JP6354092B2 - AC power supply device and isolated operation detection method - Google Patents
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Description
本発明は交流電源装置及び単独運転検出方法に関し、特に商用系統電源との連系運転が可能な交流電源装置及びその単独運転検出方法に関する。 The present invention relates to an AC power supply device and an isolated operation detection method, and more particularly to an AC power supply device capable of interconnecting operation with a commercial power supply and an isolated operation detection method thereof.
近年、太陽電池パネル等を利用して発電した電力を交流電源として出力する交流電源装置の普及が進んでいる。このような交流電源装置は、発電所等から供給される商用系統電源と連系して家庭等で利用される電力の一部を賄う。この交流電源装置は、商用系統電源を点検等のため停止する場合、或いは、商用系統電源が停電等で一時的に切り離された場合には、連系している発電設備等の出力を停止することが求められる。このような場合に線路負荷への電力供給を停止しない場合、商用系統電源側で本来は電力の供給が停止した状態であるにも関わらず、商用系統電源に交流電源装置から電力が供給され系統の安全性が確保出来ないためである。そこで、特許文献1に、商用系統電源が切り離されて交流電源装置が単独動作する状態となる単独運転を検出する方法が開示されている。
In recent years, an AC power supply device that outputs electric power generated using a solar battery panel or the like as an AC power supply has been popularized. Such an AC power supply device covers a part of electric power used in a home or the like in connection with a commercial power supply supplied from a power plant or the like. This AC power supply device stops the output of the connected power generation equipment, etc. when the commercial system power supply is stopped for inspection or when the commercial system power supply is temporarily disconnected due to a power failure or the like Is required. In such a case, if the power supply to the line load is not stopped, the power is supplied from the AC power supply to the commercial system power supply even though the power supply is originally stopped on the commercial system power supply side. This is because the safety cannot be secured. Therefore,
特許文献1は、単独運転検出方法を開示するものである。特許文献1では、系統電源の電源信号が一定の条件を満たしたことに応じて、電源信号の周波数変化を助長する方向に無効電力を注入し、その時の電源信号の周波数変化に基づき単独運転を検出するものである。
しかしながら、特許文献1に開示された方法では、系統の一時的な擾乱による周波数変動を単独運転として誤検出してしまう問題がある。
However, the method disclosed in
本発明にかかる交流電源装置の一態様は、直流電源信号から交流電源信号を生成し、前記交流電源信号を商用系統電源が伝達される系統配線に出力するインバータと、前記インバータを制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記商用系統電源が切り離された状態となる単独運転であることを検出する単独運転検出部を有し、前記単独運転検出部は、前記単独運転となっている可能性を判断する単独運転可能性判定処理を行い、前記単独運転可能性判定処理において、前記単独運転の可能性があると判断された後は、前記単独運転を判定する単独運転判定処理を行い、前記単独運転判定処理では、前記系統配線に伝達される電源信号の最新の周波数を示す最新周波数を第1のバッファに蓄積すると共に、過去の前記電源信号の周波数からの前記最新周波数の変化極性を示す極性値を第2のバッファに蓄積し、予め設定された判定期間内に蓄積された前記最新周波数と前記極性値とに基づき、前記電源信号の周波数が単調増加又は単調減少かつ前記電源信号の周波数の変化量が予め設定した周波数変化閾値範囲外となったことに応じて、前記単独運転であることを検出する。 One aspect of the AC power supply device according to the present invention is an inverter that generates an AC power signal from a DC power signal and outputs the AC power signal to a system wiring to which a commercial system power is transmitted, and a control unit that controls the inverter And the control unit has an isolated operation detection unit that detects that the commercial system power supply is disconnected and is in an isolated operation, and the isolated operation detection unit becomes the isolated operation. An isolated operation determination process is performed to determine the isolated operation after it is determined that there is a possibility of the isolated operation in the isolated operation possibility determination process. In the isolated operation determination process, the latest frequency indicating the latest frequency of the power signal transmitted to the system wiring is stored in the first buffer, and the frequency of the power signal in the past is stored. A polarity value indicating the change polarity of the latest frequency is accumulated in the second buffer, and the frequency of the power supply signal is monotonously increased based on the latest frequency and the polarity value accumulated in a preset determination period. The single operation is detected in response to a monotonous decrease and the amount of change in the frequency of the power signal is outside a preset frequency change threshold range.
