JP6651891B2 - 無効電力出力装置、無効電力出力装置の制御方法及び電力システム - Google Patents

Description

本発明は、無効電力出力装置、無効電力出力装置の制御方法及び電力システムに関する。

近年、電力系統には、風力や太陽光などの再生可能エネルギーを用いた発電設備や、マイクロガスタービンや燃料電池を用いた発電設備など、様々な分散型電源の導入が急速に進められている。

このような電力系統で事故が発生すると、電力系統の各所に設置されている遮断器や開閉器が動作して事故点を含む区間が電力系統から切り離されるが、切り離された区間に分散型電源が連系していると、分散型電源による単独運転状態が形成される場合がある。

このため分散型電源は、電力系統の電圧や周波数、位相などの各種の物理量の変動を継続的にモニタすることで、単独運転状態を検知し、速やかに電力の出力を停止し電力系統から解列する機能を有している。

またこのとき、切り離された区間内の電力需要量が分散型電源による電力供給量とバランスしていると単独運転状態が検知し難くなることから、分散型電源は能動型単独運転検出機能も備えている。能動型単独運転検出機能は、分散型電源が、電力系統の電圧や周波数を変動させるように能動的に電力を出力し、非単独運転中であれば検出されないこの変動を検出することで、単独運転状態を検出する機能である。

例えば非特許文献１には、スリップモード周波数シフト方式やステップ注入付周波数フィードバック方式などにおいて、連系点の微小な周波数変化を検出し、その周波数変化を助長させるように無効電力を制御することで、周波数の変化を拡大させて単独運転状態を検出することが記載されている。

一方で、分散型電源の増加に伴い、電力系統の電圧変動による電力品質の悪化が懸念されている。そのため電力系統には、例えばＳＶＣ（Static Var Compensator、無効電力補償装置）のように、電力系統に無効電力を出力することで電力系統における電圧を規定範囲内に維持するための装置が設置されている。例えば特許文献１には、電力系統の電圧（実効値）が目標基準電圧に追従するように無効電力補償装置の発生する無効電力を増減させることが記載されている。

さらに電力系統には、ＳＶＣ（無効電力補償装置）の他にも、ＰＣＳ（Power Conditioning System）や蓄電池システム、同期発電機など、電力系統に無効電力を出力する様々な装置（無効電力出力装置）が設置されている。

特開平６-９８４６９号公報

"系統連系規定 JEAC9701-2012",社団法人日本電気協会

しかしながら、分散型電源が能動型単独運転検出機能により電力系統に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すように無効電力出力装置が動作してしまうと、分散型電源による単独運転の検出を妨げてしまう可能性がある。

本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、分散型電源による単独運転の検出を妨げにくくすることが可能な無効電力出力装置、無効電力出力装置の制御方法及び電力システムを提供することを一つの目的とする。

上記課題を解決するための手段の一つは、開閉器によって複数の区間に区分されてなる電力系統における所定区間に単独運転検出機能を有する分散型電源と共に接続され、前記所定区間に無効電力を出力する無効電力出力装置であって、前記電力系統における第１物理量に応じた量の無効電力を前記所定区間に出力する無効電力出力部と、前記電力系統における第２物理量の変動の程度を表す指標値を第１判定値と比較することにより、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことを推定する切り離し推定部と、を備え、前記無効電力出力部は、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことが推定された場合には、前記所定区間に無効電力を出力するための制御態様を、前記第１物理量に応じた量の無効電力を出力する第１制御態様から、前記分散型電源の前記単独運転検出機能による単独運転の検出が行われやすくなるように無効電力を出力する第２制御態様に切り替える無効電力出力装置である。

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。

本発明によれば、分散型電源による単独運転の検出を妨げにくくすることが可能となる。

実施形態に係る配電系統の構成を示す図である。 実施形態に係る太陽光発電設備の構成を示す図である。 実施形態に係る無効電力補償装置の構成を示す図である。 実施形態に係るコントローラの構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る単独運転現象検出判定部の構成を示す図である。 実施形態に係るコントローラの構成を示す図である。 実施形態に係る単独運転現象検出判定部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る指令値算出部の構成を示す図である。 実施形態に係る無効電力補償装置の制御の流れを示すフローチャートである。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。

＝＝電力システム＝＝
本実施形態に係る電力システム１０００の全体構成を図１に示す。電力システム１０００は、配電用変電所５００と、配電用変電所５００から延伸する配電線７００と、配電線７００に連系する太陽光発電設備（ＰＶ）２００と、負荷設備４００と、無効電力補償装置（ＳＶＣ）１００と、配電線７００に設けられる開閉器３００と、を備えて構成されている。

配電用変電所５００は、系統電源として機能し、不図示の上位変電所から送電されてくる電力を、変圧器５１０により変圧した後、母線５２０に接続される第１遮断器（ＣＢ１とも記す）５３０ａ及び第２遮断器（ＣＢ２とも記す）５３０ｂを介して、配電系統９００に供給する。

太陽光発電設備２００は、太陽光エネルギーから電力を生成する分散型電源である。

負荷設備４００は、配電用変電所５００や太陽光発電設備２００から供給される電力を利用して動作する工場や家庭等における電気機器である。

無効電力補償装置１００は、配電線７００に対して無効電力を出力する無効電力出力装置であり、配電線７００の電圧を規定の範囲内に維持する。

なお図１には、配電用変電所５００から第１配電線７００ａ及び第２配電線７００ｂが延伸する様子が記載されているが、本実施形態では、第１配電線７００ａ及び第２配電線７００ｂを区別せずに単に配電線７００とも記載する。

配電線７００には、複数の開閉器３００が設置されている。図１には、第１配電線７００ａにＮ１、Ｎ２、Ｎ３、Ｎ４の開閉器３００が設置されている様子が示されている。

またこれらの開閉器３００は、配電系統９００を複数の区間に区分する。本実施形態では、図１に示すように、開閉器Ｎ１（３００）と開閉器Ｎ２（３００）で挟まれる区間に「所定区間」が形成され、この所定区間に負荷設備４００、太陽光発電設備２００、及び無効電力補償装置１００が接続されている。

