JP3314602B2 - 系統連系保護装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力を交流電
力に変換するインバータ回路を備えた電源装置と、商用
電力系統との並列運転によって負荷への電力を供給する
系統連系システムにおいて、商用電力系統の商用電源か
ら配電線への供給している電力を停止したときに電源装
置を切り離す連系保護を行う系統連系保護装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来の系統連系保護装置を図１２を用い
て説明する。図１２は系統連系システムの構成を示すブ
ロック図である。

【０００３】図１２において、１は電源に相当する太陽
電池、２は商用電源、３は負荷、４はインバータに相当
するＤＣ／ＡＣインバータ、５は開閉器、６は系統連系
保護装置を示す。

【０００４】図１２に示すような系統連系システムにあ
っては、太陽電池１からの出力はＤＣ／ＡＣインバータ
４を介して商用電源２の商用電力系統に連系されてい
る。

【０００５】該系統連系システムにおいて、商用電力系
統に事故が発生した場合や保守作業を行うために商用電
力系統を開放したときなど商用電源２から配電線への電
力の供給が停止した場合、太陽電池１とＤＣ／ＡＣイン
バータ４とからなる自家発電設備が単独運転を継続して
いると、配電線に対して逆充電することになり作業者の
感電や事故被害の拡大、負荷３の破損等の危険が生じ
る。このため、商用電力系統の開放時等に生じる自家発
電設備の単独運転を確実に防止する必要がある。

【０００６】系統連系保護装置６は該単独運転を検出し
て、単独運転を検出すると開閉器５を開いて、太陽電池
１とＤＣ／ＡＣインバータ４とを配電線から切り離すも
のである。

【０００７】次に、系統連系保護装置６における自家発
電設備の単独運転の検出方式について説明する。

【０００８】第一に、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力に
ついて、過電圧（ＯＶ）、不足電圧（ＵＶ）、電圧の周
波数上昇（ＯＦ）、電圧の周波数低下（ＵＦ）を検出し
たときに、単独運転と判断する方式である。即ち、商用
電源２からの給電が停止した場合、自家発電設備が供給
する電力が負荷３の消費電力より大きければ、電圧及び
電圧の周波数が上昇し、消費電力の方が大きければ電圧
及び周波数が低下する。従って、ＤＣ／ＡＣインバータ
４の出力が、一定の判定基準値以上の電圧（ＯＶ）又は
電圧の周波数（ＯＦ）、一定値以下の電圧（ＵＶ）また
は電圧の周波数（ＵＦ）であれば、商用電源２からの給
電が停止して、自家発電設備の単独運転であると判断で
きる。

【０００９】第二に、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力に
ついて、単独運転移行時の電圧位相や周波数、３次高調
波などの変化を検出する受動的方式である。受動的方式
には、電圧位相跳躍検出方式、３次高調波電圧歪急増検
出方式、周波数変化検出方式がある。

【００１０】第三に、ＤＣ／ＡＣインバータ４が所定の
時間間隔で電流の周波数や位相、大きさを変動させ、単
独運転移行時に顕著になるこの変動を検出する能動的方
式である。能動的方式には、周波数シフト方式、有効電
力変動方式、無効電力変動方式、負荷変動方式がある。

【００１１】現在は、第一乃至第三の各方式について、
第一の方式の全てと第二及び第三の各方式から１種類以
上を採用して、第一乃至第三の各方式を組み合わせ単独
運転を検出することにより、単独運転の検出の確率を高
めている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような系統連系保護装置６における単独運転の検出方式
にあっては以下のような問題点があった。

【００１３】第一の方式では、ＤＣ／ＡＣインバータ４
の供給電力と負荷３の消費電力とが略等しい平衡状態の
ときには、単独運転であっても、電圧や周波数の検出要
素にはほとんど変化が現れず、単独運転が検出できない
という問題点があった。また各検出要素毎に設定された
１つの判断基準値を有しているが、判断基準値以上の値
が検出されなければ、検出値がいかに判断基準値に近い
値であっても、単独運転とは判断されないという問題点
があった。

【００１４】第二の方式（受動的方式）では、電圧位相
跳躍検出方式にあっては、負荷３の力率が１に近い場合
などにおいて、単独運転に移行したときの変化が現れに
くく単独運転の検出ができない場合があり、また３次高
調波電圧歪急増検出方式にあっては、系統の状態によっ
て検出しやすい場合としにくい場合とがあるという問題
点があった。

【００１５】第三の方式（能動的方式）では、変動幅が
大きいほど単独運転の検出を確実に行えるが、無効電力
変動方式、周波数シフト方式にあっては、力率が低下し
て無効電力が多くなり、波形にひずみが生じるという問
題点があり、また有効電力変動方式にあっては、電力の
供給が不安定になるという問題点があった。更に第三の
方式では、同一の配電線上に複数の自家発電設備が連系
されている場合には、各自家発電設備のＤＣ／ＡＣイン
バータ４が個々に電流を変動させるので、他のＤＣ／Ａ
Ｃインバータ４の出力の影響を受けて、正確に自己の単
独運転を検出できない場合があるという問題点があっ
た。

