JP7318419B2 - 交流系統の監視システム - Google Patents

Description

本発明は、交流系統の監視システムに関する。

並列型機器が連系する交流系統では、送配電線や変圧器、分路リアクトル等は主にインダクタ（Ｌ）成分で構成され、電力用コンデンサや高調波フィルタ等は主にキャパシタ（Ｃ）成分で構成される。この種の交流系統には分散電源や負荷等の様々な機器が接続されるため、交流系統にＬＣ共振回路が形成されることがある。交流系統に形成されるＬＣ共振回路は、交流電圧に振動を生じさせ、交流電圧の品質を劣化させることがある。

交流系統における交流電圧の振動による品質の劣化を防ぐ技術の１つとして、交流電流或いは無効電力の振動継続を判定した場合に制御パラメータを低下させ、振動を抑制することが知られている（例えば、特許文献１を参照）。

特許第３６０５５１６号明細書

しかしながら、交流電流や無効電力の振動継続を判定する方法では、交流系統において生じた交流電圧の振動を検知し抑制することが困難な場合がある。例えば、当該機器の高調波フィルタと他の機器との間で、他の機器が原因となり電圧振動が生じた場合、当該機器の制御パラメータを変更したとしても、電圧振動を抑制することができない。このため、交流電流や無効電力の振動継続に基づいて振動を抑制する方法では、交流電圧の振動が継続し拡大してしまうこともある。

１つの側面において、本発明は、交流系統で生じた電圧振動を確実に検知することが可能な交流系統の監視システムを提供することを目的とする。

１つの態様に係る交流系統の監視システムは、交流系統における電圧振動を監視する監視部を含む交流系統の監視システムであって、前記監視部は、前記交流系統において計測した交流電圧の瞬時値に基づいて前記交流電圧の振動成分を抽出し、抽出した前記交流電圧の振動成分と対応する異常判定用信号を生成する判定用信号生成部と、生成した前記異常判定用信号に基づいて前記交流電圧の振動の異常の有無を判定する異常有無判定部と、前記交流電圧の瞬時値がゼロになるゼロクロス点を検出する検出部とを備え、前記判定用信号生成部は、前記ゼロクロス点を検出した時刻と正弦波によりあらわされる交流電圧におけるゼロクロス点を通る直線で近似される区間とに基づいて設定される期間内に計測した前記交流電圧の瞬時値に基づいて前記交流電圧の振動成分を抽出し、該抽出した前記交流電圧の振動成分に基づいて前記異常判定用信号を生成する交流系統の監視システムである。

上述の態様によれば、交流系統で生じた電圧振動を確実に検知することが可能な交流系統の監視システムを提供することができる。

第１の実施形態に係る交流系統の監視システムの構成例を説明する図である。 判定用信号生成部の構成例を説明する図（その１）である。 判定用信号生成部の構成例を説明する図（その２）である。 異常有無判定部の構成例を説明する図である。 第１の実施形態に係る監視部の動作を説明する図である。 判定用信号生成部の第５の構成例における振動成分の抽出方法を説明する図である。 第１の実施形態に係る監視部の第１の応用例を説明する図である。 第１の応用例において判定用信号生成部で抽出する振動成分と異常有無判定部における判定閾値との例を説明する図である。 第１の実施形態に係る監視部の第２の応用例を説明する図である。 第２の実施形態に係る交流系統の監視システムにおける監視部の構成例を説明する図である。 第２の実施形態に係る判定用信号生成部及び異常有無判定部の構成例を説明する図である。 評価期間の例を説明する図である。

以下、図面を参照しながら、交流系統の監視システムの実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る交流系統の監視システムの構成例を説明する図である。図１に例示した交流系統１は、送電線４に交流電力を送電する発電設備２及び発電機３を含む。送電線４は、リアクトル５や抵抗６等のインダクタ（Ｌ）成分を含む。また、送電線４には、負荷７や力率改善コンデンサ８等が接続されている。

発電設備２は、交流系統１に連系する並列型機器である、第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂを含む。図１には、第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂの例として、太陽光発電システムを示している。第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂは、それぞれ、ソーラーパネル１２と、インバータ装置１３と、高調波フィルタ１４（リアクトル１５及びコンデンサ１６）と、変圧器１７と、スイッチ１８とを含む。第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂは、それぞれ、光電効果によりソーラーパネル１２から出力される直流電力をインバータ装置１３で交流電力に変換する。変換された交流電力は、高調波フィルタ１４、変圧器１７、及びスイッチ１８を介して出力される。第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂから出力された交流電力は、変圧器１９を介して発電設備２の外部（交流系統１の送電線４）に伝送される。第１の分散電源１１Ａにおけるインバータ装置１３、高調波フィルタ１４、変圧器１７、及びスイッチ１８は、例えば、単一の電気装置（パワーコンディショナ）に組み込まれている。同様に、第２の分散電源１１Ｂにおけるインバータ装置１３、高調波フィルタ１４、変圧器１７、及びスイッチ１３は、例えば、単一の電気装置に組み込まれている。

また、本実施形態に係る交流系統１は、交流電圧の振動を監視する監視システムとしての監視部２１と、保護部２５とを含む。図１に例示した交流系統１においては、発電設備２内に、監視部２１及び保護部２５が設けられている。

監視部２１は、交流系統における交流電圧の振動の異常の有無を監視する。監視部２１は、交流系統における交流電圧の瞬時値を計測し、該交流電圧の瞬時値に基づいて交流電圧の振動の異常の有無を監視する。図１に例示した監視部２１は、第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂを含む発電設備２と交流系統１の送電線４との接続部において電圧計測器２４により計測した交流電圧の瞬時値ｖを取得する。交流電圧の振動に異常がある場合、監視部２１は、保護部２５に対し交流系統１の保護動作を指示する信号を出力する。交流電圧の振動に異常がある場合、保護部２５は、第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂを含む発電設備内の分散電源のうちの１つ以上を解列する。図１に例示した保護部２５は、制御バス２６を通じて、第１の分散電源１１Ａ及び第２の分散電源１１Ｂを含む発電設備２内の分散電源のいずれかのスイッチ１８をオフにし、分散電源を解列する。なお、保護部２５は、分散電源等の並列型機器を解列する代わりに、並列型機器を停止させてもよい。

