JP3942336B2

JP3942336B2 - Method and apparatus for detecting isolated operation of distributed power supply

Info

Publication number: JP3942336B2
Application number: JP2000099618A
Authority: JP
Inventors: 武濱
Original assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Current assignee: Sanyo Denki Co Ltd
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: JP2001286063A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、商用の交流電力源と連系して、コージェネレーション設備、燃料電池、太陽電池等の直流電力発生源からの直流電力を交流電力に変換して負荷に供給する分散型電源の単独運転検出方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
コージェネレーション設備、燃料電池発電設備、太陽電池発電設備等の直流電力発生源を電源として交流電力を発生する分散型電源は、直流電力を交流電力に変換して商用電力系統に接続された負荷に交流電力を供給する。ところで商用電力系統に交流電力を供給する商用電源（交流電力源）側で工事を行うために、商用電源側を停電状態にした場合に、分散型電源から電力系統に交流電力が供給されていると、分散型電源からの交流電力で感電事故が発生するおそれがある。そのため、交流電力源側で停電が発生しているときに、分散型電源が単独で運転されていることを検出するための技術が従来提案されている。
【０００３】
例えば，特開平６−２８４５６０号公報に示された従来の技術では、電力系統の電圧がゼロクロス点においてゼロ電圧になってからＮ／２周期経過するまでのパルスのカウント値と、その直前における同様にして計数したカウント値とを比較して、その差が設定値を超えたときに系統電圧の異常を判定している。
【０００４】
また特開平７−３２２５０７号公報に示された従来の技術では、系統電圧のゼロクロスタイミング（周期）が電源周期の正規の位相からずれたこと検出した（電圧位相の跳躍を検出した）後、所定のサイクルを経過した後においても系統電圧のゼロクロスタイミング（周期）が電源周期の正規の位相からずれている（電圧位相の跳躍を検出した）場合に、分散型電源が単独で運転されていると判断している。
【０００５】
また図６に示すように、系統電圧のゼロクロス点間の周期をゼロクロス点でゼロ電圧が発生する毎に測定して、半周期ずれた２種類の周期Ｔａ（ｎ）とＴ（ｂｎ）を測定し、下記の(１)及び（２）の条件が満たされたときに、分散型電源の単独運転が発生したと判定する技術も提案されている。
【０００６】
｜Ｔa（ｎ）−Ｔａ（ｎ＋１）｜≧Ｔset （１）
｜Ｔｂ（ｎ）−Ｔｂ（ｎ＋１）｜≧Ｔset （２）
上記式において、Ｔsetは、電圧位相跳躍検出の判定基準値（位相差）である。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図６に示した従来の技術のように、ゼロクロス点の前後の周期の差で判定を行うと、系統電圧の周期が定常的に変動してデューティ変化が発生したときに、上記（１）及び（２）の式の条件が満たされて、分散型電源の単独運転が発生したと誤った判断をすることがある。
【０００８】
本発明の目的は、分散型電源の単独運転を従来よりも高い精度で検出することができる分散型電源の単独運転検出方法及び装置を提供することにある。
【０００９】
本発明の他の目的は、系統電圧の周期が定常的に変動した場合でも、誤った判定をすることがない分散型電源の単独運転検出方法及び装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の方法は、負荷に交流電力を供給する交流電力源と連系して、直流電力発生源から出力される直流電力を交流電力に変換し該交流電力を負荷に供給する分散型電源が、交流電力源が停電状態にあるときに単独運転を行っていることを検出する分散型電源の単独運転検出方法を改良の対象とする。
【００１１】
分散型電源の発電電力と負荷の消費電力が不平衡の場合、交流電力系統に停電が生じて、分散型電源の単独運転状態が発生すると、系統電圧の周期には分散型電源の単独運転開始に伴う位相変動が単独運転開始の前後において発生する。本発明はこの現象を検出して、分散型電源の単独運転を検出する。
【００１２】
そこで本発明の方法では、まず交流電圧がゼロクロス点においてゼロ電圧になる毎にゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を測定する（周期測定工程）。次に、測定した各周期の長さから電圧位相跳躍の発生の有無を判定する（電圧位相跳躍判定工程）。そして電圧位相跳躍判定工程において電圧位相跳躍が発生していることを判定したときに、分散型電源が単独運転されていると判定する（単独運転判定工程）。
【００１３】
そして周期測定工程を、１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期として測定する第１の周期測定工程と、第１の周期測定工程では測定に利用しない１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期として測定する第２の周期測定工程とから構成する。また電圧位相跳躍判定工程を、第１の周期測定工程で測定した周期において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定する第１の電圧位相跳躍判定工程と、第２の周期測定工程で測定した周期において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定する第２の電圧位相跳躍判定工程とから構成する。更に単独運転判定工程では、第１の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍の発生を判定したときに、第１の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍の発生を検出した周期の直前または直後において、第２の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍が発生している周期の存在を検出しているときにのみ、分散型電源が単独運転されていると判定する。
【００１４】
このようにすると、系統負荷の急激な入り切りに伴う１周期における位相跳躍の発生で分散型電源の単独運転と誤って判定したり、系統電圧の周期が定常的に変動してデューティ変化が発生したときに分散型電源の単独運転と誤って判定したりすることがない。またこのようにすると、少ないステップ（工程）で簡単に本発明の方法を実現することができる。
【００１５】
