JP5062325B2 - 系統安定化装置 - Google Patents

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Description

本発明は系統安定化装置に関し、計測機器を削減しつつ制御動作が安定するように工夫したものである。
近年、太陽光や風力などの自然エネルギーによる発電が利用されてきている。
図７に、既存の電力系統（上位配電系統）１と配電系統（マイクログリッド）１０とが、線路インピーダンスＬｓと遮断器２を介して接続された例を示す。
マイクログリッドである配電系統１０には、分散電源１１と負荷１２が接続されている。分散電源１１は、図７では１つの発電機として図示しているが、実際には、自然エネルギーを利用した自然エネルギー型発電設備（太陽光発電設備や風力発電設備など）と内燃機関により駆動される内燃機関型発電設備（ディーゼル発電設備など）とを含む、分散した複数の発電設備により構成されている。また、負荷１２も、実際には分散した複数の負荷である。
図７に示すようなマイクログリッド１０では、自然エネルギー型発電設備を持っているため、天候や風速などにより、発電量が大きく変動する。
そこで、この発電量の変動を吸収する目的で系統安定化装置が用いられる。
また、内燃機関型発電設備では、ガバナ制御により出力電力の調整をしている。しかし、ガバナ制御は応答が遅いため、負荷１２で消費する電力が急に変動した場合には、このような電力の急変動（急な過不足）に対して、内燃機関型発電設備では追従することができない。
このような電力の急変動に応答性良く追従することにより、内燃機関型発電設備をアシストし、電力の需要と供給のバランスをとるといった目的のためにも、系統安定化装置が用いられている。
系統安定化装置は、電力蓄積機能を有する電力変換装置であり、配電系統に設置され、前述した電力補償を行なう装置である。
図８は、図７に示す配電系統（マイクログリッド）１０に、系統安定化装置２０を備えた例である。系統安定化装置２０は、分散電源１１及び負荷１２に対して、並列に接続されている。
系統安定化装置２０は、制御部２１と、逆変換動作と順変換動作ができる電力変換器２２（インバータ）と、電気二重層キャパシタなどの直流充電部２３を、主要部として有している。
電力変換器２２は、制御部２１から送られてくるゲート信号ｇに応じて動作する。この電力変換器２２は、順変換動作をするときには、配電系統１０から得た交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を直流充電部２３に充電し、逆変換動作をするときには、直流充電部２３に充電していた直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を配電系統１０に送る。
なお、電力変換器（インバータ）２２から出力された電力は、フィルタ回路２７を通過してから、配電系統１０に送り出される。つまり、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電力は、電力変換器２２から出力された電力が、フィルタ回路２７によりフィルタリング処理された電力である。
フィルタ回路２７は、リアクトル，コンデンサ及びトランス等から構成されており、電力変換器２２が出力するパルス電圧を平滑にする機能を果たしている。
系統安定化装置２０では、電力系統１から配電系統１０に流入してくる系統電流Ｉｓを電流検出器２４により検出し、配電系統１０の電圧である系統電圧Ｖｓを電圧検出器２５により検出し、電力変換器２２から出力される交流出力電流Ｉinvを電流検出器２６により検出する。また、後述する理由により、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流を検出する電流検出器ＡＡを備えている。
電力系統１に故障などが発生していない正常時には、遮断器２が接続状態となり、系統安定化装置２０では、配電系統１０が電力系統１に繋がった状態で運転を行なう「系統連系運転」が行なわれる。この系統連系運転時には、電力系統１と分散電源１１と系統安定化装置２０により、負荷１２に電力が供給される。
一方、電力系統１に故障が発生した異常時には、遮断器２が遮断状態となり、系統安定化装置２０では、配電系統１０が電力系統１から切り離された状態で運転を行なう「自立運転」が行なわれる。この自立運転時には、分散電源１１と系統安定化装置２０により負荷１２に電力が供給される。
系統安定化装置２０は、系統連系運転時と、自立運転時において、次のような動作をする。
（１）系統連系運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０に流入する系統電流Ｉｓを検出し、この系統電流Ｉｓから系統電力を求めて、この系統電力の変動を抑制するように動作する。
（２）自立運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０内の系統電圧Ｖｓを検出し、この系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数が安定となるように補償動作を行なう。
ここで、系統安定化装置２０の制御部２１の詳細を、図９を参照して説明する。
位相同期回路（ＰＬＬ）１０１は、系統電圧Ｖｓから系統電圧Ｖｓの位相を示す基準位相信号θを出力する。正弦波発生器１０２は、基準位相信号θに同期した定格電圧に相当する三相電圧波形｛sin（θ），sin（θ−２／３π），sin（θ＋２／３π）｝を基準三相正弦波信号Ｋとして出力する。
切替スイッチ１０３は、系統連系運転時には図中で実線で示すように、可動接点１０３ａ，１０３ｂがＡ側に投入され、自立運転時には図中で点線で示すように、可動接点１０３ａ，１０３ｂがＢ側に投入される。
次に、系統連系時に作動する各機能ブロックの説明と、系統連系時の制御動作を併せて説明する。
ｄｑ変換部１０４は、系統電流Ｉｓを、基準位相信号θで示す位相で回転する回転座標系にｄｑ変換して、系統電流の有効分Ｉｓｄと系統電流の無効分Ｉｓｑを出力する。
第１の変動検出ブロック１０５は、ｄｑ軸上の系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分を検出して、これを有効分の電流指令Ｉrefdとして出力する。第２の変動検出ブロック１０６は、ｄｑ軸上の系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分を検出して、これを無効分の電流指令Ｉrefqとして出力する。
変動検出ブロック１０５，１０６は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。
ｄｑ変換部１０７は、交流出力電流Ｉinvを、基準位相信号θで示す位相で回転する回転座標系にｄｑ変換して、交流出力電流の有効分Ｉinvdと交流出力電流の無効分Ｉinvqを出力する。
減算部１０８は、有効分の電流指令Ｉrefdから交流出力電流の有効分Ｉinvdを減算して、有効分の電流偏差Δｄを出力する。減算部１０９は、無効分の電流指令Ｉrefqから交流出力電流の無効分Ｉinvqを減算して、無効分の電流偏差Δｑを出力する。
電流制御部１１０は、有効分の電流偏差Δｄを比例積分（ＰＩ）制御して、有効分の電圧指令Ｖｄを出力する。電流制御部１１１は、無効分の電流偏差Δｑを比例積分（ＰＩ）制御して、無効分の電圧指令Ｖｑを出力する。
ｄｑ逆変換器部１１２は、有効分の電圧指令Ｖｄと無効分の電圧指令Ｖｑに対して、ｄｑ逆変換を施して、固定座標系の電圧指令Ｖφを出力する。
加算部１１３は、電圧指令Ｖφに基準三相正弦波信号Ｋを加算して、最終的な電圧指令Ｖ*を出力する。
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調器１１４は、電圧指令Ｖ*をＰＷＭ変調してゲート信号ｇを出力する。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、系統連系運転時において、系統電流Ｉｓの変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。