本発明にかかる単独運転検出方法の一態様は、直流電源信号から交流電源信号を生成し、前記交流電源信号を商用系統電源が伝達される系統配線に出力するインバータと、前記インバータを制御すると共に商用系統電源が切り離された状態となる単独運転であることを検出する制御部と、を有する交流電源装置における単独運転検出方法であって、前記単独運転となっている可能性を判断する単独運転可能性判定処理を行い、前記単独運転可能性判定処理において、前記単独運転の可能性があると判断された後は、前記単独運転を判定する単独運転判定処理を行い、前記単独運転判定処理では、前記系統配線に伝達される電源信号の最新の周波数を示す最新周波数の情報を蓄積すると共に、過去の前記電源信号の周波数からの前記最新周波数の変化極性を示す極性値の情報を蓄積し、予め設定された判定期間内に蓄積された前記最新周波数と前記極性値とに基づき、前記電源信号の周波数が単調増加又は単調減少かつ前記電源信号の周波数の変化量が予め設定した周波数変化閾値範囲外となったことに応じて、前記単独運転であることを検出する。 One aspect of the islanding detection method according to the present invention is an inverter that generates an AC power signal from a DC power signal and outputs the AC power signal to a system wiring to which a commercial system power is transmitted, and controls the inverter. A control unit that detects that the commercial system power supply is disconnected, and an independent operation detection method for an AC power supply apparatus that determines the possibility of the isolated operation. After determining that there is a possibility of the isolated operation in the isolated operation possibility determining process, the isolated operation determining process for determining the isolated operation is performed. The latest frequency information indicating the latest frequency of the power signal transmitted to the system wiring is accumulated and the latest frequency from the frequency of the power signal in the past is stored. Information on the polarity value indicating the change polarity is accumulated, and based on the latest frequency and the polarity value accumulated within a preset determination period, the frequency of the power signal is monotonously increased or monotonically decreased and the power signal The single operation is detected in response to the frequency change amount being outside the preset frequency change threshold range.
本発明にかかる交流電源装置及びその単独運転検出方法は、単独運転である可能性があると判定された後に、一定期間の間の電源信号の周波数の履歴を蓄積し、当該履歴に基づき、電源信号の周波数が単調増加又は単調減少し、かつ、その間の周波数の変化量が予め設定した周波数変化閾値範囲外となったことに応じて、交流電源装置が単独運転であること検出する。これにより、交流電源装置及びその単独運転検出方法は、電源信号の周波数の変化量が単独運転として一般的に規定されている変化量に達する前に、その周波数変化の傾向に基づき単独運転を検出することができる。 The AC power supply apparatus and its isolated operation detection method according to the present invention accumulates the frequency history of the power signal for a certain period after it is determined that there is a possibility of isolated operation, and based on the history, the power supply When the frequency of the signal monotonously increases or monotonously decreases and the amount of change in the frequency is outside the preset frequency change threshold range, it is detected that the AC power supply device is operating alone. As a result, the AC power supply device and the islanding operation detection method detect the islanding operation based on the tendency of the frequency change before the amount of change in the frequency of the power signal reaches the amount of change generally defined as islanding operation. can do.
本発明によれば、誤検出を防ぎながら単独運転の検出にかかる時間を短くすることが出来る。 According to the present invention, it is possible to shorten the time required for detecting an isolated operation while preventing erroneous detection.