監視部２１は、判定用信号生成部２２と、異常有無判定部２３とを含む。判定用信号生成部２２は、交流電圧の瞬時値ｖに基づいて、交流電圧に生じる振動の異常の有無の判定に用いる異常判定用信号を生成する。本実施形態に係る判定用信号生成部２２は、０以上であり、交流電圧の瞬時値ｖに基づいて抽出される交流電圧の振動成分の大きさに応じた値となる異常判定用信号を生成する。異常有無判定部２３は、判定用信号生成部で生成した異常判定用信号と、予め定めた閾値とに基づいて、交流電圧の振動の異常の有無を判定する。図１では図示を省略しているが、判定用信号生成部２２は異常判定用信号の生成に用いる各種情報を保持する情報保持部を含み、異常有無判定部２３は異常の有無の判定に用いる各種情報を保持する情報保持部を含む。

図２は、判定用信号生成部の構成例を説明する図（その１）である。図３は、判定用信号生成部の構成例を説明する図（その２）である。

図２の（ａ）には、判定用信号生成部２２の第１の構成例として、ハイパスフィルタにより交流電圧の振動成分を抽出する判定用信号生成部２２の一例を示している。第１の構成例の判定用信号生成部２２は、ローパスフィルタ３１と、減算器３２と、二乗算出部３３と、移動平均算出部３４と、平方根算出部３５とを含む。

ローパスフィルタ３１と減算器３２とは、ハイパスフィルタとして機能する。ローパスフィルタ３１は、判定用信号生成部２２の入力信号である交流電圧の瞬時値ｖに含まれる、遮断周波数よりも高周波の成分を除去する。ここで、ローパスフィルタ３１の遮断周波数は、交流系統１における交流電圧の定格周波数（例えば、５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）以上とする。減算器３２は、入力信号から、ローパスフィルタ３１により入力信号の高周波成分が除去された信号を減算する。すなわち、第１の構成例の判定用信号生成部２２は、交流電圧の瞬時値ｖに含まれるローパスフィルタ３１の遮断周波数よりも高周波の成分を、交流電圧の振動成分として抽出する。

二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５は、交流電圧から抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号を生成する信号生成部として機能する。二乗算出部３３は、ローパスフィルタ３１及び減算器３２により抽出した交流電圧の振動成分における各計測時刻の値を二乗した値を算出する。移動平均算出部３４は、二乗算出部３３で算出した各計測時刻の値の二乗値に対する移動平均を算出する。平方根算出部３５は、移動平均算出部３４で算出した移動平均における各計測時刻の値の平方根を算出する。第１の構成例の判定用信号生成部２２は、平方根算出部３５で算出した平方根の値を異常判定用信号ＳＪとして異常有無判定部２３に出力する。

図２の（ｂ）には、判定用信号生成部２２の第２の構成例として、バンドパスフィルタにより交流電圧の振動成分を抽出する判定用信号生成部２２の一例を示している。第２の構成例の判定用信号生成部２２は、バンドパスフィルタ３６と、減算器３２と、二乗算出部３３と、移動平均算出部３４と、平方根算出部３５とを含む。

バンドパスフィルタ３６と減算器３２とは、交流系統の定格周波数とは異なる周波数帯の振動成分を交流電圧の瞬時値ｖから抽出するバンドパスフィルタとして機能する。第２の構成例の判定用信号生成部２２におけるバンドパスフィルタ３６は、判定用信号生成部２２の入力信号である交流電圧の定格周波数を中心周波数とし、該中心周波数を含む所定の周波数帯の成分のみを抽出する（通過させる）。減算器３２は、入力信号から、バンドパスフィルタ３６により抽出した信号成分を減算する。すなわち、第２の構成例の判定用信号生成部２２は、交流電圧の瞬時値ｖに含まれる、定格周波数を含む所定の周波数帯の成分を除去した信号を、交流電圧の振動成分として抽出する。

二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５は、第１の構成例と同様、交流電圧から抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する信号生成部として機能する。

図２の（ｃ）には、判定用信号生成部２２の第３の構成例として、バンドパスフィルタにより交流電圧の振動成分を抽出する判定用信号生成部２２の別の例を示している。第３の構成例の判定用信号生成部２２は、バンドパスフィルタ３７と、二乗算出部３３と、移動平均算出部３４と、平方根算出部３５とを含む。

バンドパスフィルタ３７は、交流系統の定格周波数とは異なる周波数帯の振動成分を交流電圧の瞬時値ｖから抽出するバンドパスフィルタとして機能する。第３の構成例の判定用信号生成部２２におけるバンドパスフィルタ３７は、判定用信号生成部２２の入力信号である交流電圧の定格周波数よりも高周波である所定の周波数を中心周波数とし、該中心周波数を含む所定の周波数帯の成分のみを抽出する（通過させる）。すなわち、第３の構成例の判定用信号生成部２２は、交流電圧の瞬時値ｖに含まれる、定格周波数よりも高周波である所定の周波数帯の成分を、交流電圧の振動成分として抽出する。

二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５は、第１の構成例と同様、交流電圧から抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する信号生成部として機能する。

図３の（ｄ）には、判定用信号生成部２２の第４の構成例として、バンドパスフィルタにより交流電圧の振動成分を抽出する判定用信号生成部２２の更に別の例を示している。第４の構成例の判定用信号生成部２２は、バンドパスフィルタ３６と、二乗算出部３３Ａ，３３Ｂと、移動平均算出部３４Ａ，３４Ｂと、平方根算出部３５Ａ，３５Ｂと、減算器３２とを含む。なお、第４の構成例におけるバンドパスフィルタ３６の中心周波数は、交流系統１の交流電圧の定格周波数とする。