次に、自立運転時に作動する各機能ブロックの説明と、自立運転時の制御動作を併せて説明する。
周波数検出部１２１は、系統電圧Ｖｓの周波数を検出して周波数信号Ｆを出力する。なお、系統電圧Ｖｓの周波数は有効電力に対応しており、有効電力が低下すると系統電圧Ｖｓの周波数が低下し、有効電力が増加すると系統電圧Ｖｓの周波数が増加する対応関係になっている。
振幅検出部１２２は、系統電圧Ｖｓの振幅を検出して振幅信号Ｌを出力する。なお、系統電圧Ｖｓの振幅は無効電力に対応しており、無効電力が低下すると系統電圧Ｖｓの振幅が低下し、無効電力が増加すると系統電圧Ｖｓの振幅が増加する対応関係になっている。
第３の変動検出ブロック１２３は、周波数信号Ｆの変動分を検出して、これを有効分の電流指令Ｉrefdとして出力する。第４の変動検出ブロック１２４は、振幅信号Ｌの変動分を検出して、これを無効分の電流指令Ｉrefqとして出力する。
変動検出ブロック１２３，１２４は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。
減算部１０８は、有効分の電流指令Ｉrefdから交流出力電流の有効分Ｉinvdを減算して、有効分の電流偏差Δｄを出力する。減算部１０９は、無効分の電流指令Ｉrefqから交流出力電流の無効分Ｉinvqを減算して、無効分の電流偏差Δｑを出力する。
電流制御部１１０は、有効分の電流偏差Δｄを比例積分（ＰＩ）制御して、有効分の電圧指令Ｖｄを出力する。電流制御部１１１は、無効分の電流偏差Δｑを比例積分（ＰＩ）制御して、無効分の電圧指令Ｖｑを出力する。
ｄｑ逆変換器部１１２は、有効分の電圧指令Ｖｄと無効分の電圧指令Ｖｑに対して、ｄｑ逆変換を施して、固定座標系の電圧指令Ｖφを出力する。
加算部１１３は、電圧指令Ｖφに基準三相正弦波信号Ｋを加算して、最終的な電圧指令Ｖ*を出力する。
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調器１１４は、電圧指令Ｖ*をＰＷＭ変調してゲート信号ｇを出力する。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、自立運転時において、系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数の変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。
変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４は、前述したように、バンドパスフィルタにより構成されている。
ここで、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として用いることができる、従来のバンドパスフィルタ５０の構成を、図１０を参照して説明する。なお図１０においてｓは微分機能を示すラプラス演算子である。
図１０に示すように、このバンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０は、ローパスフィルタ５１とローパスフィルタ５２と減算器５３とで構成されている。
なお、バンドパスフィルタ５０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とする。
このため、ノイズ除去用ローパスフィルタ５１は、その遮断周波数をｆ１としており、その時定数をＴ１としている。また、変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ５２は、その遮断周波数をｆ２としており、その時定数をＴ２としている。なおｆ１＝１／Ｔ１となっており、ｆ２＝１／Ｔ２となっている。
ローパスフィルタ５１は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１となっている。
ローパスフィルタ５２は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている。
両フィルタ５１，５２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば、入力信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば、入力信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば、入力信号は、周波数信号Ｆである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば、入力信号は、振幅信号Ｌである。
減算器５３は、ローパスフィルタ５１から出力された信号から、ローパスフィルタ５２から出力された信号を減算した信号を出力する。この減算器５３から出力される信号が、変動分信号である。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば、変動分信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば、変動分信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば、変動分信号は、周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば、変動分信号は、振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
特開平１０−１４２５１号公報
ところで上記従来技術では、次のような問題があった。
系統連系運転時には、系統電流Ｉｓの変動を抑制するために、系統安定化装置２０が作動して電力変換器２２から電力を出力して電力補償する。このため、電力変換器２２から電力補償のために出力した電流分だけ、次回に検出する系統電流Ｉｓの検出値が減少する。このように系統電流Ｉｓの検出値が減少してしまうと、系統電流Ｉｓの変動を確実に抑制することができなくなってしまう。
かかる不具合を防止するために、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出して、この出力電流検出値を系統電流検出値に加算することで、系統電流検出値の減少分を相殺する方法が考えられている。
しかし、この場合には、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流（フィルタ回路２７を通過した後の電流）を検出する電流検出器ＡＡが別途必要になるという問題がある。
また、上記の不具合を防止するために、変動検出ブロック１０５，１０６の出力側に比例積分（ＰＩ）アンプを備えて、電流指令Ｉrefd，Ｉrefqを増幅することで、系統電流検出値の減少分を相殺する方法も考えられている。しかし、電流指令Ｉrefd，Ｉrefqを増幅するＰＩアンプが別途必要になるという問題がある。
更に、ＰＩアンプは、入力信号の直流成分に対するゲインが無限大になるという特徴があるため、変動分が零であっても、ＰＩアンプ出力は零にならず系統安定化装置２０から電力が出力され続けてしまう。この不具合を解消するため、ＰＩアンプをリセットする必要がある。
しかし、急激にリセットすると系統安定化装置２０から出力される電力が急激に零に変化し、系統等に悪影響を与えてしまう。このため、このような単純なリセットではなく、ＰＩアンプの出力を少しづつ零に戻すといった複雑な制御処理が必要になる、という問題もある。
自立運転時には、系統電圧Ｖｓの周波数と振幅の変動を抑制するために、系統安定化装置２０が作動して電力変換器２２から電力を出力して電力補償する。このため、電力変換器２２から電力補償のために出力した電流分だけ、次回に検出する系統電圧Ｖｓの周波数検出値や振幅検出値が減少する。このように系統電圧Ｖｓの周波数検出値や振幅検出値が減少してしまうと、系統電圧Ｖｓの変動を確実に抑制することができなくなってしまう。
