JP7213731B2 - 突入電流抑制回路及び突入電流抑制回路を備える分散型発電システム - Google Patents
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Description
分散電力発電装置が発電した発電電力の供給を受ける自立電源装置に設けられ、電力系統からの系統電力の供給が停止し、前記自立電源装置の自立コンセントに自立負荷が接続された場合に、前記自立負荷からの突入電流を抑制可能であり、
前記分散電力発電装置と前記自立電源装置とを接続する自立側供給線と前記自立コンセントが接続された自立接続線とを接続する第1接続線と、
前記自立側供給線と前記自立接続線とを、前記自立負荷からの突入電流を抑制可能な抵抗を介して接続する第2接続線と、
前記自立側供給線と前記自立接続線との接続を、前記第1接続線と前記第2接続線との間で切り換える切換器とを備え、
前記自立電源装置が前記分散電力発電装置から解列されると、前記切換器を制御して前記第1接続線から前記第2接続線に切り換える制御部を備える点にある。
上記特徴構成によれば、突入電流抑制回路が設けられているため、自立負荷からの突入電流が分散電力発電装置に流れ込むのを抑制できる。そのため、突入電流を生じさせる自立負荷を自立電源装置に接続した場合に、自立電源装置が分散電力発電装置から解列されるのを抑制できる。これにより、系統電力の供給を受けることができない場合に、自立負荷が使用できなくなるのを抑制できる。
ここで、突流電流を生じる自立負荷が接続されて自立電源装置が分散電力発電装置から解列された場合にのみ、抵抗を有する第2接続線側に経路を切り換えることで、言い替えれば、突入電流を生じない自立負荷が接続される場合には、第1接続線側に経路を切り換える、又は維持することで、突入電流が流れ込まない場合における抵抗での発電電力の消費を抑えることができる。
前記制御部は、前記自立コンセントに接続された前記自立負荷からの突入電流を検出すると、前記切換器を制御して前記第1接続線から前記第2接続線に切り換える点にある。
前記制御部は、前記自立負荷と前記自立コンセントとの接続が解除された場合、前記第1接続線から前記第2接続線への切換から所定時間が経過した場合、前記突入電流が所定の閾値以下となった場合、及び前記電力系統からの系統電力が回復した場合の少なくともいずれかに基づいて、前記切換器を制御して前記第2接続線から前記第1接続線に切り換える点にある。
前記制御部は、前記切換器を制御して前記第2接続線への切り換えを維持する点にある。
前記制御部は、前記第1接続線から前記第2接続線に切り換える切換機能を利用する第1選択ボタン、及び前記切換機能を利用しない第2選択ボタンの選択をユーザから受け付け、受け付けた選択に基づいて前記切換器を制御する点にある。
分散電力発電装置と、
前記分散電力発電装置が発電した発電電力の供給を受ける自立電源装置と、
前記自立電源装置に設けられている、上記の突入電流抑制回路と、
を備える点にある。
以下に、本発明の実施形態に係る突入電流抑制回路を備える分散型発電システムについて、図1を用いて説明する。
以下の分散型発電システムでは、分散型発電装置が発電した発電電力と電力系統からの系統電力とを連系させて電力を一般負荷に供給できる。しかし、電力系統からの系統電力の供給が停止する停電時などには、分散型発電装置が自立運転し、分散型発電装置からの発電電力のみが利用可能である。このような停電時には、一般負荷のうちの一部の負荷、又は一般負荷とは異なる負荷である自立負荷が、自立コンセントを介して分散型発電装置が発電した発電電力の供給を受ける。自立負荷が自立コンセントに接続された場合に、いわゆる突入電流と言われる大電流が生じる場合があり、突入電流が分散型発電装置に流れ込むことで、自立コンセントが分散型発電装置から解列される。つまり、自立負荷は自立コンセントから発電電力の供給を受けることができなくなる。
そこで、以下の分散型発電システムでは、自立負荷からの突入電流によって分散型発電装置が解列された場合に、当該解列が解除され自立負荷が再び自立コンセントに接続された場合に、自立コンセントが分散型発電装置から解列されるのを抑制する。
