JP4804375B2 - 系統連系装置及び系統連系システム - Google Patents

Description

本発明は、電源装置からの電力を所定の交流電力に変換し、電源装置を配電系統に連系させる系統連系装置及び系統連系システムに関する。

従来、一般家庭において、太陽発電装置、風力発電装置、エンジン発電機等の発電装置を電源装置として、当該電源装置を商用の配電系統に連系する系統連系システムが提案されている。

ここで、系統連系システムでは、配電系統の停電発生時に単独運転状態を検出する検出装置を具備し、当該検出装置によって単独運転状態が検出された際には、配電系統との解列を行って単独運転を防止するように構成されている。また、検出装置では、単独運転状態を検出する方式として、図６に示すように、受動的方式と能動的方式とが規定されている（例えば、非特許文献１参照）。

受動的方式を用いた検出装置では、電源装置が単独運転に移行した際、配電系統側から供給される電圧位相又は周波数等の変化を検出することで、単独運転状態が検出される。また、能動的方式を用いた検出装置では、電源装置からの有効電力出力又は無効電力出力等に、配電系統からの電力供給がある場合には検出されない変動を常時与えておき、電源装置が単独運転に移行した際に生じる周波数等の変化を検出することで、単独運転状態が検出される。

このように、系統連系システムでは、受動的方式や能動的方式を用いた検出手段によって、配電系統の停電発生時の単独運転を防止し、配電系統側への逆潮流を停止する。

しかし、一定範囲のバンク内に複数の電源装置が接続され、例えば、バンク内の電源装置からの出力電力と、バンク内の負荷の消費電力とが釣り合っていた際には、配電系統に停電が発生したにもかかわらず、単独運転状態を検出できない場合がある。

この対策のため、近年では、「転送遮断方式」が提案されている(例えば、特許文献１参照)。「転送遮断方式」を適用した系統連系システムでは、配電系統の停電発生時に、配電系統側の転送遮断装置が、停電発生を通知するための停電情報を各系統連系システム側に送信し、当該停電情報を受信した系統連系システムが、これに応じて、電源装置の運転を停止することで、単独運転を防止するように構成されている。
特開平８−１９１８３号公報 「分散型電源系統連系技術指針JEAG-9701-2001、p37-47」、社団法人日本電気協会 分散型電源系統連系専門部会

しかしながら、上述した「転送遮断方式」を適用した系統連系システムでは、自バンクで停電が発生した際、発生した直後に配電系統側の転送遮断装置からの停電情報が通知されるとは限らない。つまり、系統連系システムでは、停電が発生してから停電情報が通知されるまでの間、単独運転を行うことも想定される。このため、配電系統側の転送遮断装置からの停電情報の通知のみに基づいて単独運転を検出するのでなく、系統連系システム側においても、単独運転状態をより高精度に検出することが望まれている。

そこで、本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、転送遮断方式を適用した系統連系システムにおいて、連系する配電系統に停電が発生した際、より高精度に単独運転状態の検出を行うことが可能な系統連系装置及び系統連系システムを提供することを目的とする。

本発明の第１の特徴は、電源装置（電源装置１１０）からの電力を所定の交流電力に変換し、前記電源装置を配電系統に連系させる系統連系装置（系統連系装置１２０）であって、前記電源装置の単独運転を検出する検出部（検出部１２５）と、所定の伝送経路から、停電している地区を示す地区情報を含む停電情報を受信する受信部（通信部１２１）とを具備し、前記検出部は、受信された前記停電情報に、前記配電系統が属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、単独運転の検出感度を上げることを要旨とするものである。

かかる特徴によれば、系統連系装置は、停電情報に配電系統の属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、単独運転の検出感度を上げる。つまり、他の配電系統に停電が発生した場合に、検出感度を上げておくことができる。これにより、連系している配電系統の属する地区に停電があった場合、すぐに単独運転状態を検出することができるので、転送遮断方式を適用した系統連系システムにおいて、より高精度に単独運転状態の検出を行うことができる。

本発明第２の特徴は、第１の特徴に係り、前記検出部は、前記停電情報に、前記配電系統が属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、前記単独運転を検出するための検出閾値を下げることで前記単独運転の検出感度を上げることを要旨とするものである。かかる特徴によれば、系統連系装置は、停電情報に配電系統が属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、検出閾値を下げることで、検出感度を上げる。よって、系統連系装置では、より高精度に単独運転状態を検出できる。