開閉器３００は、配電系統９００に断線や地絡などの事故が発生した場合に、事故点を含む区間を配電系統９００から切り離すように動作する。例えば所定区間内の配電線７００や負荷設備４００などに事故が発生した場合には、開閉器Ｎ１（３００）及び開閉器Ｎ２（３００）が線路を遮断することで、所定区間が配電系統９００から切り離される。そして所定区間は、配電用変電所５００からの電力供給を受けられなくなる。

この時、太陽光発電設備２００は、単独運転検出機能（詳細は後述する）によって所定区間が配電系統９００から切り離されたことを検出し、配電系統９００から解列する。またこれにより、所定区間への電力供給源がなくなり、所定区間が無電圧になる。そしてこれに伴い無効電圧補償装置１００も無効電力の出力を停止する。

＝＝太陽光発電設備＝＝
次に、本実施形態に係る太陽光発電設備２００について、図２を参照しながら説明する。

太陽光発電設備２００は、連系インバータ２１０と、太陽電池２０１と、を有して構成されている。

太陽電池２０１は、太陽光エネルギーから直流電力を生成する装置である。連系インバータ２１０は、太陽電池２０１により生成された直流電力を交流電力に変換して、配電線７００に出力する装置である。

連系インバータ２１０は、インバータ回路２１１と、インバータ側開閉器２１２と、出力制御装置２２０と、単独運転検出装置２３０と、周波数検出器２３１と、変圧器２１３と、を有して構成されている。連系インバータ２１０は、例えばパワーコンディショナ（ＰＣＳ：Power Conditioning System）である。

インバータ回路２１１は、太陽電池２０１により生成された直流電力を交流電力に変換する。インバータ側開閉器２１２は、単独運転検出装置２３０が太陽光発電設備２００の単独運転を検出した場合に、太陽光発電設備２００を配電系統９００から解列する。

単独運転とは、太陽光発電設備２００のような分散型電源から構成される発電設備が連系する区間（所定区間）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をいう。

単独運転の状態が継続すると、人身及び設備の安全に影響を与えるほか、事故点での被害拡大や復旧遅れ、再閉路時の非同期投入による短絡事故を招く恐れがあるため、単独運転は早期且つ確実に検出され、分散型電源の解列により解消されることが望ましい。

なお系統と連系する分散型電源としては、本実施形態で説明する太陽光発電設備２００のほか、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、或いは風力やマイクロガスタービンなどの交流電源と、これらの電源から出力された電力を、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２１０を含む場合が多い。

単独運転を検出する方式には、系統側遮断器５３０や開閉器３００が開放されたことを通知するために送信される転送遮断信号を連系インバータ２１０が受信する方式の他、系統側遮断器５３０や開閉器３００の開放により形成される太陽光発電設備２００及び負荷設備４００からなる単独運転する局所系統（所定区間）の電圧や周波数等（第２物理量）の変化を連系インバータ２１０が監視する方式がある。この内、局所系統（所定区間）の電圧や周波数等の変化を監視する方式は受動方式と能動方式とに大別される。

受動方式は、系統電源から切り離される局所系統（所定区間）において、開放点（分散型電源から系統電源側を見た時に系統電源との切り離しが行われた遮断器や開閉器の位置）での潮流が０に変化することにより、局所系統（所定区間）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、太陽光発電設備２００の発電量と局所系統（所定区間）内の負荷量とがバランスし、開放点での潮流が０である場合には、系統電源からの切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を持たない各種の能動方式が提案されている。

能動方式では、連系インバータ２１０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の変化（例えば、系統周波数又は系統電圧等の第２物理量の変化）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、及び常時無効電力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。

周波数シフト方式は、連系インバータ２１０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（所定区間）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２１０に周波数変化に対する出力電流位相急変特性を持たせることで，単独運転移行時に局所系統（所定区間）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（所定区間）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。常時無効電力変動方式は、連系インバータ２１０の発電出力に周期的な無効電力変動を常時与え、単独運転移行時に現れる局所系統（所定区間）の周波数変化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（所定区間）の周波数変化を増長させる無効電力が連系インバータ２１０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。

図２に示す太陽光発電設備２００の構成は、太陽光発電設備２００が周波数フィードバック方式を採用した場合の例である。なお周波数偏差の帰還作用を有する能動方式としては、周波数フィードバック方式の他に、例えばスリップモード周波数シフト方式が挙げられる。

単独運転検出装置２３０は、入力された系統周波数（或いは系統周期）の変化に従った能動信号指令を出力する。具体的には、周波数フィードバック方式に対応するように構成された場合、単独運転検出装置２３０は、系統周波数（或いは系統周期）の定常状態（例えば５０ヘルツまたは６０ヘルツ）からの偏差を検出して偏差に応じた無効電流指令を能動信号指令として出力する。単独運転検出装置２３０は、例えば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指令を出力する。

無効電流指令は座標変換器２２１、基準信号生成器２２４、出力電流制御器２２２、ゲート信号生成器２２３からなる出力制御装置２２０に入力され、出力制御装置２２０から有効および無効電流指令に対応したゲート信号が出力される。インバータ回路２１１は、ゲート信号に応じて、所望の有効電流指令（ｄ軸電流指令）、無効電流指令（ｑ軸電流指令）に対応した交流電力を出力する。

単独運転移行時には、連系インバータ２１０の出力電流に従って局所系統（所定区間）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２１０の出力電流の位相も進み（或いは遅れ）、局所系統（所定区間）の電圧の位相も進む（或いは遅れる）。

連系インバータ２１０は、基準信号生成器２２４にて局所系統（所定区間）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行われ、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２３０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（所定区間）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、仮に太陽光発電設備２００の発電量と局所系統（所定区間）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。

単独運転が検出されると、単独運転検出装置２３０は、解列信号をインバータ側開閉器２１２へ出力する。インバータ側開閉器２１２は解列信号により開放され、太陽光発電設備２００は局所系統から切り離される。こうして、単独運転は解消される。

