JP6565425B2 - Isolated operation detection device, isolated operation detection method, and isolated operation detection program - Google Patents
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Description
本発明は、単独運転検出装置、単独運転検出方法、及び単独運転検出プログラムに関する。 The present invention relates to an isolated operation detection device, an isolated operation detection method, and an isolated operation detection program.
分散型電源から構成される発電設備が連系する一部系統が、事故等により系統電源から切り離された場合に、切り離された線路上の発電設備だけで発電が継続され、該線路上の負荷に電力が供給されている状態は、単独運転と呼ばれる。単独運転は、人身及び設備の安全に影響を与えたり、事故点での被害拡大や復旧遅れを招く恐れがある。そこで、単独運転は早期且つ確実に検出されることが望ましい。 When a part of a system connected to a power generation facility composed of distributed power sources is disconnected from the system power source due to an accident or the like, power generation is continued only with the power generation facility on the disconnected line, and the load on the line is The state in which electric power is supplied to is called single operation. Independent operation may affect the safety of personnel and equipment, and may increase damage at the accident point and delay recovery. Therefore, it is desirable that the isolated operation is detected early and reliably.
系統と連系する分散型電源の一例としては、太陽光発電システム及び燃料電池発電システム等が挙げられる。こうした分散型電源は、太陽電池又は燃料電池といった直流電源と、直流電源から出力された直流電力を、負荷や系統電源側へ供給される交流電力へ変換する連系インバータとを含む。連系インバータは、例えば、パワーコンディショナ(PCS:Power Conditioning System)である。上述した単独運転を検出する機能は、例えば、連系インバータに備えられる。 As an example of a distributed power source that is connected to the grid, a solar power generation system, a fuel cell power generation system, and the like can be given. Such a distributed power source includes a DC power source such as a solar cell or a fuel cell, and an interconnection inverter that converts DC power output from the DC power source into AC power supplied to a load or a system power source side. The interconnection inverter is, for example, a power conditioner (PCS). The function for detecting the isolated operation described above is provided, for example, in the interconnection inverter.
単独運転を検出する方法には、系統側遮断器から送信された転送遮断信号を連系インバータが受信する方法がある。また、単独運転を検出する方法には、系統側遮断器の開放により形成される分散型電源及び負荷からなる単独運転する局所系統の電圧や周波数等の変化を連系インバータが監視する方法がある。この内、局所系統の電圧や周波数等の変化を監視する方法は受動方式と能動方式とに大別される。 As a method for detecting the isolated operation, there is a method in which the interconnection inverter receives a transfer interruption signal transmitted from the system side circuit breaker. In addition, as a method for detecting an isolated operation, there is a method in which a connected inverter monitors a change in voltage, frequency, etc. of a locally operated independent system including a distributed power source and a load formed by opening a system side circuit breaker. . Among these, methods for monitoring changes in the voltage and frequency of the local system are roughly classified into a passive method and an active method.
受動方式は、系統電源から切り離される局所系統において、系統連系点(系統側遮断器)での潮流が0に変化することにより、局所系統の電圧や周波数が変化することを利用する方式である。そのため、分散型電源の発電量と局所系統内の負荷量とがバランスし、系統連系点での潮流が0である場合には、系統電源からの切り離しにより潮流変化が生じないことから、受動方式では単独運転が検出されない。つまり,受動方式では潮流が0付近は不感帯領域となっている。そこで、単独運転が検出されないこうした不感帯領域がない各種の能動方式が提案されている。 The passive method is a method that uses the change in voltage and frequency of the local system when the power flow at the grid connection point (system side circuit breaker) changes to 0 in the local system disconnected from the system power supply. . Therefore, when the power generation amount of the distributed power source and the load amount in the local system are balanced and the power flow at the grid connection point is 0, the power flow will not change due to the disconnection from the system power supply. The system does not detect isolated operation. In other words, the passive system has a dead zone when the tide is near zero. Therefore, various active methods have been proposed that do not have such a dead zone region in which isolated operation is not detected.
能動方式では、連系インバータの発電出力に付加された能動信号(例えば、無効電力又は有効電力の変動等)が系統に注入され、単独運転時に現れる系統情報(例えば、系統周波数又は系統電圧等)の変化から単独運転が検出される。能動方式の一例としては、周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、無効電力変動方式、及び負荷変動方式等の従来型の能動方式の他に、周波数フィードバック方式が挙げられる。 In the active method, an active signal added to the power generation output of the interconnected inverter (for example, reactive power or active power fluctuation) is injected into the system, and system information (for example, system frequency or system voltage) that appears during single operation Isolated operation is detected from the change in An example of the active method includes a frequency feedback method in addition to a conventional active method such as a frequency shift method, a slip mode frequency shift method, a reactive power fluctuation method, and a load fluctuation method.