本発明第３の特徴は、第１又は第２の特徴に係り、単独運転の検出に用いられる能動的変動量に基づいて、前記交流電力の出力状態を変動させる出力制御部（出力制御部１２４）を更に備え、前記検出部は、前記交流電力の出力状態に基づいて、単独運転を検出し、前記出力制御部は、前記停電情報に前記配電系統が属する地区とは異なる地区を示す前記地区情報が含まれている場合、前記能動的変動量を変更することで前記単独運転の検出感度を上げることを要旨とするものである。

かかる特徴によれば、系統連系装置では、受信した停電情報に配電系統の属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれている場合、出力制御部は、交流電力の出力状態の能動的変動量を変更（例えば、増加）することで、検出感度を上げる。よって、系統連系装置では、より高精度に単独運転状態を検出できる。

また、本発明第４の特徴は、第１乃至第３のいずれかの特徴に係り、前記検出部は、前記単独運転を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出方式とは異なる第２の検出手段とを備え、受信した前記停電情報に前記配電系統の属する地区とは異なる地区情報が含まれる場合、第１の検出手段に加えて、第２の検出手段を用いることで前記単独運転の検出感度を上げることを要旨とするものである。かかる特徴によれば、系統連系装置は、受信した停電情報に配電系統の属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、第１の検出手段に加え第２の検出手段を用いることで、検出感度を上げる。よって、系統連系装置では、より高精度に単独運転状態を検出できる。

また、本発明第５の特徴は、第１乃至第４のいずれかの特徴に係り、前記検出部は、検出感度を上げてから所定の期間経過後に検出感度を上げる前に戻すことを要旨とするものである。かかる特徴によれば、他の配電系統に停電が発生してから所定の期間の間だけ、検出感度を上げるので、単独運転を誤検出してしまうことを防止できる。

また、本発明第６の特徴は、系統連系システム（系統連系システム１０１）が、電源装置と、第１乃至第５のいずれかの特徴に係る系統連系装置とを備えることを要旨とするものである。

本発明の特徴によれば、転送遮断方式を適用した系統連系システムにおいて、より高精度に単独運転状態の検出を行うことが可能な系統連系装置及び系統連系システムを提供することができる。

[第１実施形態]
（本発明の実施形態に係る電力系統の全体概略構成）
本発明の実施形態について説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであることに留意すべきである。

図１には、本実施形態に係る系統連系を行う電力系統の全体概略構成が示されている。図１に示すように、変電所１は、配電系統である複数のバンクＡ乃至Ｘを配下に有しており、当該バンクＡ乃至Ｘに、高圧送電線からの電力を供給する。また、変電所１は、停電管理装置（転送遮断装置）１０を備えている。

停電管理装置１０は、各バンクＡ乃至Ｘにおいて、停電が発生した際、転送遮断方式を用いて各バンクＡ乃至Ｘに対して通知する。具体的に、停電管理装置１０は、変電所１の配下のバンクＡ乃至Ｘのいずれかにおいて、落雷等により停電が発生した場合、各バンクＡ乃至Ｘ内の全ての系統連系システムに、停電が発生したことを通知する停電情報を送信する。かかる停電情報は、転送遮断方式で用いられている停電の発生を通知するための情報である。ここで、本実施形態に係る停電情報には、次の情報が含まれている。

１、稼動情報
・「停電あり／なし」：停電が発生しているか（遮断中か）否かを示す。

２、地区情報
・「事業者情報」：電力を供給する事業者を示す（例えば、関西電力）。

・「エリア情報」：停電が発生した地域を示す（例えば、大阪府枚方市）。

・「系統情報」：バンクを識別する識別情報（例えば、バンクＡ）。

・「特定情報」：発生要因（例えば、落雷）、停止時間（例えば、停止時間21：00〜23：00等）、電源装置タイプ、公共施設／一般施設、等。

地区情報は、停電している地区を示す情報である。なお、地区情報には、地区を示す情報として「事業者情報」、「エリア情報」、「系統情報」、「特定情報」等が含まれている。なお、本実施形態において、当該地区情報は、停電している地区を示す情報でもあり、バンクが属する地区を示す情報でもある。一例として、「事業者情報（関西電力）」では、全てのバンクＸ及びバンクＡ乃至Ｂが属しており、「エリア情報（大阪府枚方市）」では、バンクＡ乃至Ｂが属しているなどが挙げられる。つまり、地区情報は、停電が発生した地区に属するバンクを特定することができる情報である。また、本実施形態では、地区情報にバンクを識別する「系統情報」が含まれている場合を主に説明する。

