JP7196716B2 - Short-circuit monitoring device, short-circuit monitoring method, and program - Google Patents

Short-circuit monitoring device, short-circuit monitoring method, and program Download PDF

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本発明の実施形態は、短絡監視装置、短絡監視方法、およびプログラムに関する。 TECHNICAL FIELD Embodiments of the present invention relate to a short-circuit monitoring device, a short-circuit monitoring method, and a program.

配電線で短絡事故が発生した場合には、一般的に、負荷へ供給する電流よりも大きな電流(過電流)が、各電源から短絡点に向かって流れる。
配電用変電所から各配電線へ送り出す分岐部分に、過電流リレー(Over Current Relay: OCR)などの過電流を検出する装置が設置されている。OCRは、設定した閾値より大きな電流がある一定時間流れると短絡事故として検出し、事故が生じている配電線の遮断器を動作させることで配電線の保護を図っている。
When a short-circuit accident occurs in a distribution line, a current (overcurrent) generally larger than the current supplied to the load flows from each power supply toward the short-circuit point.
A device for detecting overcurrent, such as an overcurrent relay (OCR), is installed at a branching portion from a distribution substation to each distribution line. The OCR detects a short-circuit accident when a current greater than a set threshold flows for a certain period of time, and operates a circuit breaker on the faulty distribution line to protect the distribution line.

配電線での短絡事故を検出する技術に関して、変換器を用いた電力供給システムにおいて、配電線での短絡事故を検出してシステム全体を保護する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この技術では、保護装置は、母線に高調波(整数次の高調波又は次数間高調波)を供給する高調波供給部と、母線の電圧を測定する電圧測定部と、配電線の電流を測定する電流測定部と、電圧及び電流の測定波形の各々から高調波成分を算出する高調波成分算出部と、電圧及び電流の高調波成分からインピーダンスを算出するインピーダンス算出部と、算出されたインピーダンスに基づいて、配電線に短絡事故が発生したか否かを判定する制御部とを含む。これにより、配電線で発生した短絡事故を検出し、当該配電線を母線から切り離すことができ、システム全体が停電することを防止する。 With respect to technology for detecting short-circuit accidents in distribution lines, there is known a technology for detecting short-circuit accidents in distribution lines and protecting the entire system in a power supply system using a converter (see, for example, Patent Document 1). ). In this technology, the protection device consists of a harmonic supply unit that supplies harmonics (integer harmonics or interharmonics) to the bus, a voltage measurement unit that measures the voltage of the bus, and a current that measures the current in the distribution line. a current measurement unit that calculates a harmonic component from each of the measured waveforms of the voltage and current; an impedance calculation unit that calculates impedance from the harmonic components of the voltage and current; and a control unit that determines whether or not a short-circuit accident has occurred in the distribution line based on the above. As a result, it is possible to detect a short-circuit accident that has occurred in a distribution line, disconnect the concerned distribution line from the busbar, and prevent the power failure of the entire system.

特開2018-183034号公報JP 2018-183034 A

ディーゼル発電機などの回転機を電源から解列し、太陽光、風力などの再生可能エネルギーと、蓄電池とを系統の主電源とする系統構成を考える。このような系統構成は、オフグリッド系統とも呼ばれている。つまり、オフグリッド系統とは、電線を伝って電力会社から家などの需要家に送られる電力網である送配電系統と繋がっていない状態の電力システムのことをいう。
このような電力システムでは、蓄電池にパワーコンディショナー(PCS: Power Conditioning System)が併設される。PCSは、蓄電池が出力した直流の電力を直流から交流に変換し、交流に変換した電力を、変圧器へ出力する。変圧器は、PCSが出力した交流に変換された電力の電圧を調整し、電圧を調整した電力を、母線に出力する。母線には、複数の配電線フィーダが接続されている。複数の配電線の各々には、OCRが接続されている。配電線には、需要家が接続されている。
仮に、配電線に短絡が生じた場合には、PCSから、PCS容量に対して制限された短絡電流が、変圧器と、母線とを経由して、配電線に供給されるが、この短絡電流は、OCRに設定されている閾値より小さく、OCRには、閾値以上の大きな電流が流れないと想定される。このため、OCRは、短絡事故が発生した場合でも、短絡が発生したことを、検出できないおそれがある。
仮に、OCRに設定する閾値を小さい値に変更した場合には、短絡電流と、負荷電流とを区別ができなくなるおそれがある。
Consider a system configuration in which rotating machines such as diesel generators are disconnected from the power supply, and renewable energy such as solar power and wind power and a storage battery are used as the main power sources of the system. Such a system configuration is also called an off-grid system. In other words, an off-grid system refers to a power system that is not connected to a power transmission/distribution system, which is a power network in which power is transmitted from a power company to consumers such as homes through electric wires.
In such an electric power system, a storage battery is provided with a power conditioner (PCS: Power Conditioning System). The PCS converts the DC power output by the storage battery from DC to AC, and outputs the converted AC power to the transformer. The transformer adjusts the voltage of the converted AC power output by the PCS, and outputs the voltage-adjusted power to the bus. A plurality of distribution line feeders are connected to the busbar. An OCR is connected to each of the plurality of distribution lines. Consumers are connected to the distribution line.
If a short circuit occurs in the distribution line, the short-circuit current limited to the PCS capacity is supplied from the PCS to the distribution line via the transformer and the bus. is smaller than the threshold set in the OCR, and it is assumed that a current greater than the threshold does not flow through the OCR. Therefore, even if a short-circuit accident occurs, the OCR may not be able to detect the occurrence of the short-circuit.
If the threshold value set in the OCR is changed to a smaller value, there is a possibility that the short-circuit current and the load current cannot be distinguished.

本発明は、前述した点に鑑みてなされたものであり、その目的は、再生可能エネルギーと、蓄電池とを系統の主電源とする系統構成において、配電線に生じた短絡を監視できる短絡監視装置、短絡監視方法、およびプログラムを提供することである。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned points, and its object is to provide a short-circuit monitoring device capable of monitoring short-circuits occurring in distribution lines in a system configuration in which renewable energy and a storage battery are the main power sources of the system. , short circuit monitoring method and program.

本発明の一態様は、オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置であって、配電線に流れる電流を示す情報と、前記配電線の力率角を示す情報とを受け付ける受付部と、前記受付部が受け付けた前記電流を示す前記情報に基づいて、前記電流の変化量を導出する電流変化量導出部と、前記受付部が受け付けた前記力率角を示す前記情報に基づいて、前記力率角の変化量を導出する力率角変化量導出部と、前記電流変化量導出部が導出した前記電流の前記変化量を示す情報と、前記力率角変化量導出部が導出した前記力率角の前記変化量を示す情報とに基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定する判定部とを備える、短絡監視装置である。
本発明の一態様の短絡監視装置において、前記判定部は、前記電流の前記変化量を規格化した値を前記パワーコンディショナーが出力する電流の制限値で除算した値と、前記力率角の前記変化量に重み係数を乗算した値との和が変化率閾値より大きい場合に前記配電線が短絡していると判定する。
本発明の一態様の短絡監視装置において、前記重み係数は、三相短絡に基づいて導出される。
本発明の一態様の短絡監視装置において、前記変化率閾値は、過去の実測データに基づいて導出される。
本発明の一態様の短絡監視装置において、前記受付部は、前記配電線が接続している母線に流れる電圧である母線電圧を示す情報を受け付け、前記短絡監視装置は、前記受付部が受け付けた前記母線電圧を示す前記情報に基づいて、前記母線電圧の変化量を導出する電圧変化量導出部を備え、前記判定部は、前記電圧変化量導出部が導出した前記母線電圧の前記変化量を示す情報に基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定する。
本発明の一態様は、オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置が実行する短絡監視方法であって、配電線に流れる電流を示す情報と、前記配電線の力率角を示す情報とを受け付けるステップと、前記受け付けるステップで受け付けた前記電流を示す前記情報に基づいて、前記電流の変化量を導出するステップと、前記受け付けるステップで受け付けた前記力率角を示す前記情報に基づいて、前記力率角の変化量を導出するステップと、前記電流の前記変化量を示す情報と、前記力率角の前記変化量を示す情報とに基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定するステップとを有する、短絡監視方法である。
本発明の一態様は、オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置のコンピュータに、配電線に流れる電流を示す情報と、前記配電線の力率角を示す情報を受け付けるステップと、前記受け付けるステップで受け付けた前記電流を示す前記情報に基づいて、前記電流の変化量を導出するステップと、前記受け付けるステップで受け付けた前記力率角を示す前記情報に基づいて、前記力率角の変化量を導出するステップと、前記電流の前記変化量を示す情報と、前記力率角の前記変化量を示す情報とに基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定するステップとを実行させる、プログラムである。
One aspect of the present invention is a short-circuit monitoring device for monitoring a short circuit in a distribution line that supplies electricity output by a power conditioner installed in a storage battery to a load in an off-grid system, and includes information indicating current flowing in the distribution line. a receiving unit for receiving information indicating the power factor angle of the distribution line; a current change amount deriving unit for deriving the amount of change in the current based on the information indicating the current received by the receiving unit; a power factor angle change amount derivation unit for deriving a change amount of the power factor angle based on the information indicating the power factor angle received by the reception unit; a determining unit that determines whether or not the distribution line is short-circuited based on information indicating the amount of change and information indicating the amount of change in the power factor angle derived by the power factor angle change amount deriving unit; A short circuit monitoring device comprising:
In the short-circuit monitoring device according to the aspect of the present invention, the determination unit divides a value obtained by normalizing the amount of change in the current by a limit value of the current output by the power conditioner, and the power factor angle It is determined that the distribution line is short-circuited when the sum of the value obtained by multiplying the change amount by the weighting factor is greater than the change rate threshold.
In one aspect of the short circuit monitoring device of the present invention, the weighting factors are derived based on a three-phase short circuit.
In the short-circuit monitoring device of one aspect of the present invention, the change rate threshold is derived based on past actual measurement data.
In the short-circuit monitoring device according to one aspect of the present invention, the reception unit receives information indicating a bus voltage, which is a voltage flowing in a bus to which the distribution line is connected, and the short-circuit monitoring device receives information received by the reception unit. a voltage change amount derivation unit for deriving a change amount of the bus voltage based on the information indicating the bus voltage, and the determination unit determines the change amount of the bus voltage derived by the voltage change amount derivation unit. Based on the information shown, it is determined whether or not the distribution line is short-circuited.
One aspect of the present invention is a short-circuit monitoring method executed by a short-circuit monitoring device that monitors a short-circuit in a distribution line that supplies electricity output by a power conditioner installed in a storage battery to a load in an off-grid system. a step of receiving information indicating the current flowing through the distribution line and information indicating the power factor angle of the distribution line; and a step of deriving the amount of change in the current based on the information indicating the current received in the receiving step. deriving the amount of change in the power factor angle based on the information indicating the power factor angle received in the receiving step; information indicating the amount of change in the current; and the change in the power factor angle. and determining whether the distribution line is short-circuited based on the information indicating the quantity.
In one aspect of the present invention, in an off-grid system, a computer of a short-circuit monitoring device that monitors short-circuits in distribution lines that supply electricity output by a power conditioner attached to a storage battery to a load is provided with information indicating the current flowing in the distribution lines. a step of receiving information indicating the power factor angle of the distribution line, a step of deriving the amount of change in the current based on the information indicating the current received in the receiving step, and a step of receiving in the receiving step deriving the amount of change in the power factor angle based on the information indicating the power factor angle; based on information indicating the amount of change in the current; and information indicating the amount of change in the power factor angle. and determining whether or not the distribution line is short-circuited.

本発明の実施形態によれば、再生可能エネルギーと、蓄電池とを系統の主電源とする系統構成において、配電線に生じた短絡を監視できる。 According to the embodiment of the present invention, it is possible to monitor a short circuit occurring in a distribution line in a system configuration in which renewable energy and a storage battery are the main power sources of the system.