そこで、上述したのと同様に、系統安定化装置２０から配電系統１０に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出して、この出力電流検出値を、系統電圧の周波数検出値や振幅検出値に加算したり、または、ＰＩアンプを備えたりすることが考えられている。しかし、これも、上述したのと同様な問題が発生する。
本発明は、上記従来技術に鑑み、系統安定化装置の出力電流を検出する電流検出器や、ＰＩアンプを用いることなく、安定した動作ができる系統安定化装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決する本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２としたときに、時定数をＴ１とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ２とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力を第１及び第２のフィルタにフィードバックするフィードバック回路とで構成されていることを特徴とする。
また本発明の構成は、前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号と、フィードバック信号を加算し、
加算された入力信号とフィードバック信号を、時定数をＴ１とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
加算された入力信号とフィードバック信号を、時定数をＴ２とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して変動分を求め、前記変動分を電流指令として出力すると共に、前記変動分を前記フィードバック信号としてフィードバックすることを特徴とする。
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプとで構成され、
しかも、式（０１）で示すζを１以上の値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定されていることを特徴とする。
Figure 0005062325
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプとで構成され、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定されていることを特徴とする。
Figure 0005062325
また本発明の構成は、前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
前記減算信号にゲインＧを乗算して変動分を求め、この変動分を電流指令として出力することを特徴とする。
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプとを有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記加算器から出力された信号とを減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、式（０１）で示すζを１以上の値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定されていることを特徴とする。
Figure 0005062325
また本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプとを有し
前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記加算器から出力された信号とを減算して前記アンプに出力し、
前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定されていることを特徴とする。
Figure 0005062325
また本発明の構成は、前記の系統安定化装置において、
前記第１から第４の変動検出ブロックには、
当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定されており、
前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
前記フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
前記第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
前記リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
前記加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、前記遅延信号とし、
前記フィルタ信号から前記加算信号を減算して第２の減算信号求め、
前記第２の減算信号に、ゲインＧを乗算して変動分を求め、この変動分を電流指令として出力することを特徴とする。
本発明によれば、系統安定化装置が補償電力を出力することに起因して、系統電流検出値や系統電圧検出値が減少しようとしたときに、変動検出ブロック内においてフィードバック制御をしたり、信号増幅をしたりしている。
一般的に、電力変換器（インバータ）の交流出力側には、インバータから出力されるパルス電圧を平滑するために、フィルタ回路（リアクトル，コンデンサ及びトランス等から構成される）が付加されている。
本発明では、変動検出ブロック内においてフィードバック制御をしたり、信号増幅をしたりすることにより、前述の減少分を補償しているため、系統安定化装置から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器から出力されフィルタ回路にてフィルタリング処理されてから配電系統に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いることなく、系統安定化装置による安定した制御動作を確保することができる。
本発明の実施例１に係る変動検出ブロックを示す回路図。 本発明の実施例２に係る変動検出ブロックを示す回路図。 本発明の実施例４に係る変動検出ブロックを示す回路図。 実施例２と実施例４の特性比較のための波形図。 実施例２のフィルタをＩＩＲフィルタで構成した場合の例を示す回路図。 実施例４のクッション部をＩＩＲフィルタで構成した場合の例を示す回路図。 マイクログリッドを示す回路構成図。 系統安定化装置を備えたマイクログリッドを示す回路構成図。 系統安定化装置の制御部を示す回路図。 従来の変動検出ブロックを示す回路図。
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例１に係る変動検出ブロック６０を示す。この変動検出ブロック６０は、系統安定化装置２０の制御部２１（図８参照）に組み込んだ、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図９参照）に適用するものである。
図１に示すように、この変動検出ブロック６０は、フィルタ６１と、フィルタ６２と、減算器６３と、フィードバック回路６４と、加算器６５とで構成されている。
なお、変動検出ブロック６０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。
また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２としている。このため、ノイズ除去用ローパスフィルタ６１は、その遮断周波数をｆ１としており、その時定数をＴ１としている。また、変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ６２は、その遮断周波数をｆ２としており、その時定数をＴ２としている。なおｆ１＝１／Ｔ１となっており、ｆ２＝１／Ｔ２となっている。
ローパスフィルタ６１は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１となっている。