＝＝無効電力補償装置＝＝
次に、本実施形態に係る無効電力補償装置１００及びその制御方法について、図３〜図２０を参照しながら説明する。無効電力補償装置１００は、電力系統に無効電力を出力する無効電力出力装置の一例であり、配電線７００の電圧を所定範囲に維持するために配電系統９００に設置されている。

無効電力補償装置１００は、図３に示すように、コントローラ１０１と変換器１０２とを有して構成されている。

コントローラ１０１は、無効電力補償装置１００が配電線７００に出力するべき無効電力の出力目標値（無効電力指令値）を算出する。

変換器１０２は、この出力目標値に応じた無効電力を、変圧器１０４を介して配電線７００に出力する。

また図４に示すように、コントローラ１０１は、指令値算出部１２０と、単独運転現象検出判定部１１０とを有して構成される。

指令値算出部１２０は、電圧計測器１０３によって計測された配電線７００の電圧Ｖｍ（第１物理量）から、無効電力の出力目標値（無効電力指令値）を算出する。

単独運転現象検出判定部１１０は、配電線７００の周波数（第２物理量）の変動の程度を表す指標値（例えば変動量や変動率）を第１判定値と比較することにより、配電線７００の上記所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定する。

このような構成により、指令値算出部１２０及び変換器１０２は、配電系統９００における電圧（第１物理量）に応じた量の無効電力を配電系統９００の所定区間に出力する無効電力出力部として機能する。そして指令値算出部１２０は、配電線７００の電圧（第１物理量）から、無効電力の出力目標値（無効電力指令値）を算出する目標値算出部として機能する。また変換器１０２は、この出力目標値に応じた無効電力を、変圧器１０４を介して配電線７００に出力する出力部として機能する。

さらに単独運転現象検出判定部１１０は、配電系統９００の周波数（第２物理量）の変動の程度を表す指標値（変動量や変動率など）を第１判定値と比較することにより、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定する切り離し推定部として機能する。

なお、上記の第１判定値は、太陽光発電設備２００が単独運転を検出するよりも早く、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを検出しうる値に設定されている。

また本実施形態で説明する無効電力補償装置１００の各機能は、無効電力補償装置１００が備える不図示のＣＰＵ（Central Processing Unit）、メモリやハードディスク等の記憶装置、通信装置、データ入力装置、データ出力装置等のハードウェアと、これらのハードウェアを制御するためのプログラムと、が協働することにより実現することができる。例えばＣＰＵが記憶装置に記憶された上記プログラムを実行することにより、無効電力出力部や切り離し推定部、目標値算出部、出力部の各機能が実現できる。

なおこの場合、上記プログラムは、例えばＣＤやＤＶＤ等の各種記録媒体から無効電力補償装置１００の上記記憶装置に読み出して記憶することもできるし、上記通信装置を介して通信可能に接続される他のコンピュータからネットワーク経由でダウンロードして無効電力補償装置１００の記憶装置に記憶することもできる。

あるいは、無効電力補償装置１００は、リレーやトランジスタ、スイッチ等の電子部品を組み合わせで構築された電気回路によって構成される形態でもよい。

ところで上述したように、指令値算出部１２０は、電圧計測器１０３によって計測された配電線７００の電圧計測値Ｖｍに応じて、無効電力の出力目標値を算出する。

例えば図５に指令値算出部１２０Ａを示す。指令値算出部１２０Ａは、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａと、指令値制御部１２４Ａと、を有して構成される。

比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａは、電圧計測値Ｖｍと目標電圧（電圧指令値）Ｖｒｅｆとの偏差を比例積分演算を行うための算出式に代入することで、配電線７００の電圧に応じて定まる無効電力補償装置１００が配電線７００に出力すべき無効電力の量を算出し、無効電力制御信号Ｑｏとして出力する（なお図５には、理解の容易化のために、比例積分演算を行うための算出式がブロック線図として表現されている）。

指令値制御部１２４Ａは、単独運転現象検出判定部１１０から出力される単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０の場合（所定区間が配電系統９００に連系していると推定される場合）には、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａによって算出された無効電力の値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力する（第１制御態様）。

また指令値制御部１２４Ａは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に変化した（立ち上がった）場合（所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定される場合）には、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定された時点での無効電力の値をメモリなどにより構成される保持回路に記憶し、この保持回路に記憶された無効電力の値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力する。そして指令値制御部１２４Ａは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１である間、保持回路に記憶された無効電力の値を出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力し続ける（第２制御態様）。

これにより、無効電力補償装置１００から配電線７００に出力される無効電力の量が一定値に保持されることになる。そのため、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を起こさないようにできるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

なおその後、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１から０に戻ったら、指令値制御部１２４Ａは、再び、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａによって算出される無効電力の値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力する態様（第１制御態様）に戻す。

このような態様により、例えば何らかのノイズによって、誤って一時的に単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に変化してしまったような場合であっても、無効電力補償装置１００は速やかに元の制御に復旧することができるため、配電系統９００の電圧を維持する制御を継続することが可能となる。

また指令値算出部１２０の他の例として図６に示す指令値算出部１２０Ｂは、比例（Ｐ）制御器１２２Ａと、指令値制御部１２４Ａと、を有して構成される。

比例（Ｐ）制御器１２２Ａは、電圧計測値Ｖｍと目標電圧（電圧指令値）Ｖｒｅｆとの偏差を比例演算を行うための算出式に代入することで、配電線７００の電圧に応じて定まる無効電力補償装置１００が配電線７００に出力すべき無効電力の量を算出し、無効電力制御信号Ｑｏとして出力する（図６には、理解の容易化のために、比例演算を行うための算出式がブロック線図として表現されている）。

なお、指令値算出部１２０Ｂが有する指令値制御部１２４Ａの構成は、指令値算出部１２０Ａと同様であるため、説明を省略する。

このような態様によっても、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を起こさないようにでき、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