本発明の方法を実現するための分散型電源の単独運転検出装置は、下記のゼロクロス点検出手段と、周期測定手段と、電圧位相跳躍判定手段と単独運転判定手段とから構成することができる。ゼロクロス点検出手段は、交流電圧がゼロクロス点においてゼロ電圧になる毎にゼロクロス点信号を出力する。周期測定手段は、ゼロクロス点検出手段が検出するゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を順次測定する。また電圧位相跳躍判定手段は、測定した各周期の長さから電圧位相跳躍の発生の有無を判定する。そして、単独運転判定手段は電圧位相跳躍判定手段が電圧位相跳躍が発生していることを判定すると、分散型電源が単独運転されていると判定して単独運転検出信号を出力する。
【００１６】
そして周期測定手段を、１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期として測定して記憶する第１の周期測定部と、第１の周期測定部では測定に利用しない１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期として測定して記憶する第２の周期測定部とから構成する。そして電圧位相跳躍判定手段を、第１の周期測定部で測定した周期において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定して判定結果を記憶する第１の電圧位相跳躍判定部と、第２の周期測定部で測定した周期において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定して判定結果を記憶する第２の電圧位相跳躍判定部とから構成する。また単独運転判定手段を、第１の電圧位相跳躍判定部で電圧位相跳躍の発生を判定したときに、第１の電圧位相跳躍判定部で電圧位相跳躍の発生を検出した周期の直前または直後において、第２の電圧位相跳躍判定部で電圧位相跳躍が発生している周期の存在を検出して記憶しているときにのみ、分散型電源が単独運転されていると判定して単独運転検出信号を出力するように構成する。このようにすると、簡単な構成で本発明の方法を実現できる装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して、本発明の分散型電源の単独運転検出方法の実施の形態の一例について説明する。図１は、本発明の方法の実施の形態の一例の基本思想のアルゴリズムを示すフローチャートである。この実施の形態の分散型電源の単独運転検出方法を実現するためには、周期測定工程、電圧位相跳躍判定工程、単独運転判定工程を実施する。本発明の単独運転検出方法では、周期測定工程を、１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期として測定する第１の周期測定工程と、第１の周期測定工程では測定に利用しない１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期として測定する第２の周期測定工程とから構成する。また電圧位相跳躍判定工程を、第１の周期測定工程で測定した周期において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定する第１の電圧位相跳躍判定工程と、第２の周期測定工程で測定した周期において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定する第２の電圧位相跳躍判定工程とから構成する。更に単独運転判定工程では、第１の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍の発生を判定したときに、第１の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍の発生を検出した周期の直前または直後において、第２の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍が発生している周期の存在を検出しているときにのみ、分散型電源が単独運転されていると判定する。
【００１８】
概念的に説明すれば、図１のフローチャートに示す第１の電圧位相跳躍検出判定のステップでは、第1の周期測定工程と第1の電圧位相跳躍判定工程とを実施している。図２に単独運転発生かどうかの判定の対象となる商用交流電力系統と分散型電源とが負荷に接続された電力線から出力される電圧波形を示す。この場合の電圧波形は、電圧の周期が定常的に変動した状態で、デューティ変化が発生している場合で、このような場合でも本発明の検出方法を用いると、誤検出しない場合の電圧波形を示している。以下で図２を参照して、本発明の検出方法の一般的な手順を説明する。最後に図２の電圧波形が単独運伝が発生しないと判定する理由を説明する。第１の周期測定工程では、図２に示すような系統電源の電圧波形で、１つおきに発生するゼロクロス点間の長さＴa（ｎ）を１周期として測定し、それを保持する。次に第１の電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍が起こっているかどうかを次式で判定する。
【００１９】
｜Ｔa（ｎ）−Ｔref｜≧Ｔset （３）
ここでＴrefは系統電源の周波数から決まる基準周期であり、Ｔsetは位相跳躍検出の基準として予め定めた定数時間で基準周期Ｔrefの２％の以内程度の値が選ばれる。これに対して電圧位相跳躍が起こらないと判定する条件は次式で与えられる。
【００２０】
｜Ｔa（ｎ）−Ｔref｜＜Ｔset （４）
ここで位相跳躍が検出されなければ単独運転判定工程に移行し、単独運転なしと判定して、次のサイクルの第１の周期測定工程と第１の電圧位相跳躍判定工程に移行する。逆にここで位相跳躍が検出されれば、図１のフローチャートに示す第２の電圧位相跳躍検出判定に移行する。ここでは第２の周期測定工程と第２の電圧位相跳躍判定工程を実施している。
【００２１】
第２の周期測定工程では図２の第１の周期測定工程で周期の始めとしたゼロクロス点から半周期後のゼロクロス点を終点とする１周期前のゼロクロス点までの時間Ｔb（ｎ−１）を測定する。ここでＴb（ｎ−１）はＴa（ｎ）を測定するサイクルより１サイクル以前のｎ−１のサイクル時に測定して保存しておいたものである。これを用いて、第２の電圧位相跳躍判定工程に移行する。電圧位相跳躍が起こっているかどうかを判定する条件式は次式で与えられる。
【００２２】
｜Ｔb（ｎ−１）−Ｔref｜≧Ｔset （５）
ここで（５）式の条件が成立した場合は、位相跳躍が発生したと判定し、制御を単独運転判定工程に移行する。そうして単独運転判定工程は、単独運転が発生したと判定する。逆にこの条件が成立しない場合は図１のフローチャートに示す第３の電圧位相跳躍検出判定に移行する。このとき、第２の周期測定工程では図２の第１の周期測定工程で周期の始めとしたゼロクロス点から半周期後のゼロクロス点を始点とし、それから１つおいたゼロクロス点までの時間Ｔb（ｎ）を測定し、保存しておく。第２の電圧位相跳躍判定工程ではこれを用いて次式で判定する。
【００２３】
｜Ｔb（ｎ）−Ｔref｜≧Ｔset （６）
ここで（６）式の条件が成立し、第２の電圧位相跳躍判定工程で位相跳躍が起こったと判断すると、単独運転判定工程は、単独運転が発生したと判定する。逆に（６）式の条件が成立せず、位相跳躍を検出しない場合は、単独運転判定工程は、単独運転なしと判定して、次のｎ＋１のサイクルの第1の周期測定工程と第1の電圧位相跳躍判定工程に移行する。ｎ番目のサイクルの最終的な判定は次のｎ＋１番目のサイクルの判定がスタートする前に終了する。
【００２４】