実施の形態1
以下では、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。実施の形態1にかかる交流電源装置1は、発電所等で発電された電力を需要者に供給する商用系統電源SPSと連系して動作する連系動作状態と、商用系統電源SPSとは独立して動作する単独動作状態と、を有する。また、実施の形態1にかかる交流電源装置1は、連系動作状態で動作中に商用電源が切り離されて単独運転状態となってしまった状態を検出する単独運転検出を行う。以下では、特に、実施の形態1にかかる交流電源装置1の単独運転検出方法について説明を行う。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The AC
実施の形態1にかかる交流電源装置1のブロック図を図1に示す。図1に示す例では、交流電源装置1の利用形態が分かるように、商用系統電源SPS及び電力供給対象の負荷を示した。負荷は、例えば家庭で利用される電化製品等である。
FIG. 1 shows a block diagram of an AC
図1に示すように、実施の形態1にかかる交流電源装置1は、PCS(Power Conditioner System)10を有し、このPCS10にはPV(Photo Voltaics)及び、蓄電池BATが接続される。なお、交流電源装置1は、PVの代わりに風力発電機等の他の発電源が接続されていても良い。
As shown in FIG. 1, the
PCS10は、制御部(例えば、エネルギー管理部11)、DC/DCコンバータ12、DC/ACインバータ13、DC/DCコンバータ14、スイッチSW1を有する。エネルギー管理部11は、例えば、CPU(Central Processing Unit)等の演算装置を備え、DC/DCコンバータ12、DC/DCコンバータ14及びDC/ACインバータ13の制御を行う。また、エネルギー管理部11は、単独運転検出部11aを有する。この単独運転検出部11aの詳細な説明は後述する。
The PCS 10 includes a control unit (for example, energy management unit 11), a DC /
DC/DCコンバータ12は、太陽電池パネルPVで発電された電力の直流電圧の電圧レベルを変換してDC/ACインバータ13に出力する。DC/DCコンバータ14は、バッテリーBATに蓄積された電力の直流電圧の電圧レベルを変換してDC/ACインバータ13に出力する。DC/ACインバータ13は、DC/DCコンバータ12により与えられた直流電力を交流電力に変換して商用系統電源SPSからの電力が供給される系統配線に出力する。つまり、DC/ACインバータ13は、直流電源信号から交流電源信号を生成し、生成した交流電電信号を商用系統電源SPSからの電力が供給される系統配線に出力する。スイッチSW1は、DC/ACインバータ13と系統配線との間に設けられ、エネルギー管理部11が出力するスイッチ制御信号に基づき開閉状態が制御される。
The DC /
電源信号モニタ部31は、系統配線に伝達する電源信号の電圧及び電流をモニタし、モニタした電圧及び電流の値をモニタ信号S1としてエネルギー管理部11に出力する。なお、系統接続点には、商用系統電源SPSから供給される電力の信号と、PCS10からの出力が混合した電源信号が伝達する。
The power
続いて、エネルギー管理部11の単独運転検出部11aの動作について説明する。単独運転検出部11aでは、系統配線に伝達する電源信号の周波数の変化に基づき交流電源装置1が単独運転状態に移行したことを検出する。この電源信号の周波数変化を検出するために、単独運転検出部11aでは、周波数の移動平均値から算出される最新周波数、過去周波数及び周波数偏差を利用する。そこで、単独運転検出部11aの具体的な動作を説明する前に、単独運転検出処理で用いられる最新周波数、過去周波数及び周波数偏差の算出方法について説明する。そこで、図2に実施の形態1にかかる交流電源装置における単独運転検出方法で用いる最新周波数、過去周波数及び周波数偏差の計算方法を説明する図を示す。
Then, operation | movement of the independent operation | movement detection part 11a of the
図2に示すように、電源信号の周波数とは独立して設定される一定の周期(例えば、5msecの周期)で電源信号の周波数を保持する。図2では、保持された電源信号の周波数情報をC−3〜Cm(mは、周波数情報の番号を示す整数)で示した。 As shown in FIG. 2, the frequency of the power supply signal is held at a constant cycle (for example, a cycle of 5 msec) set independently of the frequency of the power supply signal. In FIG. 2, the frequency information of the held power signal is indicated by C-3 to Cm (m is an integer indicating the frequency information number).
単独運転検出部11aは、最新周波数として、周波数検出部より半周期毎に得られる周波数の2回移動平均値を用いる。 The isolated operation detection unit 11a uses the twice moving average value of the frequency obtained every half cycle from the frequency detection unit as the latest frequency.
