JP7257839B2 - 系統解列装置 - Google Patents

Description

本発明は、電力系統に連系される電源装置をその電力系統から解列させることができる系統解列装置に関する。

家屋等の施設では、電力系統に接続される主幹ブレーカが分電盤に設けられ、その主幹ブレーカを経由して電力の供給を受けることができる。また、施設内では、主幹ブレーカの二次側に、複数の分岐ブレーカが主幹ブレーカから見て並列に接続され、それら分岐ブレーカの二次側に、各種の電力負荷装置などが接続されるような電気設備が構築されている。

太陽電池などの電源装置を施設に設置する場合、特許文献１に記載のように、電源装置用の専用ブレーカ（自家発電用主幹開閉器１１）を分岐ブレーカ（分岐開閉器１２）と並列に主幹ブレーカ（商用電源用主幹開閉器６）の二次側に増設し、その専用ブレーカに電源装置（太陽電池Ｅ２）を接続することが行われている。この場合、電源装置には二つの電圧線と中性線とが接続されており、電源装置は交流２００Ｖ電源として機能する。

特許第３５３１４０８号公報

特許文献１では、交流２００Ｖ電源として機能する電源装置を設置しているが、交流１００Ｖ電源として機能する電源装置を設置する場合も有り得る。その場合、電源装置が、一つの電圧線及び中性線という２線に接続された１００Ｖ用の分岐ブレーカに対して交流１００Ｖ電源として接続される場合や、二つの電圧線及び中性線という３線に接続された２００Ｖ用の分岐ブレーカに対して交流１００Ｖ電源として接続される場合などが有り得る。

一つの電圧線及び中性線という２線に接続された１００Ｖ用の分岐ブレーカに対して電源装置が交流１００Ｖ電源として接続される場合、電源装置はその分岐ブレーカの二次側の一つの電圧線及び中性線に接続される。この場合、電源装置が接続される一つの電圧線及び中性線の間の電位差は１００Ｖとなる。例えば、図１に示す分散型電源システムでは、電源装置１１が、第１電圧線２ａ及び中性線２ｃという２線に接続された１００Ｖ用の分岐ブレーカ４ｃの二次側に交流１００Ｖ電源として接続されている場合を示している。

二つの電圧線及び中性線という３線に接続された２００Ｖ用の分岐ブレーカに対して電源装置が交流１００Ｖ電源として接続される場合、電源装置はその分岐ブレーカの二次側の二つの電圧線のうちの一方の電圧線及び中性線に接続され且つ他方の電圧線には接続されない。この場合も、電源装置が接続される一つの電圧線及び中性線の間の電位差は１００Ｖとなる。例えば、図２に示す分散型電源システムでは、電源装置１１が、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃという３線に接続された２００Ｖ用の分岐ブレーカ４ｆの二次側の、第１電圧線２ａ及び中性線２ｃという２線に交流１００Ｖ電源として接続されている場合を示している。

このような分散型電源システムにおいて、電力系統に事故が発生した場合には、その電力系統から電源装置を解列することが求められる場合がある。そのため、電力系統での事故の発生を確実に検出し、電源装置を電力系統から確実に解列することが必要になる。但し、上述したような交流１００Ｖ電源として機能するように設置された電源装置は、一つの電圧線には接続されているが、別の電圧線には接続されていない。そのため、電源装置は、自身が接続されている一つの電圧線に現れる電圧異常を知ることはできるが、自身が接続されていない別の電圧線に現れる電圧異常を知ることができず、その場合に求められる電力系統１からの解列を行えないという問題が生じ得る。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電力系統の異常時に、電力系統に連系される電源装置をその電力系統から確実に解列させることができる系統解列装置を提供する点にある。

上記目的を達成するための本発明に係る系統解列装置の特徴構成は、電力系統に連系される電源装置を当該電力系統から解列させることができる系統解列装置であって、
前記電源装置は、前記電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線に対して接続される複数の分岐ブレーカのうちの何れか一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される交流１００Ｖ電源であり、
前記第１電圧線の電位と前記中性線の電位との間の第１電位差が所定の解列条件を満たした場合に前記電源装置を前記電力系統から解列させ、前記第２電圧線の電位と前記中性線の電位との間の第２電位差が所定の解列条件を満たした場合に前記電源装置を前記電力系統から解列させる解列制御部と、
前記第１電圧線の電位又は前記第２電圧線の電位と前記中性線の電位との間の電圧線－中性線間電位差を測定する第１電位差測定部と、
前記第１電圧線の電位と前記第２電圧線の電位との間の電圧線－電圧線間電位差を測定する第２電位差測定部とを備え、
前記電源装置は、前記交流線を構成する前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうちの一方の電圧線と前記中性線とに接続され且つ前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうちの他方の電圧線には接続されていない一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続され、
前記第１電位差測定部は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位を参照して前記電圧線－中性線間電位差を測定するか、又は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカとは別の前記分岐ブレーカの二次側に接続されている、前記電源装置が接続されていない方の電圧線の電位を参照して前記電圧線－中性線間電位差を測定し、
前記第２電位差測定部は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位と、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカとは別の前記分岐ブレーカの二次側に接続されている、前記電源装置が接続されていない方の電圧線の電位とを参照して前記電圧線－電圧線間電位差を測定し、
前記解列制御部は、前記第１電位差測定部が測定した前記電圧線－中性線間電位差と、前記第２電位差測定部が測定した前記電圧線－電圧線間電位差及び前記第１電位差測定部が測定した前記電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差とに基づいて、前記第１電位差と前記第２電位差とを決定する点にある。