実施形態の短絡監視装置が適用される電力システムの一例を示す模式図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS It is a schematic diagram which shows an example of the electric power system in which the short circuit monitoring apparatus of embodiment is applied. 実施形態の短絡監視装置が適用される電力システムにおいて、太陽電池が停止した場合の一例を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing an example of a case where a solar cell stops in an electric power system to which the short-circuit monitoring device of the embodiment is applied; FIG. 短絡事故が発生した場合に生じる現象の例1を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing Example 1 of a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs; フィーダに短絡事故が発生した場合に生じる現象の例2を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing Example 2 of a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs in a feeder; フィーダに短絡事故が発生した場合に生じる現象の例3を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing example 3 of a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs in a feeder; フィーダに短絡事故が発生した場合の相間電圧の波形の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of waveforms of phase-to-phase voltages when a short-circuit accident occurs in a feeder; フィーダに短絡事故が発生した場合の相電流の波形の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of waveforms of phase currents when a short-circuit accident occurs in a feeder; フィーダに短絡事故が発生した場合の力率角の変化の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of changes in power factor angle when a short-circuit accident occurs in a feeder; 二相短絡と三相短絡との短絡事故の前後における相間電圧と、相電流と、力率角との比較例を示す図である。It is a figure which shows the comparative example of the interphase voltage, phase current, and power factor angle before and after the short circuit accident of a two-phase short circuit and a three-phase short circuit. 実施形態の短絡監視装置の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the short circuit monitoring apparatus of embodiment. 負荷電流と変化率の和との関係の一例を示す図である。FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between load current and the sum of change rates; 負荷電流と変化率との関係の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the relationship between load current and change rate. 実施形態の短絡監視システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。4 is a sequence chart showing an example of the operation of the short circuit monitoring system of the embodiment;

次に、本実施形態の短絡監視装置、短絡監視方法、およびプログラムを、図面を参照しつつ説明する。以下で説明する実施形態は一例に過ぎず、本発明が適用される実施形態は、以下の実施形態に限られない。
なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
また、本願でいう「XXに基づいて」とは、「少なくともXXに基づく」ことを意味し、XXに加えて別の要素に基づく場合も含む。また、「XXに基づいて」とは、XXを直接に用いる場合に限定されず、XXに対して演算や加工が行われたものに基づく場合も含む。「XX」は、任意の要素(例えば、任意の情報)である。
Next, the short-circuit monitoring device, short-circuit monitoring method, and program of this embodiment will be described with reference to the drawings. The embodiments described below are merely examples, and embodiments to which the present invention is applied are not limited to the following embodiments.
In addition, in all the drawings for explaining the embodiments, the same reference numerals are used for the parts having the same functions, and repeated explanations are omitted.
In addition, "based on XX" in the present application means "based on at least XX", and includes cases based on other elements in addition to XX. Moreover, "based on XX" is not limited to the case of using XX directly, but also includes the case of being based on what has been calculated or processed with respect to XX. "XX" is an arbitrary element (for example, arbitrary information).

(実施形態)
(電力システム)
図1は、実施形態の短絡監視装置が適用される電力システムの一例を示す模式図である。
第1の実施形態の電力システム1は、オフグリッド系統である。前述したように、オフグリッド系統とは、電線を伝って電力会社から家などの需要家に送られる電力網である送配電系統と繋がっていない状態の電力システムのことをいう。
電力システム1は、電圧源10aと、変圧器20aと、OCR30と、短絡監視装置100と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3と、電流源10bと、変圧器20bとを備える。
電圧源10aは、蓄電池12aと、PCS14aとを備える。蓄電池12aと、PCS14aと、変圧器20aとは、送配電線TLaによって、母線Bと接続される。OCR30と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3とは、フィーダ(配電線)Fによって、母線Bと接続される。フィーダFには、需要家が接続される。短絡監視装置100は、OCR30に併設されている。
電流源10bは、太陽電池12bと、PCS14bとを備える。太陽電池12bと、PCS14bと、変圧器20bとは、送配電線TLbによって、母線Bと接続される。
(embodiment)
(power system)
FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of a power system to which a short circuit monitoring device according to an embodiment is applied.
The power system 1 of the first embodiment is an off-grid system. As described above, an off-grid system refers to a power system that is not connected to a power transmission and distribution system, which is a power network that transmits power from power companies to consumers such as homes through wires.
The power system 1 includes a voltage source 10a, a transformer 20a, an OCR 30, a short-circuit monitoring device 100, a sensor-incorporated automatic switch remote controller 40-1, a sensor-incorporated automatic switch remote controller 40-2, It has a remote controller 40-3 for an automatic switch with a built-in sensor, a current source 10b, and a transformer 20b.
The voltage source 10a includes a storage battery 12a and a PCS 14a. The storage battery 12a, the PCS 14a, and the transformer 20a are connected to the bus B by a transmission/distribution line TLa. The OCR 30, the sensor built-in automatic switch remote controller 40-1, the sensor built-in automatic switch remote controller 40-2, and the sensor built-in automatic switch remote controller 40-3 are connected by a feeder (distribution line) F. , is connected to the bus B. A consumer is connected to the feeder F. The short-circuit monitoring device 100 is installed side by side with the OCR 30 .
The current source 10b includes a solar cell 12b and a PCS 14b. Solar cell 12b, PCS 14b, and transformer 20b are connected to bus B by transmission/distribution line TLb.

蓄電池12aは、充電を行うことで電気を貯え、くり返し使用することができる電池(二次電池)である。蓄電池12aとして、鉛蓄電池、ニッケル水素蓄電池、リチウムイオン電池、レドックスフロー電池などを適用できる。蓄電池12aは、貯えた電気を、PCS14aへ出力する。
PCS14aは、蓄電池12aと、送電線TLaによって接続される。PCS14aは、蓄電池12aが出力した電気(放電電力)を取得し、取得した電気を、直流から交流に変換する。PCS14aは、交流へ変換した電気を、変圧器20aへ出力する。
また、PCS14aは、蓄電池12aが出力した電気を、電力系統へ送電するために、出力抑制を行う。
仮に、フィーダFに短絡事故が発生した場合には、PCS14aは、蓄電池12aの出力容量に対して制限された短絡電流を、変圧器20aに出力する。例えば、PCS14aが出力する短絡電流は、蓄電池12aの出力容量に対して、1.1倍から1.5倍に制限されている。以下、PCS14aが出力する短絡電流の蓄電池12aの出力容量に対する倍率を、「制限倍率」という。
変圧器20aは、PCS14aと、送電線TLaによって接続される。変圧器20aは、PCS14aが出力した交流電力の電圧を、電力系統へ送電するために変換し、電圧を変換した交流電力を、母線Bへ出力する。
太陽電池12bは、光起電力効果を利用し、光エネルギーを電力に変換する電力機器である。太陽電池12bは、光起電力効果によって光を即時に電力に変換して、光を電力に変換することによって得られた電力を、PCS14bへ、出力する。
PCS14bは、太陽電池12bと、送電線TLbによって接続される。PCS14bは、太陽電池12bが出力した電力を取得し、取得した電力を、直流から交流に変換する。PCS14bは、交流へ変換した電気を、変圧器20bへ出力する。
また、PCS14bは、太陽電池12bが出力した電気を、電力系統へ送電するために、出力抑制を行う。
仮に、フィーダFに短絡事故が発生した場合には、PCS14bは、太陽電池12bの出力容量に対して制限された短絡電流を、変圧器20bに出力する。例えば、PCS14bが出力する短絡電流は、太陽電池12bの出力容量に対して、1.1倍から1.5倍に制限されている。
変圧器20bは、PCS14bと、送電線TLbによって接続される。変圧器20bは、PCS14bが出力した交流電力の電圧を、電力系統へ送電するために変換し、電圧を変換した交流電力を、母線Bへ出力する。
母線Bは、受変電設備の主回路になる導体である。母線Bは、高圧受電の需要家においては、変圧器二次側から配電用遮断器に至るまでの電線路をいう。母線Bへは、変圧器20aと、変圧器20bとから、交流電力が供給される。母性Bは、変圧器20aと、変圧器20bとから供給された交流電力を、フィーダFへ出力する。
The storage battery 12a is a battery (secondary battery) that can store electricity by charging and can be used repeatedly. A lead-acid battery, a nickel-hydrogen storage battery, a lithium-ion battery, a redox flow battery, or the like can be applied as the storage battery 12a. The storage battery 12a outputs the stored electricity to the PCS 14a.
The PCS 14a is connected to the storage battery 12a by a transmission line TLa. The PCS 14a acquires electricity (discharge power) output by the storage battery 12a and converts the acquired electricity from direct current to alternating current. The PCS 14a outputs the electricity converted into alternating current to the transformer 20a.
In addition, the PCS 14a performs output suppression in order to transmit the electricity output by the storage battery 12a to the power system.
If a short-circuit accident occurs in the feeder F, the PCS 14a outputs a short-circuit current limited to the output capacity of the storage battery 12a to the transformer 20a. For example, the short-circuit current output by the PCS 14a is limited to 1.1 to 1.5 times the output capacity of the storage battery 12a. Hereinafter, the ratio of the short-circuit current output by the PCS 14a to the output capacity of the storage battery 12a is referred to as "limitation ratio".
The transformer 20a is connected to the PCS 14a by a transmission line TLa. The transformer 20a converts the voltage of the AC power output by the PCS 14a for transmission to the power system, and outputs the AC power whose voltage has been converted to the bus B.
The solar cell 12b is a power device that utilizes the photovoltaic effect and converts light energy into power. The solar cell 12b immediately converts light into electric power by the photovoltaic effect, and outputs the electric power obtained by converting the light into electric power to the PCS 14b.
The PCS 14b is connected to the solar cell 12b by a transmission line TLb. The PCS 14b acquires the power output by the solar cell 12b and converts the acquired power from direct current to alternating current. The PCS 14b outputs the electricity converted into alternating current to the transformer 20b.
In addition, the PCS 14b performs output suppression in order to transmit the electricity output by the solar cell 12b to the power system.
If a short-circuit accident occurs in the feeder F, the PCS 14b outputs a short-circuit current limited to the output capacity of the solar cell 12b to the transformer 20b. For example, the short-circuit current output by the PCS 14b is limited to 1.1 to 1.5 times the output capacity of the solar cell 12b.
The transformer 20b is connected to the PCS 14b by a transmission line TLb. The transformer 20b converts the voltage of the AC power output by the PCS 14b so as to transmit it to the power system, and outputs the voltage-converted AC power to the bus B.
The bus B is a conductor that becomes the main circuit of the power receiving and transforming equipment. A bus B is an electric line from the secondary side of a transformer to a distribution circuit breaker in a high-voltage power receiving consumer. AC power is supplied to bus B from transformers 20a and 20b. Mother B outputs to feeder F the AC power supplied from transformer 20a and transformer 20b.