思想として見れば、本発明では、ゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を順次測定し[Ｔａ（ｎ−１）→Ｔb（ｎ−１）→Ｔａ（ｎ）→Ｔｂ（ｎ）の順で測定し]、連続した２つの周期即ち周期Ｔb（ｎ−１）及び周期Ｔａ（ｎ）または周期Ｔａ（ｎ）及び周期Ｔｂ（ｎ）において跳躍が発生していると判定できるときには、分散型電源の単独運転と判定する。
【００２５】
以上説明した一般的な検出法を図２の電圧波形の判定に適用した場合、分散型電源が単独運伝の状況にない場合であることを説明する。この場合の電圧波形は商用の交流電力源からの電力供給は継続され、交流電圧の周波数（周期）が定常的に変動し、デューティの変化が生じている場合であって、単独運転は発生していない場合の波形である。それにもかかわらず、従来の方法では検出感度が高くなって単独運転が起こっていると誤った判定を下してしまう場合がある。図２の電圧波形に対して、本発明で提供する方法が正しい判定を下し、従来の方法が誤った判定を下す場合があることを図２の具体的な数値例で詳しく説明する。
【００２６】
図２の波形に対して第１及び第２の周期測定工程で測定される交流電力源の電圧の周期は以下のように定常的に変動している。ｎ周期前後のゼロクロス点の前後の周期Ｔa（ｎ−１）＝２０．３、Ｔa（ｎ）＝１９．７、Ｔa（ｎ＋１）＝２０．３と半周期後のゼロクロス点の前後のゼロクロス点の周期はＴb（ｎ−１）＝１９．８、Ｔb（ｎ）＝２０．２、Ｔb（ｎ＋１）＝１９．８となっている。これらの数値を用いて（１）、（２）式を用いて従来の判定法に従って、電圧位相跳躍の判定をあるゼロクロス点の前後の周期の差で判定すると｜Ｔa（ｎ）−Ｔa（ｎ＋１）｜＝｜１９．７−２０．３｜＝０．６＞０．２８｜Ｔb（ｎ）−Ｔb（ｎ＋１）｜＝｜１９．８−２０．２｜＝０．４＞０．２８より、単独運転発生と判定され、誤った判定になる。
【００２７】
これに対して、本発明の方法では以下のように正しい判定がなされる。図２の例では、交流電圧の周波数が５０Ｈｚであり、基準周期Ｔref＝２０ｍｓとなる。電圧位相跳躍判定工程で電圧位相跳躍が起こっているかどうかを判定するための時間Ｔsetを位相で５度以内とするとＴset＝２０ｘ５／３６０＝０．２８ｍｓとなる。これらを用いて図１のフロチャートに示した第１の電圧位相跳躍検出判定のステップにおける第１の電圧位相跳躍判定工程で（３）式を用いた判定式によって電圧位相跳躍を判定すると｜Ｔa（ｎ）−Ｔref｜＝｜１９．７−２０｜＝０．３＞０．２８となって電圧位相跳躍が発生していると判定される。そこで、図１のフローチャートに示した第２の電圧位相跳躍検出判定のステップにおける第２の電圧位相跳躍判定工程で（５）式を用いた判定式によって電圧位相跳躍を判定すると｜Ｔb（ｎ−１）−Ｔref｜＝｜１９．８−２０｜＝０．２＜０．２８となって電圧位相跳躍は検出されない。そこで更に図１のフローチャートに示した第３の電圧位相跳躍検出判定のステップにおける第２の電圧位相跳躍判定工程で（６）式を用いた判定式によって電圧位相跳躍を判定すると｜Ｔb（ｎ）−Ｔref｜＝｜２０．２−２０｜＝０．２＜０．２８となって電圧位相跳躍は検出されない。結局、単独運転なしと正しく判定される。過敏な検出感度によって誤った判定をすることはなく、正しい判定を行う。
【００２８】
図３にこのようなアルゴリズムで以下の３つの場合に単独運転が発生しているかどうかを実際に判定出来ることを詳しく説明する。先ず、図３（Ａ）は正常な運転の場合である。第１の周期測定工程でＴa（ｎ）を測定し、第１の電圧位相跳躍判定工程がＴa（ｎ）を正常と判定している間は、単独運転判定工程は、単独運転なしと判定する。なおこの際にも、実際には、第２の周期測定工程と第２の電圧位相跳躍判定工程は実行している。
【００２９】
すなわちこのケースの場合には、ゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を順次測定し[Ｔａ（ｎ−１）→Ｔb（ｎ−１）→Ｔａ（ｎ）→Ｔｂ（ｎ）の順で測定し]ても、連続した２つの周期例えば周期Ｔb（ｎ−１）と周期Ｔａ（ｎ）とにおいて跳躍が発生していなと判定されるため、分散型電源の単独運転は発生していないと判定する。
【００３０】
図３（Ｂ）は単独運転が実際に起こっている場合である。第１の周期測定工程でＴa（ｎ）を測定し、第１の電圧位相跳躍判定工程においてＴa（ｎ）で跳躍の発生を検出すると、先のサイクルで第２の周期測定工程で測定して第２の電圧位相跳躍判定工程でＴb（ｎ−１）の周期で跳躍が発生していることを判定しているため、単独運転判定工程で単独運転の発生と判定する。このケースの場合には、ゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を順次測定し[Ｔａ（ｎ−１）→Ｔb（ｎ−１）→Ｔａ（ｎ）→Ｔｂ（ｎ）の順で測定し]、連続した２つの周期即ち周期Ｔb（ｎ−１）と周期Ｔａ（ｎ）とにおいて跳躍が発生していると判定できるため、分散型電源の単独運転と判定する。
【００３１】
図３（Ｃ）も単独運転が実際に起こっている場合である。この場合には、周期Ｔa（ｎ）で跳躍の発生を判定した場合において、前のサイクルＴb（ｎ−１）においては跳躍の発生はないが、周期Ｔa（ｎ）の次のサイクルＴb（ｎ）で跳躍の発生がある。したがってこの場合には、ゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を順次測定し[Ｔａ（ｎ−１）→Ｔb（ｎ−１）→Ｔａ（ｎ）→Ｔｂ（ｎ）の順で測定し]、連続した２つの周期即ち周期Ｔａ（ｎ）と周期Ｔｂ（ｎ）とにおいて跳躍が発生していると判定できるため、分散型電源の単独運転と判定する。
【００３２】
図４は本発明の方法を実現するための分散型電源の単独運転検出装置の実施の形態の一例を示す図である。この分散型電源の単独運転検出装置は、交流電力源１及び分散型電源３から負荷２に供給される交流電圧から単独運転を判定するために、ゼロクロス点検出手段５と、周期測定手段７と、電圧位相跳躍判定手段９と、単独運転判定手段１１とを備えている。
【００３３】
ゼロクロス点検出手段５は、分散型電源３が連系されている電力系統１の交流電圧がゼロクロス点においてゼロ電圧になる毎にゼロクロス点信号を出力する。分散型電源３が連系されている電力系統１の交流電圧が正の場合は高レベルの論理的状態１となり、負の場合には低レベルを論理的な０とする。ゼロクロス点検出手段５は、例えば演算増幅器を用いた通常の比較回路を用いて系統電圧と０電位とを比較することによって実現することができる。例えば、連続する論理１の状態と論理０の状態の時間がＴa（ｎ）等になる。また連続する論理０の状態と論理１の状態の継続時間がＴｂ（ｎ）等になる。
【００３４】
周期測定手段７は、ゼロクロス点検出手段５が検出したゼロクロス点を起点として交流電圧の電圧波形の周期を順次測定する。すなわち交流電圧がゼロクロス点においてゼロ電圧になる毎に、ゼロクロス点を起点として電圧波形の１つおきのゼロクロス点間の周期を測定する。周期測定手段７は、第１の周期測定部７ａと第２の周期測定部７ｂとから構成される。第１の周期測定部７ａは１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期[例えば図３のＴａ（ｎ）、Ｔａ（ｎ＋１）]として測定して記憶する。第２の周期測定部は、第１の周期測定部では測定に利用しない１つおきに発生するゼロクロス点間の長さを１周期[例えば図３のＴｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）]として測定して記憶する。周期測定部７ａ、７ｂはそれぞれの記憶装置に最小限２サイクル分のデータを保存しており、新しいデータを測定するたびに、古いデータを更新する。