また、本実施形態では、停電管理装置１０は、バンクＸに対して停電情報を送信する際、信号回線１６を介して送信する。なお、図１の例では、バンクＡにおいて落雷により停電が発生しているイメージが示されている。

バンクＸでは、備えている送電線１５を介して、需要家１００ａ乃至ｃに電力が供給される。

需要家１００ａ乃至ｃは、例えば、後述する電源装置を備える一般家庭等であり、配電系統のバンクＸとの間で系統連系している。また、需要家１００ａ乃至ｃは、信号回線１６を介して、停電管理装置１０から送信される停電情報を受信する。また、信号回線１６は、送電線１５を用いた電力線通信、電話回線、光ファイバー等の有線回線によって構成されていてもよいし、携帯電話、無線ＬＡＮ等の無線回線によって構成されていてもよい。また、ＢＳ、ＣＳ、ＴＶ、ラジオ、電波時計等、電波による配信もこれに含まれる。一般に、電波は、広域を対象とした配信であるが、停電情報に、上述した「事業者情報」、「エリア情報」が含まれているため、特定のエリア内の需要家に限定して配信しているのと同様の効果がある。

（本実施形態に係る需要家の配電構成）
次に、需要家１００ａ乃至ｃの構成について説明する。なお、需要家１００ａ乃至ｃにおける配電構成は、略同様の構成であるため、本実施形態では、需要家１００ａに着目して説明する。図２は、需要家１００ａにおける配電構成を示すブロック図である。

需要家１００ａには、系統連系システム１０１と、系統連系遮断ブレーカ１４０と、一般負荷１５０ａ乃至ｃと、ブレーカ１６０ａ乃至ｃとを備えている。また、系統連系システム１０１は、電源装置１１０と、系統連系装置１２０と、連系リレー１３０とを備えている。

電源装置１１０は、太陽光発電システム、風力発電システム、燃料電池発電システム等の電力出力装置を想定している。また、電源装置１１０は、系統連系装置１２０の制御にしたがって、起動／停止等の稼動を制御する。なお、かかる電源装置１１０において、蓄電装置や、貯湯装置等を備えている場合もあるが、本実施形態では、説明を省略する。

系統連系装置１２０は、電源装置１１０からの電力を所定の交流電力（例えば、ＡＣ２００V）に変換し、電源装置１１０をバンクＸに連系させる。また、系統連系装置１２０は、信号回線１６を介して、停電管理装置１０から送信される停電情報を受信する。また、系統連系装置１２０は、バンクＸに備えられている送電線１５と電源装置１１０とに接続し、電源装置１１０の単独運転状態を検出する。具体的に、系統連系装置１２０は、能動的方式及び受動的方式を用いて単独運転状態を検出し、単独運転状態が検出された際には、連系リレー１３０を開放して、配電系統との連系を解列する。

連系リレー１３０は、系統連系装置１２０の制御にしたがって、リレーを開閉して、バンクＸと連系又は解列する。系統連系遮断ブレーカ１４０は、過電流を検出して開放し、送電線１５等の配線を保護する。一般負荷１５０ａ乃至ｃは、冷蔵庫、照明機器、テレビ、エアコン等の負荷となる家電製品等である。ブレーカ１６０ａ乃至ｃは、需要家１００ａ内の配線を保護する為の配線用ブレーカである。

（本実施形態に係る系統連系装置の構成）
次に、図３を参照し、系統連系装置１２０の構成について具体的に説明する。また、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、系統連系装置１２０は、系統連系装置としての機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した機能ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

図３に示すように、系統連系装置１２０は、通信部１２１と、記憶部１２２と、判定部１２３と、出力制御部１２４と、検出部１２５とを具備する。
通信部１２１は、停電管理装置１０から送信された停電情報を受信する。本実施形態に係る通信部１２１は、所定の伝送経路から、バンクＡ乃至Ｘにおける停電の発生を示す停電情報を受信する受信部を構成する。なお、所定の伝送経路とは、上述した信号回線１６が構成する有線回線又は無線回線や、電波による配信を示す。かかる停電情報には、停電が発生した変電所１の配下のバンクＡ乃至Ｘ等、停電している地区を示す地区情報が含まれている。