単独運転検出部11aは、過去周波数として、最新周波数から一定期間前(例えば200msec前)の80msec分の移動平均値を用いる。また、単独運転検出部11aは、周波数偏差として最新周波数から過去周波数を引いた値を用いる。なお、エネルギー管理部11においては、前記周波数偏差を用いる。
The isolated operation detection unit 11a uses, as the past frequency, a moving average value for 80 msec before a certain period (for example, 200 msec before) from the latest frequency. Further, the isolated operation detection unit 11a uses a value obtained by subtracting the past frequency from the latest frequency as the frequency deviation. The
また、上述した周波数情報Cmは、電源信号の半周期毎に更新される系統周波数情報に基づき蓄積されるものである。そこで、図3に実施の形態1にかかる交流電源装置における単独運転検出方法における電源信号の周波数の更新タイミングを説明する図を示す。 The frequency information Cm described above is accumulated based on the system frequency information updated every half cycle of the power supply signal. FIG. 3 is a diagram for explaining the update timing of the frequency of the power signal in the isolated operation detection method in the AC power supply according to the first embodiment.
図3に示すように、系統周波数の情報は、電源信号の半周期毎に更新される。この電源信号の周期は、電源信号モニタ部31で検出された電圧又は電流の情報に基づき決定される周期である。交流電源装置1では、電源信号モニタ部31が出力するモニタ信号S1に含まれる電圧情報に基づき、電源信号のゼロクロス点を検出し、当該ゼロクロス点の間隔に基づき電源信号の半周期の検出及び電源信号の周波数を取得する。電源信号の周期及び周波数は、例えば、フーリエ変換処理等を用いて算出することもできる。
As shown in FIG. 3, the system frequency information is updated every half cycle of the power signal. The cycle of the power signal is a cycle determined based on voltage or current information detected by the
一方、移動平均等の算出に用いられる周波数情報Cmは、電源信号の周期とは独立した一定の周期で更新される。図3では、約50Hzの電源信号をモニタし、5msec毎に周波数情報の更新を行う例を示した。そのため、図3では、電源信号の一周期中に周波数情報Cmが2回更新されている。また、図3では、エネルギー管理部11では、例えば、80msec分の周波数情報Cmから過去周波数情報を算出する例を示した。
On the other hand, the frequency information Cm used for calculating the moving average or the like is updated at a constant cycle independent of the cycle of the power supply signal. FIG. 3 shows an example in which a power signal of about 50 Hz is monitored and frequency information is updated every 5 msec. Therefore, in FIG. 3, the frequency information Cm is updated twice during one cycle of the power signal. Moreover, in FIG. 3, the
続いて、単独運転検出部11aの具体的な単独運転検出処理について説明する。図4に、実施の形態1にかかる交流電源装置1の単独運転検出処理について説明する。なお、単独運転検出部11aには、処理に必要なフラグとして検出期間フラグFDTMが設けられ、処理に必要な値を保持するバッファとして第1のバッファBUF_A、第2のバッファBUF_Bが設けられる。また、図4では、処理に必要なバッファの番号を示す値としてiを示した。このiは、交流電源装置1の起動時に初期値として0が与えられるものである。
Next, a specific isolated operation detection process of the isolated operation detection unit 11a will be described. FIG. 4 illustrates an isolated operation detection process of the AC
図4に示すように、単独運転検出部11aは、電源信号の半周期毎にステップS11〜S28の単独運転検出処理を行う(ステップS10)。単独運転検出処理では、まず、期間検出フラグFDTMが有効(例えば、1)であるか否かを確認する(ステップS11)。ステップS11において、期間検出フラグFDTMが無効(例えば、0)であった場合は、ステップS12〜S13の単独運転可能性判定処理を行う。一方、ステップS11において、期間検出フラグFDTMが有効であった場合は、ステップS15〜S28の単独運転判定処理を行う。なお、ステップS19〜ステップS21は、単独運転可能性判定処理においても行われる処理である。 As illustrated in FIG. 4, the isolated operation detection unit 11 a performs the isolated operation detection process of steps S <b> 11 to S <b> 28 for each half cycle of the power signal (step S <b> 10). In the isolated operation detection process, first, it is confirmed whether or not the period detection flag FDTM is valid (for example, 1) (step S11). In step S11, when the period detection flag FDTM is invalid (for example, 0), the independent operation possibility determination process in steps S12 to S13 is performed. On the other hand, if the period detection flag FDTM is valid in step S11, the single operation determination process in steps S15 to S28 is performed. In addition, step S19-step S21 are the processes performed also in an independent driving possibility determination process.