上記特徴構成によれば、解列制御部は、電力系統に異常が発生した場合などにおいて第１電圧線の電位と中性線の電位との間の第１電位差が所定の解列条件を満たした場合には電源装置を電力系統から解列させる。つまり、系統解列装置は、第１電圧線に現れる電力系統の異常を検知して、電源装置を電力系統から解列させることができる。また、解列制御部は、電力系統に異常が発生した場合などにおいて第２電圧線の電位と中性線の電位との間の第２電位差が所定の解列条件を満たした場合に電源装置を電力系統から解列させる。つまり、系統解列装置は、第２電圧線に現れる電力系統の異常を検知して、電源装置を電力系統から解列させることができる。このように、電源装置は一つの分岐ブレーカの二次側に接続される交流１００Ｖ電源であるため、第１電圧線及び第２電圧線の一方にしか接続されていないものの、解列制御部は、単相３線式の交流線を構成する二つの電圧線（第１電圧線及び第２電圧線）の両方の電圧の監視結果に基づいて、電力系統の異常時に、電力系統に連系される電源装置をその電力系統から解列させることができる。

加えて、本特徴構成では、第１電位差測定部が第１電圧線の電位又は第２電圧線の電位と中性線の電位との間の１００Ｖの電圧線－中性線間電位差を測定し、第２電位差測定部が、第１電圧線の電位と第２電圧線の電位との間の２００Ｖの電圧線－電圧線間電位差を測定する。つまり、第２電位差測定部によって２００Ｖの電位差を測定することで、第１電圧線及び第２電圧線の両方での電圧測定を行っていることを証明できる。そして、解列制御部は、第１電位差測定部が測定した電圧線－中性線間電位差と、第２電位差測定部が測定した電圧線－電圧線間電位差及び第１電位差測定部が測定した電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差とに基づいて、第１電位差と第２電位差とを決定することで、単相３線式の交流線を構成する二つの電圧線（第１電圧線及び第２電圧線）の両方の電圧の監視結果に基づいて、電力系統の異常時に、電力系統に連系される電源装置をその電力系統から解列させることができる。
従って、電力系統の異常時に、電力系統に連系される電源装置をその電力系統から確実に解列させることができる系統解列装置を提供できる。

また、上記特徴構成によれば、交流線を構成する第１電圧線及び第２電圧線のうちの一方の電圧線と中性線とに接続され且つ第１電圧線及び第２電圧線のうちの他方の電圧線には接続されていない１００Ｖ用の一つの分岐ブレーカの二次側に接続される電源装置を、電力系統の異常時にその電力系統から解列させることができる。

更に、上記特徴構成によれば、電源装置が、交流線を構成する第１電圧線及び第２電圧線のうちの一方の電圧線と中性線とに接続され且つ第１電圧線及び第２電圧線のうちの他方の電圧線には接続されていない１００Ｖ用の一つの分岐ブレーカの二次側に接続される場合において、第１電位差測定部による電圧線－中性線間電位差の測定及び第２電位差測定部による電圧線－電圧線間電位差の測定が行われることで、二つの電圧線の電圧を確実に参照できる。

本発明に係る系統解列装置の別の特徴構成は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカとは別の前記分岐ブレーカの二次側に接続されている、前記電源装置が接続されていない方の電圧線から分岐されて、当該電圧線の電位が入力される入力配線と、前記入力配線での電位を低下させる抵抗部と、前記抵抗部で低下された電位を出力する出力配線とを有する電圧低下回路部を備え、
前記第２電位差測定部は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位と、前記電圧低下回路部の前記出力配線の電位とを参照して前記電圧線－電圧線間電位差を測定する点にある。

上記特徴構成によれば、第２電位差測定部に接続される出力配線には、電圧低下回路部の抵抗器で低下された電圧が印加される。つまり、電圧低下回路部と第２電位差測定部との間を、高電圧が印加されない出力線によって接続することができる。

本発明に係る系統解列装置の別の特徴構成は、前記電源装置の発電電力を所定の電力に変換して前記交流線に供給するパワーコンディショナを備え、
前記パワーコンディショナは、前記解列制御部と前記第１電位差測定部と前記第２電位差測定部とを有する点にある。

上記特徴構成によれば、系統解列装置の機能を、電源装置を分岐ブレーカに接続する場合に設けられるパワーコンディショナが備える機能を用いて実現できる。

本発明に係る系統解列装置の別の特徴構成は、前記電源装置の発電電力を所定の電力に変換して前記交流線に供給するパワーコンディショナを備え、
前記パワーコンディショナは、前記解列制御部と前記第１電位差測定部とを有し、
前記第２電位差測定部は、前記パワーコンディショナとは別の機器に設けられる点にある。