第４の構成例の判定用信号生成部２２は、入力信号（交流電圧の瞬時値ｖ）及び該入力信号におけるバンドパスフィルタ３６を通過した成分のそれぞれに対し、二乗算出部３３Ａ，３３Ｂ、移動平均算出部３４Ａ，３４Ｂ、及び平方根算出部３５Ａ，３５Ｂによる演算処理を行った後、減算器３２により異常判定用信号ＳＪを生成して異常有無判定部２３に出力する。

図３の（ｅ）には、判定用信号生成部２２の第５の構成例として、計測した時刻が異なる２つの交流電圧の瞬時値ｖの差分に基づいて交流電圧の振動成分を抽出する判定用信号生成部２２の例を示している。第５の構成例の判定用信号生成部２２は、過去値出力部３８と、減算器３２と、二乗算出部３３と、移動平均算出部３４と、平方根算出部３５とを含む。

過去値出力部３８は、例えば、計測演算周期におけるｎサンプル分の瞬時値を保持するリングバッファを含み、最新の瞬時値ｖが判定用信号生成部２２に入力された時刻ｔにおけるリングバッファ内のｎサンプル前の瞬時値（過去値）Ｚ^－ｎを出力した後、該過去値Ｚ^－ｎを時刻ｔの瞬時値ｖ（ｔ）に上書きする。減算器３２は、時刻ｔの瞬時値ｖ（ｔ）から、過去値Ｚ^－ｎを減算する。

二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５は、第１の構成例と同様、交流電圧から抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する信号生成部として機能する。

なお、本実施形態に係る判定用信号生成部２２の構成は、上述した５種類の構成に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、交流電圧の瞬時値から抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成するための構成は、上述した二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５の組み合わせに限らず、適宜変更可能である。判定用信号生成部２２は、例えば、抽出した振動成分の絶対値を算出し、該絶対値についての移動平均に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する構成であってもよい。また、判定用信号生成部２２は、例えば、移動平均算出部３４をローパスフィルタに置き換えた構成であってもよい。更に、上述した構成例に限らず、判定用信号生成部２２における、抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成するための構成は、正負に振動する振動成分を正の値に変換する処理、及び異常判定用信号ＳＪの生成に用いる信号を平滑化する処理を実施可能な構成を含むものであればよい。信号を平滑化する処理を実施することにより、異常判定用信号ＳＪの生成に用いる信号の時間変動が激しい場合であっても適切に異常の有無を判定することが可能な異常判定用信号ＳＪを生成することができる。

図４は、異常有無判定部の構成例を説明する図である。図４の（ａ）～（ｃ）には、それぞれ、交流電圧の瞬時値ｖから抽出した振動成分が大きいほど異常判定用信号ＳＪ（≧０）が大きな値となる場合の異常有無判定部２３の構成例を示している。

図４の（ａ）には、異常有無判定部２３の第１の構成例を示している。第１の構成例の異常有無判定部２３は、異常判定用信号ＳＪ（≧０）と判定閾値ＴＨ１との大小関係により交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかを判定する判定部４１を含む。判定部４１は、ＳＪ≧ＴＨ１である場合に交流電圧の振動が異常であると判定する。判定部４１は、交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかの判定結果を保護部２５に出力する。判定結果が異常であることを示す場合、保護部２５は、所定の並列型機器（例えば、図１の第１の並列型機器１１Ａ又は第２の並列型機器１１Ｂ）を解列する又は停止する等の保護動作を実施する。

このように、第１の構成例の異常有無判定部２３は、交流電圧の瞬時値ｖに基づいて抽出した振動成分の大きさに応じた異常判定用信号ＳＪが判定閾値ＴＨ１以上となると、交流電圧の振動に異常があると判定する。このため、第１の構成例の異常有無判定部２３は、交流系統の交流電圧に生じた振動の異常を早期に検出することができる。

図４の（ｂ）には、異常有無判定部２３の第２の構成例として、積分出力を用いて交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかを判定する異常有無判定部２３の一例を示している。第２の構成例の異常有無判定部２３は、第１の判定部４２と、積分回路４３と、第２の判定部４４とを含む。第１の判定部４４は、異常判定用信号ＳＪ（≧０）が判定閾値ＴＨ１以上であるか否かを判定し、ＳＪ≧ＴＨ１である場合には１を出力し、ＳＪ＜ＴＨ１である場合には－１を出力する。積分回路４３は、第１の判定部４２が出力した値を時間積分して出力する。第２の構成例における積分回路４３は、第１の判定部４２が１を連続して出力した場合の当該１が連続する期間を示す値を積分出力ＳＫとして出力する。第２の判定部４４は、積分回路の出力（積分出力ＳＫ）と判定時限ＴＨ２との大小関係により交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかを判定する。第２の判定部４４は、ＳＫ≧ＴＨ２である場合に交流電圧の振動が異常であると判定する。第２の判定部４４は、交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかの判定結果を保護部２５に出力する。判定結果が異常であることを示す場合、保護部２５は、所定の並列型機器を解列する又は停止する等の保護動作を実施する。

このように、第２の構成例の異常有無判定部２３は、異常判定用信号ＳＪが閾値ＴＨ１以上である期間（積分出力ＳＫ）が判定時限ＴＨ２以上になると、交流電圧の振動に異常があると判定する。このため、第２の構成例の異常有無判定部２３は、例えば、負荷投入、タップ切換、系統切換等の通常運用で生じる瞬間的な電圧の変動でＳＪ≧ＴＨ１となった場合に異常と誤判定することを防ぐことができ、異常の有無をより正確に判定することができる。

