の処理により第
３次高調波成分の急増状態が一定時間Ｔ1にわたって継
続したかどうか、即ち連続した複数回の差分判定で同様
の結果が得られたかどうかによって、系統停電に起因す
る第３次高調波成分の急増状態の判断を行っているの
で、ノイズの影響を抑えて確実にインバータ２０の単独
運転検出を行うことができる。
３次高調波成分の急増状態が一定時間Ｔ1にわたって継
続したかどうか、即ち連続した複数回の差分判定で同様
の結果が得られたかどうかによって、系統停電に起因す
る第３次高調波成分の急増状態の判断を行っているの
で、ノイズの影響を抑えて確実にインバータ２０の単独
運転検出を行うことができる。
【００２８】そして、ステップＳ１１では、単独運転検
出フラグをセットし、開閉装置３０に解列信号を出力し
て、太陽光発電システム１を商用電力系統２から解列さ
せ、ステップＳ１３に進む。
出フラグをセットし、開閉装置３０に解列信号を出力し
て、太陽光発電システム１を商用電力系統２から解列さ
せ、ステップＳ１３に進む。
【００２９】ステップＳ１３では、時限タイマのカウン
ト動作を停止させ、カウント値をリセットし、単独運転
検出処理を終了させる。一方、ステップＳ３においてＮ
Ｏの場合には、ステップＳ１５に進み、時限タイマによ
るカウント動作中かどうかを判断し、ＹＥＳの場合には
ステップＳ１７に進み、ＮＯの場合、即ち、系統正常時
にはステップＳ１に戻る。
ト動作を停止させ、カウント値をリセットし、単独運転
検出処理を終了させる。一方、ステップＳ３においてＮ
Ｏの場合には、ステップＳ１５に進み、時限タイマによ
るカウント動作中かどうかを判断し、ＹＥＳの場合には
ステップＳ１７に進み、ＮＯの場合、即ち、系統正常時
にはステップＳ１に戻る。
【００３０】ステップＳ１７では、時限タイマにより一
定時間Ｔ1のカウント動作を行ったかどうか判断し、Ｙ
ＥＳの場合にはステップＳ１９に進み、ＮＯの場合には
ステップＳ１に戻る。このステップＳ１７では、第３次
高調波成分の急増検出により時限タイマによるカウント
動作が開始され、一定時間Ｔ1の経過時点において第３
次高調波成分が減少した状態であるかどうかを判断して
いる。つまり、インバータ回路２１の出力電力より容量
が大きい負荷が連系された状態での系統停電に起因する
第３次高調波成分の急増検出の可能性がある状態である
かどうかを判断している。
定時間Ｔ1のカウント動作を行ったかどうか判断し、Ｙ
ＥＳの場合にはステップＳ１９に進み、ＮＯの場合には
ステップＳ１に戻る。このステップＳ１７では、第３次
高調波成分の急増検出により時限タイマによるカウント
動作が開始され、一定時間Ｔ1の経過時点において第３
次高調波成分が減少した状態であるかどうかを判断して
いる。つまり、インバータ回路２１の出力電力より容量
が大きい負荷が連系された状態での系統停電に起因する
第３次高調波成分の急増検出の可能性がある状態である
かどうかを判断している。
【００３１】そして、ステップＳ１７においてＹＥＳと
判断された場合、即ち、インバータ回路２１の出力電力
より容量が大きい負荷が連系された状態での系統停電に
起因する第３次高調波成分の急増検出の虞れがあると判
断された場合には、ステップＳ１９に進み、電力指令部
２２１に、出力低下指令信号を送出する。
判断された場合、即ち、インバータ回路２１の出力電力
より容量が大きい負荷が連系された状態での系統停電に
起因する第３次高調波成分の急増検出の虞れがあると判
断された場合には、ステップＳ１９に進み、電力指令部
２２１に、出力低下指令信号を送出する。
【００３２】そして、この単独運転検出部４５から電力
指令部２２１への出力低下指令信号の入力に従い、電力
指令部２２１では、太陽電池１０の電力変化量ΔＰSの
符号に関係なく、電圧指令値ＶSBを上記サンプリング周
期で変化幅ΔＶづつ増加させ、その電圧指令値ＶSBに基
づいた電流指令値ＩBを出力している。これにより、太
陽電池１０の動作電圧が最大電力点電圧より大きな電圧
値に変化し、その結果、太陽電池１０の出力電力ＰSが
低下すると共に、インバータ回路２１の出力電力が低下
する。
指令部２２１への出力低下指令信号の入力に従い、電力
指令部２２１では、太陽電池１０の電力変化量ΔＰSの
符号に関係なく、電圧指令値ＶSBを上記サンプリング周
期で変化幅ΔＶづつ増加させ、その電圧指令値ＶSBに基
づいた電流指令値ＩBを出力している。これにより、太
陽電池１０の動作電圧が最大電力点電圧より大きな電圧
値に変化し、その結果、太陽電池１０の出力電力ＰSが
低下すると共に、インバータ回路２１の出力電力が低下
する。
【００３３】そして、次のステップＳ２１では、時限タ
イマにより一定時間Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）のカウント動作を
行ったかどうか判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２
３に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１９に戻る。
イマにより一定時間Ｔ2（Ｔ2＞Ｔ1）のカウント動作を
行ったかどうか判断し、ＹＥＳの場合にはステップＳ２
３に進み、ＮＯの場合にはステップＳ１９に戻る。
【００３４】尚、Ｔ2はインバータ回路２１からの出力
電力をその時の５０％程度まで低下させるのに必要な時
間に設定してある。ステップＳ２３では、第２電圧検出
手段２６による検出電圧値が所定の閾値ｅ2以上低下し
たかどうかを判断している。ここで、閾値ｅ2として
は、連系点での電圧レベルに換算して２０Ｖ（実効値）
程度となる値に設定してある。つまり、このステップＳ