また指令値算出部１２０の他の例として図７に示す指令値算出部１２０Ｃは、電圧変動抑制制御器１２３Ａと、指令値制御部１２４Ａと、を有して構成される。

電圧変動抑制制御器１２３Ａは、電圧計測値Ｖｍをハイパスフィルタに入力して電圧変動成分を抽出し、これにゲインＧをかけて調整することで、無効電力補償装置１００が配電線７００に出力すべき無効電力の量を算出し、無効電力制御信号Ｑｏとして出力する（図７には、理解の容易化のために、ハイパスフィルタ及びゲインに関する演算を行うための算出式がブロック線図として表現されている）。

また指令値算出部１２０Ｃが有する指令値制御部１２４Ａの構成は、指令値算出部１２０Ａと同様であるため、説明を省略する。

このような態様によっても、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を起こさないようにでき、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

次に図８に、単独運転現象検出判定部１１０の一例として、単独運転現象検出判定部１１０Ａのブロック図を示す。

単独運転現象検出判定部１１０Ａは、配電系統９００の周波数の変動の程度を表す指標値（変動量や変動率等）を第１判定値と比較することにより、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定し、推定結果を単独運転現象判定信号ＩＯｄとして出力する。

単独運転現象判定信号ＩＯｄが０の場合は、所定区間が配電系統９００に連系していると推定されたことを示し、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１の場合は、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定されたことを示す。

図８に示すように、単独運転現象検出判定部１１０Ａは、周波数検出器１１１と、単独運転現象判定部１１２とを有して構成される。

周波数検出器１１１は、所定区間の周波数を計測（連系点電圧Ｖｍから演算）し、周波数の変動の程度を表す指標値を求める。周波数の変動の程度を表す指標値は、例えば周波数の所定期間の移動平均の値と、直近の周波数の値と、の差分として求める。あるいは、規定周波数（例えば５０ヘルツまたは６０ヘルツ）との差分を指標値として求めてもよい。さらには、周波数の変化率を指標値としても良い。

単独運転現象判定部１１２は、所定区間が配電系統９００から切り離されたと推定されるか否かを判定する。単独運転現象判定部１１２は、上記周波数の変動の程度を表す指標値を第１判定値と比較することでこの判定を行う。

例えば単独運転現象判定部１１２は、周波数の変化量を予め設定しておいた閾値と比較することで判定する。あるいは単独運転現象判定部１１２は、周波数の変化率を予め設定しておいた閾値と比較することで判定してもよい。さらに単独運転現象判定部１１２は、これらの判定を組み合わせる（ＡＮＤで組み合わせてもよいし、ＯＲで組み合わせてもよい）ことで判定してもよい。

また単独運転現象判定部１１２は、上記周波数の変動の程度を表す指標値を第２判定値と比較することで、所定区間が配電系統９００に復旧したと推定されるか否かを判定する。

つまり単独運転現象判定部１１２は、配電系統９００の周波数の変動の程度を表す指標値が第１判定値よりも大きくなった場合には、所定区間が配電系統９００から切り離されたと推定して単独運転現象判定信号ＩＯｄを１に設定し、その後、配電系統９００の周波数の変動の程度を表す指標値が第２判定値よりも小さくなった場合には、所定区間が配電系統９００に復旧したと推定して単独運転現象判定信号ＩＯｄを０に設定する。

なお、第２判定値を第１判定値よりも小さな値に設定しておくことで、単独運転現象判定信号ＩＯｄの０から１への切り替わりと、１から０への切り替わりとの間にヒステリシス特性を持たせることができ、所定区間が配電系統９００から切り離されているか連系しているかの判定状態を安定させることが可能となる。

また或いは、単独運転現象判定部１１２にて所定区間が配電系統９００から切り離されたと推定して単独運転現象判定信号ＩＯｄを１に設定した場合、第２制御態様での制御を所定時間以上継続するようにしても良い。このような態様により、例えば配電線９００の周波数の変動の程度を示す指標値が第１判定値とほぼ等しい状態で、ノイズ等によってこの指標値が短時間に上下に変動した場合に、第１制御態様と第２制御態様との間を短時間に往復するようなことを防止することが可能となり、所定区間が配電系統９００から切り離されているか連系しているかの判定状態を安定させることが可能となる。

なお図８には、単独運転現象検出判定部１１０Ａが、配電系統９００の周波数（第２物理量）の変動の程度を表す指標値を用いて、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定する場合を示したが、連系点の高調波電圧を計測（連系点電圧Ｖｍから演算）し、高調波電圧（第２物理量）の変化の程度を表す指標値を求めることで、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定するようにしてもよい。

この場合、高調波電圧の変化の程度を表す指標値は、例えば高調波電圧の移動平均値と、直近の高調波電圧と、の差分により求めることができる。あるいは、規定の高調波電圧との差分を指標値として求めてもよい。さらには、高調波電圧の変化率を指標値としても良い。

また、所定区間が配電系統９００から切り離されたか否かの推定は、高調波電圧の変化の大きさを予め設定しておいた閾値と比較したり、高調波電圧の変化率を予め設定しておいた閾値と比較したり、或いはその両方の判定についてANDやORをとることで行ってもよい。

またコントローラ１０１は、図９に示すように構成しても良い。

図９に示すコントローラ１０１も、指令値算出部１２０、及び単独運転現象検出判定部１１０を有して構成されるが、図９に示す単独運転現象検出判定部１１０は、単独運転現象判定信号ＩＯｄに加え、能動信号Ａｓも出力する。

図１０に、単独運転現象検出判定部１１０の一例として、単独運転現象検出判定部１１０Ｂのブロック図を示す。

図１０に示す単独運転現象検出判定部１１０Ｂは、周波数検出器１１１と、単独運転現象判定部１１２と、能動信号生成器１１３とを有して構成される。

周波数検出器１１１及び単独運転現象判定部１１２は、配電系統９００の周波数の変動の程度を表す指標値を第１判定値と比較することにより所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定し、この推定結果を単独運転現象判定信号ＩＯｄとして出力する。

単独運転現象判定信号ＩＯｄが０の場合は、所定区間が配電系統９００に連系していると推定されたことを示し、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１の場合は、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定されたことを示す。