図４の（ｃ）には、異常有無判定部２３の第３の構成例として、積分出力を用いて交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかを判定する異常有無判定部２３の別の例を示している。第３の構成例の異常有無判定部２３は、減算器４５と、積分回路４３と、判定部４６とを含む。減算器４５は、異常判定用信号ＳＪ（≧０）から判定閾値ＴＨ１を減算した値を出力する。積分回路４３は、減算器４５が出力した値を時間積分して出力する。第３の構成例における積分回路４３は、減算器４５が０以上の値を連続して出力した場合の当該値の時間積分を示す値を積分出力ＳＬとして出力する。判定部４６は、積分回路４３の出力（積分出力ＳＬ）と判定基準ＴＨ３との大小関係により交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかを判定する。判定部４６は、ＳＬ≧ＴＨ３である場合に交流電圧の振動が異常であると判定する。判定部４６は、交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかの判定結果を保護部２５に出力する。判定結果が異常であることを示す場合、保護部２５は、所定の並列型機器を解列する又は停止する等の保護動作を実施する。

このように、第３の構成例の異常有無判定部２３は、異常判定用信号ＳＪが判定閾値ＴＨ１以上である期間における両者の差の積算値（積分出力ＳＬ）が判定基準ＴＨ３以上になると、交流電圧の振動に異常があると判定する。このため、第３の構成例の異常有無判定部２３は、例えば、負荷投入、タップ切換、系統切換等の通常運用で生じる瞬間的な変動に対して異常と誤判定することを防ぐことができ、異常の有無をより正確に判定することができる。また、第３の構成例の異常有無判定部２３では、異常判定用信号ＳＪから判定閾値ＴＨ１を減算した値が大きいほど、短期間で振動に異常があると判定する。このため、第３の構成例の異常有無判定部２３を適用することにより、交流電圧の振動が大きい場合に早期に異常を検知することができる。

図４の（ｄ）には、異常有無判定部２３の第４の構成例として、異常判定用信号ＳＪの大きさと該大きさの異常判定用信号ＳＪの継続時間との関係に基づいて交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかを判定する異常有無判定部２３の一例を示している。第４の構成例の異常有無判定部２３は、継続時間算出部４７と、判定時限決定部４８と、判定部４９とを含む。

継続時間算出部４７は、入力された異常判定用信号ＳＪの大きさに基づいて、同じ大きさ又は同じ大きさとみなす範囲内の異常判定用信号ＳＪの継続時間ＳＨを算出して出力する。判定時限決定部４８は、予め定めた異常判定用信号ＳＪの大きさと異常であるか否かの判定閾値とする判定時限ＴＨ４との関係を示す判定情報５０と、入力された異常判定用信号ＳＪの大きさとに基づいて、継続時間ＳＨに対する判定時限ＴＨ４を決定する。判定情報５０における異常判定用信号ＳＪの大きさと判定時限ＴＨ４との関係は、例えば、図４の（ｄ）に示したように、異常判定用信号ＳＪが大きくなるほど判定時限が短くなるような負の相関関係とする。判定部４９は、継続時間算出部４７が出力した継続時間ＳＨと、判定時限決定部４８が出力した判定時限ＴＨ４とに基づいて、振動に異常があるか否かを判定する。判定部４９は、ＳＨ≧ＴＨ４である場合に交流電圧の振動が異常であると判定する。判定部４６は、交流電圧の振動が正常な範囲内であるか異常であるかの判定結果を保護部２５に出力する。判定結果が異常であることを示す場合、保護部２５は、所定の並列型機器を解列する又は停止する等の保護動作を実施する。

このように、第４の構成例の異常有無判定部２３は、ある大きさの異常判定用信号ＳＪが入力されたときの該大きさの継続時間ＳＨが、異常判定用信号ＳＪの大きさに基づいて決定した判定時限ＴＨ４以上になると、交流電圧の振動に異常があると判定する。このため、第４の構成例の異常有無判定部２３は、第２の構成例の異常有無判定部２３と同様、通常運用で生じる瞬間的な変動に対して異常と誤判定することを防ぐことができ、異常の有無をより正確に判定することができる。また、第４の構成例の異常有無判定部２３においては、異常判定用信号ＳＪが大きいほど、振動に異常があると判定するまでの判定時限ＴＨ４が短くなる。このため、第４の構成例の異常有無判定部２３は、第３の構成例の異常有無判定部２３と同様、交流電圧の振動が大きい場合に早期に異常を検知することができる。更に、第４の構成例の異常有無判定部２３は、異常判定用信号ＳＪの大きさと、該大きさの継続時間ＳＨとに基づいて、交流電圧の振動の異常の有無を判定する。このため、第４の構成例の異常有無判定部２３は、積分回路による時間積分等の処理を含む第２の構成例や第３の構成例と比べ、処理負荷が軽減される。

なお、本実施形態に係る異常有無判定部２３の構成は、上述した４種類の構成に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。

また、本実施形態に係る監視部２１における判定用信号生成部２２の構成と異常有無判定部２３の構成との組み合わせに特別な制限はない。例えば、上述した５種類の構成の判定用信号生成部２２は、それぞれ、上述した４種類の構成の異常有無判定部２３のいずれとも組み合わせることができる。

図５は、第１の実施形態に係る監視部の動作の動作を説明する図である。
本実施形態に係る監視部２１は、上述のように、交流系統１における交流電圧の瞬時値ｖを取得（計測）し、該交流電圧の振動の異常の有無を監視する。図５の（ａ）には、監視部２１が取得する交流電圧の瞬時値ｖの一例を示している。監視部２１が取得する交流電圧の瞬時値ｖは、正弦波であらわされる定格周波数における理想的な交流電圧Ｖｆｒに他の周波数帯の成分が含まれており、当該他の周波数帯の成分に応じた振動が生じる。この他の周波数帯の成分、特に定格周波数よりも高周波の成分による振動が継続し、拡大すると、交流系統１の交流電圧の品質が劣化する。しかしながら、上述した特許文献１に開示されているような、交流電流或いは無効電力等の実効値の振動継続を判定する方法では、図５の（ａ）の実効値Ｖｅのように交流電圧の瞬時値ｖの振動が平滑化された状態で振動継続を判定することとなる。このため、実効値に基づいて振動継続を判定する方法では、ある並列型機器の高調波フィルタと他の機器との間で電圧振動が生じた場合に、振動の異常を検知することが困難な場合がある。このため、本実施形態の監視部２１では、図５の（ｂ）及び（ｃ）に示したように、交流電圧の瞬時値ｖに基づいて振動成分Ｖｏｓｃを抽出し、抽出した該振動成分Ｖｏｓｃに基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する。なお、図５の（ｂ）に例示した振動成分Ｖｏｓｃは、交流電圧の瞬時値ｖに基づいて抽出された振動成分の一例である。また、図５の（ｃ）に例示した異常判定用信号ＳＪは、交流電圧の瞬時値ｖから抽出した振動成分に基づいて生成される信号の一例である。