ローパスフィルタ６２は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている。
両フィルタ６１，６２は、入力信号及びフィードバック回路６４を通ってフィードバックされたフィードバック信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号及びフィードバック信号をフィルタリングする。
なお、変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０５であれば、入力信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄである。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０６であれば、入力信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑである。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２３であれば、入力信号は、周波数信号Ｆである。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２４であれば、入力信号は、振幅信号Ｌである。
減算器６３は、ローパスフィルタ６１から出力された信号から、ローパスフィルタ６２から出力された信号を減算した信号を出力する。
減算器６３から出力された信号は、フィードバック回路６４を通ってフィードバックされ、加算器６５により入力信号に加算されてから、ローパスフィルタ６１，６２に入力される。
結局、減算器６３からは、フィードバック信号が加算された入力信号に含まれている、変動分信号が出力される。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０５であれば、変動分信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１０６であれば、変動分信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２３であれば、変動分信号は、周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
変動検出ブロック６０が変動検出ブロック１２４であれば、変動分信号は、振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
実施例１においては、フィードバック回路６４によりフィードバックされるフィードバック信号は、交流出力電流Ｉinvに対応しているため、交流出力電流Ｉinvを入力信号に加算していることと等価になる。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、交流出力電流Ｉinvに対応したフィードバック信号を入力信号に加算しているため、前記の減少分をフィードバック信号により補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
なお、図１に示す実施例１の変動検出ブロック６０の伝達関数は、次式（１）で示される。なお式（２）は遅れ要素の一般式である。
Figure 0005062325
式（１）から分かるように、変動検出ブロック６０の伝達関数は、微分要素と、ゲイン要素と、遅れ要素に分解できる。そこで、式（１）の遅れ要素と、式（２）の遅れ要素との係数比較をすると、振動係数ζ＝（Ｔ１／Ｔ２）1/2となる。
時定数Ｔ１は、ノイズ除去用の時定数であるため、非常に小さい値である。一方、時定数Ｔ２は、変動検出する時間を設定するための時定数であるため、通常、時定数Ｔ１よりも大きい値に設計するため、Ｔ２＞＞Ｔ１が成り立つ。
このようにＴ２＞＞Ｔ１となっているため、次式（３）に示すように、振動係数ζは１よりも小さくなり振動的になる。
Figure 0005062325
なお前記実施例１は、コンピュータに予め設定した演算処理プログラム（ソフトウエア）を用いて演算することにより、実現することもできる。
つまり、ソフトウエアを利用した実施例では、変動検出ブロック６０としては、ハードウエアであるコンピュータに、変動検出ブロック６０として必要な演算処理をする演算処理プログラム（ソフトエア）を組み込んだ（設定した）ものとして構成することができる。
このようなソフトウエアを利用した実施例に係る変動検出ブロック６０では、次のような演算処理を、演算処理プログラムにより演算する。
（１） 演算処理プログラムにより、変動検出ブロック６０の通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定される。
（２） 上記設定が完了後、変動検出ブロック６０は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
（２−１） 変動検出ブロック６０に入力される入力信号と、フィードバック信号を加算し、
（２−２） 加算された入力信号とフィードバック信号を、時定数をＴ１とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
（２−３） 加算された入力信号とフィードバック信号を、時定数をＴ２とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
（２−４） 第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して変動分を求め、変動分を電流指令Ｉrefd，Ｉrefqとして出力すると共に、変動分を前記フィードバック信号としてフィードバックする。
このようにして、演算処理プログラムを用いた演算処理により求めた、有効電流指令Ｉrefd及び無効電流指令Ｉrefqを出力することができる。
図２は、本発明の実施例２に係る変動検出ブロック７０を示す。この変動検出ブロック７０は、系統安定化装置２０の制御部２１（図８参照）に組み込んだ、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図９参照）に適用するものである。
実施例２の変動検出ブロック７０は、実施例１の変動検出ブロック６０を改良したものであり、実施例１の問題、即ち特性が振動的となる問題を解決したものである。
図２に示すように、この変動検出ブロック７０は、ローパスフィルタ７１と、ローパスフィルタ７２と、減算器７３と、アンプ７４とで構成されている。
なお、変動検出ブロック７０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。
また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２としている。このため、ノイズ除去用ローパスフィルタ７１は、その遮断周波数をｆ１としており、その時定数をＴ１としている。また、変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ７２は、その遮断周波数をｆ２としており、その時定数をＴ２とする。なおｆ１＝１／Ｔ１となっており、ｆ２＝１／Ｔ２となっている。
更に、設定数αは、後述する式（６）で示す値であり、
Ｔ３＝Ｔ１×α、Ｔ４＝Ｔ２／αとして設定している。
ローパスフィルタ７１は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、時定数Ｔ３となっている。この時定数Ｔ３は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１に、設定数αを乗算した値である。
ローパスフィルタ７２は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、時定数Ｔ４となっている。この時定数Ｔ４は、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２を、設定数αで除算した値である。