まず、分散型発電システム1の構成について説明する。
図1に示すように、分散型発電システム1は、燃料電池発電装置(分散電力発電装置)10と、電力変換装置20と、自立電源装置30と、電力系統からの系統電力40と、自立電源装置30に設けられた突入電流抑制回路50と、分散型発電システム1の各部を制御する制御部70と、ユーザからの入力を受け受けるリモコン80とを備えている。
自立トランス31は、自立側供給線37、37に接続されており、燃料電池発電装置10で発電された発電電力である交流電力の電圧を変圧して調整する。
自立コンセント35は、自立接続線39に設けられており、接続された自立負荷63に、燃料電池発電装置10の自立運転により発電された発電電力を供給する。
一方、図3に示すように、切換器51の他端が第2接続線55の一端51cに接続されると、自立側供給線37が抵抗56を介して自立接続線39に接続される。
上述の連系切換器27における切換制御、自立切換器33における切換制御、及び、突入電流抑制回路50における切換制御等は、制御部70によって行われる。これにより、突入電流抑制処理が行われる。制御部70による突入電流抑制処理の流れについて、図4を用いて説明する。
制御部70は、停電を検出していない場合は、ステップS1の処理を継続する。この場合、制御部70は、連系切換器27においてスイッチング素子27a、27aを閉状態とし、系統連系線29、29と系統側供給線41、41とを接続している。さらに、制御部70は、自立切換器33においてスイッチング素子33a、33aを開状態とし、系統連系線29、29と自立コンセント35とを切断している。
自立コンセント35が燃料電池発電装置10から解列されると(ステップS3においてYes)、制御部70はステップS4に処理を進める。
この場合、ステップS3において自立コンセント35が燃料電池発電装置10から解列された後に、当該解列が解除され自立電源装置30が燃料電池発電装置10から発電電力の供給を受けることが可能となったとする。そして、自立コンセント35に再び自立負荷63が接続された場合、突入電流抑制回路50がON側に切り換えられているので、自立電源装置30に突入電流が流れ込んでも自立電源装置30が燃料電池発電装置10から解列されるのを抑制できる。結果として、自立負荷63が使用できなくなるのを抑制できる。
また、突入電流の自立電源装置30への流れ込みに備えて第2接続線55に切り換えた後、所定時間経過すると、突入電流が小さくなっている可能性がある。小さな突入電流の流れ込みによっては、自立電源装置30が燃料電池発電装置10から解列される可能性が低い。
また、突入電流が所定の閾値以下となり小さくなっている場合、当該突入電流の流れ込みによっては、自立電源装置30が燃料電池発電装置10から解列される可能性が低い。
また、電力系統からの系統電力40が回復した場合には、自立負荷63は、自立コンセント35から外され、系統電力40の供給を受けるように接続されるようになる。
ステップS3において自立電源装置30が燃料電池発電装置10から解列されると、その後、当該解列が解除され自立電源装置30が燃料電池発電装置10から発電電力の供給を受ける。そして、前述のように第2接続線55から第1接続線53に戻すことで、再度、自立負荷63を自立コンセント35に接続する場合に、抵抗を介さない第1接続線53を介して、燃料電池発電装置10と自立コンセント35とを接続する状態をデフォルトの状態とすることができる。よって、自立負荷63を自立コンセント35に接続しても突入電流が流れ込まない場合には、第1接続線53を介して抵抗を介さずに発電電力を自立コンセント35に供給可能であるので、自立コンセント35からの供給電力の低下を抑制できる。