記憶部１２２は、地区情報として、配電系統が属する「事業者情報」、「エリア情報」、「系統情報（バンクＸ）」を記憶すると共に、変電所１の配下の他のバンクを識別する「系統情報（例えば、バンクＡ乃至Ｂ）」を予め記憶する。

判定部１２３は、通信部１２１によって受信された停電情報に含まれる地区情報が、連系している配電系統を示す地区情報と異なるか否かを判定する。

具体的に、判定部１２３では、記憶部１２２を参照し、停電情報の地区情報に含まれる「系統情報」が、記憶部１２２に記憶されている他のバンクを識別する「系統情報（例えば、バンクＡ乃至Ｂ）」であるか否かを判定する。また、判定部１２３は、判定結果を出力制御部１２４に通知する。また、判定部１２３は、内部にタイマーを備えており、停電情報に含まれる「系統情報」が、他のバンクを識別する「系統情報」であった場合、タイマーを起動させ、所定の期間が経過したか否かを判定し、当該判定結果についても出力制御部１２４へ通知する。なお、かかる所定の期間は、１分、５分、１０分、２０分等を想定している。また、本実施形態において、判定部１２３は、停電情報の「地区情報」に含まれる「事業者情報」が、記憶部１２２に記憶されている「事業者情報」と異なるか否かを判定するように構成されていてもよいし、停電情報の「地区情報」に含まれる「エリア情報」が、記憶部１２２に記憶されている「エリア情報」と異なるか否かを判定するように構成されていてもよい。

出力制御部１２４は、電源装置１１０からの電力を所定の交流電力（例えば、ＡＣ２００V）に変換して出力する電力変換装置として機能する。また、出力制御部１２４は、単独運転を検出するために能動的方式を使用し、単独運転の検出に用いられる能動的変動量に基づいて、交流電力の出力状態を変動させて出力する。なお、出力状態を変動させるとは、予め記憶する能動的変動量に基づいて出力状態を変動させることであり、後に詳述するが、例えば、周波数のシフト量、無効電力又は有効電力の変動量（位相変動量）、出力電力の変動量、負荷の変動量を変動させることが挙げられる。

また、出力制御部１２４は、通信部１２１によって受信された停電情報に、連系している配電系統の属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれている場合、交流電力の出力状態の能動的変動量を変更する。

具体的に、出力制御部１２４は、判定部１２３によって停電情報の地区情報に含まれる「系統情報」の示すバンクが、電源装置１１０が連系しているバンクＸとは異なる他のバンク（例えば、バンクＡや、バンクＢ）であると判定された場合、能動的変動量を増加させる。これら能動的変動量を増加させることで、後述する検出部１２５では、単独運転状態の検出感度を上げることができる。

また、出力制御部１２４は、能動的変動量を増加させてから、所定の期間経過後に能動的変動量を元の値に戻す。具体的に、出力制御部１２４は、能動的変動量を増加（例えば、αだけ増加させΔｆ＋α）させた後、判定部１２３から所定の期間が経過した旨の通知を受けると、増加させていた能動的変動量を元の値（例えば、Δｆ）に戻して出力する。

検出部１２５は、電源装置１１０からの電力が給電される送電線１７と接続する。また、検出部１２５は、需要家１００ａにおいて、電源装置１１０が単独運転状態であるか否かを検出する。具体的に、検出部１２５は、能動的方式又は受動的方式のいずれか一方、又は両方に基づいて、給電される電力の出力状態（電流値、電圧値、位相、周波数等のパラメータ）の変化を検出することで、単独運転状態を検出する。

また、検出部１２５は、通信部１２１によって受信された停電情報に、連系している配電系統の属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、所定の期間、単独運転を検出するための検出閾値を下げる。具体的に、検出部１２５は、判定部１２３によって停電情報の地区情報に含まれる「系統情報」の示すバンクが、連系しているバンクＸとは異なる他のバンク（例えば、バンクＡや、バンクＢ）であると判定された場合、能動的方式又は受動的方式で用いられる単独運転を検出するための検出閾値を下げる。これら検出閾値を下げることで、単独運転状態の検出感度を上げることができる。