周波数シフト方式は、連系インバータの内部発信器等に予め周波数バイアスを与え、単独運転移行時に現れる局所系統の周波数変化を検出する方式である。スリップモード周波数シフト方式は、連系インバータに周波数変化に対する出力電流位相急変特性を持たせ、単独運転移行時に局所系統に生じる微小周波数変化を正帰還させることにより、局所系統の周波数を、発散傾向を示すように変化させて単独運転を検出する方式である。無効電力変動方式は、連系インバータの発電出力に周期的な無効電力変動を与え、単独運転移行時に現れる局所系統の周波数変化を検出する方式である。負荷変動方式は、連系インバータに並列インピーダンスを瞬間的かつ周期的に挿入し、電圧変動または電流変動の急変を検出する方式である。周波数フィードバック方式は、単独運転移行時に局所系統の周波数変化を増長させる無効電力が連系インバータから系統に注入されることで、従来型の能動方式と比べて高速に単独運転を検出する方式である。 The frequency shift method is a method of detecting a frequency change of a local system that appears at the time of shifting to an isolated operation by giving a frequency bias in advance to an internal transmitter of the interconnection inverter. In the slip mode frequency shift method, the grid inverter has the output current phase sudden change characteristic with respect to the frequency change, and positive feedback of the minute frequency change that occurs in the local system at the time of shifting to independent operation, the frequency of the local system is diverge. This is a method of detecting an isolated operation by changing as shown. The reactive power fluctuation method is a method of applying a periodic reactive power fluctuation to the power generation output of the grid inverter and detecting a frequency change of the local system that appears at the time of shifting to an independent operation. The load fluctuation method is a method of detecting a sudden change in voltage fluctuation or current fluctuation by inserting parallel impedance into a grid-connected inverter instantaneously and periodically. The frequency feedback method is a method for detecting isolated operation at a higher speed than the conventional active method by injecting reactive power that increases the frequency change of the local system into the system from the interconnection inverter at the time of transition to isolated operation. .
なお、関連する技術として特許文献1が知られている。特許文献1では、直近の系統周期と所定系統周期分だけ過去の系統周期との偏差に基づいて、直近の系統周期の変化パターンが作成される。そして、作成された複数の変化パターンと段階的に設定された複数の閾値とを夫々比較することにより、単独運転の有無が判定される。
しかしながら、上述のような能動方式では、分散型電源の出力や負荷の変動、系統事故等に起因する系統情報の変化が単独運転に起因する変化と誤検出され、分散型電源が系統から解列される不要動作が発生する恐れがある。 However, in the active method as described above, a change in system information due to the output of a distributed power source, a load fluctuation, a system fault or the like is erroneously detected as a change due to an isolated operation, and the distributed power source is disconnected from the system. May cause unnecessary operation.
本発明の一側面に係る目的は、単独運転の誤検出が低減された単独運転検出装置を提供することである。 An object according to one aspect of the present invention is to provide an isolated operation detection device in which erroneous detection of an isolated operation is reduced.
一実施形態に従った単独運転検出装置は、指令検出部、有効化信号生成部及び単独運転判定部を含む。指令検出部は、連系インバータから系統へ注入される能動信号に対する、所定の閾値を超える能動信号指令を検出する。前記能動信号指令は、無効電流指令又は無効電力指令である。有効化信号生成部は、連系インバータの単独運転を系統から検出された系統情報に従って検出することを有効化させる有効化信号を、前記指令検出部によって検出された能動信号指令から生成する。単独運転判定部は、系統情報に従って検出された単独運転検出信号と有効化信号とから単独運転の有無を判定し、判定結果に従った単独運転検出信号を出力する。 An isolated operation detection device according to an embodiment includes a command detection unit, an activation signal generation unit, and an isolated operation determination unit. The command detection unit detects an active signal command exceeding a predetermined threshold for an active signal injected from the grid inverter to the system. The active signal command is a reactive current command or a reactive power command. The enabling signal generating unit generates an enabling signal for enabling detecting the isolated operation of the interconnection inverter according to the system information detected from the system from the active signal command detected by the command detecting unit . The isolated operation determination unit determines the presence or absence of isolated operation from the isolated operation detection signal and the activation signal detected according to the system information, and outputs an isolated operation detection signal according to the determination result.
一実施形態に従った単独運転検出装置によれば、単独運転の誤検出を低減できる。 According to the isolated operation detection device according to one embodiment, erroneous detection of isolated operation can be reduced.