両フィルタ７１，７２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０５であれば、入力信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄである。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０６であれば、入力信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑである。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２３であれば、入力信号は、周波数信号Ｆである。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２４であれば、入力信号は、振幅信号Ｌである。
減算器７３は、ローパスフィルタ７１から出力された信号から、ローパスフィルタ７２から出力された信号を減算した信号を出力する。
減算器７３からは、入力信号に含まれている、変動分信号が出力される。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０５であれば、変動分信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１０６であれば、変動分信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２３であれば、変動分信号は、周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
変動検出ブロック７０が変動検出ブロック１２４であれば、変動分信号は、振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
減算器７３から出力される変動分信号は、アンプ７４により増幅される。このアンプ７４のゲインＧは、後述する式（７）で示す値である。
実施例２おいては、変動分信号をアンプ７４により増幅し、この増幅した信号を有効分の電流指令Ｉrefdまたは無効分の電流指令Ｉrefqとして出力する。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、変動分信号をアンプ７４により増幅した信号を、有効分の電流指令Ｉrefdまたは無効分の電流指令Ｉrefqとして出力するため、前記の減少分をアンプ７４により増幅することにより補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
ここで、変動検出ブロック７０の特性を説明する。
変動検出ブロック７０の伝達関数は次式（４）で示される。
Figure 0005062325
式（４）の遅れ要素の振動係数ζは次式（５）で示される。式（５）においてζ≧１となるように設計すれば、振動的でなくなる。
Figure 0005062325
また設定数αは式（５）を変形することにより、次式（６）として表すことができる。
ゲインＧは、式（１）のゲインの項と、式（４）のゲインの項を比較することにより、次式（７）として表すことができる。
Figure 0005062325
変動検出ブロック７０の各フィルタ７１，７２の設計手法としては、式（５）で示すζをζ≧１として、その後に、式（６）（７）を用いて設定数αとゲインＧを決定する。
このようにすれば、ζ＞１とすることができ、変動検出ブロック７０の特性が振動的でなくなるという特徴を奏する。
実施例３では、変動検出ブロック７０の構成自体は、実施例２と同じであるが、変動検出ブロック７０の各フィルタ７１，７２の設計方法の手順が異なる。
実施例３の設計手法では、ゲインＧを先に決定し、その後に設定数αを決定する。このようにすることで、振動係数ζを指標とした設計ではなく、ゲインＧの項を優先した設定が可能となる。
具体的には、式（１）で示すゲインの項と、式（４）で示すゲインの項の係数比較を行なうと、ゲインＧを先に設定した場合の設定数αは、次式（８）で表される。
Figure 0005062325
 なお振動係数ζは、実施例２で示した式（５）と同じである。
なお前記実施例２，３は、コンピュータに予め設定した演算処理プログラム（ソフトウエア）を用いて演算することにより、実現することもできる。
つまり、ソフトウエアを利用した実施例では、変動検出ブロック７０としては、ハードウエアであるコンピュータに、変動検出ブロック７０として必要な演算処理をする演算処理プログラム（ソフトエア）を組み込んだ（設定した）ものとして構成することができる。
このようなソフトウエアを利用した実施例に係る変動検出ブロック７０では、次のような演算処理を、演算処理プログラムにより演算する。
（１） 演算処理プログラムにより、変動検出ブロック７０の通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定される。
（２） 上記設定が完了後、変動検出ブロック７０は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
（２−１） 変動検出ブロック７０に入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
（２−２） 変動検出ブロック７０に入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
（２−３） 第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
（２−４） 減算信号にゲインＧを乗算して変動分を求め、この変動分を電流指令Ｉrefd，Ｉrefqとして出力する。
このようにして、演算処理プログラムを用いた演算処理により求めた、有効電流指令Ｉrefd及び無効電流指令Ｉrefqを出力することができる。
図３は、本発明の実施例４に係る変動検出ブロック８０を示す。この変動検出ブロック８０は、系統安定化装置２０の制御部２１（図８参照）に組み込んだ、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図９参照）に適用するものである。
図３に示すように、この変動検出ブロック８０は、ローパスフィルタ８１と、リミッタ８２と、遅延回路８３と、第１の減算器８４と、第２の減算器８５と、加算器８６と、アンプ８７とで構成されている。
なお変動検出ブロック８０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタ８１の時定数をＴ１とする。なおｆ１＝１／Ｔ１となっている。
更に、設定数αは、前述した式（６）で示す値であり、Ｔ３＝Ｔ１×αとして設定している。
ローパスフィルタ８１は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、Ｔ３となっている。時定数Ｔ３は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１に、設定数αを乗算した値である。
ローパスフィルタ８１は、入力信号が入力されると、そのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０５であれば、入力信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄである。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０６であれば、入力信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑである。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２３であれば、入力信号は、周波数信号Ｆである。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２４であれば、入力信号は、振幅信号Ｌである。
リミッタ８２は、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有している。