【００１６】本発明は、上記問題点を改善するために成
されたもので、その目的とするところは、商用電力系統
と連系中の自家発電設備の力率の低下を招くことなく、
また同一配電線に複数の自家発電設備が連系した場合で
あっても正確に単独運転を検出することができ、より確
実に単独運転を検出できる系統連系保護装置を提供する
ことにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は上記の問題を解
決するために、請求項１記載の発明にあっては、直流電
力を出力する電源と、該直流電力を交流電力に変換する
インバータと、該インバータと連系して負荷へ電力を供
給する商用電力系統とを有する系統連系システムにおけ
るインバータの出力電圧から前記商用電力系統が切り離
されたことを検出する電圧判断手段と、前記インバータ
の出力電圧の周波数から前記商用電力系統が切り離され
たことを検出する周波数判断手段と、前記インバータの
出力について所定物理量の急変を検出することにより前
記商用電力系統が切り離されたことを検出する受動判断
手段と、前記インバータに対して一定時間に所定回数の
頻度で出力電流を変動させる能動手段と、電流の変動に
対応して変動する電圧を検出することにより前記商用電
力系統が切り離されたことを検出する能動判断手段とを
有する系統連系保護装置において、前記インバータの出
力電圧から第一の単独運転確率を出力する電圧評価手段
と、前記インバータの出力電圧の周波数から第二の単独
運転確率を出力する周波数評価手段と、前記インバータ
の出力について所定物理量の急変の割合から第三の単独
運転確率を出力する受動評価手段と、能動手段による電
流の変動に対応して変動する電圧から第四の単独運転確
率を出力する能動評価手段と、第一乃至第四の単独運転
確率から総合単独運転確率を算出する総合評価手段と、
総合単独運転確率が所定値以上であれば、商用電力系統
が切り離されたと判断する単独運転判断手段とを有する
ことを特徴とするものである。

【００１８】請求項２記載の発明にあっては、直流電力
を出力する電源と、該直流電力を交流電力に変換するイ
ンバータと、該インバータと連系して負荷へ電力を供給
する商用電力系統とを有する系統連系システムにおける
インバータの出力電圧から前記商用電力系統が切り離さ
れたことを検出する電圧判断手段と、前記インバータの
出力電圧の周波数から前記商用電力系統が切り離された
ことを検出する周波数判断手段と、前記インバータの出
力について所定物理量の急変を検出することにより前記
商用電力系統が切り離されたことを検出する受動判断手
段と、前記インバータに対して一定時間に所定回数の頻
度で出力電流を変動させる能動手段と、電流の変動に対
応して変動する電圧を検出することにより前記商用電力
系統が切り離されたことを検出する能動判断手段と、を
有する系統連系保護装置において、前記インバータの出
力電圧から第一の単独運転確率を出力する電圧評価手段
と、前記インバータの出力電圧の周波数から第二の単独
運転確率を出力する周波数評価手段と、前記インバータ
の出力について所定物理量の急変の割合から第三の単独
運転確率を出力する受動評価手段と、能動手段による電
流の変動に対応して変動する電圧から第四の単独運転確
率を出力する能動評価手段と、第一乃至第四の単独運転
確率から総合単独運転確率を算出する総合評価手段とを
有し、前記能動手段は総合単独運転確率の応じて出力電
流の変動量を変化させることを特徴とするものである。

【００１９】請求項３記載の発明にあっては、直流電力
を出力する電源と、該直流電力を交流電力に変換するイ
ンバータと、該インバータと連系して負荷へ電力を供給
する商用電力系統とを有する系統連系システムにおける
インバータの出力電圧から前記商用電力系統が切り離さ
れたことを検出する電圧判断手段と、前記インバータの
出力電圧の周波数から前記商用電力系統が切り離された
ことを検出する周波数判断手段と、前記インバータの出
力について所定物理量の急変を検出することにより前記
商用電力系統が切り離されたことを検出する受動判断手
段と、前記インバータに対して一定時間に所定回数の頻
度で出力電流を変動させる能動手段と、電流の変動に対
応して変動する電圧を検出することにより前記商用電力
系統が切り離されたことを検出する能動判断手段と、を
有する系統連系保護装置において、前記インバータの出
力電圧から第一の単独運転確率を出力する電圧評価手段
と、前記インバータの出力電圧の周波数から第二の単独
運転確率を出力する周波数評価手段と、前記インバータ
の出力について所定物理量の急変の割合から第三の単独
運転確率を出力する受動評価手段と、能動手段による電
流の変動に対応して変動する電圧から第四の単独運転確
率を出力する能動評価手段と、第一乃至第四の単独運転
確率から総合単独運転確率を算出する総合評価手段とを
有し、前記能動手段は総合単独運転確率の応じて出力電
流の変動回数を変化させることを特徴とするものであ
る。