能動信号生成器１１３は、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１である場合に、配電系統９００の周波数の変動を助長し、上記指標値をより大きくするような無効電力を無効電圧補償装置１００に出力させるべく、能動信号Ａｓを生成して出力する。

例えば、能動信号生成器１１３は、系統周波数（或いは系統周期）の定常状態（例えば５０ヘルツまたは６０ヘルツ）からの偏差に応じた無効電力の指令値を能動信号Ａｓとして出力する。より具体的には、能動信号生成器１１３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力の指令値を出力し、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力の指令値を出力する。

このような態様により、所定区間の周波数変化を増長させる無効電力が配電系統９００に注入されるため、太陽光発電設備２００の単独運転検出機能を支援することが可能となる。

なお図１０には、単独運転現象検出判定部１１０Ｂが、配電系統９００の周波数の変動量を用いて、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定する場合を示したが、単独運転現象検出判定部１１０Ａと同様に、連系点の高調波電圧を計測（連系点電圧Ｖｍから演算）し、高調波電圧の変化の程度を表す指標値を求めることで、所定区間が配電系統９００から切り離されたことを推定するようにしてもよい。

次に、図１１に、指令値算出部１２０の一例として、指令値算出部１２０Ｄを示す。指令値算出部１２０Ｄは、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａと、指令値制御部１２４Ｂと、を有して構成される。

比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａは、図５と同様のため、説明を省略する。

指令値制御部１２４Ｂは、単独運転現象検出判定部１１０Ｂから出力される単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０の場合（所定区間が配電系統９００に連系していると推定される場合）には、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａによって算出された無効電力の値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力する（第１制御態様）。

また指令値制御部１２４Ｂは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に変化した（立ち上がった）場合（所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定される場合）には、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定された時点での無効電力の値をメモリなどにより構成される保持回路に記憶し、この保持回路に記憶された無効電力の値を出力する。そして指令値制御部１２４Ｂは、この保持回路から出力される無効電力の値に、単独運転現象検出判定部１１０Ｂから出力される能動信号Ａｓを加えて、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力する（第２制御態様）。

そして指令値制御部１２４Ｂは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１である間、この無効電力の値を無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力し続ける。

このような態様によって、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を起こさないようにできるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。また能動信号Ａｓによって、所定区間の周波数変化を増長させる無効電力が配電系統９００に注入されるため、太陽光発電設備２００の単独運転検出機能を支援することが可能となる。

なおその後、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１から０に戻ったら、指令値制御部１２４Ｂは、再び、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａによって算出される無効電力の値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として出力する態様（第１制御態様）に戻す。

このような態様により、例えば何らかのノイズによって、誤って一時的に単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に変化してしまったような場合であっても、無効電力補償装置１００は速やかに元の制御に復旧することができるため、配電系統９００の電圧を維持する制御を継続することが可能となる。

なお指令値算出部１２０は、図１２に示す指令値算出部１２０Ｅとして構成しても良い。指令値算出部１２０Ｅは、比例（Ｐ）制御器１２２Ａと、指令値制御部１２４Ｂと、を有して構成される。

比例（Ｐ）制御器１２２Ａ及び指令値制御部１２４Ｂの構成は、既に説明した構成と同様であるため、説明を省略する。

さらに、指令値算出部１２０は、図１３に示す指令値算出部１２０Ｆとして構成しても良い。指令値算出部１２０Ｆは、電圧変動抑制制御器１２３Ａと、指令値制御部１２４Ｂと、を有して構成される。

電圧変動抑制制御器１２３Ａと、指令値制御部１２４Ｂの構成も、既に説明した構成と同様であるため、説明を省略する。

次に、図１４に、指令値算出部１２０の他の例として、指令値算出部１２０Ｇを示す。指令値算出部１２０Ｇは、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａと、指令値制御部１２４Ｃと、を有して構成される。

比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａは、図５と同様である。

一方、指令値制御部１２４Ｃは、単独運転現象検出判定部１１０Ａから出力される単独運転現象判定信号ＩＯｄが０であるか１であるかに応じて、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａが無効電力補償装置１００から出力されるべき無効電力の量（無効電力制御信号Ｑｏ）を算出する際に用いる算出式の係数（ゲインを調整するための制御データ）を、第１制御データ（Ｇ）、あるいは第２制御データ（Ｇ’）に切り替えることで、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）を算出する。

具体的には、指令値制御部１２４Ｃは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に切り替わり、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定された場合には、上記制御データを第１制御データ（Ｇ）から第２制御データ（Ｇ’＜Ｇ）に切り替えて、所定区間に出力される無効電力の変動の速さが低下するようにする。

つまり、指令値制御部１２４Ｃは、単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づきゲイン調整信号を生成し、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａは、ゲイン調整信号に基づいてゲインを第１制御データ（Ｇ）又は第２制御データ（Ｇ’）に切り替える。

例えば、指令値制御部１２４Ｃは、単独運転現象検出判定部１１０Ａからの単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立った（０から１に切り替わった）際に、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａのゲイン（制御データ）をＧ（第１制御データ）から事前に設定しておいた値（Ｇ’、第２制御データ）まで下げ、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立っている間（１である間）、ゲインを下げたままにしておく。その後、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１から０に戻ったら、指令値制御部１２４Ｃは、ゲインをＧ’からＧに戻す。なお指令値制御部１２４Ｃは、ゲインをステップ的に切換えても良いし、ある変化率で徐々に変化するように切替えても良い。

このような態様によって、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

なお、指令値算出部１２０Ｇが、単独運転現象検出判定部１１０Ｂから能動信号Ａｓを取得して、この能動信号Ａｄを反映した無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）を出力するようにすることもできる。この場合指令値算出部１２０Ｇは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立っている間（１である間）、図１４に示す比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａの出力値に能動信号Ａｓを加算した値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として算出するようにすればよい。

このような態様によって、所定区間の周波数変化を増長させる無効電力を配電系統９００に注入することができるため、太陽光発電設備２００の単独運転検出機能を支援することが可能となる。