OCR30は、母線Bと、フィーダFを介して接続される。OCR30は、母線BからフィーダFを介して供給される交流電力に基づいて、電流を検出する。また、OCR30は、設定した閾値より大きな電流が、フィーダFにある一定時間流れた場合に、そのフィーダFに短絡事故が発生していると判定し、短絡事故が生じているフィーダFの遮断器を動作させる。
また、OCR30は、力率角を検出し、検出した電流を示す情報ととともに、検出した力率角を示す情報を、短絡監視装置100へ出力する。
OCR30は、短絡監視装置100が出力する短絡発生通知を受信し、受信した短絡発生通知に含まれる短絡事故が発生したことを示す情報を取得する。OCR30は、取得した短絡事故が発生したことを示す情報に基づいて、OCR30と接続しているフィーダFの遮断器を動作させる。
電圧センサー50は、母線Bに印加されている電圧である母線電圧を測定し、測定した母線電圧を示す情報を、母線Bへ重畳する。母線Bに重畳された母線電圧を示す情報は、フィーダFへ送信される。
センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3との各々は、その端子間の導通(投入)と、絶縁(開放)とを切替可能である。センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3との各々は、フィーダFの事故からの復旧に対応する場合に、所定の条件下で開放から投入へ自動的に切替える。事故の一例は、短絡である。また、フィーダFの地絡などの事故が発生した場合、変電所の遮断器がリレーによって開放になり、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3との各々も開放になる。また、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3との各々は、変電所の遮断器の再投入によって所定の方向から電力供給を受けた場合にタイマーが作動し、タイマーが所定の時間の経過を検出した場合に投入に切替わる。
ここで、夜間、雨天などであることによって、太陽電池12bが停止した場合を考える。
図2は、実施形態の短絡監視装置が適用される電力システムにおいて、太陽電池が停止した場合の一例を示す模式図である。
夜間、雨天などであることによって、太陽電池12bが停止した場合には、電流源10bから変圧器20bへ、交流へ変換した電気が出力されない。つまり、夜間、雨天などである場合には、太陽電池12bは、光エネルギーが少ないため、光エネルギーを電力に変換することによって得られる電力も少ないため、停止する。
太陽電池12bが停止すると、電圧源10aからフィーダFに、電力が供給される。この場合、電流源10bからフィーダFに供給される電力は省略できるため、電圧源10aからフィーダFに電力が供給されるとして説明を続ける。
太陽電池12bが停止し、且つ電圧源10aからフィーダFに電力が供給されている状態で、フィーダFの短絡点SPで短絡が発生した場合について説明する。換言すれば、電圧源10aからフィーダFに電力が供給されている状態で、フィーダFに短絡事故が発生した場合について説明する。
なお、本実施形態では、地絡事故が発生した場合には、地絡電流は、事故点から接地形計器用変圧器(Earthed Voltage Tran-sformer: EVT)を介して、地絡リレーを通過する経路であるため、ディーゼルの連系や解列によらない。このため、既存の設備で、地絡事故の検出や、遮断が可能であるため、説明を省略する。
また、母線Bにディーゼルが接続されている場合、つまり、ディーゼルが母線Bに接続されている場合や、ディーゼルと、蓄電池12aと、太陽電池12bとが、母線Bに並列に接続されている場合には、ディーゼルから、OCR30で検出可能な短絡電流が流れるため、既存の設備で、地絡事故の検出や、遮断が可能であるため、説明を省略する。
電圧源10aから供給される短絡電流Isは、高圧電圧の定格値を3.3kVとした際,式(1)で表される。
OCR 30 is connected to bus line B via feeder F. The OCR 30 detects current based on AC power supplied from the bus B through the feeder F. In addition, the OCR 30 determines that a short-circuit accident has occurred in the feeder F when a current larger than the set threshold flows in the feeder F for a certain period of time, and the breaker of the feeder F where the short-circuit accident has occurred to operate.
The OCR 30 also detects a power factor angle and outputs information indicating the detected power factor angle to the short-circuit monitoring device 100 together with information indicating the detected current.
The OCR 30 receives the short-circuit occurrence notification output by the short-circuit monitoring device 100 and obtains information indicating that a short-circuit accident has occurred, which is included in the received short-circuit occurrence notification. OCR30 operates the breaker of the feeder F connected with OCR30 based on the information which shows that the acquired short circuit accident has generate|occur|produced.
The voltage sensor 50 measures the bus voltage, which is the voltage applied to the bus B, and superimposes on the bus B information indicating the measured bus voltage. Information indicative of the bus voltage superimposed on bus B is transmitted to feeder F.
Each of the sensor built-in automatic switch remote controller 40-1, the sensor built-in automatic switch remote controller 40-2, and the sensor built-in automatic switch remote controller 40-3 is electrically connected (turned on) between its terminals. and insulation (open). The remote controller 40-1 for the automatic switch with sensor, the remote controller 40-2 for the automatic switch with sensor, and the remote controller 40-3 for the automatic switch with sensor are each used for recovering from the feeder F accident. If applicable, it automatically switches from open to closed under certain conditions. An example of an accident is a short circuit. In addition, when an accident such as a ground fault occurs in the feeder F, the circuit breaker of the substation is opened by the relay, and the remote controller 40-1 for the automatic switch with a sensor and the remote controller 40- for the automatic switch with a sensor are installed. 2 and the sensor built-in automatic switch remote controller 40-3 are also opened. In addition, each of the remote controller 40-1 for automatic switch with sensor, the remote controller 40-2 for automatic switch with sensor, and the remote controller 40-3 for automatic switch with sensor is used for the circuit breaker of the substation. When power is supplied from a predetermined direction by re-supplying, the timer is activated, and when the timer detects the elapse of the predetermined time, the power is switched to on.
Here, consider a case where the solar cell 12b stops due to nighttime, rainy weather, or the like.
FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a case where the solar cell stops in the electric power system to which the short-circuit monitoring device of the embodiment is applied.
When the solar cell 12b stops due to nighttime, rain, or the like, the electricity converted into alternating current is not output from the current source 10b to the transformer 20b. That is, when it is nighttime or rainy weather, the solar cell 12b has little light energy, so the power obtained by converting the light energy into power is also small, so it is stopped.
When the solar cell 12b stops, power is supplied to the feeder F from the voltage source 10a. In this case, since the power supplied from the current source 10b to the feeder F can be omitted, the description will be continued assuming that power is supplied to the feeder F from the voltage source 10a.
A case where a short circuit occurs at the short-circuit point SP of the feeder F while the solar cell 12b is stopped and power is being supplied from the voltage source 10a to the feeder F will be described. In other words, a case where a short-circuit accident occurs in the feeder F while power is being supplied to the feeder F from the voltage source 10a will be described.
In this embodiment, when a ground fault occurs, the ground fault current passes through the ground fault relay from the accident point via the grounded voltage transformer (EVT). Since it is a path, it does not depend on the connection or disconnection of diesel. For this reason, it is possible to detect ground faults and cut off ground faults with existing equipment, so the description will be omitted.
Also, when diesel is connected to bus B, that is, when diesel is connected to bus B, or when diesel, storage battery 12a, and solar battery 12b are connected in parallel to bus B , a short-circuit current that can be detected by the OCR 30 flows from the diesel, so the existing equipment can detect a ground fault and cut off, so the description is omitted.
The short-circuit current Is supplied from the voltage source 10a is represented by Equation (1) when the rated value of the high voltage is 3.3 kV.

Is=(蓄電池の出力容量[kVA])/(√3×3.3[kV])×(制限倍率) (1) Is = (output capacity of storage battery [kVA]) / (√3 x 3.3 [kV]) x (limit magnification) (1)

仮に、蓄電池12aの出力容量を8MWhとし、PCS14aから変圧器20aへ供給される電流の蓄電池12aの容量に対する制限倍率を、1.1と仮定する。式(1)へ上記の数値を代入することによって、Is=154[A]が得られる。つまり、フィーダFに短絡事故が発生した場合には、配電線TLaにIs=154[A]の短絡電流が流れると想定される。以下、短絡電流Isを、電流制限値ILと呼ぶ場合もある。
蓄電池12aと、太陽電池12bとが、母線Bに並列に接続されたオフグリッド系統において、太陽電池12bが発電した電力を使用しないで、蓄電池12aに貯められた電力を、フィーダFへ供給する場合が、最も厳しい条件であると想定される。つまり、蓄電池12aに貯められた電力を、フィーダFへ供給する場合が、フィーダFに短絡事故が発生した場合に、その短絡事故の検出が難しいを想定される。このため、本実施形態では、太陽電池12bが発電した電力を使用しないで、蓄電池12aに貯められた電力が、フィーダFに供給される場合について説明を続ける。
仮に、OCR30に、短絡事故が発生したことを検出するための整定値として、345[A]が設定されていた場合には、その整定値は、前述した短絡電流Is(=154[A])よりも大きい。OCR30は、フィーダFに短絡事故が発生した場合でも、短絡事故が発生したことを検出できない。
本実施形態では、OCR30に併設された短絡監視装置100が、フィーダFに短絡事故が発生しているか否かを判定する。
短絡監視装置100は、フィーダFに重畳されている電圧の測定結果を受信し、受信した電圧の測定結果を受け付ける。短絡監視装置100は、OCR30が出力した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受信し、受信した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受け付ける。
短絡監視装置100は、受け付けた電圧を示す情報に基づいて、電圧の変化量を導出する。短絡監視装置100は、導出した電圧の変化量を示す情報に基づいて、短絡事故が発生しているか否かを判定する。
短絡監視装置100は、短絡事故が発生していると判定した場合に、受け付けた電流を示す情報に基づいて、電流の変化量を導出する。短絡監視装置100は、受け付けた力率角を示す情報に基づいて、力率角の変化量を導出する。短絡監視装置100は、導出した電流の変化量を示す情報と、力率角の変化量を示す情報とに基づいて、短絡事故が発生しているフィーダFを特定する。
It is assumed that the output capacity of the storage battery 12a is 8 MWh, and the limiting multiplier of the current supplied from the PCS 14a to the transformer 20a to the capacity of the storage battery 12a is 1.1. By substituting the above numerical values into equation (1), Is = 154 [A] is obtained. That is, when a short-circuit accident occurs in the feeder F, it is assumed that a short-circuit current of Is=154 [A] flows through the distribution line TLa. Hereinafter, the short-circuit current Is may also be referred to as a current limit value IL.
In an off-grid system in which the storage battery 12a and the solar battery 12b are connected in parallel to the bus B, the power stored in the storage battery 12a is supplied to the feeder F without using the power generated by the solar battery 12b. is assumed to be the most severe condition. In other words, in the case where the power stored in the storage battery 12a is supplied to the feeder F, if a short-circuit accident occurs in the feeder F, it is assumed that it is difficult to detect the short-circuit accident. Therefore, in the present embodiment, the case where the power stored in the storage battery 12a is supplied to the feeder F without using the power generated by the solar cell 12b will be described.
If 345 [A] is set in the OCR 30 as a setting value for detecting the occurrence of a short-circuit accident, the setting value is the above-described short-circuit current Is (=154 [A]) bigger than OCR 30 cannot detect that a short-circuit accident has occurred even when a short-circuit accident has occurred in the feeder F.
In this embodiment, the short-circuit monitoring device 100 attached to the OCR 30 determines whether or not the feeder F has a short-circuit accident.
The short-circuit monitoring device 100 receives the measurement result of the voltage superimposed on the feeder F, and accepts the received measurement result of the voltage. The short-circuit monitoring device 100 receives the information indicating the current output from the OCR 30 and the information indicating the power factor angle, and accepts the received information indicating the current and the information indicating the power factor angle.
The short-circuit monitoring device 100 derives the voltage change amount based on the received information indicating the voltage. The short-circuit monitoring device 100 determines whether or not a short-circuit accident has occurred based on the derived information indicating the amount of change in voltage.
When the short-circuit monitoring device 100 determines that a short-circuit accident has occurred, the short-circuit monitoring device 100 derives the amount of change in current based on the received information indicating the current. The short-circuit monitoring device 100 derives the amount of change in the power factor angle based on the received information indicating the power factor angle. The short-circuit monitoring device 100 identifies the feeder F in which the short-circuit accident has occurred based on the derived information indicating the amount of change in current and the information indicating the amount of change in the power factor angle.

ここで、図3から図5を参照して、フィーダFに短絡事故が発生した場合に生じる現象について説明する。
図3は、短絡事故が発生した場合に生じる現象の例1を示す図である。
図3は、母線Bと、フィーダFとの各々に短絡事故が発生した場合の系統電圧の変化を示す。図3において、横軸は時間であり、縦軸は電圧である。図3において、破線より左が、短絡事故が発生する前であり、右が、短絡事故が発生した後を示す。短絡事故が発生する前の電源電圧と比較して、短絡事故は発生した後は、母線Bに短絡事故が発生した場合と、フィーダFに短絡事故が発生した場合との各々で、振幅が低下することが分かる。さらに、配電線末端で短絡事故が発生した場合と、母線で短絡事故が発生した場合とを比較すると、母線で短絡事故が発生した場合の方が、振幅の低下量が大きいことが分かる。
Here, with reference to FIGS. 3 to 5, a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs in the feeder F will be described.
FIG. 3 is a diagram showing Example 1 of a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs.
FIG. 3 shows changes in system voltage when a short-circuit accident occurs in each of the bus B and the feeder F. In FIG. In FIG. 3, the horizontal axis is time and the vertical axis is voltage. In FIG. 3, the left side of the dashed line shows the situation before the occurrence of the short-circuit accident, and the right side shows the situation after the occurrence of the short-circuit accident. Compared to the power supply voltage before the short circuit occurred, after the short circuit occurred, the amplitude decreased when the short circuit occurred on the bus B and when the short circuit occurred on the feeder F. I know you do. Furthermore, when a short-circuit fault occurs at the end of a distribution line and a short-circuit fault occurs at a bus bar, it can be seen that the amount of decrease in amplitude is greater when a short-circuit fault occurs at the bus bar.

図4は、フィーダに短絡事故が発生した場合に生じる現象の例2を示す図である。
図4は、フィーダFに短絡事故が発生した場合の電流の変化を示す。図4において、横軸は時間であり、縦軸は電流である。図4において、破線より左が、短絡事故が発生する前であり、破線より右が、短絡事故が発生した後を示す。
短絡事故が発生する前の負荷電流と比較して、短絡事故が発生した後の短絡電流は、振幅が増加していることが分かる。これは、フィーダFに短絡事故が発生した場合に、PCS14aが、蓄電池12aの出力容量と、制限倍率とに基づいて、短絡電流を抑えるが、抑えられた短絡電流は、負荷電流よりも大きいためである。
FIG. 4 is a diagram showing example 2 of a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs in a feeder.
FIG. 4 shows changes in current when a short circuit accident occurs in the feeder F. FIG. In FIG. 4, the horizontal axis is time and the vertical axis is current. In FIG. 4, the left side of the dashed line shows the situation before the short circuit accident, and the right side of the broken line shows the situation after the short circuit accident.
It can be seen that the amplitude of the short-circuit current after the occurrence of the short-circuit fault is increased compared to the load current before the occurrence of the short-circuit fault. This is because when a short-circuit accident occurs in the feeder F, the PCS 14a suppresses the short-circuit current based on the output capacity of the storage battery 12a and the limit magnification, but the suppressed short-circuit current is larger than the load current. is.

図5は、フィーダに短絡事故が発生した場合に生じる現象の例3を示す図である。
図5は、フィーダFのa相とb相との相間二相短絡事故が発生した場合の力率角の変化を示す。図5には、短絡事故が発生する前のa相の相電圧vaと、b相の相電圧vbと、a相とb相との相間電圧vabと、b相とc相との相間電圧vbcと、c相とa相との相間電圧vcaとが、破線で示されている。
さらに、図5には、短絡事故が発生した後のa相の相電圧vaと、b相の相電圧vbと、a相とb相との相間電圧vabと、b相とc相との相間電圧vbcと、c相とa相との相間電圧vcaとが、実線で示されている。
二相短絡事故と、三相短絡事故とにおいて、各相それぞれで、相電圧と相電流とで力率角が変化するのが分かる。つまり、実線で示されるIaと、破線で示されるIaとを比較すると変化していることが分かる。
FIG. 5 is a diagram showing example 3 of a phenomenon that occurs when a short-circuit accident occurs in a feeder.
FIG. 5 shows changes in the power factor angle when an interphase two-phase short-circuit fault between the a phase and the b phase of the feeder F occurs. FIG. 5 shows the phase voltage va of the a-phase, the phase voltage vb of the b-phase, the inter-phase voltage vab of the a-phase and the b-phase, and the inter-phase voltage vbc of the b-phase and the c-phase before the short-circuit accident occurs. , and the phase-to-phase voltage vca between the c-phase and the a-phase are indicated by dashed lines.
Further, FIG. 5 shows the phase voltage va of the a phase after the occurrence of the short circuit, the phase voltage vb of the b phase, the interphase voltage vab of the a phase and the b phase, and the interphase voltage of the b phase and the c phase. The voltage vbc and the phase-to-phase voltage vca between the c-phase and the a-phase are indicated by solid lines.
It can be seen that the power factor angle varies with the phase voltage and the phase current in each phase in the two-phase short-circuit fault and the three-phase short-circuit fault. In other words, when Ia indicated by the solid line and Ia indicated by the broken line are compared, it can be seen that there is a change.