また、検出部１２５は、当該単独運転状態が検出された際、連系リレー１３０に制御信号を送信して開放し、電源装置１１０からの送電線１７と送電線１５とを解列する。

（検出感度の上げ方）
以下に、能動的変動量として、周波数シフト量、位相変動量、負荷変動量を増加する場合について説明する。

例えば、出力制御部１２４は、検出部１２５において能動的方式の周波数シフト方式を用いている場合、所定の期間、周波数のシフト量を所定量増加させる。尚、周波数シフト方式とは、系統周波数より低いあるいは高い周波数（例えば、０．１％程度低いあるいは高い周波数）で系統連系装置１２０を運転させる方式で、単独運転状態になったときの周波数の変化を検出する方式である。ここで、シフト量を通常よりも増加させることにより、配電系統側出力に周波数の変化が表れた場合、単独運転であることを検出できる。

又、出力制御部１２４は、検出部１２５において能動的方式の無効電力変動方式を用いている場合、所定の期間、無効電力変動量（位相変動量）を所定量増加させてもよい。尚、無効電力変動方式とは、系統連系装置１２０又は電源装置１１０の出力無効電力を微小変動させる方式で、単独運転状態になったときの周波数や電流の変化を検出する方式である。同様に、出力制御部１２４は、検出部１２５において能動的方式の有効電力変動方式を用いている場合、所定の期間、有効電力変動量（出力電流振幅変動量）を増加させてもよい。尚、有効電力変動方式とは、系統連系装置１２０の出力有効電力を微小変動させる方式で、単独運転状態になったときの周波数や電圧の変化を検出する方式である。

又、出力制御部１２４は、検出部１２５において能動的方式の負荷変動方式を用いている場合、所定の期間、負荷変動量を所定量増加させてもよい。尚、負荷変動方式とは、系統連系装置１２０又は電源装置１１０の外部に設置した微小負荷を系統に一定周期で短時間挿入し、挿入周期に一致する電圧や電流の変化を検出する方式である。ここで、負荷を通常よりも増加あるいは減少させることにより負荷の変動量を増加させ、配電系統側出力の電圧又は電流に変動が表れた場合、単独運転であることを検出できる。

尚、受動的方式としては、電圧位相跳躍検出方式、第３次高調波電圧歪急増検出方式、周波数変化率検出方式などが挙げられる。電圧位相跳躍検出方式は、系統連系状態から単独運転状態へ移行するときの系統電圧の位相の急変量を検出する方式であり、第３次高調波電圧歪急増検出方式は、系統連系状態から単独運転状態へ移行するときの系統電圧の歪みの急変量を検出する方式であり、周波数変化率検出方式は、系統連系状態から単独運転状態へ移行するときの系統電圧の系統周波数の急変量を検出する方式である。

ここで、配電系統内で系統連系システム１０１からの出力と負荷が釣り合っている状態であっても、単独運転状態になった場合、受動的方式の各検知パラメータは微弱であるが変動をきたす。例えば、電圧位相跳躍検出方式、第３次高調波電圧歪急増検出方式、周波数変化率検出方式で使用される各検知パラメータ（位相、３次高調波歪率、周波数変化率）は、変動している。従って、上記方式それぞれについて、通常の検出閾値では検出できない場合でも、検出閾値を下げることにより検出できる度合いを向上させることができる。

又、能動的方式でも同様であり、通常の変動量の場合でも、配電系統内で系統連系システム１０１からの出力と負荷が釣り合っている状態で、単独運転状態になった場合、各検知パラメータは微弱であるが変動をきたす。この変動を検知するために、検出閾値を下げる。

更に、出力制御部１２４は、能動的方式を用いる場合、所定の期間、電源装置１１０から配電系統への出力電力を大きく下げ、検出部１２５で不足電圧の検出により単独運転を検出してもよい。例えば、系統連系装置１２０の出力が４０００Ｗで、配電系統の電圧が２００Ｖの状態で、稼働しているとする。系統連系装置１２０の出力電圧は、配電系統と同じ２００Ｖであるため、出力電流は２０Ａとなっている。ここで、説明を簡単にするため、負荷を抵抗と等価とすると、負荷が４０００Ｗの場合、２００Ｖが印加され、２０Ａの電流が流れることとなるので、負荷の抵抗値は１０Ωとなる。ここで、配電系統が停電したと仮定し、系統連系装置１２０からの出力を、例えば、２０００Ｗに絞った場合、出力電流は１０Ａとなる。よって、抵抗１０Ωの負荷に１０Ａの電力が流れることとなるので、出力電圧は１００Ｖとなる。