【００２０】請求項４記載の発明にあっては、直流電力
を出力する電源と、該直流電力を交流電力に変換するイ
ンバータと、該インバータと連系して負荷へ電力を供給
する商用電力系統とを有する系統連系システムにおける
インバータの出力電圧から前記商用電力系統が切り離さ
れたことを検出する電圧判断手段と、前記インバータの
出力電圧の周波数から前記商用電力系統が切り離された
ことを検出する周波数判断手段と、前記インバータの出
力について所定物理量の急変を検出することにより前記
商用電力系統が切り離されたことを検出する受動判断手
段と、前記インバータに対して一定時間に所定回数の頻
度で出力電流を変動させる能動手段と、電流の変動に対
応して変動する電圧を検出することにより前記商用電力
系統が切り離されたことを検出する能動判断手段とを有
する系統連系保護装置において、前記インバータの出力
電圧から第一の単独運転確率を出力する電圧評価手段
と、前記インバータの出力電圧の周波数から第二の単独
運転確率を出力する周波数評価手段と、前記インバータ
の出力について所定物理量の急変の割合から第三の単独
運転確率を出力する受動評価手段と、能動手段による電
流の変動に対応して変動する電圧と総合単独運転確率と
から第四の単独運転確率を出力する能動評価手段と、第
一乃至第四の単独運転確率から総合単独運転確率を算出
する総合評価手段とを有することを特徴とするものであ
る。

【００２１】

【発明の実施の形態】本発明にかかる系統連系保護装置
の第一実施の形態を図１〜図５に基づいて、第二実施の
形態を図６、図７に基づいて、第三実施の形態を図８、
図９に基づいて、第三実施の形態を図１０、図１１に基
づいて説明する。

【００２２】〔第一実施の形態〕図１は系統連系保護装
置の構成を示すブロック図である。図２は、過電圧、不
足電圧と単独運転確率との関係を示す説明図である。図
３は、周波数上昇、周波数低下と単独運転確率との関係
を示す説明図である。図４は、受動的方式の検出値と単
独運転確率との関係を示す説明図である。図５は、能動
的方式の検出値と単独運転確率との関係を示す説明図で
ある。なお、図１においては前述の従来の技術で説明し
たところの系統連系システムと同等の箇所には同じ符号
を付してあるので、同等の箇所の詳細な説明は省略す
る。

【００２３】図１において、系統連系保護装置６は、電
圧評価手段６ａ、周波数評価手段６ｂ、受動評価手段６
ｃ、能動手段６ｄ、能動評価手段６ｅ、総合評価手段６
ｆ、電圧判断手段６ｇ、周波数判断手段６ｈ、受動判断
手段６ｉ、能動判断手段６ｊ、単独運転判定手段６ｋと
を有して構成される。

【００２４】電圧評価手段６ａは、ＤＣ／ＡＣインバー
タ４から出力される電圧Ｖに基づいて第一の単独運転確
率に相当する単独運転確率Ｐ１を算出し、単独運転確率
Ｐ１を総合評価手段６ｆに出力する。電圧評価手段６ａ
は、電圧Ｖの評価関数Ｆ１を有しており、該評価関数Ｆ
１の値が単独運転確率Ｐ１となる。評価関数Ｆ１は、電
圧Ｖが基準値１００Ｖであれば値０であり、電圧Ｖが判
断基準値（整定値）である１１５Ｖまたは８５Ｖに近づ
くほど値１００に近づく関数である。即ち、評価関数Ｆ
１は、図２に示すように、電圧Ｖから１００Ｖ引いた値
の絶対値が１５Ｖに近づくと値１００に近づき、該絶対
値が０Ｖに近づくと値０に近づく関数である。

【００２５】周波数評価手段６ｂは、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ４から出力される電圧の周波数ｆに基づいて第二の
単独運転確率に相当する単独運転確率Ｐ２を算出し、単
独運転確率Ｐ２を総合評価手段６ｆに出力する。周波数
評価手段６ｂは、周波数ｆの評価関数Ｆ２を有してお
り、該評価関数Ｆ２の値が単独運転確率Ｐ２となる。評
価関数Ｆ２は、周波数ｆが基準値６０Ｈｚであれば値０
であり、周波数ｆが判断基準値（整定値）である６１Ｈ
ｚまたは５９Ｈｚに近づくほど値１００に近づく関数で
ある。即ち、評価関数Ｆ２は、図３に示すように、周波
数ｆから６０Ｈｚ引いた値の絶対値が１Ｈｚに近づくと
値１００に近づき、該絶対値が０Ｈｚに近づくと値０に
近づく関数である。