図6は、フィーダに短絡事故が発生した場合の相間電圧の波形の一例を示す図である。図6に示される例では、重負荷におけるa相とb相との間の二相短絡事故が発生した場合のシミュレーションの結果が示される。図6において、破線よりも左が、短絡事故が発生する前(定常状態)の相間電圧の波形であり、破線よりも右が、短絡事故が発生した後(短絡状態)の相間電圧の波形である。
図6によれば、a相とb相との間で短絡事故が発生した場合には、a相とb相との相間電圧が低下するのが分かる。したがって、相間電圧の低下が検出された場合に、短絡事故が発生したと判断できる。
ここでは、a相とb相との間で短絡事故が発生した場合に、a相とb相との相間電圧が低下する場合について示したが、b相とc相との間で短絡事故が発生した場合と、c相とa相との間で短絡事故が発生した場合とについても同様である。b相とc相との間で短絡事故が発生した場合には、b相とc相との相間電圧が低下する。c相とa相との間で短絡事故が発生した場合には、c相とa相との相間電圧が低下する。
しかし、相間電圧の低下が検出されたことによって、短絡事故が発生したことを判定する場合に、相間電圧は、母線に印加された電圧を測定することで検出されるため、相間電圧の低下が検出されただけでは、短絡事故が発生したフィーダFを特定することができない。さらに、相間電圧の低下が検出されたことによって、短絡事故が発生したことを判定する場合には、優先選択遮断が必要になる。
FIG. 6 is a diagram showing an example of the interphase voltage waveform when a short-circuit accident occurs in the feeder. The example shown in FIG. 6 shows the result of a simulation when a two-phase short-circuit accident between phases a and b under heavy load occurs. In FIG. 6, the left side of the dashed line is the interphase voltage waveform before the short circuit accident (steady state), and the right side of the broken line is the interphase voltage waveform after the short circuit fault (short circuit state). be.
As can be seen from FIG. 6, when a short-circuit fault occurs between the a-phase and the b-phase, the interphase voltage between the a-phase and the b-phase decreases. Therefore, it can be determined that a short-circuit accident has occurred when a drop in inter-phase voltage is detected.
Here, the case where the inter-phase voltage between the a-phase and the b-phase drops when a short-circuit fault occurs between the a-phase and the b-phase is shown. The same applies to the case where a short-circuit accident occurs and the case where a short-circuit accident occurs between the c-phase and the a-phase. When a short-circuit accident occurs between the b-phase and the c-phase, the interphase voltage between the b-phase and the c-phase decreases. When a short-circuit accident occurs between the c phase and the a phase, the interphase voltage between the c phase and the a phase drops.
However, when it is determined that a short-circuit fault has occurred by detecting a drop in the inter-phase voltage, the inter-phase voltage is detected by measuring the voltage applied to the bus. The feeder F in which the short-circuit accident occurred cannot be identified only by detection. Furthermore, when it is determined that a short-circuit accident has occurred based on the detection of a drop in the voltage between phases, priority selective cutoff is required.

図7は、フィーダに短絡事故が発生した場合の相電流の波形の一例を示す図である。図7に示される例では、重負荷におけるa相とb相との間の二相短絡事故が発生した場合のシミュレーションの結果が示される。図7において、破線よりも左が、短絡事故が発生する前(定常状態)の相電流の波形であり、破線よりも右が、短絡事故が発生した後(短絡状態)の相電流の波形である。
図7によれば、a相とb相との間で短絡事故が発生した瞬間に、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流との電流振幅が増加するが、その後、PCS14aの制御によって、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流とのいずれかの電流振幅が増加したままとなることが分かる。したがって、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流とが増加した場合に、短絡事故が発生したと判断できる。
ここでは、a相とb相との間で短絡事故が発生した瞬間に、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流との電流振幅が増加する場合について示したが、b相とc相との間で短絡事故が発生した場合と、c相とa相との間で短絡事故が発生した場合とについても同様である。つまり、b相とc相との間で短絡事故が発生した瞬間に、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流との電流振幅が増加するが、その後、PCS14aの制御によって、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流とのいずれかの電流振幅が増加したままとなる。c相とa相との間で短絡事故が発生した瞬間に、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流との電流振幅が増加するが、その後、PCS14aの制御によって、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流とのいずれかの電流振幅が増加したままとなる。
しかし、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流とが増加した場合に、短絡事故が発生したと判断する場合には、負荷電流と、短絡電流との差を検出できないおそれがある。
FIG. 7 is a diagram showing an example of waveforms of phase currents when a short-circuit accident occurs in a feeder. The example shown in FIG. 7 shows the results of a simulation when a two-phase short-circuit accident between phases a and b under heavy load occurs. In FIG. 7, the left side of the dashed line is the waveform of the phase current before the occurrence of the short circuit (steady state), and the right side of the broken line is the waveform of the phase current after the occurrence of the short circuit (short circuit state). be.
According to FIG. 7, the current amplitudes of the a-phase, b-phase, and c-phase currents increase at the moment when a short-circuit fault occurs between the a-phase and the b-phase. After that, it can be seen that the current amplitude of any one of the a-phase, b-phase, and c-phase currents continues to increase under the control of the PCS 14a. Therefore, it can be determined that a short-circuit accident has occurred when the a-phase, b-phase, and c-phase phase currents increase.
Here, the case where the current amplitudes of the a-phase, b-phase, and c-phase currents increase at the moment when a short-circuit fault occurs between the a-phase and the b-phase is shown. However, the same applies to cases where a short-circuit fault occurs between the b-phase and the c-phase and between the c-phase and the a-phase. That is, at the moment when a short-circuit accident occurs between the b-phase and the c-phase, the current amplitudes of the a-phase, b-phase, and c-phase phase currents increase. , the current amplitude of any one of the a-phase, b-phase, and c-phase currents remains increased. At the moment when a short-circuit fault occurs between the c phase and the a phase, the current amplitudes of the a phase current, the b phase current, and the c phase current increase. As a result, the current amplitude of any one of the a-phase, b-phase, and c-phase currents remains increased.
However, if it is determined that a short-circuit accident has occurred when the a-phase current, the b-phase current, and the c-phase current increase, the difference between the load current and the short-circuit current must be calculated. It may not be detected.

図8は、フィーダに短絡事故が発生した場合の力率角の変化の一例を示す図である。図8に示される例では、重負荷におけるa相とb相との間の二相短絡事故が発生した場合のa相の相電圧と、a相の相電流とのシミュレーションの結果が示される。図8において、破線よりも左が、短絡事故が発生する前(定常状態)の力率角であり、破線よりも右が、短絡事故が発生した後(短絡状態)の力率角である。
図8によれば、a相とb相との間で短絡事故が発生した場合には、力率角が変化することが分かる。したがって、力率角が変化した場合に、短絡事故が発生したと判断できる。
ここでは、a相とb相との間で短絡事故が発生した場合に、力率角が変化する場合について示したが、b相とc相との間で短絡事故が発生した場合と、c相とa相との間で短絡事故が発生した場合についても同様である。つまり、b相とc相との間で短絡事故が発生した場合には、力率角が変化する。c相とa相との間で短絡事故が発生した場合には、力率角が変化する。
しかし、力率角が変化した場合に、短絡事故が発生したと判断する場合には、軽負荷時には、位相の変化が小さいため、検出された位相の精度が悪いおそれがある。
図6から図8によれば、相間電圧の変化に基づいて、短絡事故が発生したか否かを判定でき、相電流の変化と、力率角の変化とに基づいて、短絡事故が発生したフィーダFを特定できることが分かる。つまり、相間電圧の低下が検出された場合に、短絡事故が発生したと判断できる。さらに、a相の相電流と、b相の相電流と、c相の相電流とが増加したことが検出され、且つ力率角の変化が検出されたフィーダFを特定することによって、短絡事故が発生したフィーダFを特定できる。
FIG. 8 is a diagram showing an example of changes in the power factor angle when a short-circuit accident occurs in the feeder. The example shown in FIG. 8 shows simulation results of the a-phase voltage and the a-phase current when a two-phase short-circuit accident between the a-phase and the b-phase occurs under heavy load. In FIG. 8, the left side of the broken line is the power factor angle before the occurrence of the short circuit (steady state), and the right side of the broken line is the power factor angle after the occurrence of the short circuit (short circuit state).
According to FIG. 8, it can be seen that the power factor angle changes when a short-circuit fault occurs between the a-phase and the b-phase. Therefore, when the power factor angle changes, it can be determined that a short-circuit accident has occurred.
Here, the case where the power factor angle changes when a short-circuit fault occurs between the a-phase and the b-phase is shown. The same applies to the case where a short-circuit accident occurs between the phase and the a-phase. That is, when a short-circuit accident occurs between the b-phase and the c-phase, the power factor angle changes. When a short-circuit accident occurs between the c-phase and the a-phase, the power factor angle changes.
However, if it is determined that a short-circuit accident has occurred when the power factor angle has changed, there is a risk that the accuracy of the detected phase will be poor when the load is light because the change in phase is small.
According to FIGS. 6 to 8, it is possible to determine whether or not a short-circuit fault has occurred based on changes in the voltage between phases, and whether a short-circuit fault has occurred can be determined based on changes in the phase currents and changes in the power factor angle. It can be seen that the feeder F can be identified. In other words, it can be determined that a short-circuit accident has occurred when a drop in interphase voltage is detected. Further, by identifying the feeder F in which an increase in the a-phase, the b-phase, and the c-phase phase current is detected and a change in the power factor angle is detected, a short-circuit fault is detected. can be specified.

図9は、二相短絡と三相短絡との短絡事故の前後における相間電圧と、相電流と、力率角との比較例を示す図である。
図9には、軽負荷時と、重負荷時との各々について、相間電圧(電圧[V])と、相電流(電流[A])と、力率角(力率角[°])とが示される。具体的には、相間電圧(電圧[V])に関して、短絡事故の前の相間電圧(前)と、短絡事故の後の相間電圧(後)と、短絡事故の前後の相間電圧の変化量(変化)とか示される。また、相電流(電流[A])に関して、短絡事故の前の相電流(前)と、短絡事故の後の相電流(後)と、短絡事故の前後の相電流の変化量(変化)とか示される。また、力率角(力率角[°])に関して、短絡事故の前の力率角(前)と、短絡事故の後の力率角(後)と、短絡事故の前後の力率角の変化量(変化)とか示される。
図9によれば、相間電圧については、短絡事故の前後の相間電圧の変化量は、重負荷と比較して軽負荷の方が小さく、軽負荷同士を比較すると、三相短絡の方が短絡事故の前後の相間電圧の変化量が小さいことが分かる。
相電流については、短絡事故の前後の相電流の変化量は、軽負荷と比較して重負荷の方が小さく、重負荷同士を比較すると、二相短絡の方が短絡事故の前後の相電流の変化量が若干小さいことが分かる。
力率角については、短絡事故の前後の力率角の変化量は、軽負荷と比較して重負荷の方が小さく、重負荷同士を比較すると、三相短絡の方が短絡事故の前後の力率角の変化量が小さいことが分かる。
以上から、重負荷時に、三相短絡が発生した場合に、短絡事故の前後の相間電圧の変化量と、相電流の変化量と、力率角の変化量が小さいため、三相短絡の検出が難しいことが分かる。
以下、電力システム1に含まれる短絡監視装置100について説明する。
FIG. 9 is a diagram showing a comparative example of interphase voltages, phase currents, and power factor angles before and after a two-phase short circuit and a three-phase short circuit.
FIG. 9 shows phase-to-phase voltage (voltage [V]), phase current (current [A]), and power factor angle (power factor angle [°]) for each of light load and heavy load. is shown. Specifically, regarding the interphase voltage (voltage [V]), the interphase voltage before the short circuit (before), the interphase voltage after the short circuit (after), and the amount of change in the interphase voltage before and after the short circuit ( change). Regarding the phase current (current [A]), the phase current before the short circuit (before), the phase current after the short circuit (after), and the amount of change (change) in the phase current before and after the short circuit. shown. Regarding the power factor angle (power factor angle [°]), the power factor angle before the short circuit (before), the power factor angle after the short circuit (after), and the power factor angle before and after the short circuit. The amount of change (change) is indicated.
According to FIG. 9, regarding the phase-to-phase voltage, the change in the phase-to-phase voltage before and after the short circuit is smaller for the light load than for the heavy load. It can be seen that the amount of change in interphase voltage before and after the accident is small.
Regarding phase currents, the amount of change in phase current before and after a short circuit is smaller for heavy loads than for light loads. It can be seen that the amount of change in is slightly small.
Regarding the power factor angle, the amount of change in power factor angle before and after a short circuit is smaller for heavy loads than for light loads. It can be seen that the amount of change in the power factor angle is small.
From the above, when a three-phase short circuit occurs under heavy load, the amount of change in the interphase voltage, the amount of change in the phase current, and the amount of change in the power factor angle before and after the short circuit are small. is difficult.
The short-circuit monitoring device 100 included in the power system 1 will be described below.