単独運転可能性判定処理では、まず、周波数偏差を算出する(ステップS12)。そして、周波数偏差が検出開始閾値範囲外であるか否かを判断する(ステップS13)。検出開始閾値範囲は、例えば、周波数偏差の絶対値が0.1Hzを超えない範囲を検出開始閾値範囲として設定することができる。 In the isolated operation possibility determination process, first, a frequency deviation is calculated (step S12). Then, it is determined whether or not the frequency deviation is outside the detection start threshold range (step S13). As the detection start threshold range, for example, a range where the absolute value of the frequency deviation does not exceed 0.1 Hz can be set as the detection start threshold range.
そして、ステップS13において、周波数偏差の絶対値が検出開始閾値範囲内であった場合には、単独運転検出部11aは、交流電源装置1が単独運転状態にないと判断し(ステップS19)、iをゼロに初期化する(ステップS20)と共に、検出期間フラグFDTMを無効な状態とする(ステップS21)。
In step S13, when the absolute value of the frequency deviation is within the detection start threshold range, the isolated operation detection unit 11a determines that the AC
一方、ステップS13において、周波数偏差の絶対値が検出開始閾値範囲外であった場合(ステップS13のYESの枝)には、単独運転検出部11aは、iをゼロに初期化して(ステップS14)、単独運転判定処理を開始する。 On the other hand, if the absolute value of the frequency deviation is outside the detection start threshold range in step S13 (YES branch in step S13), the isolated operation detection unit 11a initializes i to zero (step S14). The independent operation determination process is started.
単独運転判定処理では、まず、検出期間フラグFDTMを有効な状態(例えば、1)とする(ステップS15)。続いて、単独運転検出部11aは、第1のバッファBUF_A[0]にその時点で算出されている最新周波数を保持する(ステップS16)。また、単独運転検出部11aは、周波数変化の極性を示す周波数変化極性を第2のバッファBUF_B[0]に保持する(ステップS17)。このステップS17では、周波数偏差が正の値であれば1を第2のバッファBUF_B[0]に保持し、周波数偏差が負の値であれば0を第2のバッファBUF_B[0]に保持する。そして、単独運転検出部11aは、カウント値iを1つ増加させる(ステップS18)。 In the isolated operation determination process, first, the detection period flag FDTM is set to a valid state (for example, 1) (step S15). Subsequently, the isolated operation detection unit 11a holds the latest frequency calculated at that time in the first buffer BUF_A [0] (step S16). Further, the isolated operation detection unit 11a holds the frequency change polarity indicating the frequency change polarity in the second buffer BUF_B [0] (step S17). In step S17, 1 is held in the second buffer BUF_B [0] if the frequency deviation is a positive value, and 0 is held in the second buffer BUF_B [0] if the frequency deviation is a negative value. . Then, the isolated operation detection unit 11a increases the count value i by one (step S18).
上記ステップS15により、期間検出フラグFDTMが有効状態となった後は、単独運転検出部11aは、ステップS11の判断により、単独運転検出処理が起動される毎にステップS22以降の処理を行う。 After the period detection flag FDTM becomes valid in step S15, the isolated operation detection unit 11a performs the processing after step S22 every time the isolated operation detection process is activated based on the determination in step S11.
ステップS22では、検出処理を起動した時点で算出された最新周波数を第1のバッファBUF_A[i]に保持する。また、ステップS23において、周波数変化量を算出し、周波数変化極性を第2のバッファBUF_B[i]に保持する(ステップS23)。なお、ここでの周波数変化量とは、現時点での最新周波数から前回の単独運転検出処理における最新周波数を引いた値である。そして、ステップS23では、周波数変化量が正の値であれば1を第2のバッファBUF_B[i]に保持し、周波数変化量が負の値であれば0を第2のバッファBUF_B[i]に保持する。 In step S22, the latest frequency calculated at the time when the detection process is started is held in the first buffer BUF_A [i]. In step S23, the frequency change amount is calculated, and the frequency change polarity is held in the second buffer BUF_B [i] (step S23). Here, the frequency change amount is a value obtained by subtracting the latest frequency in the last isolated operation detection process from the latest frequency at the present time. In step S23, if the frequency change amount is a positive value, 1 is held in the second buffer BUF_B [i], and if the frequency change amount is a negative value, 0 is stored in the second buffer BUF_B [i]. Hold on.