以下、図面を参照しながら発明を実施するための形態を詳述する。
図1は、実施形態に従った単独運転検出装置を含む連系インバータの構成例を示す図である。図1に示す一例では、単独運転検出装置1は連系インバータ2に含まれる。図1には、連系インバータ2の他に、直流電源3、負荷4、系統電源5、及び系統側遮断器6が示されている。
Hereinafter, embodiments for carrying out the invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a grid-connected inverter including an isolated operation detection device according to an embodiment. In the example shown in FIG. 1, the isolated
連系インバータ2及び直流電源3は分散型電源を構成する。直流電源3は、例えば、分散型電源が太陽光システムである場合には太陽電池であり、分散型電源が燃料電池システムである場合には燃料電池である。直流電源3、連系インバータ2、及び負荷4は、系統側遮断器6を介して系統電源5に接続され、局所系統を構成する。系統電源5は無限大母線で近似される。
The
図1に示す一例では、連系インバータ2は周波数フィードバック方式に対応するように構成される。なお、後述の説明からも理解できるように、単独運転検出装置1は、周波数フィードバック方式に限らず、既存の能動方式に適用可能である。既存の能動方式としては、周波数フィードバック方式の他に、例えば、周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、無効電力変動方式、及び負荷変動方式等が挙げられる。
In the example shown in FIG. 1, the
連系インバータ2は、単独運転検出装置1の他に、インバータ回路201、交流リアクトル202、電流検出器203、コンデンサ204、インバータ側開閉器205、及び計器用変圧器206を含む。また、連系インバータ2は、周期検出器207、電圧検出器208、基準信号生成回路209、座標変換器210、出力電流制御回路211、及びゲート信号生成回路212を更に含む。
The
インバータ回路201は、直流電源3から出力された直流電力を交流電力へ変換する回路であり、例えば、3相交流インバータ回路である。インバータ回路201の発電出力(3相交流電力)は、交流リアクトル202、電流検出器203、コンデンサ204、及びインバータ側開閉器205を介して、局所系統を構成する負荷4に入力される。
The
周期検出器207は、インバータ側開閉器205よりも系統側に設けられた計器用変圧器206を介して入力された電圧から系統周期を検出する。なお、周期検出器207は、計器用変圧器206を介して入力された電圧から系統周波数を検出するように構成されてもよい。周期検出器207により検出された系統周期(或いは系統周波数)は単独運転検出装置1へ出力される。また、電圧検出器208は、計器用変圧器206を介して入力された電圧から系統電圧を検出する。電圧検出器208により検出された系統電圧は単独運転検出装置1へ出力される。
The
単独運転検出装置1は、入力された系統情報の変化に従った能動信号指令を出力する。具体的には、単独運転検出装置1が周波数フィードバック方式に対応するように構成された場合、単独運転検出装置1は、次のように動作する。すなわち、単独運転検出装置1は、入力された系統周期(或いは系統周波数)の定常状態からの偏差を検出すると、偏差に応じた無効電流指令を出力する。例えば、単独運転検出装置1は、系統周波数が上昇する偏差を検出した場合には位相が進んだ無効電流の指令を出力し、系統周波数が下降する偏差を検出した場合には位相が遅れた無効電流の指令を出力する。
The isolated
基準信号生成回路209は、計器用変圧器206を介して検出された系統電圧の波形から系統電源5の周波数に同期した3相交流基準信号を生成する。座標変換器210は、生成された3相交流基準信号に従って、入力された有効電流指令(d軸電流指令)及び無効電流指令(q軸電流指令)を、系統電源5の周波数に同期した3相交流電流指令に変換する。出力電流制御回路211は、電流検出器203で検出されたインバータ回路201の出力電流値が3相交流電流指令値と一致するように、3相交流電圧指令値の補正値を生成する。ゲート信号生成回路212は、各相について補正値を3相交流電圧指令値に加算することで変調信号を生成し、変調信号をキャリア信号に重畳してゲート信号を生成する。生成されたゲート信号はインバータ回路201へ出力される。
The reference
インバータ回路201は、インバータ回路201を構成するスイッチング素子(図示せず)を入力されたゲート信号に従ってオン又はオフすることで、入力された直流電力を3相交流電力に変換する。インバータ回路201は3相交流電力を負荷4へ出力し、周期検出器207は系統周期を検出する。こうして、単独運転検出装置1には、出力した無効電流指令に応じた局所系統の系統周期(或いは系統周波数)がフィードバックされる。
The
単独運転移行時には、連系インバータの出力電流に従って局所系統の電圧が決まる。このため、位相が進んだ(或いは遅れた)無効電流指令に従って連系インバータの出力電流の位相も進み(或いは遅れ)、局所系統の電圧の位相も進む(或いは遅れる)。連系インバータは基準信号生成回路209にて局所系統から検出された位相の進んだ(或いは遅れた)電圧波形に同期追従した3相交流基準信号を生成し、この基準信号を元にさらに位相が進んだ(或いは遅れた)無効電流指令に従って出力電流を決める。これらの動作は継続的におこなわれ、位相の進み(或いは遅れ)は連鎖的に進行していく。位相の進みは周波数上昇、遅れは周波数低下につながるため、無効電力指令の絶対値も増大していき、正帰還の作用により単独運転検出装置1へフィードバックされた系統周波数は更に上昇(或いは下降)する。このように、単独運転移行時には局所系統の周波数変化は、正側(或いは負側)に発散傾向を示すように増長される。このため、周波数フィードバック方式では、仮に分散型電源の発電量と局所系統内の負荷量とがバランスする状況であっても、極わずかな周波数(周期)偏差を元に単独運転が実質的に高速に検出される。
At the time of shifting to the independent operation, the voltage of the local system is determined according to the output current of the interconnection inverter. For this reason, the phase of the output current of the interconnection inverter also advances (or delays) in accordance with the reactive current command whose phase has advanced (or delayed), and the phase of the voltage of the local system also advances (or delays). The interconnected inverter generates a three-phase AC reference signal synchronized with the voltage waveform with the phase advanced (or delayed) detected from the local system by the reference