上記特徴構成によれば、系統解列装置の機能の一部を、電源装置を分岐ブレーカに接続する場合に設けられるパワーコンディショナが備える機能を用いて実現できる。
加えて、第２電位差測定部からパワーコンディショナへと電位差の情報を伝達するための配線には高電圧は加わらない。そのため、例えば第２電位差測定部をパワーコンディショナから離れた位置に設置するとしても、第２電位差測定部とパワーコンディショナとの間を接続する配線を設置する工事を比較的容易に行うことができる。

本発明に係る系統解列装置の別の特徴構成は、前記電源装置の発電電力を所定の電力に変換して前記交流線に供給するパワーコンディショナを備え、
前記パワーコンディショナは、前記解列制御部を有し、
前記第１電位差測定部及び前記第２電位差測定部は、前記パワーコンディショナとは別の機器に設けられる点にある。

上記特徴構成によれば、系統解列装置の機能の一部を、電源装置を分岐ブレーカに接続する場合に設けられるパワーコンディショナが備える機能を用いて実現できる。
加えて、第１電位差測定部及び第２電位差測定部のそれぞれからパワーコンディショナへと電位差の情報を伝達するための配線には高電圧は加わらない。そのため、例えば第１電位差測定部及び第２電位差測定部のそれぞれをパワーコンディショナから離れた位置に設置するとしても、第１電位差測定部とパワーコンディショナとの間を接続する配線、及び、第２電位差測定部とパワーコンディショナとの間を接続する配線を設置する工事を比較的容易に行うことができる。

第１実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。 第２実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。 第３実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。 第４実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。 第５実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。 第２電圧測定部が電圧低下回路部を介して電圧情報を取得する例を示す図である。 主幹ブレーカに電圧低下回路部を設けた場合の例である。 主幹ブレーカに設ける電圧低下回路部の構造例を示す図である。

＜第１実施形態＞
以下に図面を参照して本発明の第１実施形態に係る系統解列装置について説明する。
図１は、第１系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。図示する分散型発電システムは、一次側が電力系統１に対して接続される主幹ブレーカ３と、主幹ブレーカ３の二次側に対して接続される複数の分岐ブレーカ４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）とを備える。複数の分岐ブレーカ４は、電力系統１に接続される主幹ブレーカ３の二次側の、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂと中性線２ｃとを有する単相３線式の交流線２に対して接続される。そのうち、分岐ブレーカ４ａ及び分岐ブレーカ４ｃは第１電圧線２ａ及び中性線２ｃに接続され、分岐ブレーカ４ｂ及び分岐ブレーカ４ｄは第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続される。これら主幹ブレーカ３及び複数の分岐ブレーカ４は例えば分電盤などで集約して設置される。

主幹ブレーカ３では、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂでの過電流の継続が防止される。例えば、主幹ブレーカ３では、自身に引き込まれている第１電圧線２ａ又は第２電圧線２ｂを流れる電流が遮断容量を超えると、所定の時間が経過するまでの間に線路を強制的に遮断する。

本実施形態の分岐ブレーカ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄのそれぞれには、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうちの一方の電圧線と中性線２ｃとが引き込まれており、１００Ｖ負荷を接続することができる。図１に示す例では、分岐ブレーカ４ａには電力負荷装置５が接続され、分岐ブレーカ４ｂには電力負荷装置５が接続される。電力負荷装置５には、電力系統１及び電源装置１１の少なくとも一方から電力供給が行われる。

電源装置１１は、電力系統１に接続される主幹ブレーカ３の二次側の、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃを有する単相３線式の交流線２に対して接続される複数の分岐ブレーカ４のうちの何れか一つの分岐ブレーカ４の二次側に接続される交流１００Ｖ電源である。本実施形態では、電源装置１１は、交流線２を構成する第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうちの一方の電圧線と中性線２ｃとに接続され且つ第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂのうちの他方の電圧線には接続されていない一つの分岐ブレーカ４の二次側に接続される。具体的には、１００Ｖ用の分岐ブレーカ４ｃに、電源装置１１が接続される。つまり、電源装置１１は、電力系統１に接続される主幹ブレーカ３の二次側の、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂと中性線２ｃとを有する単相３線式の交流線２に対して接続される複数の分岐ブレーカ４のうち、第１電圧線２ａ及び中性線２ｃに接続され且つ第２電圧線２ｂには接続されていない一つの分岐ブレーカ４ｃの二次側に接続されている交流１００Ｖ電源である。

図１に示す例では、分岐ブレーカ４ｄの二次側に装置は接続されていない。

分岐ブレーカ４でも、過電流の継続が防止される。例えば、各分岐ブレーカ４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）では、自身に引き込まれている電圧線（第１電圧線２ａ又は第２電圧線２ｂ）を流れる電流が遮断容量を超えると、所定の時間が経過するまでの間に線路を強制的に遮断する。