【００３５】
電圧位相跳躍判定手段９は周期測定手段７で測定した各周期の長さから電圧位相跳躍の発生の有無を判定する。電圧位相跳躍判定手段９は、第1の電圧位相跳躍判定部９ａと第２の電圧位相跳躍判定部９ｂとから構成される。第1の電圧位相跳躍判定部９ａは、第１の周期測定部７ａで測定した周期[例えば図３のＴａ（ｎ）、Ｔａ（ｎ＋１）]において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定して判定結果を記憶する。第２の電圧位相跳躍判定部９ｂは第２の周期測定部７ｂで測定した周期[例えば図３のＴｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）]において電圧位相跳躍が発生したか否かを判定して判定結果を記憶する。
【００３６】
単独運転判定手段１１は、第１の電圧位相跳躍判定部９ａで電圧位相跳躍の発生を判定したときに［例えば図３のＴａ（ｎ）で跳躍の発生を判定したときに]、第１の電圧位相跳躍判定部９ａで電圧位相跳躍の発生を検出した周期の直前または直後において、第２の電圧位相跳躍判定部９ｂで電圧位相跳躍が発生している周期[例えば図３のＴｂ（ｎ−１）、Ｔｂ（ｎ）]の存在を検出して記憶しているときにのみ、分散型電源３が単独運転されていると判定して単独運転検出信号を出力するように構成される。
【００３７】
このような単独運転検出の方法を実現する装置は、マイクロコンピュータを用いて実現することができる。図４に示した単独運転検出装置をマイクロコンピュータを用いて実現する場合に用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートを図５に示す。この例では、単独運転検出装置が運転を開始すると、図５のフローチャートのステップＳＴ１で第２の周期測定部７ｂは最初に検出するゼロクロス点から１つおいた次のゼロクロス点までの時間を測定し、これをＴb（ｎ−１）として保存する。今の場合、ｎ＝１とすることができ、図５のフローチャートのサイクルが更新される毎にｎは１だけ増加し、サイクルが進むにつれて変化していく。以下の説明では、一般的なｎを用いた表式を用いることにする。次に、ステップＳＴ２で、第１の周期測定部７ａは最初に検出するゼロクロス点の次のゼロクロス点から１つおいた次のゼロクロス点までの時間を測定し、これをＴa（ｎ）として保存する。次に、ステップＳＴ３で、第２の周期測定部７ｂは最初のゼロクロス点から３番目のゼロクロス点から１つおいた次のゼロクロス点までの時間を測定し、これをＴb（ｎ）として保存する。この時、第２の周期測定部７ｂにはＴb（ｎ−１）、Ｔb（ｎ）の２つのデータが保存されている。
【００３８】
これらのデータの取得と保存は、電圧波形のｎのサイクルが終了し、ｎ＋１のサイクルが来れば、ゼロクロス点検出手段５の動作に追随して、第１及び第２の周期測定部７ａ及び７ｂが自動的に行う。第１及び第２の周期測定部７ａ及び７ｂは取得したデータの最小限２周期分のデータを保存し、新しいサイクルのデータが来る毎に更新されるようになっている。
【００３９】
ステップＳＴ４では第１の電圧位相跳躍判定部９ａは周期測定部７ａに保存したＴa（ｎ）を用いて
｜Ｔa（ｎ）−Ｔref｜＝ΔＴa（ｎ）（７）
によってΔＴa（ｎ）を計算し、保存する。
【００４０】
そしてステップＳＴ５では第1の電圧位相跳躍判定部９ａは保存したΔＴa（ｎ）を用いて
ΔＴa（ｎ）≧Ｔset （８）
が成立しているかどうかを判定する。（８）式が成立してなければ、ステップＳＴ１０でｎ＝ｎ＋１として、制御はステップＳＴ２，ＳＴ３に移行する。これらのステップに必要なデータは周期測定手段７で既に取得され、保存されている。これらのデータを使用して、ステップＳＴ４、ＳＴ５を実行する。（８）式が成立するときは、第２の電圧位相跳躍判定部９ｂはステップＳＴ６で周期測定部７ｂに保存したＴｂ（ｎ−１）を用いて
｜Ｔｂ（ｎ−１）−Ｔref｜＝ΔＴｂ（ｎ−１）（９）
によってΔＴｂ（ｎ−１）を計算し、保存する。次に、ステップＳＴ７で、第2の電圧位相跳躍判定部９ｂは
ΔＴｂ（ｎ−１）≧Ｔset （１０）
が成立するかどうかを判定する。ここで（１０）式が成立していると単独運転判定手段１１は単独運転が発生したと判断する。（１０）式が成立しない場合はステップＳＴ８で第２の電圧位相跳躍判定部９ｂは周期測定部７ｂに保存したＴｂ（ｎ）を用いて
｜Ｔｂ（ｎ）−Ｔref｜＝ΔＴｂ（ｎ）（１１）
によってΔＴｂ（ｎ）を計算し保存する。ステップＳＴ９で単独運転判定手段１１は
ΔＴｂ（ｎ）≧Ｔset （１２）
が成立しているかどうかを判定する。（１２）式が成立していれば単独運転判定手段１１はｎのサイクルで単独運転が発生したと判断する。（１２）式が成立してなければ単独運転判定手段１１は単独運転が発生していないと判断し、ステップＳＴ１０でｎ＝ｎ＋１として次のサイクルのステップＳＴ２に移行する。
【００４１】
上記例では、Ｔａ（ｎ）側の周期を最初の判定基準にしているが、他方の周期Ｔｂ（ｎ）側を最初の判定基準にしてもよいのは勿論である。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、系統負荷の急激な入り切りに伴う１周期における位相跳躍の発生で分散型電源の単独運転と誤って判定したり、系統電圧の周期が定常的に変動してデューティ変化が発生したときに分散型電源の単独運転と誤って判定したりすることがないという利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の単独運転検出方法の実施の形態の一例の基本思想のアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図２】本発明の単独運転検出法の適用の対象とする電圧波形を示す図である。
【図３】（Ａ）乃至（Ｃ）は、本発明の位相跳躍検出方法が単独運転検出に有効であることを示す実例をについて説明するための波形図である。
【図４】本発明の方法を実現するための分散型電源の単独運転検出装置の実施の形態の一例を示す図である。
【図５】図４の分散型電源の単独運転検出装置の実施の形態で用いるソフトウエアのアルゴリズムを示すフローチャートである。
【図６】従来技術を説明するための波形図である。
【符号の説明】
１交流電力源
３分散型電源
５ゼロクロス点検出手段
７周期測定手段
７ａ第１の周期測定部
７ｂ第２の周期測定部
９電圧位相跳躍判定手段
９ａ第１の電圧位相跳躍判定部
９ｂ第２の電圧位相跳躍判定部
１１単独運転判定手段[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is a single distributed power source that is connected to a commercial AC power source, converts DC power from a DC power generation source such as a cogeneration facility, a fuel cell, and a solar cell into AC power and supplies the load to a load. The present invention relates to an operation detection method and apparatus.