なお、単独運転検出装置1は、電圧検出器208により検出された系統電圧の変化から単独運転を検出するように更に構成されてもよい。
単独運転が検出されると、単独運転検出装置1は、解列信号をインバータ側開閉器205へ出力する。インバータ側開閉器205は解列信号に従ってオフにされ、連系インバータ2及び直流電源3から構成される分散型電源は局所系統から切り離される。こうして、連系インバータ2の単独運転は停止する。
The isolated
When the isolated operation is detected, the isolated
上述のように、単独運転検出装置1は、能動信号指令(例えば、無効電流指令)に対応する系統情報(例えば、系統周期)の変化を検出することで単独運転を検出する。しかしながら、こうした既存の能動方式では、分散型電源の出力や負荷の変動、系統事故等に起因する系統情報の変動が単独運転の発生に起因する変化と誤検出される恐れがある。そこで、単独運転の誤検出を低減するために、単独運転検出装置1は、以下の説明のように更に構成される。
As described above, the isolated
図2は、実施形態に従った単独運転検出装置の第1の構成例を示す図である。図3は、実施形態に従った単独運転検出方法の第1例のフロー図である。図3に示す単独運転検出方法は、例えば、連系インバータ2が系統に連系した後に単独運転検出装置1により繰り返し実行される。
FIG. 2 is a diagram illustrating a first configuration example of the isolated operation detection device according to the embodiment. FIG. 3 is a flowchart of a first example of the isolated operation detection method according to the embodiment. The isolated operation detection method shown in FIG. 3 is repeatedly executed by the isolated
図2に示すように、単独運転検出装置1は、誤検出防止部11及び単独運転検出部12を含む。誤検出防止部11及び単独運転検出部12は、例えば、CPU(Central Processing Unit)やDSP(Digital Signal Processor)といったプロセッサ、FPGA(Field Programmable Gate Array)、又はPLD(Programmable Logic Device)である。
As shown in FIG. 2, the isolated
誤検出防止部11は、分散型電源の出力や負荷の変動に起因する系統情報の変化によって連系インバータ2の単独運転が誤検出されることを防止する。誤検出防止部11は、指令検出部111、エッジ検出部112、有効化信号生成部113、及び単独運転判定部114を含む。
The erroneous
指令検出部111は、所定の閾値を超える能動信号指令を検出する(ステップS1)。例えば、単独運転検出装置1が周波数フィードバック方式に対応するように構成された場合、検出される能動信号指令は、無効電流指令(或いは無効電力指令)である。なお、能動信号指令が、例えば1(能動信号指令有り)又は0(能動信号指令無し)といったディジタル信号である場合には、誤検出防止部11は指令検出部111を含まなくてもよい。
The
エッジ検出部112は、検出された能動信号指令の上りエッジを検出する(ステップS2)。
有効化信号生成部113は、連系インバータ2の単独運転を系統から検出された系統情報に従って検出することを有効化させる有効化信号を、能動信号指令から生成する(ステップS3)。具体的には、有効化信号生成部113は、能動信号指令の上りエッジの検出タイミングで有効化信号を生成する。例えば、単独運転検出装置1が周波数フィードバック方式に対応するように構成された場合、単独運転を検出するために用いられる系統情報は、系統周期(或いは系統周波数)である。
The
The activation
単独運転判定部114は、誤検出防止処理前の単独運転検出信号と有効化信号とから連系インバータ2の単独運転の有無を判定し、判定結果に従って誤検出防止処理後の単独運転検出信号を出力する(ステップS4)。誤検出防止処理前の単独運転検出信号は、系統から検出された系統情報に従って、単独運転検出部12から出力される。
The isolated
単独運転検出部12は、既存の能動方式を用いて連系インバータ2の単独運転の有無を判定する。例えば、単独運転検出装置1が周波数フィードバック方式に対応するように構成された場合、単独運転検出部12は、周波数フィードバック方式を用いて単独運転の有無を判定する。単独運転検出部12は判定結果に従った単独運転検出信号を単独運転判定部114へ出力する。
The isolated
なお、図2には、誤検出防止部11及び単独運転検出部12が一体的な装置として構成される一例が示されているが、誤検出防止部11及び単独運転検出部12は別個の装置として構成されてもよい。こうした構成では、単独運転検出部12に相当する装置は、既存の能動方式を用いて単独運転の検出を行う既存の装置であってよい。こうした構成によれば、誤検出防止部11に相当する装置を単独運転検出部12に相当する既存の装置と組み合わせることで、実施形態に従った単独運転検出装置と同様の装置を連系インバータ2に容易に実装できる。
FIG. 2 shows an example in which the erroneous
図2に示す単独運転検出装置1が実行する単独運転検出方法の理解を容易にするために、能動信号指令、有効化信号、系統情報、及び単独運転検出信号を例示して説明する。図4は、能動信号指令、有効化信号、系統情報、及び単独運転検出信号の第1例を示す図である。図4には、単独運転検出装置1が常時無効電力変動方式に対応するように構成された場合の各信号の一例が示されており、図4に示す無効電流指令は能動信号指令の一例であり、図4に示す周期偏差は系統情報の一例である。
In order to facilitate understanding of the islanding operation detection method executed by the islanding