一方、系統連系装置側では、配電系統側の電圧値を監視しており、出力電圧が変化した場合に異常と判断する。従って、上記の状態では、電圧が減少したことを検知したことにより、異常を検知し、単独運転を検出することができる。又、配電系統内で系統連系システム１０１からの出力と負荷が釣り合っている状態であっても、単独運転状態になった場合、電源装置１１０から配電系統への出力を大きく下げると、配電系統下の負荷はインピーダンス特性を持つために、電流や電圧の位相に変化が生じる。この位相の変化を検知することにより、単独運転を検出しても良い。

（第１実施形態に係る系統連系システムの動作）
次に、図４を参照し、上述した構成の系統連系システム１０１の動作について説明する。具体的に、系統連系システム１０１の系統連系装置１２０において、停電管理装置１０から送信された停電情報が受信された際の制御動作について説明する。なお、ここでは、停電情報に含まれる稼動情報が「停電あり」を示す場合、つまり、他のバンクで停電が発生し、停電情報が当該停電を通知する情報である場合を例に挙げて説明する。

ステップＳ１１において、通信部１２１は、停電管理装置１０から送信された停電情報を受信し、当該停電情報を判定部１２３に送信する。

ステップＳ１３において、判定部１２３は、記憶部１２２に記憶されている「系統情報」を参照し、停電情報に含まれている「系統情報（例えば、バンクＡ）」が、他のバンクの「系統情報（例えば、バンクＡ乃至Ｂ）」であるか否かを判定する。なお、このとき、判定部１２３は、停電情報の「地区情報」に含まれる「事業者情報」が、記憶部１２２に記憶されている「事業者情報」と異なるか否かを判定してもよいし、停電情報の「地区情報」に含まれる「エリア情報」が、記憶部１２２に記憶されている「エリア情報」と異なるか否かを判定してもよい。

ステップＳ１５において、判定部１２３は、他のバンクの「系統情報」でないと判定した場合、フラグ（Ｆｌａｇ）を“０”として、出力制御部１２４に通知する。

ステップＳ１７において、判定部１２３は、他のバンクの「系統情報」であると判定した場合、出力電力値を変換した際に起動させた内部タイマーが、所定の期間が経過したか否かを判定する。なお、判定部１２３は、タイマーを起動させていなかった場合、“Ｎｏ”と判定してタイマーを起動させると共に、ステップＳ１９の動作を行う。

ステップＳ１９において、判定部１２３は、タイマーが所定の期間が経過していないと判定した場合、フラグ（Ｆｌａｇ）を“１”として、出力制御部１２４に通知する。

ステップＳ２１において、判定部１２３が所定の期間が経過したと判定した場合フラグ（Ｆｌａｇ）を“０”として、出力制御部１２４に通知する。

ステップＳ２２において、出力制御部１２４は、判定部１２３からフラグ（Ｆｌａｇ）“１”が通知されたか否かを判定する。

ステップＳ２３ａにおいて、出力制御部１２４は、判定部１２３からフラグ（Ｆｌａｇ）“０”が通知されたと判定すると、能動的変動量を通常設定（通常Δｆ）に設定して変動させる。また、出力制御部１２４は、能動的方式及び受動的方式に基づいて、検出部１２５で設定されている単独運転を検出する検出閾値を、通常の閾値（通常ｔｈ）に設定する。

ステップＳ２３ｂにおいて、出力制御部１２４は、判定部１２３からフラグ（Ｆｌａｇ）“１”が通知されたと判定すると、能動的変動量を通常設定（通常Δｆ）よりも増加させた変動量（Δｆ＋α）に設定して変動させる。また、出力制御部１２４は、能動的方式及び受動的方式に基づいて、検出部１２５で設定されている単独運転を検出する検出閾値を、通常の閾値よりも下げた閾値（高感度ｔｈ）に設定する。

このようにして、系統連系装置１２０は、他のバンクで停電が発生したことを示す停電情報が受信された際、電源装置１１０から入力した電力の出力電力値を変換して出力すると共に、検出部１２５によって、単独運転状態の検出が行われる。また、ステップＳ１１乃至Ｓ２３の動作は、停電情報が受信されるたびに繰り返し実行される。

なお、上述した系統連系装置１２０では、ステップＳ１１乃至Ｓ２３において、停電情報に含まれる地区を示す地区情報として、「系統情報」が自バンクとは異なる他のバンクを示す「系統情報」であるか否かに基づいて検出閾値と能動的変動量とを変えるように構成されていたが、地区情報として、「事業者情報」、「エリア情報」、「特定情報」が他の地区を示す情報であるか否かに基づいて、検出閾値と能動的変動量とを変えるように構成されていても良い。