２３では、インバータ回路２１からの出力電力を負荷容
量より小さな値にした場合、系統停電時にはインバータ
回路２１からの出力電力低下による負荷電圧の低下を招
き、一方、系統連系時には負荷への不足電力分が商用電
力系統２から供給され、ほとんど負荷電圧が低下しない
ことを利用して系統停電の有無を判断している。
電力をその時の５０％程度まで低下させるのに必要な時
間に設定してある。ステップＳ２３では、第２電圧検出
手段２６による検出電圧値が所定の閾値ｅ2以上低下し
たかどうかを判断している。ここで、閾値ｅ2として
は、連系点での電圧レベルに換算して２０Ｖ（実効値）
程度となる値に設定してある。つまり、このステップＳ
２３では、インバータ回路２１からの出力電力を負荷容
量より小さな値にした場合、系統停電時にはインバータ
回路２１からの出力電力低下による負荷電圧の低下を招
き、一方、系統連系時には負荷への不足電力分が商用電
力系統２から供給され、ほとんど負荷電圧が低下しない
ことを利用して系統停電の有無を判断している。
【００３５】そして、ステップＳ２３にて、ＹＥＳと判
断された場合、即ち、系統が停電状態にあり太陽光発電
システム１の単独運転状態であると判断された場合に
は、ステップＳ１１に進み、単独運転検出フラグをセッ
トして開閉装置３０に解列信号を出力し、ステップＳ１
３に進む。
断された場合、即ち、系統が停電状態にあり太陽光発電
システム１の単独運転状態であると判断された場合に
は、ステップＳ１１に進み、単独運転検出フラグをセッ
トして開閉装置３０に解列信号を出力し、ステップＳ１
３に進む。
【００３６】一方、ステップＳ２３にて、ＮＯと判断さ
れた場合、即ち、系統が正常状態にあると判断された場
合には、時限タイマのカウント動作を停止させ、カウン
ト値をリセットし（Ｓ２５）、ステップＳ１に戻る。
れた場合、即ち、系統が正常状態にあると判断された場
合には、時限タイマのカウント動作を停止させ、カウン
ト値をリセットし（Ｓ２５）、ステップＳ１に戻る。
【００３７】以上の単独運転検出処理を行わせることに
より、インバータ回路２１の出力電力が負荷容量より小
さく、系統停電時に一時的に第３次高調波成分が増加す
る場合においても、突発的なノイズに起因する第３次高
調波成分の急増との区別を確実に行うことができ、系統
停電によるインバータ２０の単独運転を確実に検出する
ことができる。
より、インバータ回路２１の出力電力が負荷容量より小
さく、系統停電時に一時的に第３次高調波成分が増加す
る場合においても、突発的なノイズに起因する第３次高
調波成分の急増との区別を確実に行うことができ、系統
停電によるインバータ２０の単独運転を確実に検出する
ことができる。
【００３８】尚、上記実施例では、単独運転検出装置４
０において、系統停電に起因する連系点の第３次高調波
成分の急増を検出して、インバータの単独運転を検出す
る場合について説明したが、その他の奇数次高調波成
分、例えば第５次高調波成分の急増により検出させても
構わない。但し、この場合には第３次高調波成分の場合
に比べて、若干検出精度が劣ることになる。
０において、系統停電に起因する連系点の第３次高調波
成分の急増を検出して、インバータの単独運転を検出す
る場合について説明したが、その他の奇数次高調波成
分、例えば第５次高調波成分の急増により検出させても
構わない。但し、この場合には第３次高調波成分の場合
に比べて、若干検出精度が劣ることになる。
【００３９】また、上記実施例では、太陽光発電システ
ムを例に説明したが、その他の直流電源、例えば燃料電
池などの直流電源を備えた分散電源設備の単独運転検出
にも適用可能である。
ムを例に説明したが、その他の直流電源、例えば燃料電
池などの直流電源を備えた分散電源設備の単独運転検出
にも適用可能である。
【００４０】
【００４１】
【発明の効果】以上述べた通り本発明によれば、インバ
ータの出力電力が負荷容量より大きい場合には、系統停
電に起因する連系点での高調波成分の急増状態が一定時
間継続するため、それを検知することによりインバータ
の単独運転が検出される。一方、インバータの出力電力
が負荷容量より小さい場合には、系統停電に起因する連
系点での高調波成分の急増状態が一定時間継続しない
が、インバータの出力電力を減少させて、その際の連系
点電圧の電圧低下の発生の有無により、インバータの単
独運転が検出される。
ータの出力電力が負荷容量より大きい場合には、系統停
電に起因する連系点での高調波成分の急増状態が一定時
間継続するため、それを検知することによりインバータ
の単独運転が検出される。一方、インバータの出力電力
が負荷容量より小さい場合には、系統停電に起因する連
系点での高調波成分の急増状態が一定時間継続しない
が、インバータの出力電力を減少させて、その際の連系
点電圧の電圧低下の発生の有無により、インバータの単
独運転が検出される。
【００４２】従って、連系されている負荷容量とインバ
ータの出力電力との状態に関係なく、突発的なノイズに
起因する高調波成分の急増による誤検出を防止し、系統
停電の検出精度を高め、確実にインバータの単独運転を
検出することができる。
ータの出力電力との状態に関係なく、突発的なノイズに
起因する高調波成分の急増による誤検出を防止し、系統
停電の検出精度を高め、確実にインバータの単独運転を
検出することができる。
【００４３】また、直流電源として太陽電池を用いるこ
とにより、太陽電池の動作点を変化させ、容易にインバ
ータの出力電力を制御することができ、更に単独運転の
検出精度を向上させることができる。
とにより、太陽電池の動作点を変化させ、容易にインバ
ータの出力電力を制御することができ、更に単独運転の
検出精度を向上させることができる。