図4に示す無効電流指令は、座標変換器210へ出力されると共に、指令検出部111に入力される信号である。有効化信号生成部113は、図4に示す有効化信号を無効電流指令から生成する。図4に示した一例では、有効化信号は、能動信号指令の上りエッジの検出タイミングで起動されるワンショットパルスである。ワンショットパルスのパルス幅は、能動信号指令のパルス幅以下であり、単独運転の誤検出が発生する頻度等に応じて任意に設定されてよい。例えば、単独運転の誤検出が発生する頻度が多い場合には有効化信号のパルス幅は狭く設定されてもよく、単独運転の誤検出が発生する頻度が少ない場合には、有効化信号のパルス幅は広く設定されてもよい。
The reactive current command shown in FIG. 4 is a signal that is output to the coordinate
図4に示す周期偏差は、無効電流指令に従った無効電流が連系インバータ2から注入された系統から検出された系統周期の偏差である。図4に示す周期偏差には、無効電流指令に応じて検出された周期偏差の他に、系統の上位で連系している他の分散型電源の出力や負荷の変動等による系統擾乱に起因する周期偏差が混入している。具体的には、図4に示す一例では、周期偏差の波形は、時刻t2以降においては無効電流指令に応じて変化しているが、時刻t2以前においては系統擾乱に起因して無効電流指令に応じずに不規則に変化している。図4に示す一例では、時刻t2は連系インバータ2の単独運転が開始された時刻である。
The cycle deviation shown in FIG. 4 is a deviation of the system cycle detected from the system in which the reactive current according to the reactive current command is injected from the
時刻t2より後の時刻t3、時刻t4、及び時刻t5において、周期偏差は、無効電流指令に従って系統に注入された無効電流に応じて変化することで、単独運転が検出される基準となる検出レベルを超える。このため、図4に示すように、時刻t3、時刻t4、及び時刻t5において、単独運転検出部12は、単独運転が検出されたことを示す単独運転検出信号(誤検出防止処理前)を出力する。
At time t3, time t4, and time t5 after time t2, the periodic deviation changes according to the reactive current injected into the system in accordance with the reactive current command, so that a detection level that serves as a reference for detecting isolated operation Over. Therefore, as shown in FIG. 4, at time t3, time t4, and time t5, the isolated
単独運転判定部114は、有効化信号と単独運転検出信号(誤検出防止処理前)との論理積をとることで、単独運転の有無を判定する。そして、単独運転判定部114は、論理積がとられた単独運転検出信号(誤検出防止処理後)を判定結果として出力する。図4に示すように、有効化信号と単独運転検出信号(誤検出防止処理前)との論理積がとられた結果、時刻t3では、単独運転が検出されていないことを示す単独運転検出信号(誤検出防止処理後)が出力される。しかしながら、時刻t3よりも後の時刻t4及び時刻t5では、単独運転が検出されたことを正しく示す単独運転検出信号(誤検出防止処理後)が出力される。
The isolated
一方、時刻t2より前の時刻t1において、周期偏差は、系統擾乱に起因して不規則に変化することで、単独運転が検出される基準となる検出レベルを超える。このため、時刻t1において、単独運転検出部12は、単独運転を誤検出し、単独運転が検出されたことを示す単独運転検出信号(誤検出防止処理前)を出力する。
On the other hand, at time t1 prior to time t2, the periodic deviation changes irregularly due to system disturbance, and thus exceeds a detection level that is a reference for detecting isolated operation. For this reason, at time t1, the isolated
単独運転判定部114は、有効化信号と単独運転検出信号(誤検出防止処理前)との論理積がとられた単独運転検出信号(誤検出防止処理後)を出力する。図4に示すように、有効化信号と単独運転検出信号(誤検出防止処理前)との論理積がとられた結果、時刻t1では、単独運転が検出されたことを示す単独運転検出信号(誤検出防止処理後)は出力されない。
The isolated
このように、連系インバータ2が能動信号を出力しているタイミングに基づいて有効化信号は有効(フラグが立った状態)になる。このため、実施形態に従った単独運転検出方法では、連系インバータ2が出力した能動信号に対する系統側の応答のみが評価される。そして、単独運転検出信号(誤検出防止処理前)及び有効化信号の両方が有効(フラグが立った状態)となった場合に連系インバータ2の単独運転が検出される。このため、自他を含む分散型電源の出力や負荷の変動等により系統情報が乱されて、既存の能動方式に従った単独運転検出機能が単独運転を誤検出する場合であっても、有効化信号が有効でない限り単独運転は検出されない。したがって、実施形態に従った単独運転検出方法によれば、単独運転の誤検出を低減できる。
In this way, the enabling signal becomes valid (a flag is set) based on the timing at which the
例えば、単独運転を検出する既存の能動方式では、検出された系統情報の瞬時値が単独運転の有無の判定に直接用いられるため、前述したように単独運転の誤検出が発生する危険がある。また、例えば、特許文献1に記載されるような単独運転判定方法では、検出された系統周期に基づいて単独運転の有無が判定されるため、単独運転の誤検出が発生する可能性が依然としてある。一方、実施形態に従った単独運転検出方法では、系統情報に加えて、対応する能動信号指令が単独運転の有無の判定に用いられ、連系インバータが出力した能動信号に対する系統側の応答のみが評価される。このため、実施形態に従った単独運転検出方法よれば、単独運転の誤検出を低減できる。また、実施形態に従った単独運転検出方法よれば、既存の能動方式に従った単独運転検出処理に実施形態に従った誤検出防止処理を容易に追加実装できる。したがって、実施形態に従った単独運転検出方法は既存の能動方式等と比較しても格別な効果を有する。