なお、Ｔ５は、任意の時間に設定したクッション時間であり、Ｔｓは１サンプル周期であり、Ｘはリミット値である。
このリミッタ８２は、１サンプル周期Ｔｓあたりの変化量を制限するものである。リミッタ８２は、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）と−Ｘ（下限のリミット値）の間の値であるときには、その信号の信号値をそのまま保持して出力し、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）以上である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで増加し、その後は値を＋Ｘに制限し、リミッタ８２に入力される信号の信号値が、−Ｘ（下限のリミット値）以下である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで減少し、その後は値を−Ｘに制限する。
遅延回路８３は、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する特性を有している。この遅延回路８３は、例えば、Ｚ-1となった特性を有するＺ変換回路などにより構成することができる。
減算器８４は、一次遅れ特性のフィルタ８１から出力された信号から、遅延回路８３から出力された信号を減算して、減算した信号をリミッタ８２に送る。
つまり、遅延回路８３の出力信号を、リミッタ８２の前段で負帰還している。
加算器８６は、リミッタ８２から出力された信号と、遅延回路８３から出力された信号とを加算して出力する。
つまり、遅延回路８３の出力信号を、リミッタ８２の後段で正帰還している。
遅延回路８３は、加算器から出力された信号を、１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力している。
このように、遅延回路８３から出力された信号を、リミッタ８２の前段で負帰還し、リミッタ８３の後段で正帰還しているため、信号状態は次のようになる。
減算器８４の出力は、「現在のサンプル値−１サンプル周期前のリミッタ処理後の値」となる。したがって、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以下で−Ｘ以上である場合には、リミッタ８２から出力される信号値は０となる。一方、フィルタ８１から減算器８４に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、リミッタ８２から出力される信号値はリミット値（＋Ｘ、−Ｘ）を越えた分の値となる。
加算器８６の出力は、「リミッタの出力＋１サンプル周期前のリミッタ処理後の値」となる。
減算器８５は、一次遅れ特性のローパスフィルタ８１から出力された信号から、加算器８６から出力された信号を減算して出力する。この減算器８５からは、入力信号に含まれている、変動分信号が出力される。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０５であれば、変動分信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１０６であれば、変動分信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２３であれば、変動分信号は、周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
変動検出ブロック８０が変動検出ブロック１２４であれば、変動分信号は、振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
減算器８５から出力される変動分信号は、アンプ８７により増幅される。このアンプ８７のゲインＧは、前述した式（７）で示す値である。
実施例４においては、変動分信号をアンプ８７により増幅し、この増幅した信号を有効分の電流指令Ｉrefdまたは無効分の電流指令Ｉrefqとして出力する。
系統安定化装置２０（電力変換器２２）が電力補償することに起因して、系統連系運転時における系統電流Ｉｓの検出値や、自立運転時における系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、本実施例では、変動分信号をアンプ８７により増幅した信号を、有効分の電流指令Ｉrefdまたは無効分の電流指令Ｉrefqとして出力するため、前記の減少分をアンプ８７により増幅することにより補完していることとなる。
この結果、系統電流Ｉｓの検出値や系統電圧Ｖｓの検出値が減少しても、系統安定化装置２０の制御動作が安定する。
しかも、系統安定化装置２０から配電系統に送り出される電流、つまり電力変換器２２から出力されフィルタ回路２７にてフィルタリング処理されてから配電系統１０に送り出される出力電流を検出するための電流検出器ＡＡや、ＰＩアンプを用いる必要はない。
なお変動検出ブロック８０のフィルタ８１の設計手法としては、式（５）で示すζを、ζ≧１として、その後に、式（６）（７）を用いて設定数αとゲインＧを決定する。
このようにすれば、ζ＞１とすることができ、変動検出ブロック８０の特性が振動的でなくなるという特徴を奏する。
ここで図３に示す変動検出ブロック８０と、図２に示す変動検出ブロック７０の信号特性を、図４を参照して説明する。
例えば、図４（ａ）に示すようなステップ状の信号が変動検出ブロック７０，８０に入力された場合を説明する。
この場合、図２に示す変動検出ブロック７０では、ローパスフィルタ７２の出力波形は図４（ｂ）のようになり、アンプ７４の出力波形は図４（ｃ）のようになる。
一方、図３に示す変動検出ブロック８０では、加算器８６の出力波形は図４（ｄ）のようになり、アンプ８７の出力波形は図４（ｄ）のようになる。
このように、図４（ｂ）〜図４（ｅ）を比較すると、ほぼ同等な動作が行われていることがわかる。
次に、図３に示す変動検出ブロック８０と、図２に示す変動検出ブロック７０の演算負荷を、図５と図６を参照して説明する。
図２に示す変動検出ブロック７０のローパスフィルタ７２を、ＩＩＲ（Infinite Impulse Response）フィルタで実現すると、図５のようになる。図５から分かるように、ローパスフィルタ７２をＩＩＲフィルタで実現すると、乗算が３回、加算が２回、遅延が１回の演算が必要になる。
一方、図３に示す変動検出ブロック８０のうち、リミッタ８２，遅延回路８３，減算器８４，加算器８６の部分（つまりクッション部）を、ＩＩＲフィルタで実現すると、図６のようになる。図６から分かるように、このクッション部をＩＩＲフィルタで実現すると、乗算が０回、加算が２回、遅延が１回の演算が必要になる。
かかる見地からみて、図３に示す変動検出ブロック８０の演算負荷は、図２に示す変動ブロック７０の演算負荷に比べて軽いことが分かる。
実施例５では、変動検出ブロック８０の構成自体は、実施例４と同じであるが、変動検出ブロック８０のフィルタ８１の設計方法の手順が異なる。
実施例５の設計手法では、ゲインＧを先に決定し、その後に設定数αを決定する。このようにすることで、振動係数ζを指標とした設計ではなく、ゲインＧの項を優先した設定が可能となる。
具体的には、式（１）で示すゲインの項と、式（４）で示すゲインの項の係数比較を行なうと、ゲインＧを先に設定した場合の設定数αは、前述した式（８）で表される。
なお振動係数ζは、前述した式（５）と同じである。
なお前記実施例４，５は、コンピュータに予め設定した演算処理プログラム（ソフトウエア）を用いて演算することにより、実現することもできる。
つまり、ソフトウエアを利用した実施例では、変動検出ブロック８０としては、ハードウエアであるコンピュータに、変動検出ブロック８０として必要な演算処理をする演算処理プログラム（ソフトエア）を組み込んだ（設定した）ものとして構成することができる。
このようなソフトウエアを利用した実施例に係る変動検出ブロック８０では、次のような演算処理を、演算処理プログラムにより演算する。
（１）演算処理プログラムにより、変動検出ブロック８０の通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定される。