つまり、自立負荷63と自立コンセント35との接続が解除された場合、第1接続線53から第2接続線55への切換から所定時間が経過した場合、突入電流が所定の閾値以下となった場合、及び電力系統からの系統電力40が回復した場合であっても、制御部70は第1接続線53から、抵抗56を有する第2接続線55への切り換えを維持する。そして、自立電源装置30が燃料電池発電装置10から解列され、その後、当該解列が解除され自立電源装置30が燃料電池発電装置10から発電電力の供給を受ける。この状態で再び自立負荷63を自立コンセント35に接続した場合に、この接続により突入電流が流れ込んでも、抵抗56を有する第2接続線55の存在により突入電流による燃料電池発電装置10の解列を抑制できる。よって、自立電源装置30が燃料電池発電装置10から解列されるのを抑制でき、自立負荷が使用できなくなるのを抑制できる。
なお上述の実施形態(他の実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。
一方、制御部70は、突入電流対策OFFボタン83が入力されると、制御部70は突入電流抑制回路50において切換器51を第1接続線53のみに接続する。
例えば、突入電流抑制回路50は、自立接続線39のうち自立トランス31と自立切換器33との間に設けられていてもよい。また、例えば、突入電流抑制回路50は、自立側供給線37に設けられていてもよい。また、例えば、突入電流抑制回路50は、電力変換装置20において系統連系線29のいずれかの位置に設けられていてもよい。
10 :燃料電池発電装置(分散電力発電装置)
27 :連系切換器
29 :系統連系線
30 :自立電源装置
35 :自立コンセント
37 :自立側供給線
39 :自立接続線
40 :系統電力
41 :系統側供給線
50 :突入電流抑制回路
51 :切換器
53 :第1接続線
55 :第2接続線
56 :抵抗
63 :自立負荷
81 :突入電流対策ONボタン(第1ボタン)
83 :突入電流対策OFFボタン(第2ボタン)
Claims (6)
- 分散電力発電装置が発電した発電電力の供給を受ける自立電源装置に設けられ、電力系統からの系統電力の供給が停止し、前記自立電源装置の自立コンセントに自立負荷が接続された場合に、前記自立負荷からの突入電流を抑制可能であり、
前記分散電力発電装置と前記自立電源装置とを接続する自立側供給線と前記自立コンセントが接続された自立接続線とを接続する第1接続線と、
前記自立側供給線と前記自立接続線とを、前記自立負荷からの突入電流を抑制可能な抵抗を介して接続する第2接続線と、
前記自立側供給線と前記自立接続線との接続を、前記第1接続線と前記第2接続線との間で切り換える切換器とを備え、
前記自立電源装置が前記分散電力発電装置から解列されると、前記切換器を制御して前記第1接続線から前記第2接続線に切り換える制御部を備える、突入電流抑制回路。 - 前記制御部は、前記自立コンセントに接続された前記自立負荷からの突入電流を検出すると、前記切換器を制御して前記第1接続線から前記第2接続線に切り換える、請求項1に記載の突入電流抑制回路。
- 前記制御部は、前記自立負荷と前記自立コンセントとの接続が解除された場合、前記第1接続線から前記第2接続線への切換から所定時間が経過した場合、前記突入電流が所定の閾値以下となった場合、及び前記電力系統からの系統電力が回復した場合の少なくともいずれかに基づいて、前記切換器を制御して前記第2接続線から前記第1接続線に切り換える、請求項1又は2に記載の突入電流抑制回路。
- 前記制御部は、前記切換器を制御して前記第2接続線への切り換えを維持する、請求項1又は2に記載の突入電流抑制回路。
- 前記制御部は、前記第1接続線から前記第2接続線に切り換える切換機能を利用する第1選択ボタン、及び前記切換機能を利用しない第2選択ボタンの選択をユーザから受け付け、受け付けた選択に基づいて前記切換器を制御する、請求項1~4のいずれか1項に記載の突入電流抑制回路。
- 分散電力発電装置と、
前記分散電力発電装置が発電した発電電力の供給を受ける自立電源装置と、
前記自立電源装置に設けられている、請求項1~5のいずれか1項に記載の突入電流抑制回路と、
を備える分散型発電システム。
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