【００２６】受動評価手段６ｃは、ＤＣ／ＡＣインバー
タ４の出力の電圧位相の急変の割合Ｑを検出し、該急変
の割合Ｑから第三の単独運転確率に相当する単独運転確
率Ｐ３を算出して、単独運転確率Ｐ３を総合評価手段６
ｆに出力する。割合Ｑとは現在の電圧位相の変化分と１
サイクル前の電圧位相との比である。受動評価手段６ｃ
は、割合Ｑについての評価関数Ｆ３を有しており、該評
価関数Ｆ３の値が単独運転確率Ｐ３となる。評価関数Ｆ
３は、図４に示すように、割合Ｑが基準値０％であれば
値０であり、割合が判断基準値（整定値）である３％に
近づくほど値１００に近づく関数である。

【００２７】能動手段６ｄは、ＤＣ／ＡＣインバータ４
に対して、一定時間に変動回数Ｔ回の頻度で出力電流の
周波数を周波数変動量Ｄ１だけ変動させる。変動回数Ｔ
とは、出力電流の周波数を一定時間（３０サイクル）に
何回変動させるかを表すものであり、本第一実施の形態
では変動回数Ｔを１としている。なお、商用電源２から
給電されているときは、ＤＣ／ＡＣインバータ４から出
力される電圧Ｖの周波数ｆは、電流の周波数の変動に関
わらず略一定の値を保つが、単独運転時にあっては電圧
Ｖの周波数ｆは電流の周波数の変動に伴って変動する。

【００２８】能動評価手段６ｅは、能動手段６ｄが変動
させる電流の周波数の変動に対する電圧Ｖの周波数変動
量Ｄ２を検出し、該電圧Ｖの周波数変動量Ｄ２から第四
の単独運転確率に相当する単独運転確率Ｐ４を算出し
て、単独運転確率Ｐ４を総合評価手段６ｆに出力する。
能動評価手段６ｅは、電圧Ｖの周波数変動量Ｄ２につい
ての評価関数Ｆ４を有しており、該評価関数Ｆ４の値が
単独運転確率Ｐ４となる。評価関数Ｆ４は、図５に示す
ように、電圧Ｖの周波数変動量Ｄ２を電流の周波数変動
量Ｄ１で割ったものを変動率Ｄ２／Ｄ１として、変動率
Ｄ２／Ｄ１が基準値０％であれば値０であり、変動率Ｄ
２／Ｄ１が判断基準値（整定値）である１００％に近づ
くほど値１００に近づく関数である。

【００２９】総合評価手段６ｆは、単独運転確率Ｐ１，
Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４を足し合わせて、総合単独運転確率Ｐ
５を算出し、単独運転判定手段６ｋに出力する。

【００３０】電圧判断手段６ｇは、ＤＣ／ＡＣインバー
タ４から出力される電圧Ｖに基づいて現在単独運転であ
るか否かを判断する。電圧判断手段６ｇは、電圧Ｖが１
１５Ｖ以上であるか電圧Ｖが８５以下である状態が１秒
以上継続されれば、現在単独運転であると判断して、開
閉器５を開いてＤＣ／ＡＣインバータ４を配電線から切
り離すと共に、ＤＣ／ＡＣインバータ４を停止させる。

【００３１】周波数判断手段６ｈは、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ４から出力される電圧Ｖの周波数ｆに基づいて現在
単独運転であるか否かを判断する。周波数判断手段６ｈ
は、周波数ｆが６１Ｈｚ以上であるか周波数ｆが５９Ｈ
ｚ以下である状態が１秒以上継続されれば、現在単独運
転であると判断して、開閉器５を開いてＤＣ／ＡＣイン
バータ４を配電線から切り離すと共に、ＤＣ／ＡＣイン
バータ４を停止させる。

【００３２】受動判断手段６ｉは、ＤＣ／ＡＣインバー
タ４の出力の電圧位相の急変の割合Ｑを検出し、割合Ｑ
が３％以上であれば、現在単独運転であると判断して、
ＤＣ／ＡＣインバータ４を停止させる。

【００３３】能動判断手段６ｊは、能動手段６ｄが変動
させる電流の周波数の変動に対する電圧Ｖの周波数変動
量Ｄ２を検出し、変動率Ｄ２／Ｄ１が１００％以上であ
れば、現在単独運転であると判断して、ＤＣ／ＡＣイン
バータ４を停止させる。

【００３４】単独運転判定手段６ｋは、総合単独運転確
率Ｐ５が一定値以上であれば、現在単独運転である判断
して、開閉器５を開いてＤＣ／ＡＣインバータ４を配電
線から切り離すと共に、ＤＣ／ＡＣインバータ４を停止
させる。

【００３５】従って、電圧判断手段６ｇ、周波数判断手
段６ｈ、受動判断手段６ｉ、能動判断手段６ｊは、従来
の系統連系保護装置と同様に判断基準値（整定値）を基
準に単独運転を判断する。