（２） 上記設定が完了後、変動検出ブロック８０は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
（２−１） 変動検出ブロック８０に入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
（２−２） フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
（２−３） 第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
（２−４） リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
（２−５） 加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、前記遅延信号とし、
（２−６） フィルタ信号から加算信号を減算して第２の減算信号求め、
（２−７） 第２の減算信号に、ゲインＧを乗算して変動分を求め、この変動分を電流指令Ｉrefd，Ｉrefqとして出力する。
このようにして、演算処理プログラムを用いた演算処理により求めた、有効電流指令Ｉrefd及び無効電流指令Ｉrefqを出力することができる。
１ 電力系統、２ 遮断器、１０ 配電系統、１１ 分散電源、１２ 負荷、２０ 系統安定化装置、２１ 制御部、２２ 電力変換器、２３ 直流充電部、２４，２６ 電流検出器、２５ 電圧検出器、６０，７０，８０ 変動検出ブロック、１０５，１０６，１２３，１２４ 変動検出ブロック

Claims (8)

  1. 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
    前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
    前記制御部は、
    前記電力系統が正常であるときには、
    前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
    第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    前記電力系統に異常が発生したときには、
    前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
    第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２としたときに、時定数をＴ１とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ２とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力を第１及び第２のフィルタにフィードバックするフィードバック回路とで構成されていることを特徴とする、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
  2. 請求項１に記載の系統安定化装置において、
    前記第１から第４の変動検出ブロックには、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定されており、
    前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
    当該変動検出ブロックに入力される入力信号と、フィードバック信号を加算し、
    加算された入力信号とフィードバック信号を、時定数をＴ１とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
    加算された入力信号とフィードバック信号を、時定数をＴ２とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
    第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して変動分を求め、前記変動分を電流指令として出力すると共に、前記変動分を前記フィードバック信号としてフィードバックする、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
  3. 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
    前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
    前記制御部は、
    前記電力系統が正常であるときには、
    前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
    第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    前記電力系統に異常が発生したときには、
    前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
    第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプとで構成され、
    しかも、式（０１）で示すζを１以上の値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定されていることを特徴とする、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
    Figure 0005062325
  4. 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
    前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
    前記制御部は、
    前記電力系統が正常であるときには、
    前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
    第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    前記電力系統に異常が発生したときには、
    前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
    第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、遮断周波数をｆ２とした変動検出時間を設定するためのローパスフィルタの時定数をＴ２、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、Ｔ２をαで除算した値をＴ４としたときに、時定数をＴ３とする一次遅れ特性の第１のフィルタと、時定数をＴ４とする一次遅れ特性の第２のフィルタと、第１のフィルタから出力された信号と第２のフィルタから出力された信号を減算して出力する減算器と、この減算器の出力にゲインＧを乗算して出力するアンプとで構成され、
    しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定されていることを特徴とする、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
    Figure 0005062325
  5. 請求項３または請求項４に記載の系統安定化装置において、
    前記第１から第４の変動検出ブロックには、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、低周波数側の遮断周波数がｆ２として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、値が１／ｆ２となっている変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、Ｔ２をαで除算した値がＴ４として設定されており、
