JP5705606B2 - 電圧上昇抑制装置および分散電源連系システム - Google Patents
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Description
ΔV=P・r−Q・x
ΔV=Ip ・r−Iq ・x
α=r/x
Q=(r/x)P=α・P
δVp =ΔIp ・r
δVq =ΔIq ・x
αm =(δVp /ΔIp )/(δVq /ΔIq )=r/x
δVp1=(ΔIp2による電圧上昇)+(ΔIp1による電圧上昇)
=ΔIp1・r+ΔIp1・r
=ΔIp1・2r
δVq1=ΔIq1・x
αm =(δVp1/ΔIp1)/(δVq1/ΔIq1)=2(r/x)
前記配電系統と前記分散電源保有設備との連系点における基本波電圧が所定の電圧上限値よりも高いか否かを判断する基本波電圧判断手段と、
前記基本波電圧判断手段における判断結果が肯定の場合に、前記分散電源の運転力率が所定の力率下限値以上か否かを判断する運転力率判断手段と、
前記運転力率判断手段における判断結果が肯定の場合に、前記基本波電圧と前記電圧上限値との差に応じた第1の進相無効電力を演算して出力する第1の無効電力演算手段と、
前記運転力率判断手段における判断結果が否定の場合に、前記分散電源を制御して当該分散電源から出力する有効電力を、前記基本波電圧と前記電圧上限値との差に応じて減少させる有効電力制御手段と、
前記配電系統の基本波の非整数倍次数の注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段と、
前記連系点における前記注入次数の電圧および電流を用いて、前記連系点から見た前記配電系統の基本波成分の抵抗(r1 )、リアクタンス(x1 )および前者の後者に対する比率(α1 =r1 /x1 )を演算する比率演算手段と、
前記分散電源から出力される有効電力、前記比率および0<β<1なる補正係数βを互いに掛け合わせて、第2の進相無効電力を演算して出力する第2の無効電力演算手段と、
前記第1および第2の進相無効電力を互いに加算して、合計進相無効電力を演算して出力する合計無効電力演算手段と、
前記分散電源から出力される有効電力および前記力率下限値を用いて、当該有効電力のときに前記力率下限値を実現する限界進相無効電力を演算する限界無効電力演算手段と、
前記合計進相無効電力を、その上限を前記限界進相無効電力の値に抑制して進相無効電力指令値として前記分散電源に供給して、前記分散電源から出力する進相無効電力を当該進相無効電力指令値に制御する無効電力制御手段とを備えている、ことを特徴としている。
図5に、この発明に係る分散電源連系システムの一例を示す。この分散電源連系システムは、分散電源(図6の分散電源30参照)をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備20が配電系統2に(この実施形態では低圧配電線16に。以下同様)接続された構成をしている。その接続箇所を連系点18と呼ぶ。
α1 =r1 /x1
Qb =α1 ・β・P
Qt =Qa +Qb
DV=Vd −Vlim
Pcom =Pmax −Pdn
Zm =Vm /Im
Zm =rm +jxm
Qlim =tan{cos-1(Pflim )}・P
Pf=tan-1(Q/P)=tan-1α1
(0.62/1.1)<β<(0.62/0.7)
∴0.56<β<0.89
図5に示す例のように、上記電圧上昇抑制装置50をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備20が、同じ変圧器の二次側の配電線(図5の例では同じ変圧器14の二次側の低圧配電線16。以下同様)に接続された分散電源連系システムの場合は、例えば、各電圧上昇抑制装置50は、上記非整数倍次数であって互いに異なる次数mの注入電流Im を注入しかつ当該注入次数mの電圧および電流を測定するものにするのが好ましい。例えば、注入次数mを2.2次、2.4次、2.6次、2.8次・・・などと、互いに異なる次数にする。
α2 =(r+rt )/(x+xt )
γ=α1 /α2
={r/x}/{(r+rt )/(x+xt )}
=(1+xt /x)/(1+rt /r)
Qb =α1 ・β・P=γ・α2 ・β・P
図5に示した分散電源連系システムを模した図15のモデルを用いて、電圧上昇抑制制御のシミュレーションを行った結果を説明する。