(短絡監視装置100)
図10は、実施形態の短絡監視装置の一例を示す図である。短絡監視装置100は、パーソナルコンピュータ、サーバー、又は産業用コンピュータ等の装置によって実現される。短絡監視装置100は、通信部105と、記憶部110と、情報処理部130と、各構成要素を図10に示されているように電気的に接続するためのアドレスバスやデータバスなどのバスライン150とを備える。
通信部105は、通信モジュールによって実現される。具体的には、通信部105は、有線通信を行うデバイスによって構成される。通信部105は、OCR30、電圧センサー50などの外部の装置と通信する。具体的には、通信部105は、電圧センサー50が母線Bへ重畳した電圧を示す情報を、フィーダFから受信し、受信した電圧を示す情報を、情報処理部130へ出力する。また、通信部105は、OCR30が出力した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受信し、受信した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを、情報処理部130へ出力する。また、通信部105は、情報処理部130が出力した短絡事故発生通知を取得し、取得した短絡事故発生通知を、OCR30へ送信する。
また、通信部105は、ワイファイ(登録商標)等の無線通信技術で無線通信を行う無線デバイスによって構成されてもよい。通信部105は、電圧センサー50と、OCR30と無線で通信してもよい。
(Short circuit monitoring device 100)
FIG. 10 is a diagram illustrating an example of a short-circuit monitoring device according to the embodiment; The short-circuit monitoring device 100 is implemented by a device such as a personal computer, server, or industrial computer. The short-circuit monitoring device 100 includes a communication unit 105, a storage unit 110, an information processing unit 130, and buses such as an address bus and a data bus for electrically connecting each component as shown in FIG. line 150;
Communication unit 105 is realized by a communication module. Specifically, the communication unit 105 is configured by a device that performs wired communication. A communication unit 105 communicates with external devices such as the OCR 30 and the voltage sensor 50 . Specifically, the communication unit 105 receives information indicating the voltage superimposed on the bus B by the voltage sensor 50 from the feeder F, and outputs information indicating the received voltage to the information processing unit 130 . Further, the communication unit 105 receives the information indicating the current output from the OCR 30 and the information indicating the power factor angle, and transmits the received information indicating the current and the information indicating the power factor angle to the information processing unit 130. Output. Further, the communication unit 105 acquires the short-circuit accident occurrence notification output by the information processing unit 130 and transmits the acquired short-circuit accident occurrence notification to the OCR 30 .
Also, the communication unit 105 may be configured by a wireless device that performs wireless communication using a wireless communication technology such as Wi-Fi (registered trademark). The communication unit 105 may wirelessly communicate with the voltage sensor 50 and the OCR 30 .

記憶部110は、例えば、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)、HDD(Hard Disk Drive)、フラッシュメモリ、またはこれらのうち複数が組み合わされたハイブリッド型記憶装置などにより実現される。記憶部110には、情報処理部130により実行されるプログラム111と、アプリ112とが記憶される。
プログラム111は、例えば、オペレーティングシステムであり、ユーザやアプリケーションプログラムとハードウェアの中間に位置し、ユーザやアプリケーションプログラムに対して標準的なインターフェースを提供すると同時に、ハードウェアなどの各リソースに対して効率的な管理を行う。
アプリ112は、短絡監視装置100に、電圧センサー50が送信した電圧を示す情報を受信させる。アプリ112は、短絡監視装置100に、受信させた電圧を示す情報を受け付けされる。アプリ112は、短絡監視装置100に、受け付けさせた電圧を示す情報に基づいて、電圧の変化量を導出させる。アプリ112は、短絡監視装置100に、導出させた電圧の変化量を示す情報に基づいて、短絡事故が発生したか否かを判定させる。
アプリ112は、短絡監視装置100に、フィーダFに流れる電流を示す情報と、フィーダFの力率角を示す情報を受け付けさせる。アプリ112は、短絡監視装置100に、受け付けさせた電流を示す情報に基づいて、電流の変化量を導出させる。アプリ112は、短絡監視装置100に、受け付けさせた力率角を示す情報に基づいて、力率角の変化量を導出させる。
アプリ112は、短絡監視装置100に、導出させた電流の変化量を示す情報と、導出させた力率角の変化量を示す情報とに基づいて、フィーダFが短絡しているか否かを判定させる。アプリ112は、短絡監視装置100に、フィーダFが短絡しているか否かの判定結果に基づいて、短絡事故が発生していると判定させた場合に、短絡事故が発生したことを示す情報を含み、OCR30を宛先とする短絡発生通知を作成させ、作成させた短絡発生通知を、送信させる。
The storage unit 110 is implemented by, for example, a RAM (Random Access Memory), ROM (Read Only Memory), HDD (Hard Disk Drive), flash memory, or a hybrid storage device in which a plurality of these are combined. Storage unit 110 stores program 111 executed by information processing unit 130 and application 112 .
The program 111 is, for example, an operating system, which is located between a user or application program and hardware, provides a standard interface to the user or application program, and at the same time, efficiently manages each resource such as hardware. management.
The application 112 causes the short circuit monitoring device 100 to receive the information indicating the voltage transmitted by the voltage sensor 50 . Application 112 receives information indicating the voltage received by short-circuit monitoring device 100 . The application 112 causes the short-circuit monitoring device 100 to derive the amount of voltage change based on the received information indicating the voltage. The application 112 causes the short-circuit monitoring device 100 to determine whether or not a short-circuit accident has occurred based on the derived information indicating the amount of change in voltage.
The application 112 causes the short-circuit monitoring device 100 to receive information indicating the current flowing through the feeder F and information indicating the power factor angle of the feeder F. FIG. The application 112 causes the short-circuit monitoring device 100 to derive the current change amount based on the received information indicating the current. The application 112 causes the short-circuit monitoring device 100 to derive the amount of change in the power factor angle based on the received information indicating the power factor angle.
The application 112 determines whether or not the feeder F is short-circuited based on the derived information indicating the amount of change in the current and the derived information indicating the amount of change in the power factor angle. Let The application 112 outputs information indicating that a short-circuit has occurred when the short-circuit monitoring device 100 determines that a short-circuit has occurred based on the determination result of whether or not the feeder F is short-circuited. and causes a short-circuit occurrence notification addressed to the OCR 30 to be created and causes the created short-circuit occurrence notification to be transmitted.

情報処理部130の全部または一部は、例えば、CPU(Central Processing Unit)などのプロセッサが記憶部110に格納されたプログラム111とアプリ112とを実行することにより実現される機能部(以下、ソフトウェア機能部と称する)である。なお、情報処理部130の全部または一部は、LSI(Large Scale Integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、またはFPGA(Field-Programmable Gate Array)などのハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェア機能部とハードウェアとの組み合わせによって実現されてもよい。
情報処理部130は、例えば、受付部131と、電圧変化量導出部132と、電流変化量導出部133と、力率角変化量導出部134と、判定部135として機能する。
All or part of the information processing unit 130 is, for example, a functional unit (hereinafter referred to as software function unit). Note that all or part of the information processing unit 130 may be realized by hardware such as LSI (Large Scale Integration), ASIC (Application Specific Integrated Circuit), or FPGA (Field-Programmable Gate Array). It may be realized by a combination of units and hardware.
The information processing unit 130 functions as, for example, a reception unit 131 , a voltage change amount derivation unit 132 , a current change amount derivation unit 133 , a power factor angle change amount derivation unit 134 , and a determination unit 135 .

受付部131は、通信部105が出力した電圧を示す情報を取得し、取得した電圧を示す情報を受け付ける。受付部131は、受け付けた電圧を示す情報を、電圧変化量導出部132へ出力する。
受付部131は、通信部105が出力した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを取得し、取得した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受け付ける。受付部131は、受け付けた電流を示す情報を、電流変化量導出部133へ出力する。受付部131は、受け付けた力率角を示す情報を、力率角変化量導出部134へ出力する。
電圧変化量導出部132は、受付部131が出力した電圧を示す情報を取得し、取得した電圧V2を示す情報と、その電圧V2を示す情報より前に取得した電圧V1を示す情報とに基づいて、電圧の変化量ΔV(V2-V1)を導出する。例えば、電圧変化量導出部132には、電圧を示す情報が、0.1sなどの所定の周期で、受付部131から出力される。電圧変化量導出部132は、導出した電圧の変化量ΔVを示す情報を、判定部135へ出力する。
The receiving unit 131 acquires the information indicating the voltage output by the communication unit 105 and receives the acquired information indicating the voltage. Reception unit 131 outputs information indicating the received voltage to voltage change amount derivation unit 132 .
The reception unit 131 acquires the information indicating the current and the information indicating the power factor angle output by the communication unit 105, and receives the obtained information indicating the current and the information indicating the power factor angle. Reception unit 131 outputs information indicating the received current to current change amount derivation unit 133 . Reception unit 131 outputs information indicating the received power factor angle to power factor angle change amount derivation unit 134 .
The voltage change amount deriving unit 132 acquires the information indicating the voltage output by the receiving unit 131, and based on the obtained information indicating the voltage V2 and the information indicating the voltage V1 obtained before the information indicating the voltage V2. to derive the amount of voltage change ΔV (V2−V1). For example, information indicating the voltage is output from the reception unit 131 to the voltage change amount derivation unit 132 at a predetermined cycle such as 0.1 s. The voltage change amount derivation unit 132 outputs information indicating the derived voltage change amount ΔV to the determination unit 135 .

電流変化量導出部133は、受付部131が出力した電流を示す情報を取得し、取得した電流I2を示す情報と、その電流I2を示す情報より前に取得した電流I1を示す情報とに基づいて、電流の変化量ΔIを導出する。例えば、電流変化量導出部133には、電流を示す情報が、0.1sなどの所定の周期で、受付部131から出力される。具体的には、電流変化量導出部133は、電流I2を規格化し、規格化した電流である規格化電流I2rmsを導出する。電流変化量導出部133は、電流I1を規格化し、規格化した電流である規格化電流I1rmsを導出する。電流変化量導出部133は、規格化電流I2rmsと、規格化電流I1rmsとの差ΔIrms(I2rms-I1rms)を導出する。電流変化量導出部133は、導出した差ΔIrmsを、PCS14aの電流制限値ILで除算することによって、電流の変化量ΔIを導出する。つまり、電流変化量導出部133は、式(1)から、電流の変化量ΔIを導出する。 The current change amount deriving unit 133 acquires the information indicating the current output by the receiving unit 131, and based on the obtained information indicating the current I2 and the information indicating the current I1 obtained before the information indicating the current I2. to derive the change amount ΔI of the current. For example, information indicating the current is output from the receiving unit 131 to the current change amount deriving unit 133 at a predetermined cycle such as 0.1 s. Specifically, current change amount derivation unit 133 normalizes current I2 and derives normalized current I2rms, which is the normalized current. The current change amount derivation unit 133 normalizes the current I1 and derives a normalized current I1rms, which is the normalized current. Current change amount derivation unit 133 derives difference ΔIrms (I2rms−I1rms) between normalized current I2rms and normalized current I1rms. The current change amount derivation unit 133 derives the current change amount ΔI by dividing the derived difference ΔIrms by the current limit value IL of the PCS 14a. That is, the current change amount deriving unit 133 derives the current change amount ΔI from the equation (1).

ΔI=ΔIrms/IL (1) ΔI=ΔIrms/IL (1)

電流変化量導出部133は、導出した電流の変化量ΔIを示す情報を、判定部135へ出力する。
力率角変化量導出部134は、受付部131が出力した力率角を示す情報を取得し、取得した力率角θ2を示す情報と、その力率角θ2を示す情報より前に取得した力率角θ1を示す情報とに基づいて、力率角の変化量Δsinθを導出する。例えば、力率角変化量導出部134には、力率角を示す情報が、0.1sなどの所定の周期で、受付部131から出力される。具体的には、力率角変化量導出部134は、式(2)から、力率角の変化量Δsinθを導出する。
Δsinθ=sinθ2-sinθ1 (2)
力率角変化量導出部134は、導出した力率角の変化量Δsinθを示す情報を、判定部135へ出力する。
Current change amount derivation unit 133 outputs information indicating the derived current change amount ΔI to determination unit 135 .
The power factor angle change amount deriving unit 134 acquires the information indicating the power factor angle output by the receiving unit 131, and the information indicating the acquired power factor angle θ2 and the information indicating the power factor angle θ2 acquired before the information indicating the power factor angle θ2. Based on the information indicating the power factor angle θ1, the amount of change Δsin θ in the power factor angle is derived. For example, information indicating the power factor angle is output from the reception unit 131 to the power factor angle change amount derivation unit 134 at a predetermined cycle such as 0.1 s. Specifically, the power factor angle change amount deriving unit 134 derives the power factor angle change amount Δsin θ from Equation (2).
Δsin θ=sin θ2−sin θ1 (2)
The power factor angle change amount derivation unit 134 outputs information indicating the derived change amount Δsin θ of the power factor angle to the determination unit 135 .