分散型電源システムには、電源装置１１から供給される電力を所望の電圧、周波数、位相の電力に変換するインバータなどの電力変換回路部１０と、電力変換回路部１０の動作を制御する制御部８とが設けられる。

分散型電源システムに設けられる電源装置１１は、発電装置や充放電装置などを用いて構成される。例えば、発電装置としては、燃料電池を備える装置や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備える装置などの様々な装置を用いることができる。充放電装置としては、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池、鉛電池などの蓄電池（化学電池）や、キャパシタ、フライホイールなどの様々な装置を用いることができる。

電力変換回路部１０と分岐ブレーカ４ｃとの間の線路（第１電圧線２ａ及び中性線２ｃ）には、開閉器９が設けられる。開閉器９の動作は制御部８が制御する。そして、開閉器９が閉じられている場合、電力変換回路部１０及び電源装置１１は電力系統１に連系されている。開閉器９が開かれている場合、電力変換回路部１０及び電源装置１１は電力系統１から解列されている。

電力系統１で事故などが発生し、電力系統１での電力の電圧に異常が発生した場合、電源装置１１を電力系統１から解列することが求められる場合がある。そのような場合のために、本実施形態の分散型電源システムには、系統解列装置が設けられている。

系統解列装置は、第１電圧線２ａの電位と中性線２ｃの電位との間の第１電位差が所定の解列条件を満たした場合に電源装置１１を電力系統１から解列させ、第２電圧線２ｂの電位と中性線２ｃの電位との間の第２電位差が所定の解列条件を満たした場合に電源装置１１を電力系統１から解列させる解列制御部としての制御部８を備える。本実施形態では、制御部８が、開閉器９を開くことで、電源装置１１を電力系統１から解列させることができる。制御部８は、例えば、第１電位差が８０Ｖよりも小さい場合には上記解列条件が満たされたと判定し、第２電位差が８０Ｖよりも小さい場合には上記解列条件が満たされたと判定する。

このように、系統解列装置は、第１電圧線２ａに現れる電力系統１の異常を検知して、電源装置１１を電力系統１から解列させることができる。また、系統解列装置は、第２電圧線２ｂに現れる電力系統１の異常を検知して、電源装置１１を電力系統１から解列させることができる。その結果、電源装置１１は一つの分岐ブレーカ４の二次側に接続される交流１００Ｖ電源であるため、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂの一方にしか接続されていないものの、制御部８が、単相３線式の交流線２を構成する二つの電圧線（第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ）の両方の電位の監視結果に基づいて、電力系統１の異常時に、電力系統１に連系される電源装置１１をその電力系統１から解列させることができる。

本実施形態の系統解列装置は、第１電位差測定部６と第２電位差測定部７とを備える。第１電位差測定部６は、第１電圧線２ａの電位又は第２電圧線２ｂの電位と中性線２ｃの電位との間の電圧線－中性線間電位差を測定する。第２電位差測定部７は、第１電圧線２ａの電位と第２電圧線２ｂの電位との間の電圧線－電圧線間電位差を測定する

具体的に説明すると、第１電位差測定部６は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｃの二次側に接続される電圧線の電位を参照して電圧線－中性線間電位差を測定する。図１に示す例では、第１電位差測定部６は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｃの二次側に接続されている第１電圧線２ａと中性線２ｃとを用いて１００Ｖの電圧線－中性線間電位差を測定する。そして、制御部８は、第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差を第１電位差として決定できる。

第２電位差測定部７は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｃの二次側に接続される電圧線の電位と、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｃとは別の分岐ブレーカ４ｄの二次側に接続されている、電源装置１１が接続されていない方の電圧線の電位とを参照して２００Ｖの電圧線－電圧線間電位差を測定する。図１に示した例では、第２電位差測定部７は、交流線２のうち、第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続され且つ第１電圧線２ａに接続されていない他の分岐ブレーカ４ｄの二次側に接続されている第２電圧線２ｂと、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｃの二次側に接続されている第１電圧線２ａとを用いて電圧線－電圧線間電位差を測定する。

尚、本実施形態では、分岐ブレーカ４ｃに引き込まれる電圧線（第１電圧線２ａ）の電位と分岐ブレーカ４ｄに引き込まれる電圧線（第２電圧線２ｂ）の電位との電位差が２００Ｖであることを事前に測定した上で、第２電位差測定部７で、分岐ブレーカ４ｃに引き込まれる電圧線の電位と分岐ブレーカ４ｄに引き込まれる電圧線の電位との電位差を測定している。

このように、電源装置１１が接続される分岐ブレーカ４ｃの二次側の線路に第２電圧線２ｂが含まれていない場合であっても、他の分岐ブレーカ４ｄの二次側の線路に含まれている第２電圧線２ｂを用いて、第２電位差測定部７が、第１電圧線２ａの電位と第２電圧線２ｂの電位との間の２００Ｖの電位差を測定できる。