【図１】本発明を適用した単独運転検出装置を有する太
陽光発電システムのブロック図である。
陽光発電システムのブロック図である。
【図２】本発明の単独運転検出処理の内容を説明するた
めのフローチャートである。
めのフローチャートである。
【図３】系統停電による連系点電圧の第３次高調波成分
の変化を示す図である。
の変化を示す図である。
１ 太陽光発電システム（分散電源設備） ２ 商用電力系統 １０ 太陽電池 ２０ 系統連系インバータ ２１ インバータ回路 ２２ 制御部 ２３ 第１電流検出手段 ２４ 第１電圧検出手段 ２５ 第２電流検出手段 ２６ 第２電圧検出手段 ３０ 開閉装置 ４０ 単独運転検出装置 ４１ 入力レベル調整部 ４２ バンドパスフィルタ ４３ 絶対値回路 ４４ 積分回路 ４５ 単独運転検出部 ２２１ 電力指令部 ２２２ 乗算手段 ２２３ 誤差増幅器 ２２４ ＰＷＭコンパレータ（パルス幅変調手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石田 健雄 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 牧野 康弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (72)発明者 前川 正弘 大阪府守口市京阪本通２丁目５番５号 三洋電機株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−227633（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−92131（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02H 3/08 - 3/52 H02J 3/00 - 5/00
Claims (3)
- 【請求項１】 直流電源と、該直流電源から発生する直
流電力を交流電力に変換するインバータを備え、前記イ
ンバータと商用電力系統と連系して負荷へ電力を供給す
ると共に、前記商用電力系統との連系点での電圧の高調
波成分が急増し、その状態が一定時間継続したことを検
知して前記インバータの単独運転状態を検出する方法で
あって、前記高調波成分の急増状態が前記一定時間継続
しなかった場合に、前記インバータの出力電力を減少さ
せ、その際の連系点電圧の電圧低下を検知して前記イン
バータの単独運転状態を検出することを特徴とする単独
運転検出方法。 - 【請求項２】 太陽電池と、該太陽電池から発生する直
流電力を交流電力に変換するインバータを備え、前記イ
ンバータと商用電力系統と連系して負荷へ電力を供給す
ると共に、前記商用電力系統との連系点での電圧の高調
波成分が急増し、その状態が一定時間継続したことを検
知して前記インバータの単独運転状態を検出する方法で
あって、前記高調波成分の急増状態が前記一定時間継続
しなかった場合に、前記インバータの出力電力を減少さ
せ、その際の連系点電圧の電圧低下を検知して前記イン
バータの単独運転状態を検出することを特徴とする単独
運転検出方法。 - 【請求項３】 前記高周波成分は、第３次高調波成分で
あることを特徴とする請求項１または２記載の単独運転
検出方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6092288A JP3022152B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 単独運転検出方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6092288A JP3022152B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 単独運転検出方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07303333A JPH07303333A (ja) | 1995-11-14 |
| JP3022152B2 true JP3022152B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=14050230
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6092288A Expired - Fee Related JP3022152B2 (ja) | 1994-04-28 | 1994-04-28 | 単独運転検出方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3022152B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5783694B2 (ja) * | 2010-08-20 | 2015-09-24 | 株式会社東芝 | 単独運転検出装置および単独運転検出方法 |
| JP6134558B2 (ja) * | 2013-04-02 | 2017-05-24 | 株式会社ダイヘン | 単独運転検出回路、単独運転検出方法、および、単独運転検出回路を備えた系統連系インバータ装置 |
-
1994
- 1994-04-28 JP JP6092288A patent/JP3022152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07303333A (ja) | 1995-11-14 |
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