For example, in the existing active method for detecting the isolated operation, the detected instantaneous value of the system information is directly used for determining whether or not the isolated operation is performed, so that there is a risk that the erroneous detection of the isolated operation occurs as described above. Further, for example, in the isolated operation determination method as described in
なお、単独運転検出装置1が実行する単独運転検出方法は、上述の処理に限定されず、上述の処理に変更が加えられた処理や、追加の処理を含んでもよい。
例えば、単独運転検出装置1は、図2に示す構成から図5に示す構成へ変更されてもよい。また、実施形態に従った単独運転検出方法は、図3に示す処理から図6に示す処理へ変更されてもよい。図5は、実施形態に従った単独運転検出装置の第2の構成例を示す図である。図6は、実施形態に従った単独運転検出方法の第2例のフロー図である。
Note that the isolated operation detection method executed by the isolated
For example, the isolated
図5に示すように、単独運転検出装置1は、誤検出防止部11に代えて誤検出防止部13を含む。誤検出防止部13は、単独運転判定部114に代えて信号反転部131及び検出無効化部132を含む。また、図6に示すように、単独運転検出装置1が実行する単独運転検出方法は、ステップS4に代えてステップS4´を含む。
As shown in FIG. 5, the isolated
なお、図5には、誤検出防止部13及び単独運転検出部12が一体的な装置として構成される一例が示されているが、誤検出防止部13及び単独運転検出部12は別個の装置として構成されてもよい。
FIG. 5 shows an example in which the erroneous
信号反転部131は、入力された有効化信号を反転し、無効化信号を出力する。検出無効化部132は、系統から検出された系統情報(誤検出防止処理前)を無効化信号により無効化し、無効化された系統情報(誤検出防止処理後)を単独運転検出部12へ出力する(ステップS4´)。単独運転検出部12は、既存の能動方式を用いて、入力された系統情報(誤検出防止処理後)から単独運転の有無を判定し、判定結果に従った単独運転検出信号(誤検出防止処理後)を出力する。
The
図5に示す単独運転検出装置1が実行する単独運転検出方法の理解を容易にするために、能動信号指令、有効化信号、無効化信号、系統情報、及び単独運転検出信号を例示して説明する。図7は、能動信号指令、有効化信号、系統情報、及び単独運転検出信号の第2例を示す図である。図7には、図4に示した無効電流指令と同じ波形の無効電流指令が能動信号指令の一例として示され、図4に示した周期偏差と同じ波形の周期偏差(誤検出防止処理前)が系統情報の一例として示されている。
In order to facilitate understanding of the islanding operation detection method executed by the islanding
有効化信号生成部113は、図7に示すような有効化信号を無効電流指令から生成する。図7に示す一例では、有効化信号生成部113に入力される無効電流指令の波形は図4に示した無効電流指令の波形と同じであるため、図4に示した有効化信号と同じ波形の有効化信号が生成される。
The enabling
信号反転部131は、入力された有効化信号を反転し、図7に示すような無効化信号を出力する。検出無効化部132は、系統から検出された周期偏差(誤検出防止処理前)を無効化信号により無効化し、無効化された周期偏差(誤検出防止処理後)を単独運転検出部12へ出力する。図7に示すように、無効化処理によって、無効化信号が有効(フラグが立った状態)である期間において周期偏差(誤検出防止処理後)は0にされる。
The
単独運転検出部12は、周期偏差(誤検出防止処理後)に従って単独運転の有無を判定し、判定結果に従った単独運転検出信号(誤検出防止処理後)を出力する。
図7に示す時刻t1において、周期偏差(誤検出防止処理前)は、系統擾乱に起因して検出レベルを超える。このため、仮に、周期偏差(誤検出防止処理前)に従って単独運転の有無が判定された場合には、単独運転が検出されたことを示す単独運転検出信号が時刻t1において誤って出力される。しかしながら、無効化処理において、系統擾乱に起因して検出レベルを超える部分は、有効化信号が反転された無効化信号によりマスクされる。このため、図7に示すように、周期偏差(誤検出防止処理後)に従って単独運転の有無が判定された場合には、単独運転が検出されたことを示す単独運転検出信号(誤検出防止処理後)は時刻t1において出力されない。
The isolated
At time t1 shown in FIG. 7, the period deviation (before erroneous detection prevention processing) exceeds the detection level due to system disturbance. For this reason, if it is determined whether or not an isolated operation is performed according to the cycle deviation (before the erroneous detection prevention process), an isolated operation detection signal indicating that the isolated operation has been detected is erroneously output at time t1. However, in the invalidation process, the portion exceeding the detection level due to the system disturbance is masked by the invalidation signal obtained by inverting the validation signal. For this reason, as shown in FIG. 7, when it is determined whether or not an isolated operation is performed according to the periodic deviation (after the erroneous detection prevention process), an isolated operation detection signal (an erroneous detection prevention process) indicating that the isolated operation has been detected. After) is not output at time t1.