判定部135は、電圧変化量導出部132が出力した電圧の変化量ΔVを示す情報を取得する。判定部135は、電流変化量導出部133が出力した電流の変化量ΔIを示す情報を取得する。判定部135は、力率角変化量導出部134が出力した力率角の変化量Δsinθを示す情報を取得する。
判定部135は、取得した電圧の変化量ΔVを示す情報に基づいて、短絡事故が発生しているか否かを判定する。具体的には、判定部135は、電圧の変化量ΔVが、式(4)を満たすか否かを判定する。判定部135は、電圧の変化量ΔVが、式(4)を満たす場合には、短絡事故が発生したと判定し、式(4)を満たさない場合には、短絡事故が発生していないと判定する。
The determination unit 135 acquires information indicating the voltage change amount ΔV output by the voltage change amount deriving unit 132 . The determination unit 135 acquires information indicating the amount of change ΔI in the current output by the current change amount deriving unit 133 . The determination unit 135 acquires information indicating the power factor angle change amount Δsin θ output by the power factor angle change amount deriving unit 134 .
The determination unit 135 determines whether or not a short-circuit accident has occurred based on the acquired information indicating the amount of change ΔV in voltage. Specifically, the determination unit 135 determines whether or not the voltage change amount ΔV satisfies Expression (4). Determination unit 135 determines that a short-circuit accident has occurred when the amount of change ΔV in voltage satisfies expression (4), and determines that a short-circuit accident has not occurred when expression (4) is not satisfied. judge.

ΔV>閾値α (4) ΔV>threshold α (4)

ここで、閾値αについては、定格電圧に対して所定の割合を減少させた値である。例えば、閾値αを、定格電圧に対して、25%減少させた値としてもよい。 Here, the threshold α is a value obtained by decreasing the rated voltage by a predetermined percentage. For example, the threshold α may be a value that is 25% lower than the rated voltage.

判定部135は、取得した電流の変化量ΔIを示す情報と、力率角の変化量Δsinθを示す情報とに基づいて、フィーダFに短絡事故が発生しているか否かを判定する。具体的には、判定部135は、電流の変化量ΔIと、重み係数kに力率角の変化量Δsinθを乗算した結果との和が、閾値β未満であるか否かを判定する。つまり、判定部135は、式(5)を満たすか否かを判定する。 The determination unit 135 determines whether or not a short-circuit accident has occurred in the feeder F based on the acquired information indicating the amount of change ΔI in the current and the information indicating the amount of change Δsin θ in the power factor angle. Specifically, the determination unit 135 determines whether or not the sum of the current change amount ΔI and the result of multiplying the weighting coefficient k by the power factor angle change amount Δsin θ is less than the threshold value β. That is, the determination unit 135 determines whether or not Expression (5) is satisfied.

ΔI+k×Δsinθ>閾値β (5) ΔI+k×Δsin θ>threshold β (5)

判定部135は、式(5)を満たす場合には、短絡監視装置100が設置されているフィーダFに短絡事故が発生していると判定し、式(5)を満たさない場合には、フィーダFに短絡事故が発生していないと判定する。
ここで、閾値βについて説明する。閾値βは、実測値に基づいて、導出される。
図11は、負荷電流と変化率の和との関係の一例を示す図である。ここで、変化率の和は、式(5)に示されるΔI+k×Δsinθの計算結果である。
図11には、短絡事故が発生していない場合の負荷電流[A]と変化率の和との二つの関係(以下「フィーダA」、「フィーダB」という)を示す。さらに、図11には、a相と、b相との二相短絡が発生した場合の負荷電流と変化率の和との関係(以下「二相短絡(ab間)」という)と、三相短絡が発生した場合の負荷電流と変化率との和との関係(以下「三相短絡」という)とを示す。
短絡事故が発生していない場合の負荷電流と変化率の和との関係において、フィーダAは母線BにDG(ディーゼル発電機)が接続され、そのDGが電力を供給した場合を示し、フィーダBは母線Bに接続された蓄電池12aが電力を供給した場合を示す。フィーダAと、フィーダBとは、実測値から得られるものである。例えば、半年から一年程度の実測値から得られる。つまり、フィーダAと、フィーダBとは、定常状態の変動分を示す。
図11によれば、フィーダAと、フィーダBとによって示される変化率の和と比較して、二相短絡(ab間)と、三相短絡とによって示される変化率の和が大きいことが分かる。つまり、短絡事故が発生することによって、変化率の和が大きくなる。
また、二相短絡(ab間)によって示される変化率の和と比較して、三相短絡によって示される変化率の和が小さいことが分かる。
そこで、本実施形態では、フィーダAと、フィーダBとによって示される変化率の和より大きく且つ三相短絡によって示される変化率の和より小さくなるように、閾値βを設定する。本実施形態では、一例として、図11に示されるように、(0,0.5)と、(154,0)との二点を通る直線で、閾値βを設定する。負荷電流を「I」とした場合、閾値βは、β=-0.003I+0.5で表される。
ここでは、(0,0.5)と、(154,0)との二点を通る直線で、閾値βを設定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、(0,0.5)と、(0、120)との二点を通る直線で、閾値βを設定してもよいし、(0,1)と、(0、154)との二点を通る直線で、閾値βを設定してもよい。つまり、フィーダAと、フィーダBとによって示される変化率の和より大きく且つ三相短絡によって示される変化率の和より小さくなる直線であればよい。また、閾値βは、所定の条件が成立にした場合に変更してもよい。
The determination unit 135 determines that a short-circuit accident has occurred in the feeder F in which the short-circuit monitoring device 100 is installed when the formula (5) is satisfied, and determines that the feeder F has a short circuit accident when the formula (5) is not satisfied. It is determined that a short-circuit accident has not occurred in F.
Here, the threshold value β will be explained. The threshold β is derived based on actual measurements.
FIG. 11 is a diagram showing an example of the relationship between the load current and the sum of the rate of change. Here, the sum of change rates is the calculation result of ΔI+k×Δsin θ shown in Equation (5).
FIG. 11 shows two relationships between the load current [A] and the sum of the rates of change (hereinafter referred to as "feeder A" and "feeder B") when no short-circuit fault has occurred. Furthermore, FIG. 11 shows the relationship between the sum of the load current and the rate of change when a two-phase short circuit occurs between the a phase and the b phase (hereinafter referred to as “two-phase short circuit (between a and b)”), and the three-phase 3 shows the relationship between the sum of the load current and the rate of change when a short circuit occurs (hereinafter referred to as "three-phase short circuit").
In the relationship between the load current and the sum of the rate of change when no short-circuit fault has occurred, feeder A shows a case where a DG (diesel generator) is connected to bus B and the DG supplies power, and feeder B indicates the case where the storage battery 12a connected to the bus B supplies electric power. Feeder A and feeder B are obtained from actual measurements. For example, it can be obtained from actual measurements for about six months to one year. In other words, feeder A and feeder B show steady-state variations.
According to FIG. 11, it can be seen that the sum of the rate of change indicated by the two-phase short circuit (between a and b) and the three-phase short circuit is greater than the sum of the rate of change indicated by feeder A and feeder B. . In other words, the sum of the rates of change increases due to the occurrence of a short-circuit accident.
It can also be seen that the sum of the rates of change exhibited by the three-phase short is smaller than the sum of the rates of variation exhibited by the two-phase short (between a and b).
Therefore, in the present embodiment, the threshold β is set to be larger than the sum of the change rates indicated by the feeders A and B and smaller than the sum of the change rates indicated by the three-phase short circuit. In this embodiment, as an example, as shown in FIG. 11, a straight line passing through two points (0, 0.5) and (154, 0) sets the threshold value β. When the load current is "I", the threshold β is expressed as β=-0.003I+0.5.
Although the case where the threshold β is set by a straight line passing through two points (0, 0.5) and (154, 0) has been described here, the present invention is not limited to this example. For example, a straight line passing through two points (0,0.5) and (0,120) may be used to set the threshold β, or two points (0,1) and (0,154) may be set. A straight line passing through the points may be used to set the threshold value β. In other words, a straight line that is greater than the sum of the rate of change indicated by feeder A and feeder B and less than the sum of rate of change indicated by the three-phase short circuit is acceptable. Also, the threshold value β may be changed when a predetermined condition is established.

ここで、重み係数kについて説明する。
図12は、負荷電流と変化率との関係の一例を示す図である。
図12には、二相短絡が発生した場合の負荷電流[A]と電流の変化量ΔIの変化率との関係(以下「ΔI(二相短絡)」という)と、二相短絡が発生した場合の負荷電流[A]と力率角の変化量Δsinθの変化率との関係(以下「Δsinθ(二相短絡)」という)を示す。
さらに、図12には、三相短絡が発生した場合の負荷電流[A]と電流の変化量ΔIの変化率との関係(以下「ΔI(三相短絡)」という)と、三相短絡が発生した場合の負荷電流[A]と力率角の変化量Δsinθの変化率との関係(以下「Δsinθ(三相短絡)」という)を示す。
短絡事故が発生していない場合には、負荷電流[A]に対して、電流の変化量ΔIの変化率と力率角の変化量Δsinθの変化率とも、ほぼ零になると想定される。
図12によれば、短絡事故が発生していない場合と比較して、ΔI(二相短絡)と、Δsinθ(二相短絡)と、ΔI(三相短絡)と、Δsinθ(三相短絡)ともに、変化率が大きいことが分かる。つまり、短絡事故が発生することによって、変化率が大きくなる。
図12によれば、ΔI(二相短絡)と、Δsinθ(二相短絡)とによって示される変化率と比較して、ΔI(三相短絡)と、Δsinθ(三相短絡)とによって示される変化率が小さいことが分かる。
そこで、本実施形態では、短絡事故が発生していない場合の変化率より大きく且つΔI(三相短絡)と、Δsinθ(三相短絡)とによって示される変化率より小さくなるように、重み係数kを設定する。本実施形態では、一例として、図12に示されるように、ΔI(三相短絡)の傾きを、Δsin(三相短絡)の傾きで除算した値を、重み係数kとする。つまり、重み係数kは、三相短絡に基づいて、導出される。図10に戻り説明を続ける。
判定部135は、前述した式(4)に示す条件を満たす場合には、短絡事故が発生したと判定する。判定部135は、短絡事故が発生したと判定した場合に、式(5)に示す条件を満たすか否かを判定し、満たすと判定した場合、短絡監視装置100が設置されているフィーダFに、短絡事故が発生したと判定する。判定部135は、短絡事故が発生したと判定した場合に、短絡事故が発生したことを示す情報を含み、OCR30を宛先とする短絡事故発生通知を作成し、作成した短絡事故発生通知を、通信部105へ出力する。
Here, the weighting factor k will be explained.
FIG. 12 is a diagram showing an example of the relationship between load current and rate of change.
FIG. 12 shows the relationship between the load current [A] and the change rate of the current change amount ΔI when a two-phase short circuit occurs (hereinafter referred to as “ΔI (two-phase short circuit)”), and the relationship when a two-phase short circuit occurs. 2 shows the relationship between the load current [A] and the rate of change of the power factor angle change amount Δsin θ (hereinafter referred to as “Δsin θ (two-phase short circuit)”).
Furthermore, FIG. 12 shows the relationship between the load current [A] and the change rate of the current change amount ΔI when a three-phase short circuit occurs (hereinafter referred to as “ΔI (three-phase short circuit)”), and the three-phase short circuit. The relationship between the load current [A] and the rate of change of the power factor angle change amount Δsin θ (hereinafter referred to as “Δsin θ (three-phase short-circuit)”) is shown.
When no short-circuit fault occurs, it is assumed that both the rate of change of the current change amount ΔI and the change rate of the power factor angle change amount Δsin θ are substantially zero with respect to the load current [A].
According to FIG. 12, ΔI (two-phase short circuit), Δsin θ (two-phase short circuit), ΔI (three-phase short circuit), and Δsin θ (three-phase short circuit) are , the rate of change is large. In other words, the rate of change increases due to the occurrence of a short-circuit accident.
According to FIG. 12, the change indicated by ΔI (three-phase short) and Δsin θ (three-phase short) compared to the rate of change indicated by ΔI (two-phase short) and Δsin θ (two-phase short) It can be seen that the rate is small.
Therefore, in the present embodiment, the weighting coefficient k set. In this embodiment, as an example, as shown in FIG. 12, a value obtained by dividing the slope of ΔI (three-phase short circuit) by the slope of Δsin (three-phase short circuit) is set as the weighting coefficient k. That is, the weighting factor k is derived based on the three-phase short circuit. Returning to FIG. 10, the description continues.
The determination unit 135 determines that a short-circuit accident has occurred when the condition shown in the above-described formula (4) is satisfied. When determining that a short-circuit accident has occurred, the determining unit 135 determines whether or not the condition shown in Expression (5) is satisfied. , it is determined that a short-circuit accident has occurred. When determining that a short-circuit accident has occurred, the determination unit 135 creates a short-circuit accident occurrence notification including information indicating that a short-circuit accident has occurred, addressed to the OCR 30, and transmits the created short-circuit accident occurrence notification. Output to unit 105 .