そして、制御部８は、第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差と、第２電位差測定部７が測定した電圧線－電圧線間電位差及び第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差とに基づいて、上記第１電位差と上記第２電位差とを決定する。例えば、図１に示す例で第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差は、第１電圧線２ａの電位と中性線２ｃの電位との間の第１電位差である。また、図１に示す例で第２電位差測定部７が測定した電圧線－電圧線間電位差及び第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差は、第２電圧線２ｂの電位と中性線２ｃの電位との間の第２電位差である。

以上のように、第１電位差測定部６が第１電圧線２ａの電位と中性線２ｃの電位との間の１００Ｖの電圧線－中性線間電位差を測定し、第２電位差測定部７が、第１電圧線２ａの電位と第２電圧線２ｂの電位との間の２００Ｖの電圧線－電圧線間電位差を測定する。つまり、第２電位差測定部７によって２００Ｖの電位差を測定することで、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂの両方での電圧測定を行っていることを証明できる。そして、制御部８は、第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差と、第２電位差測定部７が測定した電圧線－電圧線間電位差及び第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差とに基づいて、上記第１電位差と上記第２電位差とを決定することで、単相３線式の交流線２を構成する二つの電圧線（第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ）の両方の電圧の監視結果に基づいて、電力系統１の異常時に、電力系統１に連系される電源装置１１をその電力系統１から解列させることができる。

＜第２実施形態＞
第２実施形態の系統解列装置は、電源装置１１が接続される分岐ブレーカ４が上記実施形態と異なり、第１電位差測定部６及び第２電位差測定部７による電位差の測定形態が上記実施形態と異なっている。以下に第２実施形態の系統解列装置について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図２は、第２系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。図示する分散型発電システムは、一次側が電力系統１に対して接続される主幹ブレーカ３と、主幹ブレーカ３の二次側に対して接続される複数の分岐ブレーカ４（４ａ，４ｂ，４ｆ）とを備える。分岐ブレーカ４ａは第１電圧線２ａ及び中性線２ｃに接続され、分岐ブレーカ４ｂは第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続される。つまり、分岐ブレーカ４ａ，４ｂは１００Ｖ用の分岐ブレーカである。分岐ブレーカ４ｆは第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続される。つまり、分岐ブレーカ４ｆは２００Ｖ用の分岐ブレーカである。

電源装置１１は、交流線２を構成する第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続される一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続される交流１００Ｖ電源である。本実施形態では、交流１００Ｖ電源である電源装置１１が、分岐ブレーカ４ｆの二次側の第１電圧線２ａと中性線２ｃとに接続され且つ第２電圧線２ｂには接続されていない形態を示すが、電源装置１１が、分岐ブレーカ４ｆの二次側の第２電圧線２ｂと中性線２ｃとに接続され且つ第１電圧線２ａには接続されていない形態であっても構わない。

本実施形態の系統解列装置も、第１電位差測定部６と第２電位差測定部７とを備える。第１電位差測定部６は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続されている第１電圧線２ａの電位又は第２電圧線２ｂの電位を参照して電圧線－中性線間電位差を測定する。図２に示す例では、第１電位差測定部６は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続されている第１電圧線２ａの電位を参照して電圧線－中性線間電位差を測定する。第２電位差測定部７は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続されている第１電圧線２ａの電位と、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続されている第２電圧線２ｂの電位とを参照して電圧線－電圧線間電位差を測定する。

そして、上記実施形態と同様に、制御部８は、第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差と、第２電位差測定部７が測定した電圧線－電圧線間電位差及び第１電位差測定部６が測定した電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差とに基づいて、上記第１電位差と上記第２電位差とを決定する。加えて、制御部８は、その第１電位差が所定の解列条件を満たした場合に電源装置１１を電力系統１から解列させ、その第２電位差が所定の解列条件を満たした場合に電源装置１１を電力系統１から解列させる。

以上のように、電源装置１１が、交流線２を構成する第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続される２００Ｖ用の一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続される本実施形態の場合において、第２電位差測定部７による電圧線－電圧線間電位差の測定が行われることで、その２００Ｖ用の一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側の二つの電圧線２ａ，２ｂの電圧が確実に参照される。従って、単相３線式の交流線２を構成する二つの電圧線（第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂ）の両方の電圧の監視結果に基づいて、電力系統１の異常時に、電力系統１に連系される電源装置１１をその電力系統１から解列させることができる。

＜第３実施形態＞
第３実施形態の系統解列装置は、パワーコンディショナの機能を用いて実現される。以下に第３実施形態の系統解列装置について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図３は、第３実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、主幹ブレーカ３と、分岐ブレーカ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとが分電盤に設けられる。また、パワーコンディショナＰＣは、電源装置１１の発電電力を所定の電力に変換して交流線２に供給する電力変換回路部１０を備えている。加えて、本実施形態のパワーコンディショナＰＣは、制御部８と、第１電位差測定部６と、第２電位差測定部７と、開閉器９とを備える。つまり、制御部８と、第１電位差測定部６と、第２電位差測定部７とを備える系統解列装置の機能を、電源装置１１を分岐ブレーカ４ｃに接続する場合に設けられるパワーコンディショナＰＣが備える機能を用いて実現できる。