【００３６】そして、単独運転判定手段６ｋは、単独運
転確率Ｐ１〜Ｐ４より算出された総合単独運転確率Ｐ５
に基づき単独運転であるか否かを判断する。よって、各
判断手段毎に判断すればいずれも判断基準値に達してい
ないが、全体として考えれば単独運転の可能性が極めて
高いという場合にも、単独運転と判断する。

【００３７】〔第二実施の形態〕図６は系統連系保護装
置の構成を示すブロック図である。図７は総合単独運転
確率と周波数変動量との関係を示す説明図である。な
お、図６においては前述の第一実施の形態で説明したと
ころの系統連系保護装置と同等の箇所には同じ符号を付
してあるので、同等の箇所の詳細な説明は省略する。

【００３８】図６に示す本第二実施の形態の系統連系保
護装置が、前述の第一実施の形態で説明したところの系
統連系保護装置と異なり特徴となるのは次の構成であ
る。

【００３９】即ち、単独運転判定手段６ｋを設けず、総
合評価手段６ｆは総合単独運転確率Ｐ５を能動手段６ｄ
に出力するようにした構成である。

【００４０】また、能動手段６ｄは、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ４に対して、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電流の
周波数変動量Ｄ１を総合単独運転確率Ｐ５に基づいて決
定するようにした構成である。

【００４１】能動手段６ｄは、図７に示すように、総合
単独運転確率Ｐ５の値が小さいときには、周波数変動量
Ｄ１を小さくする。従って、総合単独運転確率Ｐ５の値
が小さいときには、能動手段６ｄが電流の周波数を変動
させても、自家発電設備の力率の低下しない。

【００４２】一方、能動手段６ｄは、図７に示すよう
に、総合単独運転確率Ｐ５の値が大きいときには、周波
数変動量Ｄ１を大きくする。従って、電流の周波数変動
量Ｄ１が大きいので、単独運転においては周波数変動量
Ｄ２も大きくなり、同一配電線に複数の自家発電設備が
連系した場合であっても、他の自家発電設備の出力の影
響を受けずに、自己の単独運転を検出できる。

【００４３】〔第三実施の形態〕図８は系統連系保護装
置の構成を示すブロック図である。図９は総合単独運転
確率と変動回数との関係を示す説明図である。なお、図
８においては前述の第一実施の形態で説明したところの
系統連系保護装置と同等の箇所には同じ符号を付してあ
るので、同等の箇所の詳細な説明は省略する。

【００４４】図８に示す本第三実施の形態の系統連系保
護装置が、前述の第一実施の形態で説明したところの系
統連系保護装置と異なり特徴となるのは次の構成であ
る。

【００４５】即ち、単独運転判定手段６ｋを設けず、総
合評価手段６ｆは総合単独運転確率Ｐ５を能動手段６ｄ
に出力するようにした構成である。

【００４６】また、能動手段６ｄは、ＤＣ／ＡＣインバ
ータ４に対して、ＤＣ／ＡＣインバータ４の出力電流の
周波数を一定時間に変動回数Ｔ回だけ変動させる際の、
該変動回数Ｔを総合単独運転確率Ｐ５に基づいて決定す
るようにした構成である。

【００４７】能動手段６ｄは、総合単独運転確率Ｐ５の
値が小さいときには、変動回数Ｔを少なくする。従っ
て、能動判断手段６ｊは、能動手段６ｄが変動させる電
流の周波数の変動に対する電圧Ｖの周波数の変動を検出
しにくくなり、能動判断手段６ｊが現在単独運転である
と判断する確率は低くなる。

【００４８】一方、能動手段６ｄは、図９に示すよう
に、総合単独運転確率Ｐ５の値が大きいときには、変動
回数Ｔを多くする。能動判断手段６ｊは、能動手段６ｄ
が変動させる電流の周波数の変動に対する電圧Ｖの周波
数の変動を検出し易くなり、能動判断手段６ｊが現在単
独運転であると判断する確率は高くなる。

【００４９】〔第四実施の形態〕図１０は系統連系保護
装置の構成を示すブロック図である。図１１は総合単独
運転確率と能動方式の検出値と単独運転確率との関係を
示す説明図である。なお、図１０においては前述の第一
実施の形態で説明したところの系統連系保護装置と同等
の箇所には同じ符号を付してあるので、同等の箇所の詳
細な説明は省略する。