(短絡監視システムの動作)
図13は、実施形態の短絡監視システムの動作の一例を示すシーケンスチャートである。
(ステップS1)
電圧センサー50は、母線Bの電圧を測定する。
(ステップS2)
電圧センサー50は、測定した母線Bの電圧を示す情報を、短絡監視装置100へ送信する。
(ステップS3)
短絡監視装置100の通信部105は、電圧センサー50が送信した電圧を示す情報を受信し、受信した電圧を示す情報を、情報処理部130へ出力する。
(ステップS4)
OCR30は、フィーダFを流れる電流と、力率角とを測定する。
(ステップS5)
OCR30は、測定した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを、短絡監視装置100へ送信する。
(Operation of short-circuit monitoring system)
FIG. 13 is a sequence chart showing an example of the operation of the short circuit monitoring system of the embodiment.
(Step S1)
Voltage sensor 50 measures the voltage on bus B.
(Step S2)
The voltage sensor 50 transmits information indicating the measured voltage of the bus B to the short-circuit monitoring device 100 .
(Step S3)
The communication unit 105 of the short-circuit monitoring device 100 receives the information indicating the voltage transmitted by the voltage sensor 50 and outputs the received information indicating the voltage to the information processing unit 130 .
(Step S4)
OCR 30 measures the current through feeder F and the power factor angle.
(Step S5)
The OCR 30 transmits information indicating the measured current and information indicating the power factor angle to the short circuit monitoring device 100 .

(ステップS6)
短絡監視装置100の通信部105は、OCR30が送信した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受信し、受信した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを、情報処理部130へ出力する。
(ステップS7)
短絡監視装置100の受付部131は、通信部105が出力した電圧の測定結果を取得し、取得した電圧の測定結果を受け付ける。受付部131は、受け付けた電圧の測定結果を、電圧変化量導出部132へ出力する。
電圧変化量導出部132は、受付部131が出力した電圧を示す情報を取得し、取得した電圧V2を示す情報と、その電圧V2を示す情報より前に取得した電圧V1を示す情報とに基づいて、電圧の変化量ΔVを導出する。電圧変化量導出部132は、導出した電圧の変化量ΔVを示す情報を、判定部135へ出力する。
(ステップS8)
短絡監視装置100の受付部131は、通信部105が出力した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを取得し、取得した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受け付ける。受付部131は、受け付けた電流を示す情報を、電流変化量導出部133へ出力する。
電流変化量導出部133は、受付部131が出力した電流を示す情報を取得し、取得した電流I2を示す情報と、その電流I2を示す情報より前に取得した電流I1を示す情報とに基づいて、電流の変化量ΔIを導出する。電流変化量導出部133は、導出した電流の変化量ΔIを示す情報を、判定部135へ出力する。
(ステップS9)
短絡監視装置100の受付部131は、受け付けた力率角を示す情報を、力率角変化量導出部134へ出力する。
力率角変化量導出部134は、受付部131が出力した力率角を示す情報を取得し、取得した力率角θ2を示す情報と、その力率角θ2を示す情報より前に取得した力率角θ1を示す情報とに基づいて、力率角の変化量Δsinθを導出する。力率角変化量導出部134は、導出した力率角の変化量Δsinθを示す情報を、判定部135へ出力する。
(Step S6)
The communication unit 105 of the short-circuit monitoring device 100 receives the information indicating the current and the information indicating the power factor angle transmitted by the OCR 30, and processes the received information indicating the current and the information indicating the power factor angle. Output to unit 130 .
(Step S7)
The receiving unit 131 of the short-circuit monitoring device 100 acquires the voltage measurement result output by the communication unit 105 and receives the acquired voltage measurement result. Reception unit 131 outputs the received voltage measurement result to voltage change amount derivation unit 132 .
The voltage change amount deriving unit 132 acquires the information indicating the voltage output by the receiving unit 131, and based on the obtained information indicating the voltage V2 and the information indicating the voltage V1 obtained before the information indicating the voltage V2. to derive the amount of voltage change ΔV. The voltage change amount derivation unit 132 outputs information indicating the derived voltage change amount ΔV to the determination unit 135 .
(Step S8)
The reception unit 131 of the short-circuit monitoring device 100 acquires the information indicating the current and the information indicating the power factor angle output by the communication unit 105, and receives the obtained information indicating the current and the information indicating the power factor angle. . Reception unit 131 outputs information indicating the received current to current change amount derivation unit 133 .
The current change amount deriving unit 133 acquires the information indicating the current output by the receiving unit 131, and based on the obtained information indicating the current I2 and the information indicating the current I1 obtained before the information indicating the current I2. to derive the change amount ΔI of the current. Current change amount derivation unit 133 outputs information indicating the derived current change amount ΔI to determination unit 135 .
(Step S9)
Reception unit 131 of short-circuit monitoring device 100 outputs information indicating the received power factor angle to power factor angle change amount derivation unit 134 .
The power factor angle change amount deriving unit 134 acquires the information indicating the power factor angle output by the receiving unit 131, and the information indicating the acquired power factor angle θ2 and the information indicating the power factor angle θ2 acquired before the information indicating the power factor angle θ2. Based on the information indicating the power factor angle θ1, the amount of change Δsin θ in the power factor angle is derived. The power factor angle change amount derivation unit 134 outputs information indicating the derived change amount Δsin θ of the power factor angle to the determination unit 135 .

(ステップS10)
判定部135は、電圧変化量導出部132が出力した電圧の変化量ΔVを示す情報を取得する。判定部135は、電流変化量導出部133が出力した電流の変化量ΔIを示す情報を取得する。判定部135は、力率角変化量導出部134が出力した力率角の変化量Δsinθを示す情報を取得する。
判定部135は、取得した電圧の変化量ΔVを示す情報に基づいて、短絡事故が発生しているか否かを判定する。
判定部135は、取得した電流の変化量ΔIを示す情報と、力率角の変化量Δsinθを示す情報とに基づいて、フィーダFに短絡事故が発生しているか否かを判定する。
判定部135は、電圧の変化量ΔVを示す情報に基づいて、短絡事故が発生したと判定し、且つ電流の変化量ΔIを示す情報と、力率角の変化量Δsinθを示す情報とに基づいて、フィーダFに短絡事故が発生したと判定した場合には、短絡事故が発生したことを示す情報を含み、OCR30を宛先とする短絡事故発生通知を作成し、作成した短絡事故発生通知を、通信部105へ出力する。
(ステップS11)
通信部105は、情報処理部130が出力した短絡事故発生通知を取得し、取得した短絡事故発生通知を、OCR30へ送信する。
(ステップS12)
OCR30は、短絡監視装置100が送信した短絡事故発生通知を受信する。
(ステップS13)
OCR30は、受信した短絡事故発生通知に含まれる短絡事故が発生したことを示す情報に基づいて、遮断器を動作する。
(Step S10)
The determination unit 135 acquires information indicating the voltage change amount ΔV output by the voltage change amount derivation unit 132 . The determination unit 135 acquires information indicating the amount of change ΔI in the current output by the current change amount derivation unit 133 . The determination unit 135 acquires information indicating the power factor angle change amount Δsin θ output by the power factor angle change amount deriving unit 134 .
The determination unit 135 determines whether or not a short-circuit accident has occurred based on the acquired information indicating the amount of change ΔV in voltage.
The determination unit 135 determines whether or not a short-circuit accident has occurred in the feeder F based on the acquired information indicating the amount of change ΔI in the current and the information indicating the amount of change Δsin θ in the power factor angle.
Determination unit 135 determines that a short-circuit accident has occurred based on information indicating the amount of change ΔV in voltage, and based on information indicating amount ΔI of change in current and information indicating amount Δsin θ of change in power factor angle. When it is determined that a short-circuit accident has occurred in the feeder F, a short-circuit accident occurrence notification including information indicating that a short-circuit accident has occurred is created and addressed to the OCR 30, and the created short-circuit accident occurrence notification is sent to Output to the communication unit 105 .
(Step S11)
The communication unit 105 acquires the short-circuit accident occurrence notification output by the information processing unit 130 and transmits the acquired short-circuit accident occurrence notification to the OCR 30 .
(Step S12)
The OCR 30 receives the notification of occurrence of a short-circuit accident transmitted by the short-circuit monitoring device 100 .
(Step S13)
The OCR 30 operates the circuit breaker based on information indicating that a short-circuit accident has occurred, which is included in the received notification of the occurrence of a short-circuit accident.

前述した実施形態では、オフグリッド系統の一例として、太陽電池と、蓄電池とを系統の主電源とする場合について説明したが、この限りでない。例えば、風力発電と、蓄電池とを系統の主電源としてもよいし、地熱発電と、蓄電池とを系統の主電源としてもよいし、水力発電と、蓄電池とを系統の主電源としてもよいし、バイオマス発電と、蓄電池とを系統の主電源としてもよい。また、主電源の系統数は、二個に限らず、三個以上としてもよい。
前述した実施形態では、短絡監視装置100がOCR30に併設されている場合について説明したが、この限りでない。例えば、短絡監視装置100が、OCR30に併設されずに、フィーダFに接続されてもよい。この場合、短絡監視装置100は、フィーダFに、電流を示す情報と、力率角を示す情報とを出力し、OCR30は、短絡監視装置100がフィーダFに出力した電流を示す情報と、力率角を示す情報とを受信する。
前述した実施形態では、母線BにフィーダFが一本接続されている場合について説明したが、この限りでない。例えば、母線BにフィーダFが複数本接続されていてもよい。
前述した実施形態では、フィーダFに、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-1と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-2と、センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器40-3とが接続されている場合について説明したが、この限りでない。例えば、フィーダFに接続されるセンサー内蔵自動開閉器用遠方制御器の数は、1個-2個でもよいし、4個以上でもよい。
前述した実施形態では、短絡監視装置100が、電圧を示す情報に基づいて、短絡事故が発生したと判定した場合に、電流を示す情報と、力率角を示す情報とに基づいて、短絡事故が発生したフィーダFを特定する場合について説明したが、この例に限られない。例えば、短絡監視装置100は、電圧を示す情報に基づいて、短絡事故が発生したか否かを判定することなく、電流を示す情報と、力率角を示す情報とに基づいて、短絡事故が発生したフィーダFを特定してもよい。このように構成することによって、母線電圧を測定する処理を省略できる。
前述した実施形態では、高圧電圧の定格値を3.3kVとした場合について説明したが、この例に限られない。例えば、高圧電圧の定格値を6.6kVとした場合にも適用できる。
In the above-described embodiment, as an example of an off-grid system, a case in which a solar battery and a storage battery are used as the main power sources of the system has been described, but this is not the only option. For example, wind power generation and a storage battery may be used as the main power sources of the system, geothermal power generation and a storage battery may be used as the main power sources of the system, hydroelectric power generation and a storage battery may be used as the main power sources of the system, Biomass power generation and a storage battery may be used as the main power source of the system. Further, the number of main power supply systems is not limited to two, and may be three or more.
In the above-described embodiment, the case where the short-circuit monitoring device 100 is attached to the OCR 30 has been described, but this is not the only option. For example, the short-circuit monitoring device 100 may be connected to the feeder F without being attached to the OCR 30 . In this case, the short-circuit monitoring device 100 outputs information indicating the current and information indicating the power factor angle to the feeder F, and the OCR 30 outputs information indicating the current output by the short-circuit monitoring device 100 to the feeder F and power receive information indicative of the index angle;
In the above-described embodiment, the case where one feeder F is connected to the bus B has been described, but this is not the only option. For example, a plurality of feeders F may be connected to the bus B.
In the above-described embodiment, the feeder F is connected to the sensor built-in automatic switch remote controller 40-1, the sensor built-in automatic switch remote controller 40-2, and the sensor built-in automatic switch remote controller 40-3. This is not the case. For example, the number of remote controllers for sensor built-in automatic switches connected to the feeder F may be 1-2, or may be 4 or more.
In the above-described embodiment, when the short-circuit monitoring device 100 determines that a short-circuit has occurred based on the information indicating the voltage, the short-circuit fault is detected based on the information indicating the current and the information indicating the power factor angle. Although the case of identifying the feeder F in which the error has occurred has been described, the present invention is not limited to this example. For example, the short-circuit monitoring device 100 does not determine whether a short-circuit has occurred based on the information indicating the voltage, but based on the information indicating the current and the information indicating the power factor angle. You may specify the feeder F which generate|occur|produced. By configuring in this way, the process of measuring the bus voltage can be omitted.
In the above-described embodiment, the case where the rated value of the high voltage is 3.3 kV has been described, but the present invention is not limited to this example. For example, it can be applied when the rated value of the high voltage is 6.6 kV.