＜第４実施形態＞
第４実施形態の系統解列装置は、パワーコンディショナの機能を用いて実現される。以下に第４実施形態の系統解列装置について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図４は、第４実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、主幹ブレーカ３と、分岐ブレーカ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとが分電盤に設けられる。また、パワーコンディショナＰＣは、電源装置１１の発電電力を所定の電力に変換して交流線２に供給する電力変換回路部１０を備えている。加えて、本実施形態のパワーコンディショナＰＣは、制御部８と、第１電位差測定部６と、開閉器９とを備える。つまり、制御部８と、第１電位差測定部６と、第２電位差測定部７とを備える系統解列装置の機能の一部を、電源装置１１を分岐ブレーカ４ｃに接続する場合に設けられるパワーコンディショナＰＣが備える機能を用いて実現できる。

また、第２電位差測定部７は、パワーコンディショナＰＣとは別の機器に設けられる。この場合、第２電位差測定部７からパワーコンディショナＰＣへと電位差の情報を伝達するための配線には高電圧は加わらない。その結果、例えば第２電位差測定部７をパワーコンディショナＰＣから離れた位置に設置するとしても、第２電位差測定部７とパワーコンディショナＰＣとの間を接続する配線を設置する工事を比較的容易に行うことができる。

＜第５実施形態＞
第５実施形態の系統解列装置は、パワーコンディショナの機能を用いて実現される。以下に第５実施形態の系統解列装置について説明するが、上記実施形態と同様の構成については説明を省略する。

図５は、第５実施形態の系統解列装置が設けられた分散型電源システムの構成を示す図である。図示するように、主幹ブレーカ３と、分岐ブレーカ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄとが分電盤に設けられる。また、パワーコンディショナＰＣは、電源装置１１の発電電力を所定の電力に変換して交流線２に供給する電力変換回路部１０を備えている。加えて、本実施形態のパワーコンディショナＰＣは、制御部８と、開閉器９とを備える。つまり、制御部８と、第１電位差測定部６と、第２電位差測定部７とを備える系統解列装置の機能の一部は、電源装置１１を分岐ブレーカ４ｃに接続する場合に設けられるパワーコンディショナＰＣが備える機能を用いて実現される。

また、第１電位差測定部６及び第２電位差測定部７は、パワーコンディショナＰＣとは別の機器に設けられる。この場合、第１電位差測定部６及び第２電位差測定部７のそれぞれからパワーコンディショナＰＣへと電位差の情報を伝達するための配線には高電圧は加わらない。その結果、例えば第１電位差測定部６及び第２電位差測定部７のそれぞれをパワーコンディショナＰＣから離れた位置に設置するとしても、第１電位差測定部６とパワーコンディショナＰＣとの間を接続する配線、及び、第２電位差測定部７とパワーコンディショナＰＣとの間を接続する配線を設置する工事を比較的容易に行うことができる。

＜別実施形態＞
＜１＞
上記実施形態では、本発明の系統解列装置の構成について具体例を挙げて説明したが、その構成は適宜変更可能である。

＜２＞
上記実施形態において、分岐ブレーカ４ｄの二次側に装置が接続されていても構わない。例えば、電源装置１１と併設できる電気機器（例えば給湯器など）があれば、その電気機器を分岐ブレーカ４ｄに接続すればよい。具体例を挙げると、電源装置１１が、熱と電気とを併せて発生する、燃料電池を備える装置や、エンジンとそのエンジンによって駆動される発電機とを備える装置などの熱電併給装置である場合、その熱電併給装置とセットで運用される給湯器を分岐ブレーカ４ｄの二次側に接続することが考えられる。そうすると、電気機器に接続される第２電圧線２ｂが、電源装置１１の近くまで引かれるので、第２電位差測定部７の近くには、電源装置１１が接続される第１電圧線２ａと、電気機器が接続される第２電圧線２ｂとの両方が存在するようになる。その結果、第２電位差測定部７による、第１電圧線２ａの電位と第２電圧線２ｂの電位との間の電位差の測定が容易になる。

＜３＞
上記実施形態では、電源装置１１を電力系統１から解列させる場合の解列条件について、具体的な数値例を挙げて説明したが、それらの内容は適宜変更可能である。

＜４＞
上記実施形態では、第１電位差測定部６が、第１電圧線２ａの電位と中性線２ｃの電位との間の電圧線－中性線間電位差を測定する例を説明したが、第１電位差測定部６が、第２電圧線２ｂの電位と中性線２ｃの電位との間の電圧線－中性線間電位差を測定してもよい。
例えば、図１に示した例であれば、第１電位差測定部６は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｃとは別の分岐ブレーカ４ｄの二次側に接続されている、電源装置１１が接続されていない方の電圧線（第２電圧線２ｂ）の電位を参照して電圧線－中性線間電位差を測定してもよい。図２に示した例であれば、第１電位差測定部６は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカ４ｆの二次側に接続されている第２電圧線２ｂの電位を参照して電圧線－中性線間電位差を測定してもよい。