【００５０】図１０に示す本第四実施の形態の系統連系
保護装置が、前述の第一実施の形態で説明したところの
系統連系保護装置と異なり特徴となるのは次の構成であ
る。

【００５１】即ち、単独運転判定手段６ｋを設けず、総
合評価手段６ｆは総合単独運転確率Ｐ５を能動評価手段
６ｅに出力するようにした構成である。

【００５２】また、能動評価手段６ｅの評価関数Ｆ４
は、総合単独運転確率Ｐ５によって、変化するようにし
た構成である。

【００５３】評価関数Ｆ４は、総合評価手段６ｆから受
け取った総合単独運転確率Ｐ５の値が０〜５０のときに
は、変動率Ｄ２／Ｄ１が基準値０％であれば値０であ
り、変動率Ｄ２／Ｄ１が判断基準値（整定値）である１
００％に近づくほど値６０に近づく関数である。また、
評価関数Ｆ４は、図１１に示すように、受け取った総合
単独運転確率Ｐ５の値が５０〜１００のときには、変動
率Ｄ２／Ｄ１が基準値０％であれば値０であり、変動率
Ｄ２／Ｄ１が判断基準値（整定値）である１００％に近
づくほど値７０に近づく関数である。同様に、評価関数
Ｆ４は、１００〜１５０の総合単独運転確率Ｐ５を受け
取ると値８０に近づく関数となり、１５０〜２００の総
合単独運転確率Ｐ５を受け取ると値９０に近づく関数と
なり、２００〜２５０の総合単独運転確率Ｐ５を受け取
ると値１００に近づく関数となる。

【００５４】従って、単独運転が原因ではなく、負荷や
系統の変化によって突発的に電圧Ｖの周波数に変動が生
じた場合、総合単独運転確率Ｐ５は小さいので、能動評
価手段６ｅは、例え変動率Ｄ２／Ｄ１が大きな値であっ
たとしても、１００に近い値を出力することなく、比較
的小さな単独運転確率Ｐ４を出力する。よって、能動評
価手段６ｅは負荷や系統の変化による電圧Ｖの周波数の
変動を単独運転と誤認することなく正確に単独運転確率
Ｐ４を出力することができる。

【００５５】なお、本第一乃至第四実施の形態では、受
動評価手段６ｃは電圧位相の急変の割合Ｑから単独運転
確率Ｐ３を出力しているが、評価の対象は電圧位相の急
変に限られるものではなく、受動的方式において対象と
されるものであればよい。従って、例えば３次高調波を
評価の対象としても良い。また、能動評価手段６ｅは能
動手段６ｄが変動させる電流の周波数の変動に対する電
圧Ｖの周波数変動量Ｄ２を検出して単独運転確率Ｐ４を
出力しているが、評価の対象は周波数に限られるもので
はない。従って、例えば、能動手段６ｄは電流の位相を
変動させるようにして、能動評価手段６ｅは能動手段６
ｄが変動させる電流の位相の変動に対する電圧Ｖの周波
数等の変動量を検出して単独運転確率Ｐ４を出力するよ
うにしてもよい。

【００５６】また、本第一乃至第四実施の形態では、直
流電力として太陽電池を用いて説明しているが、太陽電
池に限られるものではなく、例えば燃料電池等であって
もよい。

【００５７】

【発明の効果】本発明の系統連系保護措置は上述のよう
に構成してあるから、請求項１記載の発明にあっては、
電圧評価手段がインバータの出力電圧から第一の単独運
転確率を出力し、周波数評価手段がインバータの出力電
圧の周波数から第二の単独運転確率を出力し、受動評価
手段がインバータの出力について所定物理量の急変の割
合から第三の単独運転確率を出力し、能動評価手段が能
動手段による電流の変動に対応して変動する電圧から第
四の単独運転確率を出力し、総合評価手段が第一乃至第
四の単独運転確率から総合単独運転確率を算出し、単独
運転判断手段が総合単独運転確率が所定値以上であれ
ば、商用電力系統が切り離されたと判断するので、各判
断手段毎には判断基準値以上の値が検出されないが、各
判断手段の検出値が全般的に判断基準値に近い値である
ときにも単独運転とは判断することができ、従ってより
確実に単独運転を検出できる系統連系保護装置を提供す
ることができるという効果を奏する。

【００５８】請求項２記載の発明にあっては、電圧評価
手段がインバータの出力電圧から第一の単独運転確率を
出力し、周波数評価手段がインバータの出力電圧の周波
数から第二の単独運転確率を出力し、受動評価手段がイ
ンバータの出力について所定物理量の急変の割合から第
三の単独運転確率を出力し、能動評価手段が能動手段に
よる電流の変動に対応して変動する電圧から第四の単独
運転確率を出力し、総合評価手段が第一乃至第四の単独
運転確率から総合単独運転確率を算出し、更に能動手段
は総合単独運転確率の応じて出力電流の変動量を変化さ
せるので、総合単独運転確率の低いときには変動量を小
さくすることにより自家発電設備の力率の低下を招くこ
となく、また総合単独運転確率の高いときには変動量を
大きくすることにより、同一配電線に複数の自家発電設
備が連系した場合であっても、他の自家発電設備の出力
の影響を受けずに自己の単独運転を検出できる系統連系
保護装置を提供することができるという効果を奏する。