本実施形態の短絡監視装置100によれば、蓄電池12aや、太陽電池12bとを主電源とした系統構成、例えば、オフグリッド構成において、電力系統に生じる電流変化に加え、電圧変化や力率角の変化に着目することで、短絡事故が発生した場合に、負荷電流と短絡電流との判別を行う。このため、短絡事故が発生した配電線を特定でき、確実な短絡保護に寄与できる。従来では、ディーゼル発電機のような回転機電源がない電力系統であるオフグリッド系統では、短絡電流が小さくなるため、電流変化で短絡を検知する従来の保護協調ロジックでは短絡事故の検出が困難であった。 According to the short-circuit monitoring device 100 of the present embodiment, in a system configuration in which the storage battery 12a and the solar cell 12b are the main power sources, for example, in an off-grid configuration, in addition to current changes occurring in the power system, voltage changes and power factor angles By paying attention to the change in , it is possible to distinguish between the load current and the short-circuit current when a short-circuit accident occurs. Therefore, it is possible to identify the distribution line in which the short-circuit accident has occurred, which contributes to reliable short-circuit protection. Conventionally, in an off-grid system, which is a power system that does not have a rotating machine power supply such as a diesel generator, the short-circuit current is small, so it is difficult to detect short-circuit accidents with the conventional protection cooperation logic that detects short-circuits based on current changes. there were.

<構成例>
一構成例として、オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置であって、配電線に流れる電流を示す情報と、配電線の力率角を示す情報を受け付ける受付部と、受付部が受け付けた電流を示す情報に基づいて、電流の変化量を導出する電流変化量導出部と、受付部が受け付けた力率角を示す情報に基づいて、力率角の変化量を導出する力率角変化量導出部と、電流変化量導出部が導出した電流の変化量を示す情報と、力率角変化量導出部が導出した力率角の変化量を示す情報とに基づいて、配電線が短絡しているか否かを判定する判定部とを備える、短絡監視装置である。
一構成例として、判定部は、電流の変化量を規格化した値をパワーコンディショナーが出力する電流の制限値で除算した値と、力率角の変化量に重み係数を乗算した値との和が変化率閾値より大きい場合に配電線が短絡していると判定する。
一構成例として、重み係数は、三相短絡に基づいて導出される。
一構成例として、変化率閾値は、過去の実測データに基づいて導出される。
一構成例として、受付部は、配電線が接続している母線に流れる電圧である母線電圧を示す情報を受け付け、短絡監視装置は、受付部が受け付けた母線電圧を示す情報に基づいて、母線電圧の変化量を導出する電圧変化量導出部を備え、判定部は、電圧変化量導出部が導出した母線電圧の変化量を示す情報に基づいて、配電線が短絡しているか否かを判定する。
<Configuration example>
As one configuration example, in an off-grid system, a short-circuit monitoring device for monitoring a short circuit in a distribution line that supplies electricity output by a power conditioner attached to a storage battery to a load, wherein information indicating the current flowing in the distribution line; A receiving unit that receives information indicating a power factor angle of a distribution line, a current change amount derivation unit that derives a current change amount based on the information indicating the current received by the receiving unit, and a power factor angle received by the receiving unit A power factor angle change amount derivation unit for deriving the amount of change in the power factor angle based on the information indicating the information indicating the amount of change in the current derived by the current change amount derivation unit, and the power factor angle change amount derivation unit and a determination unit that determines whether or not the distribution line is short-circuited based on the derived information indicating the amount of change in the power factor angle.
As one configuration example, the determination unit divides the normalized value of the current change amount by the current limit value output by the power conditioner, and the sum of the value obtained by multiplying the change amount of the power factor angle by a weighting factor. is greater than the change rate threshold, it is determined that the distribution line is short-circuited.
As an example configuration, the weighting factors are derived based on a three-phase short circuit.
As one configuration example, the change rate threshold is derived based on past actual measurement data.
As one configuration example, the reception unit receives information indicating a bus voltage, which is a voltage flowing in a bus to which the distribution line is connected, and the short-circuit monitoring device receives the bus voltage based on the information indicating the bus voltage received by the reception unit. A voltage change amount derivation unit for deriving a voltage change amount is provided, and the determination unit determines whether or not the distribution line is short-circuited based on the information indicating the bus voltage change amount derived by the voltage change amount derivation unit. do.

以上、実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更、組合せを行うことができる。これら実施形態は、発明の範囲や要旨に含まれると同時に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
なお、上述した短絡監視装置100は、コンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、各機能ブロックの機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録する。この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、CPUが実行することで実現してもよい。ここでいう「コンピュータシステム」とは、OS(Operating System)や周辺機器などのハードウェアを含むものとする。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ROM、CD-ROMなどの可搬媒体のことをいう。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」は、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスクなどの記憶装置を含む。
Although the embodiments have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and combinations can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments are included in the scope and gist of the invention, and at the same time, are included in the scope of the invention described in the claims and equivalents thereof.
Note that the above-described short-circuit monitoring device 100 may be realized by a computer. In that case, a program for realizing the function of each functional block is recorded in a computer-readable recording medium. The program recorded on this recording medium may be loaded into the computer system and executed by the CPU. The "computer system" here includes hardware such as an OS (Operating System) and peripheral devices.
A "computer-readable recording medium" refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM. A "computer-readable recording medium" includes a storage device such as a hard disk built into a computer system.

さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、短時間の間、動的にプログラムを保持するものを含んでいてもよい。短時間の間、動的にプログラムを保持するものは、例えば、インターネットなどのネットワークや電話回線などの通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線である。
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」には、サーバーやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。また、上記プログラムは、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよい。また、上記プログラムは、プログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであってもよい。プログラマブルロジックデバイスは、例えば、FPGA(Field Programmable Gate Array)である。
Furthermore, the "computer-readable recording medium" may include those that dynamically retain the program for a short period of time. For a short period of time, a program is dynamically stored in a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line.
In addition, the "computer-readable recording medium" may also include a medium that retains the program for a certain period of time, such as a volatile memory inside a computer system that serves as a server or client. Further, the program may be for realizing part of the functions described above. Moreover, the above program may be one capable of realizing the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system. Moreover, the program may be implemented using a programmable logic device. A programmable logic device is, for example, an FPGA (Field Programmable Gate Array).

なお、上述の短絡監視装置100は内部にコンピュータを有している。そして、上述した短絡監視装置100の各処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。
ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD-ROM、DVD-ROM、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしてもよい。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよい。
さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であってもよい。
Note that the short-circuit monitoring device 100 described above has a computer therein. Each process of the short-circuit monitoring device 100 described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by reading and executing this program by a computer.
Here, the computer-readable recording medium includes a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, and the like. Alternatively, the computer program may be distributed to a computer via a communication line, and the computer receiving the distribution may execute the program.
Further, the program may be for realizing part of the functions described above.
Further, it may be a so-called difference file (difference program) that can realize the above-described functions in combination with a program already recorded in the computer system.

1…電力システム、10a…電圧源、10b…電流源、12a…蓄電池、12b…太陽電池、14a、14b…PCS、20a、20b…変圧器、30…OCR、40-1、40-2、40-3…センサー内蔵自動開閉器用遠方制御器、50…電圧センサー、100…短絡監視装置、105…通信部、110…記憶部、111…プログラム、112…アプリ、130…情報処理部、131…受付部、132…電圧変化量導出部、133…電流変化量導出部、134…力率角変化量導出部、135…判定部 Reference Signs List 1 power system 10a voltage source 10b current source 12a storage battery 12b solar cell 14a, 14b PCS 20a, 20b transformer 30 OCR 40-1, 40-2, 40 -3...Remote controller for automatic switch with built-in sensor, 50...Voltage sensor, 100...Short-circuit monitoring device, 105...Communication unit, 110...Storage unit, 111...Program, 112...Application, 130...Information processing unit, 131...Reception Part 132... Voltage change amount derivation part 133... Current change amount derivation part 134... Power factor angle change amount derivation part 135... Judgment part

Claims (7)

オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置であって、
配電線に流れる電流を示す情報と、前記配電線の力率角を示す情報とを受け付ける受付部と、
前記受付部が受け付けた前記電流を示す前記情報に基づいて、前記電流の変化量を導出する電流変化量導出部と、
前記受付部が受け付けた前記力率角を示す前記情報に基づいて、前記力率角の変化量を導出する力率角変化量導出部と、
前記電流変化量導出部が導出した前記電流の前記変化量を示す情報と、前記力率角変化量導出部が導出した前記力率角の前記変化量を示す情報とに基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定する判定部と
を備える、短絡監視装置。
In an off-grid system, a short circuit monitoring device for monitoring a short circuit in a distribution line that supplies electricity output by a power conditioner attached to a storage battery to a load,
a reception unit that receives information indicating a current flowing through a distribution line and information indicating a power factor angle of the distribution line;
a current change amount deriving unit for deriving a change amount of the current based on the information indicating the current received by the receiving unit;
a power factor angle change amount deriving unit that derives the amount of change in the power factor angle based on the information indicating the power factor angle received by the receiving unit;
The distribution line based on information indicating the amount of change in the current derived by the current change amount deriving unit and information indicating the amount of change in the power factor angle derived by the power factor angle change amount deriving unit. A short-circuit monitoring device comprising: a determination unit that determines whether or not is short-circuited.
前記判定部は、前記電流の前記変化量を規格化した値を前記パワーコンディショナーが出力する電流の制限値で除算した値と、前記力率角の前記変化量に重み係数を乗算した値との和が変化率閾値より大きい場合に前記配電線が短絡していると判定する、請求項1に記載の短絡監視装置。 The determination unit determines a value obtained by dividing a normalized value of the amount of change in the current by a limit value of the current output from the power conditioner, and a value obtained by multiplying the amount of change in the power factor angle by a weighting factor. 2. A short circuit monitor according to claim 1, wherein said distribution line is determined to be short-circuited when the sum is greater than a change rate threshold. 前記重み係数は、三相短絡に基づいて導出される、請求項2に記載の短絡監視装置。 3. The short circuit monitor of claim 2, wherein the weighting factors are derived based on three-phase short circuits. 前記変化率閾値は、過去の実測データに基づいて導出される、請求項2又は請求項3に記載の短絡監視装置。 4. The short-circuit monitoring device according to claim 2, wherein said change rate threshold value is derived based on past actual measurement data. 前記受付部は、前記配電線が接続している母線に流れる電圧である母線電圧を示す情報を受け付け、
前記短絡監視装置は、
前記受付部が受け付けた前記母線電圧を示す前記情報に基づいて、前記母線電圧の変化量を導出する電圧変化量導出部
を備え、
前記判定部は、前記電圧変化量導出部が導出した前記母線電圧の前記変化量を示す情報に基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定する、請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の短絡監視装置。
The reception unit receives information indicating a bus voltage, which is a voltage flowing in a bus to which the distribution line is connected,
The short circuit monitoring device
a voltage change amount deriving unit for deriving the amount of change in the bus voltage based on the information indicating the bus voltage received by the receiving unit;
The determining unit determines whether or not the distribution line is short-circuited based on the information indicating the amount of change in the bus voltage derived by the voltage change amount deriving unit. A short circuit monitor according to any one of the preceding claims.
オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置が実行する短絡監視方法であって、
配電線に流れる電流を示す情報と、前記配電線の力率角を示す情報とを受け付けるステップと、
前記受け付けるステップで受け付けた前記電流を示す前記情報に基づいて、前記電流の変化量を導出するステップと、
前記受け付けるステップで受け付けた前記力率角を示す前記情報に基づいて、前記力率角の変化量を導出するステップと、
前記電流の前記変化量を示す情報と、前記力率角の前記変化量を示す情報とに基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定するステップと
を有する、短絡監視方法。
In an off-grid system, a short-circuit monitoring method executed by a short-circuit monitoring device that monitors a short-circuit in a distribution line that supplies electricity output by a power conditioner attached to a storage battery to a load,
receiving information indicating a current flowing in a distribution line and information indicating a power factor angle of the distribution line;
deriving an amount of change in the current based on the information indicating the current received in the receiving step;
deriving an amount of change in the power factor angle based on the information indicating the power factor angle received in the receiving step;
determining whether or not the distribution line is short-circuited based on information indicating the amount of change in the current and information indicating the amount of change in the power factor angle.
オフグリッド系統で、蓄電池に併設されたパワーコンディショナーが出力する電気を負荷へ供給する配電線の短絡を監視する短絡監視装置のコンピュータに、
配電線に流れる電流を示す情報と、前記配電線の力率角を示す情報を受け付けるステップと、
前記受け付けるステップで受け付けた前記電流を示す前記情報に基づいて、前記電流の変化量を導出するステップと、
前記受け付けるステップで受け付けた前記力率角を示す前記情報に基づいて、前記力率角の変化量を導出するステップと、
前記電流の前記変化量を示す情報と、前記力率角の前記変化量を示す情報とに基づいて、前記配電線が短絡しているか否かを判定するステップと
を実行させる、プログラム。
In the off-grid system, the computer of the short circuit monitoring device that monitors the short circuit of the distribution line that supplies the electricity output by the power conditioner attached to the storage battery to the load,
receiving information indicating a current flowing in a distribution line and information indicating a power factor angle of the distribution line;
deriving an amount of change in the current based on the information indicating the current received in the receiving step;
deriving an amount of change in the power factor angle based on the information indicating the power factor angle received in the receiving step;
determining whether or not the distribution line is short-circuited based on information indicating the amount of change in the current and information indicating the amount of change in the power factor angle.
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