続いて、単独運転検出部11aは、カウント値iが予め設定した判定期間値N以上となっているか否かを判定する(ステップS24)。この判定期間値Nは任意の値を設定可能であるが、本実施の形態では7(例えば、蓄積するバッファの数が8個)とする。なお、判定期間値Nは、予想される一時的な系統擾乱による周波数の変動期間に合わせることが好ましい。 Subsequently, the isolated operation detection unit 11a determines whether or not the count value i is equal to or greater than a preset determination period value N (step S24). Although this determination period value N can be set to an arbitrary value, in the present embodiment, it is set to 7 (for example, the number of buffers to be accumulated is 8). Note that the determination period value N is preferably matched to a frequency fluctuation period due to an expected temporary system disturbance.
ステップS24で、カウント値iが判定期間値Nよりも小さい場合(ステップS24のNOの枝)、単独運転検出部11aは、カウント値iを1つ増加させて単独運転検出処理を一旦終了する(ステップS28)。つまり、単独運転検出部11aは、カウント値iが判定期間値Nに達するまで、第1のバッファBUF_Aに新たに計算される最新周波数を蓄積すると共に、第2のバッファBUF_Bに新たに計算される周波数変化極性の値を蓄積する。 If the count value i is smaller than the determination period value N in step S24 (NO branch of step S24), the isolated operation detection unit 11a increments the count value i by 1 and ends the isolated operation detection process once ( Step S28). That is, the isolated operation detection unit 11a stores the latest frequency newly calculated in the first buffer BUF_A and newly calculated in the second buffer BUF_B until the count value i reaches the determination period value N. Accumulate frequency change polarity values.
一方、ステップS24において、カウント値iが判定期間値Nに達したと判断された場合(ステップS24のYESの枝)、単独運転検出部11aは、第2のバッファBUF_B[i]の値を参照して判定期間中の周波数変化が単調増加、又は、単調減少であったか否かを判定する(ステップS25)。例えば、判定期間中の周波数変化が単調増加であった場合、第2のバッファBUF_B[0]から第2のバッファBUF_B[N]を積算した値がN+1となる。また、判定期間中の周波数変化が単調減少であった場合、第2のバッファBUF_B[0]から第2のバッファBUF_B[N]を積算した値が0となる。 On the other hand, when it is determined in step S24 that the count value i has reached the determination period value N (YES in step S24), the isolated operation detection unit 11a refers to the value of the second buffer BUF_B [i]. Then, it is determined whether the frequency change during the determination period is monotonously increasing or monotonically decreasing (step S25). For example, when the frequency change during the determination period is monotonically increasing, the value obtained by integrating the second buffer BUF_B [0] to the second buffer BUF_B [N] is N + 1. When the frequency change during the determination period is monotonously decreasing, the value obtained by integrating the second buffer BUF_B [0] from the second buffer BUF_B [0] is 0.
ステップS25の判定処理で判定期間中の周波数変化が単調増加又は単調減少でなかった場合(ステップS25のNOの枝)、単独運転検出部11aは、交流電源装置1が単独運転状態にないと判断し(ステップS19)、iをゼロに初期化する(ステップS20)と共に、検出期間フラグFDTMを無効な状態とする(ステップS21)。
When the frequency change during the determination period is not monotonously increasing or decreasing in the determination process of step S25 (NO branch of step S25), the single operation detection unit 11a determines that the AC
ステップS25の判定処理で判定期間中の周波数変化が単調増加又は単調減少であった場合(ステップS25のYESの枝)、第1のバッファBUF_Aを参照して判定期間中の周波数の増加量又は減少量が周波数変化閾値範囲外か否かを判断する(ステップS26)。ここで、周波数変化閾値範囲は、予想される一時的な系統擾乱による周波数の緩やかな変動(例えば、±2Hz/秒)により単独運転を誤検出しないように0.2Hz程度に設定することが好ましい。また、周波数の増加量又は減少量は、最初に値が保持される第1のバッファBUF_A[0]に格納されている最新周波数から最後に値が保持される第2のバッファBUF_A[N]に格納されている最新周波数を引いた値の絶対値として算出されるものである。 When the frequency change during the determination period in the determination process in step S25 is monotonically increasing or decreasing (YES in step S25), the frequency increase or decrease during the determination period with reference to the first buffer BUF_A It is determined whether the amount is outside the frequency change threshold range (step S26). Here, the frequency change threshold range is preferably set to about 0.2 Hz so as not to erroneously detect an isolated operation due to a gradual change in frequency (for example, ± 2 Hz / second) due to an expected temporary system disturbance. . Further, the amount of increase or decrease of the frequency is changed from the latest frequency stored in the first buffer BUF_A [0] in which the value is first held to the second buffer BUF_A [N] in which the value is finally held. It is calculated as the absolute value of the value obtained by subtracting the latest stored frequency.