[0002]
[Prior art]
Distributed power sources that generate AC power using DC power sources such as cogeneration facilities, fuel cell power generation facilities, and solar cell power generation facilities as power sources convert DC power to AC power and load it to a load connected to the commercial power system. Supply AC power. By the way, AC power is supplied from the distributed power source to the power system when the commercial power source is in a power failure state in order to perform construction on the side of the commercial power source (AC power source) that supplies AC power to the commercial power system. There is a risk that an electric shock accident may occur due to AC power from the distributed power source. For this reason, a technique for detecting that the distributed power source is operating independently when a power failure occurs on the AC power source side has been proposed.
[0003]
For example, in the conventional technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. Hei 6-284560, the count value of the pulse until the N / 2 period elapses after the voltage of the power system becomes zero voltage at the zero cross point, and the same immediately before that. When the difference exceeds the set value, the system voltage abnormality is determined.
[0004]
In the prior art disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-322507, it is detected that the zero cross timing (cycle) of the system voltage is deviated from the normal phase of the power supply cycle (a jump in voltage phase is detected), and then a predetermined value is detected. If the zero cross timing (cycle) of the system voltage is shifted from the normal phase of the power cycle (after detecting the voltage phase jump) even after elapse of this cycle, the distributed power source is operated alone Deciding.
[0005]
Further, as shown in FIG. 6, the period between the zero cross points of the system voltage is measured every time zero voltage is generated at the zero cross point, and two kinds of periods Ta (n) and T (bn) which are shifted by a half cycle are measured. However, there has also been proposed a technique for determining that a single operation of a distributed power source has occurred when the following conditions (1) and (2) are satisfied.
[0006]
| Ta (n) −Ta (n + 1) | ≧ Tset (1)
| Tb (n) −Tb (n + 1) | ≧ Tset (2)
In the above formula, Tset is a determination reference value (phase difference) for voltage phase jump detection.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
When the determination is made based on the difference between the periods before and after the zero-cross point as in the conventional technique shown in FIG. 6, when the duty of the system voltage is steadily changed and the duty change occurs, the above (1) and The condition of the expression (2) may be satisfied, and it may be erroneously determined that a single operation of the distributed power source has occurred.
[0008]
An object of the present invention is to provide an isolated operation detection method and apparatus for a distributed power source that can detect isolated operation of the distributed power source with higher accuracy than before.
[0009]
Another object of the present invention is to provide an isolated operation detection method and apparatus for a distributed power source that does not make an erroneous determination even when the period of the system voltage fluctuates constantly.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The method of the present invention includes a distributed power source that is connected to an AC power source that supplies AC power to a load, converts DC power output from a DC power generation source into AC power, and supplies the AC power to the load. An object of the present invention is to improve an isolated operation detection method for a distributed power source that detects that an isolated operation is performed when the AC power source is in a power failure state.
[0011]
When the generated power of the distributed power source and the power consumption of the load are unbalanced, if a power failure occurs in the AC power system and a single operation state of the distributed power source occurs, the single operation of the distributed power source starts in the cycle of the system voltage The phase fluctuation accompanying this occurs before and after the start of independent operation. The present invention detects this phenomenon and detects the isolated operation of the distributed power source.
[0012]
Therefore, in the method of the present invention, each time the AC voltage becomes zero voltage at the zero cross point, the period of the voltage waveform of the AC voltage is measured starting from the zero cross point (period measurement step). Next, the presence / absence of occurrence of a voltage phase jump is determined from the measured length of each cycle (voltage phase jump determination step). And in the voltage phase jump judgment process Electric When it is determined that a pressure phase jump has occurred, it is determined that the distributed power source is operating independently (single operation determination step).
[0013]
And The period measurement step is performed by measuring the length between every other zero-cross point as one period, and every other zero-cross point that is not used for measurement in the first period measurement step. And a second period measuring step for measuring the length between them as one period. Further, the voltage phase jump determination step was measured in the first voltage phase jump determination step and the second cycle measurement step for determining whether or not the voltage phase jump occurred in the cycle measured in the first cycle measurement step. And a second voltage phase jump determination step for determining whether or not a voltage phase jump has occurred in the cycle. Further, in the isolated operation determination step, when the occurrence of the voltage phase jump is determined in the first voltage phase jump determination step, immediately before or immediately after the period in which the occurrence of the voltage phase jump is detected in the first voltage phase jump determination step. Only when the presence of the period in which the voltage phase jump occurs is detected in the second voltage phase jump determination step, it is determined that the distributed power source is operating independently.
[0014]
In this way, a phase jump in one cycle due to a sudden on / off of the system load erroneously determines that the distributed power supply is operating alone, or the cycle of the system voltage steadily fluctuates and a duty change occurs. Sometimes it is not mistakenly determined that the distributed power supply is operating alone. Also If it does in this way, the method of the present invention can be easily realized with few steps (processes).
[0015]
An isolated operation detection apparatus for a distributed power source for realizing the method of the present invention can be composed of the following zero cross point detection means, period measurement means, voltage phase jump determination means, and isolated operation determination means. The zero cross point detection means outputs a zero cross point signal every time the AC voltage becomes zero voltage at the zero cross point. The period measuring means sequentially measures the period of the voltage waveform of the AC voltage starting from the zero cross point detected by the zero cross point detecting means. The voltage phase jump determination means determines whether or not a voltage phase jump has occurred from the measured length of each cycle. And the isolated operation determining means is voltage phase jump determining means. Is voltage If it is determined that a phase jump has occurred, it is determined that the distributed power source is operating independently, and an isolated operation detection signal is output.
[0016]
And The period measuring means generates a first period measuring unit that measures and stores the length between every other zero crossing point as one period, and every other period that is not used for measurement in the first period measuring unit. And a second period measuring unit that measures and stores the length between zero cross points as one period. The voltage phase jump determination means determines whether or not a voltage phase jump has occurred in the period measured by the first period measurement unit, and stores a determination result, and a second voltage phase jump determination unit It comprises a second voltage phase jump determination unit that determines whether or not a voltage phase jump has occurred in the cycle measured by the cycle measurement unit and stores the determination result. In addition, when the isolated voltage determination unit determines the occurrence of the voltage phase jump in the first voltage phase jump determination unit, immediately before or immediately after the period in which the occurrence of the voltage phase jump is detected by the first voltage phase jump determination unit. Only when the second voltage phase jump determination unit detects and stores the presence of the period in which the voltage phase jump occurs, it is determined that the distributed power source is operating independently, and the independent operation detection signal Is configured to output. In this way, it is possible to provide an apparatus that can implement the method of the present invention with a simple configuration.