図５の（ｃ）に例示した異常判定用信号ＳＪは、時刻ｔ０までは判定閾値ＴＨ１よりも小さく、時刻ｔ０以降は判定閾値ＴＨ１以上となる。ここで、異常判定用信号ＳＪが、上記のように二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５を利用して生成される信号であるとすると、該異常判定用信号ＳＪは、０以上であって、交流電圧に含まれる振動成分が大きいほど大きな値となる。このため、異常有無判定部２３は、上述した第１の構成例のように、移動判定用信号ＳＪが判定閾値ＴＨ１以上となったことに基づいて振動に異常があると判定することができる。

また、異常有無判定部２３は、上述した第２の構成例のように、異常判定用信号ＳＪが判定閾値ＴＨ１以上である期間ＳＫが判定時限ＴＨ２以上となった場合に、振動に異常があると判定してもよい。異常有無判定部２３の第２の構成例では、例えば、図５の（ｃ）に例示した異常判定用信号ＳＪにおける判定閾値ＴＨ１以上である期間ＳＫ（時刻ｔ０から時刻ｔ１までの期間）が判定時限ＴＨ２以上である場合に、振動に異常があると判定する。

また、異常有無判定部２３は、上述した第３の構成例のように、異常判定用信号ＳＪから判定閾値ＴＨ１を減算した値の積算値ＳＬが判定基準ＴＨ３以上となった場合に、振動に異常があると判定してもよい。異常有無判定部２３の第３の構成例では、例えば、図５の（ｃ）に例示した異常判定用信号ＳＪの時刻ｔ０以降の期間におけるＳＪ－ＴＨ１の積算値ＳＬが判定基準ＴＨ３以上となった場合に、振動に異常があると判定する。

更に、図示は省略するが、異常有無判定部２３は、上述した第４の構成例のように、異常判定用信号ＳＪの大きさと、該大きさの異常判定用信号ＳＪの継続時間と、判定情報５０とに基づいて、振動の異常の有無を判定してもよい。

図６は、判定用信号生成部の第５の構成例における振動成分の抽出方法を説明する図である。

図３の（ｅ）を参照して上述したように、判定用信号生成部２２の第５の構成例は、時刻ｔにおける交流電圧の瞬時値ｖ（ｔ）とｎサンプル前の瞬時値Ｚ^－ｎとの差分に基づいて、交流電圧の振動成分を抽出する。例えば、図６のグラフ図の時刻ｔ０における交流電圧の瞬時値ｖ（ｔ０）が判定用信号生成部２２に入力されると、過去値出力部３８は、時刻ｔ０よりもｎサンプル期間分前の時刻ｔｐに入力された過去値Ｚ^－ｎを出力する。このため、減算器３２は、時刻ｔ０の瞬時値ｖ（ｔ０）から時刻ｔｐの過去値Ｚ^－ｎを減算した値（点線で示した傾き）を出力する。図６に示したように、交流電圧の瞬時値ｖに振動成分が含まれており、理想的な交流電圧Ｖｆｒとの差異が大きい場合、減算器３２が出力する値と、理想的な交流電圧Ｖｆｒにおける対応する期間の値との差が大きくなることがある。また、交流電圧の場合、交流系統１の電圧は概ね定格電圧に維持されるため、波高値の増減が少ない。このため、第５の構成例の判定用信号生成部２２のような過去値Ｚ^－ｎとの差分を利用することにより、周波数帯を限定せずに振動成分を抽出する、或いは複数の周波数成分が混ざっている場合でも振動成分を抽出することができる。

このように、本実施形態の監視部２１では、交流電圧の瞬時値ｖに基づいて該交流電圧の振動成分を抽出し、抽出した振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する。このため、交流電流や無効電力等の実効値では検知が困難な振動成分を抽出し、該振動成分に応じた大きさの異常判定用信号ＳＪを生成することができる。

また、本実施形態の保護部２５は、交流電圧の振動に異常があると判定した場合に、並列型機器を解列又は停止する保護動作を実施する。この際、保護部２５は、例えば、異常な振動の一因と考えられるある１つの並列型機器を解列又は停止させ、その後の監視部２１からの出力に基づいて振動の異常が解消されたか否かを判定する。振動の異常が解消されていない場合、保護部２５は、振動の異常が解消されるまで、解列又は停止させる並列型機器を変更し、その後の監視部２１からの出力に基づいて振動の異常が解消されたか否かを判定する処理を続ける。このように、本実施形態に係る交流系統１の監視システムでは、交流電圧の異常な振動を検知した場合に、振動を抑制するのではなく、振動の一因と考えられる並列型機器を解列又は停止する。

例えば、交流系統に接続されたある１つの並列型機器の高調波フィルタと他の機器との間で他の機器が原因となり振動が生じた場合、当該並列型機器における制御パラメータを変えたとしても、振動を抑制することができないことがある。また、様々な機器が接続された交流系統において振動の原因となった機器を特定することは非常に困難である。更に、積極的に振動を拡大させてはいないかもしれないが、当該並列型機器の高調波フィルタが連系したことにより共振点が形成され、振動の一因となった可能性もある。このため、本実施形態の監視システムのように交流電圧の瞬時値ｖに基づいて振動の異常を検出し、並列型機器を解列又は停止する保護動作を実施することにより、周辺機器を一斉に解列させる可能性や周辺機器に損傷を与える可能性を排除することで、交流系統の電力品質を確実に担保することができる。