次に、図１５に、指令値算出部１２０の一例として、指令値算出部１２０Ｈを示す。指令値算出部１２０Ｈは、比例（Ｐ）制御器１２２Ａと、指令値制御部１２４Ｃと、を有して構成される。

比例（Ｐ）制御器１２２Ａ、及び指令値制御部１２４Ｃは、既に説明した構成と同様のため、説明を省略する。

このような態様によっても、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

次に、図１６に、指令値算出部１２０の一例として、指令値算出部１２０Ｉを示す。指令値算出部１２０Ｉは、電圧変動抑制制御器１２３Ａと、指令値制御部１２４Ｄと、を有して構成される。

電圧変動抑制制御器１２３Ａは、図７と同様である。

また指令値制御部１２４Ｄは、単独運転現象検出判定部１１０Ａ又は１１０Ｂから出力される単独運転現象判定信号ＩＯｄが０であるか１であるかに応じて、電圧変動抑制制御器１２３Ａが無効電力補償装置１００から出力されるべき無効電力の量（無効電力制御信号Ｑｏ）を算出する際に用いる算出式の係数（時定数を調整するための制御データ）を、第１制御データ（Ｔ）、あるいは第２制御データ（Ｔ’）に切り替えることで、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）を算出する。

具体的には、指令値制御部１２４Ｄは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に切り替わり、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定された場合には、上記制御データを第１制御データ（Ｔ）から第２制御データ（Ｔ’）に切り替えて、所定区間に出力される無効電力の変動の速さが低下するようにする。

つまり、指令値制御部１２４Ｄは、単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づきフィルタ時定数調整信号を生成し、電圧変動抑制制御器１２３Ａは、フィルタ時定数調整信号に基づいて時定数を第１制御データ（Ｔ）又は第２制御データ（Ｔ’）に切り替える。

例えば、指令値制御部１２４Ｄは、単独運転現象検出判定部１１０Ａまたは１１０Ｂからの単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立った（０から１に切り替わった）際に、電圧変動抑制制御器１２３Ａのフィルタ時定数（制御データ）をＴ（第１制御データ）から事前に設定しておいた値（Ｔ’、第２制御データ）まで小さくし、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立っている間（１である間）、フィルタ時定数を小さくしたままにしておく。その後、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１から０に戻ったら、指令値制御部１２４Ｄは、フィルタ時定数をＴ’からＴに戻す。なお指令値制御部１２４Ｄは、フィルタ時定数をステップ的に切換えても良いし、ある変化率で徐々に変化するように切替えても良い。

このような態様によって、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

次に、図１７に、指令値算出部１２０の一例として、指令値算出部１２０Ｊを示す。指令値算出部１２０Ｊは、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ｂと、指令値制御部１２４Ｅと、を有して構成される。

比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ｂは、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａと同様に、電圧指令値Ｖｒｅｆと連系点電圧Ｖｍとから無効電力補償装置１００が出力すべき無効電力の量を算出するが、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａとは異なり、不感帯ブロックを有して構成されている。

そのため、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ｂは、電圧指令値Ｖｒｅｆと連系点電圧Ｖｍを比較し、その偏差を不感帯ブロックに入力し、不感帯を超過した信号に応じて比例積分（ＰＩ）制御を行う。

そして指令値制御部１２４Ｅは、単独運転現象検出判定部１１０Ａ又は１１０Ｂから出力される単独運転現象判定信号ＩＯｄが０であるか１であるかに応じて、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ｂが無効電力補償装置１００から出力されるべき無効電力の量（無効電力制御信号Ｑｏ）を算出する際に用いる算出式の係数（不感帯の幅を調整するための制御データ）を、第１制御データ（Ｄ）、あるいは第２制御データ（Ｄ’）に切り替えることで、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）を算出する。

具体的には、指令値制御部１２４Ｅは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に切り替わり、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定された場合には、上記制御データを第１制御データ（Ｄ）から第２制御データ（Ｄ’）に切り替えて、所定区間に出力される無効電力の変動の速さが低下するようにする。

つまり、指令値制御部１２４Ｅは、単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき不感帯幅調整信号を生成し、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ｂは、不感帯幅調整信号に基づいて不感帯の幅を第１制御データ（Ｄ）又は第２制御データ（Ｄ’）に切り替える。

例えば、指令値制御部１２４Ｅは、単独運転現象検出判定部１１０Ａまたは１１０Ｂからの単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立った（０から１に切り替わった）際に、比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ｂの不感帯の幅（制御データ）をＤ（第１制御データ）から事前に設定しておいた値（Ｄ’、第２制御データ）まで大きくし（不感帯幅を広げる）、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立っている間（１である間）、不感帯幅を広げたままにしておく。

このような態様により、無効電力補償装置１００から配電線７００に出力される無効電力が変動しにくくなる。そのため、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

その後、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１から０に戻ったら、指令値制御部１２４Ｅは、不感帯の幅をＤ’からＤに戻す。

このような態様により、例えば何らかのノイズによって、誤って一時的に単独運転現象判定信号ＩＯｄが０から１に変化してしまったような場合であっても、無効電力補償装置１００は速やかに元の制御に復旧することができるため、配電系統９００の電圧を維持する制御を継続することが可能となる。

なお指令値制御部１２４Ｅは、不感帯の幅をステップ的に切換えても良いし、ある変化率で徐々に変化するように切替えても良い。

また他の例と同様に、指令値算出部１２０Ｊは、単独運転現象検出判定部１１０Ｂから能動信号Ａｓを取得して、この能動信号Ａｄを反映した無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）を出力することもできる。この場合指令値算出部１２０Ｊは、単独運転現象判定信号ＩＯｄが立っている間（１である間）、図１７に示す比例積分（ＰＩ）制御器１２１Ａの出力値に能動信号Ａｓを加算した値を、無効電力の出力目標値（無効電力指令値Ｑｒｅｆ）として算出するようにすればよい。