このように、連系インバータが能動信号を出力しているタイミングに基づいて有効化信号をしばらく有効化する区間を設け、有効化信号の有効化区間が終了すると反転信号である無効化信号は有効(フラグが立ってマスクが有効の状態)になる。このため、実施形態に従った単独運転検出方法では、連系インバータが出力した能動信号に対する系統側の応答のみが評価される。そして、周期偏差(誤検出防止処理前)が所定の検出レベルを超え且つ無効化信号が無効(フラグが立っておらずマスクが無効の状態)となった場合に連系インバータの単独運転が検出される。このため、自他を含む分散型電源の出力や負荷の変動等により系統情報が乱されたとしても、無効化信号が無効(フラグが立っておらずマスクが無効の状態)でない限り、既存の能動方式に従った単独運転検出機能は単独運転を検出しない。したがって、実施形態に従った単独運転検出方法によれば、単独運転の誤検出を低減できる。 In this way, a section for enabling the enabling signal for a while is provided based on the timing at which the interconnected inverter outputs the active signal, and the invalidating signal that is the inverted signal is valid when the enabling section for the enabling signal ends. (The flag is set and the mask is valid). For this reason, in the isolated operation detection method according to the embodiment, only the response on the system side to the active signal output from the interconnection inverter is evaluated. When the cycle deviation (before erroneous detection prevention processing) exceeds the predetermined detection level and the invalidation signal becomes invalid (the flag is not set and the mask is invalid), the independent operation of the interconnection inverter is detected. Is done. For this reason, even if system information is disturbed due to output of distributed power sources including self and others, load fluctuations, etc., unless the invalidation signal is invalid (the flag is not set and the mask is invalid), The islanding detection function according to the active method does not detect islanding. Therefore, according to the isolated operation detection method according to the embodiment, erroneous detection of isolated operation can be reduced.
以上のように、単独運転検出装置1により実行される単独運転検出方法の一例を説明した。しかしながら、実施形態に従った単独運転検出方法は、単独運転検出装置1が行う各処理が規律された単独運転検出プログラムを実行するコンピュータによって実施することも可能である。
As described above, an example of the isolated operation detection method executed by the isolated
図8は、実施形態に従った単独運転検出プログラムを実行するコンピュータの構成例を示す図である。図8に示す一例では、コンピュータ7は、CPU71、主記憶装置72、補助記憶装置73、入力装置74、表示装置75、記憶媒体駆動装置76、及び通信インタフェース77を含む。コンピュータ7に含まれるこれらのユニット71〜77はバス78を介して相互に接続される。
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a computer that executes the isolated operation detection program according to the embodiment. In the example illustrated in FIG. 8, the computer 7 includes a CPU 71, a
例えば、実施形態に従った単独運転検出プログラムは可搬型記憶媒体に予め記録される。可搬型記憶媒体の一例としては、磁気ディスク、光ディスク、光磁気ディスク、及びフラッシュメモリ等が挙げられる。可搬型記憶媒体に記録された単独運転検出プログラムは、記憶媒体駆動装置76により読み取られ、補助記憶装置73にインストールされる。或いは、例えば、実施形態に従った単独運転検出プログラムは、他のコンピュータ(図示せず)に予め記憶され、通信インタフェース77を介して補助記憶装置73にインストールされる。
For example, the isolated operation detection program according to the embodiment is recorded in advance on a portable storage medium. Examples of the portable storage medium include a magnetic disk, an optical disk, a magneto-optical disk, and a flash memory. The isolated operation detection program recorded in the portable storage medium is read by the storage
CPU71は、単独運転検出プログラムを補助記憶装置73から主記憶装置72に読み出し、読み出した単独運転検出プログラムを実行する。
なお、入力装置74は、例えば、キーボード、マウス、又はタッチパネルである。また、表示装置75は、例えば、液晶ディスプレイである。
The CPU 71 reads the isolated operation detection program from the
Note that the
実施形態に従った単独運転検出プログラムをコンピュータが実行することによって、前述した効果と同様の効果を得ることができる。
以上に示した本発明の実施形態は、本発明の好適な実施形態の一例を示すだけであり、これに限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で上述した実施形態に種々の変形を加えることが可能である。
When the computer executes the isolated operation detection program according to the embodiment, the same effect as described above can be obtained.