また、上述したステップＳ１１で受信された停止情報の地区情報に含まれる「系統情報」に、自バンクの「系統情報（バンクＸ）」が含まれている場合、判定部１２３は、ステップＳ１３における判定を行わず、検出部１２５に連系リレー１３０を開放するように指示し、すぐに解列するように構成されていてもよい。

（単独運転状態を検出する際の動作）
次に、系統連系装置１２０が、単独運転状態を検出する際の動作について図５を参照して説明する。

ステップＳ１００において、検出部１２５は、単独運転状態を検出する検出処理を行う。具体的に、検出部１２５は、上述したステップＳ２３で設定した受動的方式及び能動的方式に用いられる検出閾値に基づいて、電力値や周波数等を検知する。

ステップＳ１３０において、検出部１２５は、単独運転状態を検出したか否かを判定する。なお、検出部１２５は、検出しなかった場合は、動作を終了する。

ステップＳ１５０において、検出部１２５は、単独運転状態を検出した場合、連系リレー１３０に制御信号を送信して開放し、電源装置１１０の送電線１７と送電線１５とを解列する。

なお、系統連系装置１２０は、上述するステップＳ１００乃至Ｓ１５０の動作を定期的に実行する。

（第１実施形態に係る系統連系システムの作用・効果）
本実施形態に係る系統連系システム１０１によれば、系統連系装置１２０は、転送遮断方式によって用いられている停電の発生を通知する停電情報を受信し、受信した停電情報に、連系している配電系統の属する地区（例えば、自バンクＸ）とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、単独運転の検出感度を上げる。具体的に、他のバンクに停電が発生した場合に、系統連系装置１２０では、検出部１２５の検出閾値を所定量下げる。また、この時、系統連系装置１２０では、交流電力の出力状態の能動的変動量を所定量増加させる。

このようにして、系統連系装置１２０は、他のバンクに停電があった場合に単独運転状態の検出感度を上げるので、自バンクＸが属する地区に停電があった場合には、すぐに単独運転状態を検出することができる。よって、転送遮断方式を適用した系統連系システムにおいて、より高精度に単独運転状態の検出を行うことができる。

また、系統連系装置１２０は、他のバンクに停電が発生してから所定の期間の間だけ、検出閾値を下げる、又は、能動的変動量を所定量増加させるので、単独運転を誤検出してしまうことを防止できる。

[第２実施形態]
（第２実施形態に係る系統連系システムの構成）
本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。本実施形態に係る検出部１２５は、図１に示すように、単独運転状態を検出する第１の検出手段１２５ａと、第１の検出方式１２５ａとは異なる第２の検出手段１２５ｂとを備える。また、本実施形態に係る検出部１２５は、受信した停電情報に配電系統の属する地区とは異なる地区情報が含まれる場合、第１の検出手段１２５ａに加えて、第２の検出手段１２５ｂを用いて単独運転状態を検出する。

具体的に、検出部１２５は、通常、第１の検出手段１２５ａによって、例えば、受動的方式の電圧位相跳躍検出方式を用いて単独運転状態を検出する。そして、検出部１２５は、受信した停電情報の地区情報に自バンクＸの属する地区とは異なる地区を示す「系統情報（例えば、バンクＡ又はＢ）」が含まれる場合、第１の検出手段１２５ａに加えて、第２の検出手段１２５ｂによって、受動的方式の周波数変化率検出方式をさらに用いて単独運転状態を検出する。

例えば、図４に示すステップＳ２３ａにおいて、出力制御部１２４は、判定部１２３からフラグ（Ｆｌａｇ）“０”が通知されたと判定すると、検出部１２５に対して、第１の検出手段１２５ａによって、受動的方式の電圧位相跳躍検出方式を用いて単独運転状態を検出するように設定する（通常検出に設定）。

また、上述したステップＳ２３ｂにおいて、出力制御部１２４は、判定部１２３からフラグ（Ｆｌａｇ）“１”が通知されたと判定すると、検出部１２５に対して、第１の検出手段１２５ａによって電圧位相跳躍検出方式を用いると共に、第２の検出手段１２５ｂによって、周波数変化率検出方式をさらに用いて、単独運転状態を検出するように設定する（高感度検出に設定）。