【００５９】請求項３記載の発明にあっては、電圧評価
手段がインバータの出力電圧から第一の単独運転確率を
出力し、周波数評価手段がインバータの出力電圧の周波
数から第二の単独運転確率を出力し、受動評価手段がイ
ンバータの出力について所定物理量の急変の割合から第
三の単独運転確率を出力し、能動評価手段が能動手段に
よる電流の変動に対応して変動する電圧から第四の単独
運転確率を出力し、総合評価手段が第一乃至第四の単独
運転確率から総合単独運転確率を算出し、更に能動手段
は総合単独運転確率の応じて出力電流の変動回数を変化
させるので、総合単独運転確率の低いときには変動回数
を少なくすることにより自家発電設備の力率の低下を招
くことなく、また総合単独運転確率の高いときには変動
回数を多くすることにより単独運転が検出されやすくな
る系統連系保護装置を提供することができるという効果
を奏する。

【００６０】請求項４記載の発明にあっては、電圧評価
手段がインバータの出力電圧から第一の単独運転確率を
出力し、周波数評価手段がインバータの出力電圧の周波
数から第二の単独運転確率を出力し、受動評価手段がイ
ンバータの出力について所定物理量の急変の割合から第
三の単独運転確率を出力し、能動評価手段が能動手段に
よる電流の変動に対応して変動する電圧と総合単独運転
確率とから第四の単独運転確率を出力し、総合評価手段
が第一乃至第四の単独運転確率から総合単独運転確率を
算出する。従って、単独運転が原因ではなく負荷や系統
の変化によって突発的に電圧の変動が生じた場合は総合
単独運転確率は小さいので、能動評価手段は、電圧の周
波数の変動を単独運転と誤認することなく正確に単独運
転確率を出力することができる系統連系保護装置を提供
することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の系統連系保護装置の構成を示すブロッ
ク図である。

【図２】過電圧及び不足電圧と単独運転確率との関係を
示す説明図である。

【図３】周波数上昇及び周波数低下と単独運転確率との
関係を示す説明図である。

【図４】受動的方式の検出値と単独運転確率との関係を
示す説明図である。

【図５】能動的方式の検出値と単独運転確率との関係を
示す説明図である。

【図６】本発明の系統連系保護装置の第二実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図７】総合単独運転確率と周波数変動量との関係を示
す説明図である。

【図８】本発明の系統連系保護装置の第三実施の形態の
構成を示すブロック図である。

【図９】総合単独運転確率と変動回数との関係を示す説
明図である。

【図１０】本発明の系統連系保護装置の第四実施の形態
の構成を示すブロック図である。

【図１１】総合単独運転確率と能動方式の検出値と単独
運転確率との関係を示す説明図である。

【図１２】従来の系統連系システムの構成を示すブロッ
ク図である。

【符号の説明】

１ 直流電源 ３ 負荷 ４ インバータ ６ 系統連系保護装置 ６ａ 電圧評価手段 ６ｂ 周波数評価手段 ６ｃ 受動評価手段 ６ｄ 能動手段 ６ｅ 能動評価手段 ６ｆ 総合評価手段 ６ｇ 電圧判断手段 ６ｈ 周波数判断手段 ６ｉ 受動判断手段 ６ｊ 能動判断手段 ６ｋ 単独運転判定手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 塩川 明実 大阪府門真市大字門真1048番地松下電工 株式会社内 (56)参考文献 特開 平７−322506（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−241037（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−327321（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−245877（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−74683（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−123727（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−231837（ＪＰ，Ａ) 実開 平７−16552（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−20041（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02M 7/48 H02J 3/38