なお、本実施形態に係る監視部２１における判定用信号生成部２２は、例えば、振動成分の抽出条件が異なる複数の抽出方法により同一の交流電圧の瞬時値ｖから抽出した複数の振動成分のそれぞれに基づいて複数の異常判定用信号を生成してもよい。このような監視部２１における異常有無判定部２３は、複数の異常判定用信号のそれぞれに基づいて個別に振動の異常の有無を判定した後、複数の判定結果に基づいて最終的な振動の異常の有無を判定する。

図７は、第１の実施形態に係る監視部の第１の応用例を説明する図である。図８は、第１の応用例において判定用信号生成部で抽出する振動成分と異常有無判定部における判定閾値との例を説明する図である。図７には、判定用信号生成部２２の第３の構成例と、異常有無判定部２３の第２の構成例とを組み合わせた監視部２１の構成に関する応用例を示している。

図７に例示した判定用信号生成部２２は、第３の構成例として上述した判定用信号生成部と対応する信号生成回路を３組含む。３組の信号生成回路は、同一の交流電圧の瞬時値ｖに基づいて該交流電圧の振動成分を抽出し、異常判定用信号を生成する。ここで、３組の信号生成回路は、振動成分の抽出に用いるバンドパスフィルタ３７の中心周波数が異なる。

第１の信号生成回路は、中心周波数ｆ１のバンドパスフィルタ３７Ａにより抽出した、中心周波数ｆ１を含む所定の周波数帯の振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪ１を生成する。第１の信号生成回路では、二乗算出部３３Ａ、移動平均算出部３４Ａ、及び平方根算出部３５Ａにより異常判定用信号ＳＪ１を生成する。第２の信号生成回路は、中心周波数ｆ２（＞ｆ１）のバンドパスフィルタ３７Ｂにより抽出した、中心周波数ｆ２を含む所定の周波数帯の振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪ２を生成する。第２の信号生成回路では、二乗算出部３３Ｂ、移動平均算出部３４Ｂ、及び平方根算出部３５Ｂにより異常判定用信号ＳＪ２を生成する。第３の信号生成回路は、中心周波数ｆ３（＞ｆ２）のバンドパスフィルタ３７Ｃにより抽出した、中心周波数ｆ３を含む所定の周波数帯の振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪ３を生成する。第３の信号生成回路では、二乗算出部３３Ｃ、移動平均算出部３４Ｃ、及び平方根算出部３５Ｃにより異常判定用信号ＳＪ３を生成する。

ここで、３個のバンドパスフィルタ３７Ａ，３７Ｂ，及び３７Ｃは、図８に示すように、中心周波数ｆ１，ｆ２，及びｆ３の大小関係がｆ３＞ｆ２＞ｆ１（＞ｆ０）となり、かつ各バンドパスフィルタ３７Ａ，３７Ｂ，及び３７Ｃを通過する周波数帯が重複しないような組み合わせとする。図８の周波数ｆ０は、交流系統１の定格周波数である。

また、図７に例示した異常有無判定部２３は、第２の構成例として上述した異常有無判定部と対応する判定回路を３組含み、更に最終判定部５１を含む。３組の判定回路は、それぞれ、判定用信号生成部２２で生成した３つの異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，及びＳＪ３のうち、互いに重複しないよう割り当てられた１つの異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，又はＳＪ３に基づいて交流電圧の振動の異常の有無を判定する。第１の判定回路は、第１の判定部４２Ａ及び積分回路４３Ａにより出力される第１の異常判定用信号ＳＪ１に対する積分出力ＳＫ１と、判定時限ＴＨ２との大小関係に基づいて、振動の異常の有無を判定し、該判定結果を最終判定部５１に出力する。第２の判定回路は、第１の判定部４２Ｂ及び積分回路４３Ｂにより出力される第２の異常判定用信号ＳＪ２に対する積分出力ＳＫ２と、判定時限ＴＨ２との大小関係に基づいて、振動の異常の有無を判定し、該判定結果を最終判定部５１に出力する。第３の判定回路は、第１の判定部４２Ｃ及び積分回路４３Ｃにより出力される第３の異常判定用信号ＳＪ３に対する積分出力ＳＫ３と、判定時限ＴＨ２との大小関係に基づいて、振動の異常の有無を判定し、該判定結果を最終判定部５１に出力する。ここで、３つの第１の判定部４２Ａ，４２Ｂ，及び４２Ｃは、それぞれ、入力される異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，及びＳＪ３の対応する振動成分の周波数帯に応じて異なる判定閾値ＴＨ１１，ＴＨ１２，ＴＨ１３を用いる。

最終判定部５１は、３組の判定回路のそれぞれの判定結果に基づいて、交流電圧の振動の異常の有無に対する最終判定を行う。最終判定部５１は、例えば、３組の判定回路のそれぞれの判定結果を入力とするＯＲ回路とし、３つの判定結果のうち１つ以上が振動に異常があるという判定結果である場合に、振動に異常があるという判定結果を出力する。

このように、周波数帯が異なる複数の振動成分のそれぞれに基づいて複数の異常判定用信号を生成し、異常判定用信号のそれぞれに対する異常の有無の判定結果に基づいて最終的な異常の有無の判定を行うことで、様々な振動様相が生じても確実に振動を検知し、保護動作を行うことができる。