＜５＞
上記実施形態では、電源装置１１が第１電圧線２ａ及び中性線２ｃに接続される交流１００Ｖ電源である例を説明したが、電源装置１１が第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続される交流１００Ｖ電源であってもよい。
例えば、図１に示した例であれば、電源装置１１が、第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続され且つ第１電圧線２ａには接続されていない分岐ブレーカ４ｄの二次側に接続されていてもよい。図２に示した例であれば、電源装置１１が、分岐ブレーカ４ｆの二次側の第２電圧線２ｂ及び中性線２ｃに接続されていてもよい。

＜６＞
上記実施形態において、第２電位差測定部７が電圧低下回路部１５を経由して、第２電圧線２ｂでの電位についての情報を取得してもよい。
図６は、第２電位差測定部７が電圧低下回路部１５を介して電圧情報を取得する例を示す図である。図示するように、系統解列装置は電圧低下回路部１５を備える。この電圧低下回路部１５は、第２電圧線２ｂに接続されて、その第２電圧線２ｂの電位が入力される入力配線と、入力配線での電位を低下させる抵抗部１３と、抵抗部１３で低下された電位を出力する出力配線とを有する。この場合の第２電圧線２ｂは、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカとは別の分岐ブレーカの二次側に接続されている、電源装置１１が接続されていない方の電圧線である。抵抗部１３は、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２とを直列に接続した回路であり、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２との間に出力配線が接続されている。その結果、出力配線の電圧は、抵抗Ｒ１で電圧降下した後の電圧になる。このように、第２電位差測定部７には、電圧低下回路部１５から相対的に低い電圧が加わった出力配線を経由して電圧情報が伝達される。そして、第２電位差測定部７は、電源装置１１が接続される一つの分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位と、電圧低下回路部１５の出力配線の電位とを参照して電圧線－電圧線間電位差を測定する。

このように、第２電位差測定部７に接続される出力配線には、電圧低下回路部１５の抵抗器で低下された電圧が印加される。つまり、電圧低下回路部１５と第２電位差測定部７との間を、高電圧が印加されない出力線によって接続することができる。

＜７＞
系統解列装置において、第１電圧線２ａ及び第２電圧線２ｂの電圧を１箇所で検出してもよい。
図７は、主幹ブレーカ３に電圧低下回路部（電圧検出用ユニット２０）を設置した場合の例である。図８は、主幹ブレーカ３に設ける電圧低下回路部（電圧検出用ユニット２０）の構造例を示す図である。図７及び図８に示すように、主幹ブレーカ３は、一次側に設けられる一次側端子部で電力系統１と接続され、二次側に設けられる二次側端子部で交流線２と接続される。そして、主観ブレーカの二次側端子部に電圧検出用ユニット２０を設けている。電圧検出用ユニット２０は、図６を参照して説明した電圧低下回路部１５の機能を備えており、入力配線と、抵抗部１３と、出力配線とを有する。具体的には、入力配線は、第１電圧線２ａに接続される第１配線部２１ａと、第２電圧線２ｂに接続される第２配線部２１ｂと、中性線２ｃに接続される第３配線部２１ｃとに対応する。抵抗部１３は、抵抗Ｒａと抵抗Ｒｂと抵抗Ｒｃと抵抗Ｒｄとに対応する。出力配線は、第１出力配線２２ａと第２出力配線２２ｂと第３出力配線２２ｃとに対応する。

このように、電圧検出用ユニット２０は、第１配線部２１ａと第３配線部２１ｃとの間の電圧を抵抗Ｒａ及び抵抗Ｒｂによって分圧して第１出力配線２２ａに出力し、第２配線部２１ｂと第３配線部２１ｃとの間の電圧を抵抗Ｒｃ及び抵抗Ｒｄによって分圧して第２出力配線２２ｂに出力し、第３配線部２１ｃの電位をそのまま第３出力配線２２ｃに出力する。第１出力配線２２ａ及び第２出力配線２２ｂ及び第３出力配線２２ｃは、電圧検出用ユニット２０に設けられるコネクタ２６に連結される。

また、第１電位差測定部６及び第２電位差測定部７の機能を備える電位差測定部２４が設けられている。電位差測定部２４には、先端にコネクタ２５が連結されており、第１配線２３ａ及び第２配線２３ｂ及び第３配線２３ｃで構成されるケーブル２３が接続されている。そして、ケーブル２３の先端に連結されるコネクタ２５が、電圧検出用ユニット２０に設けられるコネクタ２６に装着されると、第１出力配線２２ａが第１配線２３ａと接続され、第２出力配線２２ｂが第２配線２３ｂと接続され、第３出力配線２２ｃが第３配線２３ｃと接続される。その結果、電位差測定部２４に電圧検出用ユニット２０で生成された分圧後の電圧情報が伝達される。従って、電位差測定部２４に接続される出力配線には、電圧低下回路部１５の抵抗器で低下された電圧が印加される。つまり、電圧低下回路部１５と電位差測定部２４との間を、高電圧が印加されない出力線によって接続することができる。