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電力を出力する電源と、該直流電力
   を交流電力に変換するインバータと、該インバータと連
   系して負荷へ電力を供給する商用電力系統とを有する系
   統連系システムにおけるインバータの出力電圧から前記
   商用電力系統が切り離されたことを検出する電圧判断手
   段と、前記インバータの出力電圧の周波数から前記商用
   電力系統が切り離されたことを検出する周波数判断手段
   と、前記インバータの出力について所定物理量の急変を
   検出することにより前記商用電力系統が切り離されたこ
   とを検出する受動判断手段と、前記インバータに対して
   一定時間に所定回数の頻度で出力電流を変動させる能動
   手段と、電流の変動に対応して変動する電圧を検出する
   ことにより前記商用電力系統が切り離されたことを検出
   する能動判断手段と、を有する系統連系保護装置におい
   て、前記インバータの出力電圧から第一の単独運転確率
   を出力する電圧評価手段と、前記インバータの出力電圧
   の周波数から第二の単独運転確率を出力する周波数評価
   手段と、前記インバータの出力について所定物理量の急
   変の割合から第三の単独運転確率を出力する受動評価手
   段と、能動手段による電流の変動に対応して変動する電
   圧から第四の単独運転確率を出力する能動評価手段と、
   第一乃至第四の単独運転確率から総合単独運転確率を算
   出する総合評価手段と、総合単独運転確率が所定値以上
   であれば、商用電力系統が切り離されたと判断する単独
   運転判断手段とを有することを特徴とする系統連系保護
   装置。
2. 【請求項２】 直流電力を出力する電源と、該直流電力
   を交流電力に変換するインバータと、該インバータと連
   系して負荷へ電力を供給する商用電力系統とを有する系
   統連系システムにおけるインバータの出力電圧から前記
   商用電力系統が切り離されたことを検出する電圧判断手
   段と、前記インバータの出力電圧の周波数から前記商用
   電力系統が切り離されたことを検出する周波数判断手段
   と、前記インバータの出力について所定物理量の急変を
   検出することにより前記商用電力系統が切り離されたこ
   とを検出する受動判断手段と、前記インバータに対して
   一定時間に所定回数の頻度で出力電流を変動させる能動
   手段と、電流の変動に対応して変動する電圧を検出する
   ことにより前記商用電力系統が切り離されたことを検出
   する能動判断手段と、を有する系統連系保護装置におい
   て、前記インバータの出力電圧から第一の単独運転確率
   を出力する電圧評価手段と、前記インバータの出力電圧
   の周波数から第二の単独運転確率を出力する周波数評価
   手段と、前記インバータの出力について所定物理量の急
   変の割合から第三の単独運転確率を出力する受動評価手
   段と、能動手段による電流の変動に対応して変動する電
   圧から第四の単独運転確率を出力する能動評価手段と、
   第一乃至第四の単独運転確率から総合単独運転確率を算
   出する総合評価手段とを有し、前記能動手段は総合単独
   運転確率の応じて出力電流の変動量を変化させることを
   特徴とする系統連系保護装置。
3. 【請求項３】 直流電力を出力する電源と、該直流電力
   を交流電力に変換するインバータと、該インバータと連
   系して負荷へ電力を供給する商用電力系統とを有する系
   統連系システムにおけるインバータの出力電圧から前記
   商用電力系統が切り離されたことを検出する電圧判断手
   段と、前記インバータの出力電圧の周波数から前記商用
   電力系統が切り離されたことを検出する周波数判断手段
   と、前記インバータの出力について所定物理量の急変を
   検出することにより前記商用電力系統が切り離されたこ
   とを検出する受動判断手段と、前記インバータに対して
   一定時間に所定回数の頻度で出力電流を変動させる能動
   手段と、電流の変動に対応して変動する電圧を検出する
   ことにより前記商用電力系統が切り離されたことを検出
   する能動判断手段と、を有する系統連系保護装置におい
   て、前記インバータの出力電圧から第一の単独運転確率
   を出力する電圧評価手段と、前記インバータの出力電圧
   の周波数から第二の単独運転確率を出力する周波数評価
   手段と、前記インバータの出力について所定物理量の急
   変の割合から第三の単独運転確率を出力する受動評価手
   段と、能動手段による電流の変動に対応して変動する電
   圧から第四の単独運転確率を出力する能動評価手段と、
   第一乃至第四の単独運転確率から総合単独運転確率を算
   出する総合評価手段とを有し、前記能動手段は総合単独
   運転確率の応じて出力電流の変動回数を変化させること
   を特徴とする系統連系保護装置。
4. 【請求項４】 直流電力を出力する電源と、該直流電力
   を交流電力に変換するインバータと、該インバータと連
   系して負荷へ電力を供給する商用電力系統とを有する系
   統連系システムにおけるインバータの出力電圧から前記
   商用電力系統が切り離されたことを検出する電圧判断手
   段と、前記インバータの出力電圧の周波数から前記商用
   電力系統が切り離されたことを検出する周波数判断手段
   と、前記インバータの出力について所定物理量の急変を
   検出することにより前記商用電力系統が切り離されたこ
   とを検出する受動判断手段と、前記インバータに対して
   一定時間に所定回数の頻度で出力電流を変動させる能動
   手段と、電流の変動に対応して変動する電圧を検出する
   ことにより前記商用電力系統が切り離されたことを検出
   する能動判断手段と、を有する系統連系保護装置におい
   て、前記インバータの出力電圧から第一の単独運転確率
   を出力する電圧評価手段と、前記インバータの出力電圧
   の周波数から第二の単独運転確率を出力する周波数評価
   手段と、前記インバータの出力について所定物理量の急
   変の割合から第三の単独運転確率を出力する受動評価手
   段と、能動手段による電流の変動に対応して変動する電
   圧と総合単独運転確率とから第四の単独運転確率を出力
   する能動評価手段と、第一乃至第四の単独運転確率から
   総合単独運転確率を算出する総合評価手段とを有するこ
   とを特徴とする系統連系保護装置。