なお、振動成分の抽出条件が異なる複数組の信号生成回路は、上述した判定用信号生成部２２の第３の構成例に限らず、第１の構成例、第２の構成例、第４の構成例、及び第５の構成例のいずれか、或いは他の類似した構成であってもよい。例えば、複数組の信号生成回路は、第５の構成例であって過去値出力部が出力する過去値Ｚ^－ｎの値ｎが異なる複数組の信号生成回路であってもよい。更に、振動成分の抽出条件が異なる複数組の信号生成回路は、振動成分の抽出方法が異なる複数組の信号生成回路の組み合わせ、例えば、第１の構成例と対応する信号生成回路と第５の構成例と対応する信号生成回路との組み合わせ等であってもよい。加えて、複数の異常判定用信号のそれぞれに基づいて個別に異常の有無を判定する複数組の判定回路は、第２の構成例に限らず、第１の構成例、第３の構成例、及び第４の構成例のいずれか、或いは他の類似した構成であってもよい。

また、本実施形態に係る監視システムを適用する交流系統１が三相交流等の多相交流である場合には、単相の交流電圧毎に振動の異常の有無を判定し、該判定結果に基づいて最終的な異常の有無の判定をしてもよい。

図９は、第１の実施形態に係る監視部の第２の応用例を説明する図である。図９には、判定用信号生成部２２の第５の構成例と、異常有無判定部２３の第２の構成例とを組み合わせた監視部２１の構成に関する応用例を示している。

図９に例示した判定用信号生成部２２は、第５の構成例として上述した判定用信号生成部と対応する信号生成回路を３組含む。３組の信号生成回路は、過去値出力部３８Ａ，３８Ｂ，及び３８Ｃが出力する過去値Ｚ^－ｎの値ｎが同一であり、入力する交流電圧の瞬時値が異なる。第１の信号生成回路には、交流電圧の瞬時値として、三相交流における第１の線間電圧Ｖａｂの瞬時値ｖ１を入力する。すなわち、第１の信号生成回路は、減算器３２Ａにより、時刻ｔにおける第１の線間電圧Ｖａｂの瞬時値ｖ１（ｔ）からｎサンプル前の第１の線間電圧Ｖａｂの瞬時値（過去値）Ｚ１^－ｎを減算して抽出した振動成分に基づいて、異常判定用信号ＳＪ１を生成する。第１の信号生成回路では、二乗算出部３３Ａ、移動平均算出部３４Ａ、及び平方根算出部３５Ａにより異常判定用信号ＳＪ１を生成する。第２の信号生成回路には、交流電圧の瞬時値として、三相交流における第２の線間電圧Ｖｂｃの瞬時値ｖ２を入力する。すなわち、第２の信号生成回路は、減算器３２Ｂにより、時刻ｔにおける第２の線間電圧Ｖｂｃの瞬時値ｖ２（ｔ）からｎサンプル前の第２の線間電圧Ｖｂｃの過去値Ｚ２^－ｎを減算して抽出した振動成分に基づいて、異常判定用信号ＳＪ２を生成する。第２の信号生成回路では、二乗算出部３３Ｂ、移動平均算出部３４Ｂ、及び平方根算出部３５Ｂにより異常判定用信号ＳＪ２を生成する。第３の信号生成回路には、交流電圧の瞬時値として、三相交流における第３の線間電圧Ｖｃａの瞬時値ｖ３を入力する。すなわち、第３の信号生成回路は、時刻ｔにおける第３の線間電圧Ｖｃａの瞬時値ｖ３（ｔ）からｎサンプル前の第３の線間電圧Ｖｃａの過去値Ｚ３^－ｎを減算して抽出した振動成分に基づいて、異常判定用信号ＳＪ３を生成する。第３の信号生成回路では、二乗算出部３３Ｃ、移動平均算出部３４Ｃ、及び平方根算出部３５Ｃにより異常判定用信号ＳＪ３を生成する。

また、図９に例示した異常有無判定部２３は、第２の構成例として上述した異常有無判定部と対応する判定回路を３組含み、更に最終判定部５１を含む。３組の判定回路は、それぞれ、判定用信号生成部２２で生成した３つの異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，及びＳＪ３のうちの１つの異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，又はＳＪ３に基づいて交流電圧の振動の異常の有無を判定する。第１の判定回路は、第１の判定部４２Ａ及び積分回路４３Ａにより出力される第１の異常判定用信号ＳＪ１に対する積分出力ＳＫ１と、判定時限ＴＨ２との大小関係に基づいて、振動の異常の有無を判定し、該判定結果を最終判定部５１に出力する。第２の判定回路は、第１の判定部４２Ｂ及び積分回路４３Ｂにより出力される第２の異常判定用信号ＳＪ２に対する積分出力ＳＫ２と、判定時限ＴＨ２との大小関係に基づいて、振動の異常の有無を判定し、該判定結果を最終判定部５１に出力する。第３の判定回路は、第１の判定部４２Ｃ及び積分回路４３Ｃにより出力される第３の異常判定用信号ＳＪ３に対する積分出力ＳＫ３と、判定時限ＴＨ２との大小関係に基づいて、振動の異常の有無を判定し、該判定結果を最終判定部５１に出力する。ここで、３つの第１の判定部４２Ａ，４２Ｂ，及び４２Ｃは、それぞれ、入力される異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，及びＳＪ３に応じて同一の判定閾値ＴＨ１を用いる。

最終判定部５１は、３組の判定回路のそれぞれの判定結果に基づいて、交流電圧の振動の異常の有無に対する最終判定を行う。最終判定部５１は、例えば、３組の判定回路のそれぞれの判定結果を入力とするＯＲ回路とし、３つの判定結果のうち１つ以上が振動に異常があるという判定結果である場合に振動に異常があるという判定結果を出力する。

このように、三相交流に含まれる３つの単相の交流電圧の瞬時値のそれぞれに基づいて３つの異常判定用信号ＳＪ１，ＳＪ２，及びＳＪ３を生成し、異常判定用信号のそれぞれに対する異常の有無の判定結果に基づいて最終的な異常の有無の判定を行うことで、ある１つの相の交流電圧の振動に異常がある場合にも検知することができる。三相交流においては、例えば、不平衡によりいずれかの相にのみ振動が生じることがあるが、第２の応用例のように相毎に振動の異常の有無を判定した後で最終判定を行うことにより、振動の異常を確実に検知することができる。