分散電源30は、上記例の太陽光発電システム以外のものでも良い。例えば、インバータを用いる例を挙げると、分散電源30は、燃料電池と上記インバータ34のようなインバータとを有する燃料電池発電設備等でも良い。あるいは、交流発電機を有していてインバータを用いない例を挙げると、分散電源30は、コージェネレーション発電設備、風力発電設備等でも良い。上記電圧上昇抑制装置50からの指令信号(具体的には上記有効電力指令値Pcom 、進相無効電力指令値Qcom )に応答して、交流発電機から出力する有効電力および/または無効電力を指令値に制御する技術は、公知の技術を利用することができる。簡単に説明すれば、交流発電機の出力電圧の位相を制御することによって、有効電力を制御することができる。交流発電機の界磁を制御して出力電圧の大きさを制御することによって、無効電力を制御することができる。
16 低圧配電線
18 連系点
20 分散電源保有設備
30 分散電源
50 電圧上昇抑制装置
54 基本波電圧判断部
56 運転力率判断部
58 第1の無効電力演算部
60 有効電力制御部
62 比率演算部
64 第2の無効電力演算部
66 合計無効電力演算部
68 限界無効電力演算部
70 無効電力制御部
72 電流注入部
124 重複防止部
P 有効電力
Q 進相無効電力
α1 、α2 比率
Claims (4)
- 配電系統に接続された分散電源保有設備の分散電源を制御して、当該配電系統の電圧上昇を抑制する電圧上昇抑制装置であって、
前記配電系統と前記分散電源保有設備との連系点における基本波電圧が所定の電圧上限値よりも高いか否かを判断する基本波電圧判断手段と、
前記基本波電圧判断手段における判断結果が肯定の場合に、前記分散電源の運転力率が所定の力率下限値以上か否かを判断する運転力率判断手段と、
前記運転力率判断手段における判断結果が肯定の場合に、前記基本波電圧と前記電圧上限値との差に応じた第1の進相無効電力を演算して出力する第1の無効電力演算手段と、
前記運転力率判断手段における判断結果が否定の場合に、前記分散電源を制御して当該分散電源から出力する有効電力を、前記基本波電圧と前記電圧上限値との差に応じて減少させる有効電力制御手段と、
前記配電系統の基本波の非整数倍次数の注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段と、
前記連系点における前記注入次数の電圧および電流を用いて、前記連系点から見た前記配電系統の基本波成分の抵抗(r1 )、リアクタンス(x1 )および前者の後者に対する比率(α1 =r1 /x1 )を演算する比率演算手段と、
前記分散電源から出力される有効電力、前記比率および0<β<1なる補正係数βを互いに掛け合わせて、第2の進相無効電力を演算して出力する第2の無効電力演算手段と、
前記第1および第2の進相無効電力を互いに加算して、合計進相無効電力を演算して出力する合計無効電力演算手段と、
前記分散電源から出力される有効電力および前記力率下限値を用いて、当該有効電力のときに前記力率下限値を実現する限界進相無効電力を演算する限界無効電力演算手段と、
前記合計進相無効電力を、その上限を前記限界進相無効電力の値に抑制して進相無効電力指令値として前記分散電源に供給して、前記分散電源から出力する進相無効電力を当該進相無効電力指令値に制御する無効電力制御手段とを備えている、ことを特徴とする電圧上昇抑制装置。 - 前記補正係数βを0.5〜0.8の範囲に設定している請求項1記載の電圧上昇抑制装置。
- 請求項1または2に記載の電圧上昇抑制装置をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が、同じ変圧器の二次側の配電線に接続された分散電源連系システムであって、
前記各電圧上昇抑制装置は、前記非整数倍次数であって互いに異なる次数の注入電流を注入しかつ当該注入次数の電圧および電流を測定するものである、ことを特徴とする分散電源連系システム。 - 請求項1または2に記載の電圧上昇抑制装置をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が、同じ変圧器の二次側の配電線に接続された分散電源連系システムであって、
前記各電圧上昇抑制装置は、前記非整数倍次数であって互いに同じ次数の注入電流を注入しかつ当該注入次数の電圧および電流を測定するものであり、
更に前記各電圧上昇抑制装置は、前記注入電流の注入ならびに前記注入次数の電圧および電流の測定のタイミングが、各電圧上昇抑制装置間で互いに重複することを防止する重複防止手段を備えている、ことを特徴とする分散電源連系システム。
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