このような態様によれば、所定区間の周波数変化を増長させる無効電力を配電系統９００に注入することができるため、太陽光発電設備２００の単独運転検出機能を支援することが可能となる。

次に、図１８に、指令値算出部１２０の一例として、指令値算出部１２０Ｋを示す。指令値算出部１２０Ｋは、比例（Ｐ）制御器１２２Ｂと、指令値制御部１２４Ｅと、を有して構成される。

比例（Ｐ）制御器１２２Ｂは、比例（Ｐ）制御器１２２Ａと同様に、電圧指令値Ｖｒｅｆと連系点電圧Ｖｍとから無効電力補償装置１００が出力すべき無効電力の量を算出するが、比例（Ｐ）制御器１２２Ａとは異なり、不感帯ブロックを有して構成されている。

そのため、比例（Ｐ）制御器１２２Ｂは、電圧指令値Ｖｒｅｆと連系点電圧Ｖｍを比較し、その偏差を不感帯ブロックに入力し、不感帯を超過した信号に応じて比例（Ｐ）制御を行う。

そして指令値制御部１２４Ｅは、単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき不感帯幅調整信号を生成し、比例（Ｐ）制御器１２２Ｂは、不感帯幅調整信号に基づいて不感帯の幅を第１制御データ（Ｄ）又は第２制御データ（Ｄ’）に切り替える。

このような態様によっても、無効電力補償装置１００から配電線７００に出力される無効電力を変動しにくくすることが可能となる。そのため、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

次に、図１９に、指令値算出部１２０の一例として、指令値算出部１２０Ｌを示す。指令値算出部１２０Ｌは、電圧変動抑制制御器１２３Ｂと、指令値制御部１２４Ｅと、を有して構成される。

電圧変動抑制制御器１２３Ｂは、電圧変動抑制制御器１２３Ａと同様に、電圧計測値Ｖｍをハイパスフィルタに入力して電圧変動成分を抽出し、これにゲインＧをかけて調整することで、無効電力補償装置１００が配電線７００に出力すべき無効電力の量を算出し、無効電力制御信号Ｑｏとして出力するが、電圧変動抑制制御器１２３Ａとは異なり、不感帯ブロックを有して構成されている。

そして指令値制御部１２４Ｅは、単独運転現象判定信号ＩＯｄに基づき不感帯幅調整信号を生成し、電圧変動抑制制御器１２３Ｂは、不感帯幅調整信号に基づいて不感帯の幅を第１制御データ（Ｄ）又は第２制御データ（Ｄ’）に切り替える。

このような態様によっても、無効電力補償装置１００から配電線７００に出力される無効電力を変動しにくくすることが可能となる。そのため、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に無効電力を出力している場合に、この無効電力を打ち消すような干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

またさらに指令値算出部１２０は、図１７〜図１９にそれぞれ示した不感帯の幅を切り替える構成と、図１４〜図１６にそれぞれ示した制御データを切り替える構成とを組み合わせて備えても良い。

次に、本実施形態に係る無効電力補償装置１００により実行される処理の流れを図２０のフローチャートを参照しながら説明する。

まず、無効電力補償装置１００は、配電線７００の周波数（第２物理量）の変動の程度を表す指標値（例えば変動量や変動率）を第１判定値と比較することにより、所定区間が配電系統９００から切り離されたか否かを推定する（S1000）。無効電力補償装置１００は、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定される場合には、単独運転現象判定信号ＩＯｄを１（オン）にし、所定区間が配電系統９００から切り離されたことが推定されない場合には、単独運転現象判定信号ＩＯｄを０（オフ）にする。

そして無効電力補償装置１００は、単独運転現象判定信号ＩＯｄが０（オフ）の場合には、配電系統９００における電圧（第１物理量）に応じた量の無効電力を所定区間に出力するべく、第１制御態様で制御を行う（S1010）。

これにより、配電系統９００の電圧を所定の範囲に維持することが可能となる。

また、無効電力補償装置１００は、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１（オン）に切り替わった場合には、太陽光発電設備２００が行うであろう単独運転の検出制御への干渉を防止するべく、無効電力を出力するための制御態様を第１制御態様から第２制御態様に切り替える。（S1020）。例えば無効電力補償装置１００は、所定区間に出力する無効電力の変動の速さを低下させる。あるいは無効電力補償装置１００は、単独運転現象判定信号ＩＯｄが１（オン）に切り替わった時点で出力していた無効電力の量を保持する。

このような態様により、無効電力補償装置１００は、太陽光発電設備２００が行う単独運転の検出制御への干渉を防止することが可能となる。

なおこのとき、無効電力補償装置１００は、第２制御態様での制御を所定時間以上継続するようにすると良い（S1030）。このような態様により、例えば配電線７００の周波数の変動の程度を示す指標値が第１判定値とほぼ等しい状態で、ノイズ等によってこの指標値が短時間に上下に変動した場合に、無効電力補償装置１００の制御が、第１制御態様と第２制御態様との間を短時間に往復するようなことを防止することが可能となり、制御を安定化させることが可能となる。

以上、本実施形態に係る無効電力補償装置１００、無効電力補償装置１００の制御方法及び電力システム１０００について説明したが、本実施形態によれば、太陽光発電設備２００が能動方式で単独運転を検出するために配電系統９００に出力する無効電力との干渉を抑制できるので、太陽光発電設備２００による単独運転の検出を妨げないようにすることが可能となる。

また単独運転が生じていない通常期間は、配電系統９００の電圧計測値Ｖｍに応じて所望の無効電力を出力することで、配電系統９００の電圧を一定或いは電圧変動を抑制することができる。

なお、本実施形態では無効電力補償装置１００について説明したが、無効電力補償装置１００のみならず、電圧計測値Ｖｍに応じて無効電力や無効電流を出力可能な機器であれば、ＰＣＳや蓄電池システム、同期発電機などの無効電力出力装置に適用が可能である。

また、配電系統９００の周波数（第２物理量）の変動の程度を表す指標値は、変動の大きさの他、変化率などでも良い。さらに、配電系統９００の周波数の変動のみならず、高調波電圧の変動であっても良い。この場合、高調波電圧を総合ひずみ率で評価しても、特定成分で評価しても良い。