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an example of an embodiment of a method for detecting an isolated operation of a distributed power source according to the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a flowchart showing an algorithm of a basic idea of an example of an embodiment of a method of the present invention. In order to realize the isolated operation detection method of the distributed power source according to this embodiment, a period measurement process, a voltage phase jump determination process, and an isolated operation determination process are performed. In the isolated operation detection method of the present invention, the period measurement process is used for measurement in the first period measurement process in which the length between every other zero crossing point is measured as one period, and in the first period measurement process. A second period measuring step of measuring every other zero-cross point length as one period. Further, the voltage phase jump determination step was measured in the first voltage phase jump determination step and the second cycle measurement step for determining whether or not the voltage phase jump occurred in the cycle measured in the first cycle measurement step. And a second voltage phase jump determination step for determining whether or not a voltage phase jump has occurred in the cycle. Further, in the isolated operation determination step, when the occurrence of the voltage phase jump is determined in the first voltage phase jump determination step, immediately before or immediately after the period in which the occurrence of the voltage phase jump is detected in the first voltage phase jump determination step. Only when the presence of the period in which the voltage phase jump occurs is detected in the second voltage phase jump determination step, it is determined that the distributed power source is operating independently.
[0018]
If it demonstrates notionally, in the step of the 1st voltage phase jump detection determination shown in the flowchart of FIG. 1, the 1st period measurement process and the 1st voltage phase jump determination process are implemented. FIG. 2 shows a voltage waveform output from a power line in which a commercial AC power system and a distributed power source, which are targets for determination as to whether or not an isolated operation occurs, are connected to a load. The voltage waveform in this case is a voltage waveform in the case where a duty change occurs in a state where the cycle of the voltage steadily fluctuates. Even in such a case, if the detection method of the present invention is used, the voltage waveform is not erroneously detected. Is shown. Hereinafter, a general procedure of the detection method of the present invention will be described with reference to FIG. Finally, the reason why the voltage waveform in FIG. 2 determines that no single transmission occurs will be described. In the first period measurement step, the length Ta (n) between every other zero crossing point is measured as one period in the voltage waveform of the system power supply as shown in FIG. 2 and is held. Next, it is determined by the following equation whether or not a voltage phase jump has occurred in the first voltage phase jump determination step.
[0019]
| Ta (n) −Tref | ≧ Tset (3)
Here, Tref is a reference period determined from the frequency of the system power supply, and Tset is a constant time determined in advance as a reference for phase jump detection, and a value within about 2% of the reference period Tref is selected. On the other hand, the condition for determining that no voltage phase jump occurs is given by the following equation.
[0020]
| Ta (n) −Tref | <Tset (4)
If no phase jump is detected, the process shifts to the isolated operation determination process, determines that there is no isolated operation, and shifts to the first cycle measurement process and the first voltage phase jump determination process of the next cycle. Conversely, if a phase jump is detected here, the process proceeds to the second voltage phase jump detection determination shown in the flowchart of FIG. Here, the second period measurement step and the second voltage phase jump determination step are performed.
[0021]
In the second period measurement step, the time Tb (n−1) from the zero cross point at the beginning of the period in the first period measurement step of FIG. 2 to the zero cross point one cycle before the end of the zero cross point after the half cycle. Measure. Here, Tb (n-1) is measured and stored in the cycle of n-1 one cycle before the cycle of measuring Ta (n). Using this, the process proceeds to the second voltage phase jump determination step. A conditional expression for determining whether or not a voltage phase jump has occurred is given by the following expression.
[0022]
| Tb (n−1) −Tref | ≧ Tset (5)
Here, when the condition of the formula (5) is satisfied, it is determined that the phase jump has occurred, and the control is shifted to the independent operation determination step. Thus, the isolated operation determination step determines that an isolated operation has occurred. Conversely, when this condition is not satisfied, the process proceeds to the third voltage phase jump detection determination shown in the flowchart of FIG. At this time, in the second period measurement step, the time Tb (from the zero cross point at the beginning of the period in the first period measurement step of FIG. n) Measure and save. In the second voltage phase jump determination step, determination is made using the following equation.
[0023]
| Tb (n) −Tref | ≧ Tset (6)
Here, when the condition of the expression (6) is satisfied and it is determined that the phase jump has occurred in the second voltage phase jump determination step, the single operation determination step determines that the single operation has occurred. Conversely, if the condition of equation (6) is not satisfied and no phase jump is detected, the isolated operation determination step determines that there is no isolated operation, and the first cycle measurement step and the first cycle of the next n + 1 cycle The process proceeds to the voltage phase jump determination step. The final determination of the nth cycle ends before the determination of the next n + 1th cycle starts.
[0024]
From an idea point of view, in the present invention, the period of the voltage waveform of the AC voltage is sequentially measured starting from the zero cross point [Ta (n−1) → Tb (n−1) → Ta (n) → Tb (n). Measured in order], jumping occurs in two consecutive periods, that is, period Tb (n-1) and period Ta (n) or period Ta (n) and period Tb (n). Can be determined In this case, it is determined that the distributed power source is operating alone.
[0025]
When the general detection method described above is applied to the determination of the voltage waveform of FIG. 2, it will be described that the distributed power source is not in a single transmission state. The voltage waveform in this case is a case where power supply from a commercial AC power source is continued, the frequency (cycle) of the AC voltage fluctuates steadily, and a duty change occurs. It is a waveform when not. Nevertheless, in the conventional method, the detection sensitivity may be high and an erroneous determination may be made if an isolated operation is occurring. The fact that the method provided by the present invention may make a correct determination and the conventional method may make an incorrect determination for the voltage waveform of FIG.
[0026]
The period of the voltage of the AC power source measured in the first and second period measurement steps with respect to the waveform of FIG. 2 steadily varies as follows. Zero cross points before and after the zero cross point after a half cycle, with periods Ta (n-1) = 20.3, Ta (n) = 19.7, Ta (n + 1) = 20.3 before and after the zero cross point before and after n periods. The period of Tb (n-1) = 19.8, Tb (n) = 20.2, and Tb (n + 1) = 19.8. If these numerical values are used to determine the voltage phase jump based on the difference between the periods before and after a certain zero cross point according to the conventional determination method using equations (1) and (2), | Ta (n) −Ta (n + 1) ) | = | 19.7-20.3 | = 0.6> 0.28 | Tb (n) -Tb (n + 1) | = | 19.8-20.2 | = 0.4> 0.28 It is determined that an isolated operation has occurred, resulting in an incorrect determination.
[0027]
On the other hand, in the method of the present invention, a correct determination is made as follows. In the example of FIG. 2, the frequency of the AC voltage is 50 Hz, and the reference cycle Tref = 20 ms. Judgment whether voltage phase jump is occurring in voltage phase jump judgment process Do If the time Tset for this is within 5 degrees in phase, Tset = 20 × 5/360 = 0.28 ms. Using these, when the voltage phase jump is determined by the determination formula using the expression (3) in the first voltage phase jump detection step in the first voltage phase jump detection determination step shown in the flowchart of FIG. (N) −Tref | = | 19.7-20 | = 0.3> 0.28 and it is determined that a voltage phase jump has occurred. Therefore, when the voltage phase jump is determined by the determination formula using the formula (5) in the second voltage phase jump detection step in the second voltage phase jump detection determination step shown in the flowchart of FIG. 1, | Tb (n− 1) -Tref | = | 19.8-20 | = 0.2 <0.28 and no voltage phase jump is detected. Therefore, if the voltage phase jump is determined by the determination formula using the formula (6) in the second voltage phase jump detection step in the third voltage phase jump detection determination step shown in the flowchart of FIG. 1, | Tb (n) −Tref | = | 20.2−20 | = 0.2 <0.28 and no voltage phase jump is detected. Eventually, it is correctly determined that there is no isolated operation. There is no erroneous determination due to sensitive detection sensitivity, and correct determination is made.