なお、第１の検出手段１２５ａと第２の検出手段１２５ｂとによって用いられる検出方式は、電圧位相跳躍検出方式や周波数変化率検出方式に限定されるものではなく、能動的方式又は受動的方式に基づく他の検出方式を用いるようにしてもよい。

（第２実施形態に係る系統連系システムの作用・効果）
本実施形態に係る系統連系システム１０１によれば、系統連系装置１２０では、受信された停電情報において、連系している配電系統の属する地区を示す地区情報として含まれる「系統情報」が、同一系統の他のバンクの「系統情報（例えば、バンクＡ乃至Ｂ）」である場合、つまり、他のバンクにおいて停電が発生した場合、出力制御部１２４は、検出部１２５に対して、電圧位相跳躍検出方式に加え、周波数変化率検出方式を更に用いて、単独運転状態を検出する。

よって、系統連系装置１２０では、連系しているバンクＸに停電が発生した場合には、複数の検出方式を用いて単独運転状態を検出するので、単独運転状態をより高精度に検出することができる。

（その他の実施形態）
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した第１実施形態に係る系統連系システムにおいて、出力制御部１２４は、能動的変動量を増加させる動作と、検出部１２５の検出閾値を下げる動作とを実行するように構成されていたが、いずれか一方の動作を行うだけでも、検出感度を上げることができる。具体的に、出力制御部１２４は、検出閾値を下げず、能動的変動量を増加させるのみを実行するように構成されていてもよい。

また、各実施形態を組み合わせることも可能である。このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の第１実施形態に係る本実施形態に係る系統連系を行う電力系統の全体概略構成が示されている。 本発明の第１実施形態に係る電力需要家の家庭における配電構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る系統連系装置のブロック構成図である。 本発明の第１実施形態に係る系統連系システムの動作を示すフローチャート図である。 本発明の第１実施形態に係る系統連系システムの動作を示すフローチャート図である。 単独運転状態の検出方式の一例を示す表である。

符号の説明

ΔＰ…変動電力値、Ｓ１１乃至Ｓ２７…ステップ、Ａ乃至Ｘ…バンク、１…変電所、１０…停電管理装置、１５…送電線、１６…信号回線、１７…送電線、１００ａ乃至ｃ…需要家、１０１…系統連系システム、１１０…電源装置、１２０…系統連系装置、１２１…通信部、１２２…記憶部、１２３…判定部、１２４…出力制御部、１２５…検出部、１３０…連系リレー、１４０…系統連系遮断ブレーカ、１５０ａ乃至ｃ…一般負荷、１６０ａ乃至ｃ…ブレーカ

Claims (6)

1. 電源装置からの電力を所定の交流電力に変換し、前記電源装置を配電系統に連系させる系統連系装置であって、
   前記電源装置の単独運転を検出する検出部と、
   所定の伝送経路から、停電している地区を示す地区情報を含む停電情報を受信する受信部とを具備し、
   前記検出部は、受信された前記停電情報に、前記配電系統が属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、前記単独運転の検出感度を上げる
   ことを特徴とする系統連系装置。
2. 前記検出部は、前記停電情報に、前記配電系統が属する地区とは異なる地区を示す地区情報が含まれる場合、前記単独運転を検出するための検出閾値を下げることで前記単独運転の検出感度を上げることを特徴とする請求項１に記載の系統連系装置。
3. 前記単独運転の検出に用いられる能動的変動量に基づいて、前記交流電力の出力状態を変動させる出力制御部を更に備え、
   前記検出部は、前記交流電力の出力状態に基づいて、前記単独運転を検出し、
   前記出力制御部は、前記停電情報に前記地区情報が含まれている場合、前記能動的変動量を変更することで前記単独運転の検出感度を上げることを特徴とする請求項１又は２に記載の系統連系装置。
4. 前記検出部は、前記単独運転を検出する第１の検出手段と、前記第１の検出方式とは異なる第２の検出手段とを備え、受信した前記停電情報に前記配電系統の属する地区とは異なる前記地区情報が含まれる場合、第１の検出手段に加えて、第２の検出手段を用いることで前記単独運転の検出感度を上げることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の系統連系装置。
5. 前記検出部は、前記検出感度を上げてから所定の期間経過後に前記検出感度を上げる前に戻すことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の系統連系装置。
6. 電源装置と、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の系統連系装置とを備えることを特徴とする系統連系システム。

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