また本実施形態に係る無効電力補償装置１００、無効電力補償装置１００の制御方法及び電力システム１０００は、配電系統９００のみならず広く電力系統、例えば送電系統においても適用可能である。

なお上述した実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

１００ 無効電力補償装置
１０１ コントローラ
１０２ 変換器
１０３ 電圧計測器
１０４ 変圧器
１１０ 単独運転現象検出判定部
１１１ 周波数検出器
１１２ 単独運転現象判定部
１１３ 能動信号生成器
１２０ 指令値算出部
１２１ 比例積分（ＰＩ）制御器
１２２ 比例（Ｐ）制御器
１２３ 電圧変動抑制制御器
１２４ 指令値制御部
２００ 太陽光発電設備
２０１ 太陽電池
２１０ 連系インバータ
２１１ インバータ回路
２１２ インバータ側開閉器
２１３ 変圧器
２２０ 出力制御装置
２２１ 座標変換器
２２２ 出力電流制御器
２２３ ゲート信号生成器
２２４ 基準信号生成器
２３０ 単独運転制御装置
２３１ 周波数検出器
３００ 開閉器
４００ 負荷設備
５００ 配電用変電所
５１０ 変圧器
５２０ 母線
５３０ 遮断器
７００ 配電線
９００ 配電系統
１０００ 電力システム

Claims (8)

1. 開閉器によって複数の区間に区分されてなる電力系統における所定区間に単独運転検出機能を有する分散型電源と共に接続され、前記所定区間に無効電力を出力する無効電力出力装置であって、
   前記電力系統における第１物理量に応じた量の無効電力を前記所定区間に出力する無効電力出力部と、
   前記電力系統における第２物理量の変動の程度を表す指標値を第１判定値と比較することにより、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことを推定する切り離し推定部と、
   を備え、
   前記無効電力出力部は、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことが推定された場合には、前記所定区間に無効電力を出力するための制御態様を、前記第１物理量に応じた量の無効電力を出力する第１制御態様から、前記分散型電源の前記単独運転検出機能による単独運転の検出が行われやすくなるように無効電力を出力する第２制御態様に切り替える
   ことを特徴とする無効電力出力装置。
2. 請求項１に記載の無効電力出力装置であって、
   前記第１制御態様は、前記電力系統における前記第１物理量に応じた量の無効電力を前記所定区間に出力する制御態様であり、
   前記第２制御態様は、前記所定区間に出力する無効電力の量を、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことが推定された時点で出力していた無効電力の量で保持する制御態様である
   ことを特徴とする無効電力出力装置。
3. 請求項１に記載の無効電力出力装置であって、
   前記無効電力出力部は、
   前記電力系統における前記第１物理量の値から、前記所定区間に出力するべき無効電力の出力目標値を算出する目標値算出部と、
   前記出力目標値に応じた無効電力を前記所定区間に出力する出力部と、
   を備え、
   前記無効電力出力部は、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことが推定された場合には、前記目標値算出部が前記出力目標値を算出する際に用いる制御データを第１制御データから第２制御データに切り替えて、前記所定区間に出力する無効電力の変動の速さを低下させる
   ことを特徴とする無効電力出力装置。
4. 請求項３に記載の無効電力出力装置であって、
   前記制御データは、前記出力目標値を算出するための算出式に用いられる係数である
   ことを特徴とする無効電力出力装置。
5. 請求項１〜４に記載の無効電力出力装置であって、
   前記無効電力出力部は、前記第２制御態様において、前記第２物理量の変動の程度を表す前記指標値をより大きくするような位相の無効電力を、前記所定区間に出力する
   ことを特徴とする無効電力出力装置。
6. 請求項１〜５に記載の無効電力出力装置であって、
   前記切り離し推定部は、前記第２物理量の変動の程度を表す前記指標値を第２判定値と比較することにより、前記所定区間が前記電力系統に復旧したことを推定し、
   前記無効電力出力部は、前記所定区間が前記電力系統に復旧したことが推定された場合には、前記制御態様を前記第２制御態様から前記第１制御態様に戻す
   ことを特徴とする無効電力制御装置。
7. 開閉器によって複数の区間に区分されてなる電力系統における所定区間に単独運転検出機能を有する分散型電源と共に接続され、前記電力系統における第１物理量に応じた量の無効電力を前記所定区間に出力する無効電力出力装置の制御方法であって、
   前記無効電力出力装置は、前記電力系統における第２物理量の変動の程度を表す指標値を第１判定値と比較することにより、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことを推定し、
   前記無効電力出力装置は、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことを推定した場合に、無効電力を出力するための制御態様を、前記第１物理量に応じた量の無効電力を出力する第１制御態様から、前記分散型電源の前記単独運転検出機能による単独運転の検出が行われやすくなるように無効電力を出力する第２制御態様に切り替える
   ことを特徴とする無効電力出力装置の制御方法。
8. 開閉器によって複数の区間に区分されてなる電力系統に電力を供給する系統電源と、
   前記電力系統における所定区間に接続され単独運転検出機能を有する分散型電源と、
   前記分散型電源と共に前記所定区間に接続され、前記所定区間に無効電力を出力する無効電力出力装置と、
   を備える電力システムであって、
   前記無効電力出力装置は、
   前記電力系統における第１物理量に応じた量の無効電力を前記所定区間に出力する無効電力出力部と、
   前記電力系統における第２物理量の変動の程度を表す指標値を第１判定値と比較することにより、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことを推定する切り離し推定部と、
   を備え、
   前記無効電力出力部は、前記所定区間が前記電力系統から切り離されたことが推定された場合には、無効電力を出力するための制御態様を、前記第１物理量に応じた量の無効電力を出力する第１制御態様から、前記分散型電源の前記単独運転検出機能による単独運転の検出が行われやすくなるように無効電力を出力する第２制御態様に切り替える
   ことを特徴とする電力システム。

Images