    前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
    当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
    当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ４とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
    第１のフィルタ信号から第２のフィルタ信号を減算して減算信号を求め、
    前記減算信号にゲインＧを乗算して変動分を求め、この変動分を電流指令として出力する、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
  6. 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
    前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
    前記制御部は、
    前記電力系統が正常であるときには、
    前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
    第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    前記電力系統に異常が発生したときには、
    前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
    第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
    時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプとを有し
    前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを減算して前記リミッタに送り、
    前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
    前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
    前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記加算器から出力された信号とを減算して前記アンプに出力し、
    前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
    しかも、式（０１）で示すζを１以上の値に設定して、式（０１），（０２），（０３）を用いて、設定値αとゲインＧが設定されていることを特徴とする、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
    Figure 0005062325
  7. 電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
    前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
    前記制御部は、
    前記電力系統が正常であるときには、
    前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
    第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    前記電力系統に異常が発生したときには、
    前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
    第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
    第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
    更に、前記電力変換器から出力される交流出力電流から、交流出力電流の有効分と交流出力電流の無効分を求め、
    前記有効分の電流指令と前記交流出力電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記交流出力電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
    しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、遮断周波数をｆ１としたノイズ除去用ローパスフィルタの時定数をＴ１、ζを振動係数、αを設定数、Ｇをゲイン、Ｔ１にαを乗算した値をＴ３、任意の時間に設定したクッション時間をＴ５、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、
    時定数をＴ３とする一次遅れ特性のフィルタと、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、第１の減算器と、第２の減算器と、加算器と、アンプとを有し
    前記第１の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを減算して前記リミッタに送り、
    前記加算器は、前記リミッタから出力された信号と前記遅延回路から出力された信号とを加算して出力し、
    前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
    前記第２の減算器は、前記一次遅れ特性のフィルタから出力された信号と前記加算器から出力された信号とを減算して前記アンプに出力し、
    前記アンプは前記加算器の出力にゲインＧを乗算して出力し、
    しかも、ゲインＧを任意の値に設定して、式（０４）を用いて、設定値αが設定されている、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
    Figure 0005062325
  8. 請求項６または請求項７に記載の系統安定化装置において、
    前記第１から第４の変動検出ブロックには、
    当該変動検出ブロックの通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数がｆ１として設定され、値が１／ｆ１となっているノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、振動係数がζとして設定され、設定数がαとして設定され、ゲインがＧとして設定され、Ｔ１にαを乗算した値がＴ３として設定され、任意の時間に設定したクッション時間がＴ５として設定され、１サンプル周期がＴｓとして設定され、リミット値がＸとして設定されており、
    前記第１から第４の変動検出ブロックは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
    当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ３とした一次遅れフィルタ処理して、フィルタ信号を求め、
    前記フィルタ信号から遅延信号を減算して第１の減算信号を求め、
    前記第１の減算信号を、±（Ｘ／Ｔ５）Ｔｓとなったリミット特性によりリミット処理して、リミット信号を求め、
    前記リミット信号と遅延信号を加算して加算信号を求め、
    前記加算信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて、前記遅延信号とし、
    前記フィルタ信号から前記加算信号を減算して第２の減算信号求め、
    前記第２の減算信号に、ゲインＧを乗算して変動分を求め、この変動分を電流指令として出力する、
    ことを特徴とする系統安定化装置。
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