The embodiment of the present invention described above is merely an example of a preferred embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to this. Various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the spirit of the present invention. It is possible to add a modification.
1 単独運転検出装置
11、13 誤検出防止部
111 指令検出部
112 エッジ検出部
113 有効化信号生成部
114 単独運転判定部
131 信号反転部
132 検出無効化部
12 単独運転検出部
2 連系インバータ
201 インバータ回路
202 交流リアクトル
203 電流検出器
204 コンデンサ
205 インバータ側開閉器
206 計器用変圧器
207 周期検出器
208 電圧検出器
209 基準信号生成回路
210 座標変換器
211 出力電流制御回路
212 ゲート信号生成回路
3 直流電源
4 負荷
5 系統電源
6 系統側遮断器
7 コンピュータ
71 CPU
72 主記憶装置
73 補助記憶装置
74 入力装置
75 表示装置
76 記憶媒体駆動装置
77 通信インタフェース
78 バス
DESCRIPTION OF
72
Claims (5)
前記連系インバータの単独運転を前記系統から検出された系統情報に従って検出することを有効化させる有効化信号を、前記指令検出部によって検出された前記能動信号指令から生成する有効化信号生成部と、
前記系統情報に従って検出された単独運転検出信号と前記有効化信号とから前記単独運転の有無を判定し、判定結果に従った前記単独運転検出信号を出力する単独運転判定部と
を含む単独運転検出装置。 A command detection unit that detects an active signal command that is a reactive current command or reactive power command that exceeds a predetermined threshold with respect to an active signal injected from the interconnection inverter to the system,
Enabling signals to enable to detect the islanding operation of the interconnection inverter according to the detected line information from the line, and enabling signal generator for generating from the active command signals detected by the instruction detecting unit ,
An isolated operation detection unit including: an isolated operation detection unit that determines whether or not the isolated operation is performed from the isolated operation detection signal detected according to the system information and the validation signal, and outputs the isolated operation detection signal according to the determination result. apparatus.
前記有効化信号生成部は、前記上りエッジが検出されたタイミングで起動されるワンショットパルスを前記有効化信号として生成する
請求項1に記載の単独運転検出装置。 An edge detection unit for detecting an upstream edge of the active signal command;
The islanding operation detection device according to claim 1 , wherein the activation signal generation unit generates a one-shot pulse activated at a timing when the rising edge is detected as the activation signal.
請求項1又は2に記載の単独運転検出装置。 The isolated system information detected from the system is invalidated by an invalidation signal obtained by inverting the validation signal, and the invalidated system information is detected according to the system information. isolated operation detecting apparatus according to claim 1 or 2 comprising, instead of the detection invalidating unit for outputting to the isolated operation determination unit.
前記連系インバータの単独運転を前記系統から検出された系統情報に従って検出することを有効化させる有効化信号を、検出された前記能動信号指令から生成し、
前記系統情報に従って検出された単独運転検出信号と前記有効化信号とから前記単独運転の有無を判定し、判定結果に従った前記単独運転検出信号を出力する
単独運転検出方法。 Detects an active signal command that is a reactive current command or reactive power command exceeding a predetermined threshold for an active signal injected from the interconnection inverter into the system,
Enabling signals to enable to detect the islanding operation of the interconnection inverter according to the detected line information from the line, to generate from the detected the active command signals,
An isolated operation detection method for determining the presence or absence of the isolated operation from the isolated operation detection signal detected according to the system information and the validation signal, and outputting the isolated operation detection signal according to the determination result.
前記連系インバータの単独運転を前記系統から検出された系統情報に従って検出することを有効化させる有効化信号を、検出された前記能動信号指令から生成し、
前記系統情報に従って検出された単独運転検出信号と前記有効化信号とから前記単独運転の有無を判定し、判定結果に従った前記単独運転検出信号を出力する
処理をコンピュータに実行させる単独運転検出プログラム。 Detects an active signal command that is a reactive current command or reactive power command exceeding a predetermined threshold for an active signal injected from the interconnection inverter into the system,
Enabling signals to enable to detect the islanding operation of the interconnection inverter according to the detected line information from the line, to generate from the detected the active command signals,
An isolated operation detection program for determining whether or not the isolated operation is performed from the isolated operation detection signal detected according to the system information and the validation signal, and causing the computer to execute a process of outputting the isolated operation detection signal according to the determination result .
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