そして、ステップS26において、周波数の増加量又は減少量が、周波数変化閾値範囲以上であった場合、単独運転検出部11aは、単独運転検出状態(ステップS27)となる。一方、ステップS26において、周波数の増加量又は減少量が、周波数変化閾値範囲よりも小さい場合、単独運転検出部11aは、交流電源装置1が単独運転状態にないと判断し(ステップS19)、iをゼロに初期化する(ステップS20)と共に、検出期間フラグFDTMを無効な状態とする(ステップS21)。
And in step S26, when the amount of increase or decrease in frequency is equal to or greater than the frequency change threshold range, the isolated operation detection unit 11a enters the isolated operation detection state (step S27). On the other hand, if the increase or decrease in the frequency is smaller than the frequency change threshold range in step S26, the isolated operation detection unit 11a determines that the AC
以上の動作により、単独運転が検出された場合、エネルギー管理部11は、スイッチ制御信号の論理レベルを切り換えて、スイッチSW1を開状態(オフ状態)とする。これにより、交流電源装置1は、単独運転が検出されたことに応じて出力を停止することができる。
When the isolated operation is detected by the above operation, the
上記説明より、実施の形態1にかかる交流電源装置1では、電源信号の周波数変化が一定以上に大きくなった後の周波数の履歴情報に基づき単独運転判定処理を開始し、当該一定期間の間に行われる単独運転判定処理中の電源信号の変化が一定の条件以上の変化を示したことに応じて単独運転を検出することができる。特に、実施の形態1にかかる交流電源装置1では、周波数偏差に基づき単独運転の兆候を早期に判定し、かつ、単独運転の可能性があると判定された後の短い期間の電源信号の微細な周波数変化に基づき単独運転を検出することができる。
From the above description, in the AC
このような多重の判定処理により、実施の形態1にかかる交流電源装置1では、単独運転の誤検出を防ぐことができる。また、実施の形態1にかかる交流電源装置1では、短い期間における電源信号の周波数変化に基づき単独運転を判定できるため、単独運転状態であると判定されるまでの時間を短くすることができる。
By such multiple determination processing, the AC
PCSは、単独運転状態に移行後、瞬時(例えば、0.2秒以内)に系統から切り離す必要があり、系統擾乱による一時的な周波数変動時(例えば、0.8Hz増加3サイクル継続)は単独運転状態とはみなさず、連系運転を継続する必要がある。実施の形態1にかかる交流電源装置1では、電源信号の周波数を50Hz、判定機関値Nを7とした場合、約0.08秒で単独運転が検出可能である。また、同じ条件で電源信号の周波数を60Hzとした場合、約0.07秒で単独運転を検出可能である。
The PCS needs to be disconnected from the system instantaneously (for example, within 0.2 seconds) after shifting to the single operation state, and when the frequency fluctuates temporarily due to system disturbance (for example, 3 cycles of 0.8 Hz increase) It is necessary to continue the interconnected operation without considering it as an operation state. In the AC
また、実施の形態1にかかる交流電源装置1における単独運転検出方法は、ステップ注入付き周波数フィードバック方式の単独運転検出方法と組み合わせることも可能である。このように、ステップ注入付き周波数フィードバック方式の単独運転検出方法と組み合わせた場合、より高精度、かつ、高速に単独運転を検出することができる。
Further, the isolated operation detection method in the AC
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be changed as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
1 交流電源装置
10 PV用PCS
11 エネルギー管理部
11a 単独運転検出部
12、14 DC/DCコンバータ
13 DC/ACインバータ
20 BAT用PCS
SW1 スイッチ
S1 モニタ信号
PV 太陽電池パネル
BAT バッテリー
SPS 商用系統電源
CB 遮断機
1
11 Energy Management Unit 11a Independent
SW1 switch S1 monitor signal PV solar panel BAT battery SPS commercial power supply CB breaker
Claims (9)
前記インバータを制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、
前記商用系統電源が切り離された状態となる単独運転であることを検出する単独運転検出部を有し、
前記単独運転検出部は、
前記単独運転となっている可能性を判断する単独運転可能性判定処理を行い、
前記単独運転可能性判定処理において、前記単独運転の可能性があると判断された後は、前記単独運転を判定する単独運転判定処理を行い、
前記単独運転判定処理では、
前記系統配線に伝達される電源信号の最新の周波数を示す最新周波数を第1のバッファに蓄積すると共に、過去の前記電源信号の周波数からの前記最新周波数の変化極性を示す極性値を第2のバッファに蓄積し、
予め設定された判定期間内に蓄積された前記最新周波数と前記極性値とに基づき、前記電源信号の周波数が単調増加又は単調減少かつ前記電源信号の周波数の変化量が周波数変化閾値範囲以上となったことに応じて、前記単独運転であることを検出する交流電源装置。 An inverter that generates an AC power signal from a DC power signal and outputs the AC power signal to a system wiring to which power from a commercial power supply is supplied;
A control unit for controlling the inverter,