[0028]
FIG. 3 explains in detail that such an algorithm can actually determine whether or not an isolated operation has occurred in the following three cases. First, FIG. 3A shows the case of normal operation. While the Ta (n) is measured in the first period measurement step and the first voltage phase jump determination step determines Ta (n) as normal, the single operation determination step determines that there is no single operation. . In this case as well, the second period measurement step and the second voltage phase jump determination step are actually executed.
[0029]
That is, in this case, the period of the voltage waveform of the AC voltage is sequentially measured starting from the zero cross point, and the order [Ta (n−1) → Tb (n−1) → Ta (n) → Tb (n). Even if it is measured at the same time, no jump occurs in two consecutive periods, for example, the period Tb (n-1) and the period Ta (n). Is determined Therefore, it is determined that no single operation of the distributed power source has occurred.
[0030]
FIG. 3B shows a case where the single operation is actually occurring. When Ta (n) is measured in the first cycle measurement step and the occurrence of a jump is detected in Ta (n) in the first voltage phase jump determination step, it is measured in the second cycle measurement step in the previous cycle. Since it is determined in the second voltage phase jump determination step that a jump has occurred at a period of Tb (n−1), it is determined that the single operation has occurred in the single operation determination step. In this case, the period of the voltage waveform of the AC voltage is sequentially measured starting from the zero cross point, and in the order of [Ta (n−1) → Tb (n−1) → Ta (n) → Tb (n). Measured], and jumping occurs in two consecutive periods, that is, period Tb (n-1) and period Ta (n). Can be determined For this reason, it is determined that the distributed power source is operated independently.
[0031]
FIG. 3C also shows a case where an isolated operation is actually occurring. In this case, when the occurrence of a jump is determined in the cycle Ta (n), no jump occurs in the previous cycle Tb (n−1), but the cycle Tb (n) next to the cycle Ta (n). ) Has a jump. Therefore, in this case, the period of the voltage waveform of the AC voltage is sequentially measured starting from the zero cross point, and measured in the order of [Ta (n−1) → Tb (n−1) → Ta (n) → Tb (n). In addition, a jump occurs in two consecutive periods, that is, a period Ta (n) and a period Tb (n). Can be determined For this reason, it is determined that the distributed power source is operated independently.
[0032]
FIG. 4 is a diagram showing an example of an embodiment of a distributed power supply isolated operation detection apparatus for realizing the method of the present invention. This distributed power supply isolated operation detection device includes a zero-crossing point detection means 5, a period measurement means 7, and the like in order to determine the isolated operation from the AC voltage supplied from the AC power source 1 and the distributed power supply 3 to the load 2. The voltage phase jump determination means 9 and the independent operation determination means 11 are provided.
[0033]
The zero cross point detection means 5 outputs a zero cross point signal each time the AC voltage of the power system 1 to which the distributed power source 3 is connected becomes zero voltage at the zero cross point. When the AC voltage of the power system 1 to which the distributed power source 3 is connected is positive, the logical state 1 is at a high level, and when it is negative, the low level is a logical 0. The zero cross point detection means 5 can be realized by comparing the system voltage and the zero potential using, for example, a normal comparison circuit using an operational amplifier. For example, the time between successive logic 1 states and logic 0 states is Ta (n). Further, the continuous time of the logic 0 state and the logic 1 state is Tb (n) or the like.
[0034]
The period measuring means 7 sequentially measures the period of the voltage waveform of the AC voltage starting from the zero cross point detected by the zero cross point detecting means 5. That is, every time the AC voltage becomes zero at the zero cross point, the period between every other zero cross point of the voltage waveform is measured starting from the zero cross point. The period measuring means 7 includes a first period measuring unit 7a and a second period measuring unit 7b. The first cycle measuring unit 7a measures and stores the length between every other zero-cross point as one cycle [for example, Ta (n), Ta (n + 1)] in FIG. The second period measuring unit sets the length between every other zero-cross point that is not used for measurement by the first period measuring unit to one period [for example, Tb (n-1), Tb (n) in FIG. Measure and memorize as The period measuring units 7a and 7b store a minimum of two cycles of data in the respective storage devices, and update old data each time new data is measured.
[0035]
The voltage phase jump determination means 9 determines whether or not a voltage phase jump has occurred from the length of each period measured by the period measurement means 7. The voltage phase jump determination means 9 includes a first voltage phase jump determination unit 9a and a second voltage phase jump determination unit 9b. The first voltage phase jump determination unit 9a determines whether or not a voltage phase jump has occurred in the period [for example, Ta (n), Ta (n + 1) in FIG. 3] measured by the first period measurement unit 7a. To store the determination result. The second voltage phase jump determination unit 9b determines whether or not a voltage phase jump has occurred in the period [for example, Tb (n−1), Tb (n) in FIG. 3] measured by the second period measurement unit 7b. The determination result is stored.
[0036]
When the first voltage phase jump determination unit 9a determines the occurrence of voltage phase jump [for example, when the occurrence of jump is determined at Ta (n) in FIG. The period in which the voltage phase jump occurs in the second voltage phase jump determination unit 9b immediately before or after the period in which the occurrence of the voltage phase jump is detected by the voltage phase jump determination unit 9a [eg, Tb (n− 1) Only when the presence of Tb (n)] is detected and stored, it is determined that the distributed power source 3 is operating independently and an isolated operation detection signal is output.
[0037]
An apparatus for realizing such a method for detecting an isolated operation can be realized using a microcomputer. FIG. 5 is a flowchart showing a software algorithm used when the isolated operation detection apparatus shown in FIG. 4 is realized using a microcomputer. In this example, when the isolated operation detection device starts operation, the second period measuring unit 7b measures the time from the first detected zero cross point to the next zero cross point in step ST1 of the flowchart of FIG. This is stored as Tb (n-1). In this case, n = 1 can be set, and each time the cycle of the flowchart of FIG. 5 is updated, n increases by 1, and changes as the cycle progresses. In the following description, a general expression using n is used. Next, in step ST2, the first period measuring unit 7a measures the time from the zero cross point next to the first detected zero cross point to the next zero cross point, and stores this as Ta (n). To do. Next, in step ST3, the second period measurement unit 7b measures the time from the first zero cross point to the next zero cross point from the third zero cross point, and stores this as Tb (n). . At this time, two data of Tb (n-1) and Tb (n) are stored in the second period measuring unit 7b.