＜８＞
上記実施形態（別実施形態を含む、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でき、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できる。

本発明は、電力系統の異常時に、電力系統に連系される電源装置をその電力系統から確実に解列させることができる系統解列装置に利用できる。

１ 電力系統
２ 交流線
２ａ 第１電圧線
２ｂ 第２電圧線
２ｃ 中性線
３ 主幹ブレーカ
３ａ 一次側端子部
３ｂ 二次側端子部
４ 分岐ブレーカ
５ 電力負荷装置
６ 第１電位差測定部
７ 第２電位差測定部
８ 制御部（解列制御部）
９ 開閉器
１０ 電力変換回路部
１１ 電源装置
１２ 入力配線
１３ 抵抗部
１４ 出力配線
１５ 電圧低下回路部
２０ 電圧検出用ユニット（電圧低下回路部）
２１ａ 第１配線部（入力配線）
２１ｂ 第２配線部（入力配線）
２１ｂ 第３配線部（入力配線）
２２ａ 第１出力配線（出力配線）
２２ｂ 第２出力配線（出力配線）
２２ｂ 第３出力配線（出力配線）
２４ 電位差測定部（第１電位差測定部、第２電位差測定部）
ＰＣ パワーコンディショナ

Claims (5)

1. 電力系統に連系される電源装置を当該電力系統から解列させることができる系統解列装置であって、
   前記電源装置は、前記電力系統に接続される主幹ブレーカの二次側の、第１電圧線及び第２電圧線及び中性線を有する単相３線式の交流線に対して接続される複数の分岐ブレーカのうちの何れか一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される交流１００Ｖ電源であり、
   前記第１電圧線の電位と前記中性線の電位との間の第１電位差が所定の解列条件を満たした場合に前記電源装置を前記電力系統から解列させ、前記第２電圧線の電位と前記中性線の電位との間の第２電位差が所定の解列条件を満たした場合に前記電源装置を前記電力系統から解列させる解列制御部と、
   前記第１電圧線の電位又は前記第２電圧線の電位と前記中性線の電位との間の電圧線－中性線間電位差を測定する第１電位差測定部と、
   前記第１電圧線の電位と前記第２電圧線の電位との間の電圧線－電圧線間電位差を測定する第２電位差測定部とを備え、
   前記電源装置は、前記交流線を構成する前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうちの一方の電圧線と前記中性線とに接続され且つ前記第１電圧線及び前記第２電圧線のうちの他方の電圧線には接続されていない一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続され、
   前記第１電位差測定部は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位を参照して前記電圧線－中性線間電位差を測定するか、又は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカとは別の前記分岐ブレーカの二次側に接続されている、前記電源装置が接続されていない方の電圧線の電位を参照して前記電圧線－中性線間電位差を測定し、
   前記第２電位差測定部は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位と、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカとは別の前記分岐ブレーカの二次側に接続されている、前記電源装置が接続されていない方の電圧線の電位とを参照して前記電圧線－電圧線間電位差を測定し、
   前記解列制御部は、前記第１電位差測定部が測定した前記電圧線－中性線間電位差と、前記第２電位差測定部が測定した前記電圧線－電圧線間電位差及び前記第１電位差測定部が測定した前記電圧線－中性線間電位差の間の差分の電位差とに基づいて、前記第１電位差と前記第２電位差とを決定する系統解列装置。
2. 前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカとは別の前記分岐ブレーカの二次側に接続されている、前記電源装置が接続されていない方の電圧線から分岐されて、当該電圧線の電位が入力される入力配線と、前記入力配線での電位を低下させる抵抗部と、前記抵抗部で低下された電位を出力する出力配線とを有する電圧低下回路部を備え、
   前記第２電位差測定部は、前記電源装置が接続される一つの前記分岐ブレーカの二次側に接続される電圧線の電位と、前記電圧低下回路部の前記出力配線の電位とを参照して前記電圧線－電圧線間電位差を測定する請求項１に記載の系統解列装置。
3. 前記電源装置の発電電力を所定の電力に変換して前記交流線に供給するパワーコンディショナを備え、
   前記パワーコンディショナは、前記解列制御部と前記第１電位差測定部と前記第２電位差測定部とを有する請求項１又は２に記載の系統解列装置。
4. 前記電源装置の発電電力を所定の電力に変換して前記交流線に供給するパワーコンディショナを備え、
   前記パワーコンディショナは、前記解列制御部と前記第１電位差測定部とを有し、
   前記第２電位差測定部は、前記パワーコンディショナとは別の機器に設けられる請求項１又は２に記載の系統解列装置。
5. 前記電源装置の発電電力を所定の電力に変換して前記交流線に供給するパワーコンディショナを備え、
   前記パワーコンディショナは、前記解列制御部を有し、
   前記第１電位差測定部及び前記第２電位差測定部は、前記パワーコンディショナとは別の機器に設けられる請求項１又は２に記載の系統解列装置。

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