The controller is
Having an isolated operation detection unit for detecting that the commercial system power supply is in an isolated operation in a disconnected state;
The isolated operation detection unit
Performing an isolated operation possibility determination process for determining the possibility of the isolated operation,
In the single operation possibility determination process, after it is determined that there is a possibility of the single operation, the single operation determination process for determining the single operation is performed,
In the isolated operation determination process,
The latest frequency indicating the latest frequency of the power signal transmitted to the system wiring is stored in the first buffer, and the polarity value indicating the change polarity of the latest frequency from the frequency of the power signal in the past is set to the second value. Accumulate in the buffer,
Based on the latest frequency and the polarity value accumulated within a predetermined determination period, the frequency of the power signal monotonously increases or decreases monotonically and the amount of change in the frequency of the power signal exceeds the frequency change threshold range. In response to this, an AC power supply device that detects the single operation.
前記単独運転となっている可能性を判断する単独運転可能性判定処理を行い、
前記単独運転可能性判定処理において、前記単独運転の可能性があると判断された後は、前記単独運転を判定する単独運転判定処理を行い、
前記単独運転判定処理では、
前記系統配線に伝達される電源信号の最新の周波数を示す最新周波数の情報を蓄積すると共に、過去の前記電源信号の周波数からの前記最新周波数の変化極性を示す極性値の情報を蓄積し、
予め設定された判定期間内に蓄積された前記最新周波数と前記極性値とに基づき、前記電源信号の周波数が単調増加又は単調減少かつ前記電源信号の周波数の変化量が周波数変化閾値範囲外となったことに応じて、前記単独運転であることを検出する交流電源装置における単独運転検出方法。 In an independent operation in which an AC power signal is generated from a DC power signal and the AC power signal is output to a system wiring to which a commercial system power is transmitted, and the inverter is controlled and the commercial system power is disconnected. A control unit for detecting that there is a single operation detection method in an AC power supply device,
Performing an isolated operation possibility determination process for determining the possibility of the isolated operation,
In the single operation possibility determination process, after it is determined that there is a possibility of the single operation, the single operation determination process for determining the single operation is performed,
In the isolated operation determination process,
Accumulating the latest frequency information indicating the latest frequency of the power signal transmitted to the system wiring, and storing information on the polarity value indicating the change polarity of the latest frequency from the frequency of the power signal in the past,
Based on the latest frequency and the polarity value accumulated within a preset determination period, the frequency of the power supply signal monotonously increases or decreases monotonically and the amount of change in the frequency of the power supply signal falls outside the frequency change threshold range. A single operation detection method in an AC power supply device that detects that the single operation is performed according to the above.
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