[0038]
The acquisition and storage of these data is performed by following the operation of the zero cross point detecting means 5 when the cycle of n of the voltage waveform is completed and the cycle of n + 1 is reached, and the first and second period measuring units 7a and 7b. Will do it automatically. The first and second period measuring units 7a and 7b store data of at least two periods of the acquired data, and are updated each time new cycle data comes.
[0039]
In step ST4, the first voltage phase jump determination unit 9a uses Ta (n) stored in the period measurement unit 7a.
| Ta (n) -Tref | = ΔTa (n) (7)
To calculate ΔTa (n) and save.
[0040]
In step ST5, the first voltage phase jump determination unit 9a uses the stored ΔTa (n).
ΔTa (n) ≧ Tset (8)
It is determined whether or not is established. If equation (8) does not hold, n = n + 1 is set in step ST10, and control proceeds to steps ST2 and ST3. Data necessary for these steps has already been acquired and stored by the period measuring means 7. Using these data, steps ST4 and ST5 are executed. When the equation (8) is established, the second voltage phase jump determination unit 9b uses Tb (n−1) stored in the period measurement unit 7b in step ST6.
| Tb (n−1) −Tref | = ΔTb (n−1) (9)
ΔTb (n−1) is calculated and stored. Next, in step ST7, the second voltage phase jump determination unit 9b
ΔTb (n−1) ≧ Tset (10)
Whether or not is satisfied is determined. Here, when the expression (10) is established, the isolated operation determination means 11 determines that an isolated operation has occurred. If equation (10) does not hold, the second voltage phase jump determination unit 9b uses Tb (n) stored in the period measurement unit 7b in step ST8.
| Tb (n) −Tref | = ΔTb (n) (11)
To calculate and store ΔTb (n). In step ST9, the independent operation determination means 11
ΔTb (n) ≧ Tset (12)
It is determined whether or not is established. If the equation (12) is satisfied, the isolated operation determination means 11 determines that the isolated operation has occurred in the cycle of n. If the expression (12) is not satisfied, the isolated operation determination means 11 determines that the isolated operation has not occurred, sets n = n + 1 in step ST10, and proceeds to step ST2 of the next cycle.
[0041]
In the above example, the cycle on the Ta (n) side is used as the first criterion, but it is needless to say that the other cycle Tb (n) may be used as the first criterion.
[0042]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is erroneously determined that a distributed power source is operating alone due to the occurrence of a phase jump in one cycle due to a sudden on / off of the system load, or a duty change occurs due to a constant fluctuation of the system voltage cycle. There is an advantage that it is not mistakenly determined that the distributed power source is operated independently.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a flowchart showing an algorithm of a basic idea of an embodiment of an isolated operation detection method of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing voltage waveforms to which the isolated operation detection method of the present invention is applied.
FIGS. 3A to 3C are waveform diagrams for explaining an example showing that the phase jump detection method of the present invention is effective for isolated operation detection.
FIG. 4 is a diagram showing an example of an embodiment of an isolated operation detection apparatus for a distributed power source for realizing the method of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart showing a software algorithm used in the embodiment of the isolated operation detection apparatus for the distributed power source shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a waveform diagram for explaining the prior art.
[Explanation of symbols]
1 AC power source
3 Distributed power supply
5 Zero cross point detection means
7 Period measurement means
7a First period measurement unit
7b Second period measurement unit
9 Voltage phase jump judgment means
9a First voltage phase jump determination unit
9b Second voltage phase jump determination unit
11 Independent operation judging means

Claims

A distributed power source that is connected to an AC power source that supplies AC power to a load, converts DC power output from a DC power generation source into AC power, and supplies the AC power to the load is the AC power source. Is a method for detecting a single operation of a distributed power source that detects that a single power supply is operating when a power failure occurs.
A period measuring step of measuring a period of a voltage waveform of the AC voltage starting from the zero cross point every time the AC voltage supplied to the load becomes zero voltage at a zero cross point;
A voltage phase jump determination step for determining the presence or absence of occurrence of a voltage phase jump from the length of each measured period;
The voltage when the Oite voltage phase jump in the phase jump determination step determines that the generated consists and determines the isolated operation determination step the dispersed type power supply is isolated operation,
The period measurement step occurs every other period that is not used for measurement in the first period measurement step, in which the length between the zero-crossing points that occurs every other period is measured as one period, and in the first period measurement step. And a second period measuring step for measuring the length between the zero cross points as one period,
The voltage phase jump determination step includes a first voltage phase jump determination step for determining whether or not a voltage phase jump has occurred in the cycle measured in the first cycle measurement step, and the second cycle measurement step. A second voltage phase jump determination step for determining whether or not a voltage phase jump has occurred in the measured period,
In the isolated operation determination step, when the occurrence of the voltage phase jump is determined in the first voltage phase jump determination step, immediately before the period in which the occurrence of the voltage phase jump is detected in the first voltage phase jump determination step or characterized that you determined immediately after, only when the voltage phase jump in the second voltage phase jump determination step is to detect the presence of a cycle is occurring, and the dispersed type power supply is islanding A method for detecting isolated operation of a distributed power source.

A distributed power source that is connected to an AC power source that supplies AC power to a load, converts DC power output from a DC power generation source into AC power, and supplies the AC power to the load, the AC power An isolated operation detection device for a distributed power source that detects that an operation is performed when a power source is in a power failure state,
Zero cross point detection means for outputting the zero cross point signal each time the alternating voltage supplied to the load becomes zero voltage at the zero cross point;
Period measuring means for sequentially measuring the period of the voltage waveform of the AC voltage starting from the zero cross point detected by the zero cross point detecting means;
Voltage phase jump determination means for determining the presence or absence of occurrence of voltage phase jump from the length of each measured period;
When the voltage phase jump determination means determines that a voltage phase jump has occurred, the voltage phase jump determination means comprises an isolated operation determination means for determining that the distributed power source is operated independently and outputting an isolated operation detection signal ,
The period measuring means measures and stores a length between every other zero-crossing point that occurs every other period as one period, and one that is not used for measurement in the first period measuring section. A second period measuring unit for measuring and storing the length between the zero cross points generated every other period as one period,
The voltage phase jump determination unit determines whether or not a voltage phase jump has occurred in the period measured by the first period measurement unit, and stores a determination result. A second voltage phase jump determination unit that determines whether or not a voltage phase jump has occurred in the cycle measured by the cycle measuring unit and stores the determination result;
When the first voltage phase jump determination unit determines the occurrence of a voltage phase jump, the islanding determination unit immediately before the period in which the first voltage phase jump determination unit detects the occurrence of the voltage phase jump or Immediately after, when the second voltage phase jump determination unit detects and stores the presence of the period in which the voltage phase jump occurs, it is determined that the distributed power source is operated alone. An isolated operation detection device for a distributed power source , configured to output the isolated operation detection signal .