なお、三相交流の交流系統に適用する監視システムにおいても、判定用信号生成部２２に設ける複数組の信号生成回路は、第５の構成例に限らず、第１の構成例から第４の構成例のいずれか、或いは他の類似した構成であってもよい。更に、異常有無判定部２３に設ける複数の判定回路は、第２の構成例に限らず、第１の構成例、第３の構成例、及び第４の構成例のいずれか、或いは他の類似した構成であってもよい。

［第２の実施形態］
本実施形態では、図１に例示した交流系統１における監視部２１の別の構成例について説明する。

図１０は、第２の実施形態に係る交流系統の監視システムにおける監視部の構成例を説明する図である。図１１は、第２の実施形態に係る判定用信号生成部及び異常有無判定部の構成例を説明図である。

図１０に例示する監視部２１は、判定用信号生成部２２と、異常有無判定部２３と、評価タイミング制御部２７とを含む。

判定用信号生成部２２は、上述した第５の構成例と同じ構成であり、図１１に示したように、過去値出力部３８と、減算器３２と、二乗算出部３３と、移動平均算出部３４と、平方根算出部３５とを含む。判定用信号生成部２２は、減算器３２において、時刻ｔの交流電圧の瞬時値ｖ（ｔ）から、過去値出力部３８が出力したｎサンプル前の瞬時値（過去値）Ｚ^－ｎを減算して交流電圧の振動成分を抽出する。判定用信号生成部２２は、二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５により、抽出した振動成分に応じた異常判定用信号ＳＪを生成する。

異常有無判定部２３は、上述した第２の構成例と同じ構成であり、図１１に示したように、第１の判定部４２と、積分回路４３と、第２の判定部４４とを含む。異常有無判定部２３の第２の判定部４４は、第１の判定部４２及び積分回路４３により出力される、異常判定用信号ＳＪが継続して閾値ＴＨ以上である期間を示す積分出力ＳＫが判定時限ＴＨ２以上になると、交流電圧の振動に異常があると判定する。

評価タイミング制御部２７は、判定用信号生成部２２において異常判定用信号ＳＪを生成し、異常有無判定部２３において異常の有無を判定する処理を実施するタイミングを制御する。評価タイミング制御部２７は、ゼロクロス検出部２８と、判定指示部２９とを含む。ゼロクロス検出部２８は、交流電圧の瞬時値ｖが０になる時刻（ゼロクロス点）を検出する。判定指示部２９は、検出したゼロクロス点に基づいて設定される所定の評価期間内の交流電圧の瞬時値に基づいた交流電圧の振動の異常の有無の判定を判定用信号生成部２２及び異常有無判定部２３に行わせる。判定指示部２９は、所定の評価期間内にのみ、判定用信号生成部２２の減算部３２、二乗算出部３３、移動平均算出部３４、及び平方根算出部３５を動作させ、判定用信号生成部２２に異常判定用信号ＳＪを生成させる。また、判定指示部２９は、判定用信号生成部２２で生成した異常判定用信号ＳＪを入力として第１の判定部４２及び積分回路４３により出力される積分出力ＳＫに対してのみ、第２の判定部４４による判定を行わせる。

上述した判定用信号生成部２２の第５の構成例では、交流電圧の瞬時値ｖにおける全区間に対し、時刻ｔの交流電圧の瞬時値ｖ（ｔ）からｎサンプル前の過去値Ｚ^－ｎを減算した値を振動成分とし、該振動成分に基づいて異常判定用信号ＳＪを生成する処理を行っている。しかしながら、第５の構成例の判定用信号生成部２２は、本実施形態で説明するように、理想的な交流電圧Ｖｆｒにおいてゼロクロス点を通る直線による近似が成立する期間にのみ、異常判定用信号ＳＪを生成し異常の有無を判定してもよい。

図１２は、評価期間の例を説明する図である。
図１２に示したグラフ図に正弦波であらわされる理想的な交流電圧Ｖｆｒは、時刻Ｔｘにおいて電圧が０になっており、当該時刻Ｔｘがゼロクロス点となる。理想的な交流電圧Ｖｆｒのゼロクロス点における接線の傾き（微分係数）は太い点線で示したような傾きとなり、ゼロクロス点Ｔｘを中心とする±ΔＴの範囲内における交流電圧Ｖｆｒの値は、太い点線の傾きで与えられる直線に近似することができる。このような交流電圧Ｖｆｒにおける直線近似が可能な期間内のみで、瞬時値ｖ（ｔ）から過去値Ｚ^－ｎを減算して振動成分を抽出することにより、直線近似される傾きとは異なる振動成分を容易にかつ確実に抽出することができる。

なお、所定の評価期間は、振動のない交流電圧における瞬時値ｖが０になる時刻（ゼロクロス点）を含み、交流電圧の瞬時値の時間変化に対し直線近似が成立する期間内に設定すればよい。すなわち、ゼロクロス点Ｔｘを中心とする±ΔＴの期間内で理想的な交流電圧Ｖｆｒの瞬時値に対し直線近似が成立する場合、最大評価期間は、ゼロクロス点Ｔｘを中心とする±ΔＴの期間となる。評価期間は、上記の直線近似が成立する期間内であればよく、例えば、ゼロクロス点Ｔｘから＋ΔＴまでの期間であってもよい。

以上、本発明に係る交流系統の監視システムの実施形態を説明したが、本発明に係る交流系統の監視システムは、上記の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。例えば、監視部２１は、図１に例示したような発電設備２における送電線４との接続部に限らず、他の位置で計測した交流電圧の瞬時値ｖに基づいて振動成分を抽出し、異常判定用信号ＳＪを生成してもよい。また、例えば、交流系統１に連系する並列型機器は、図１に例示した太陽光発電システムに限らず、風力発電等の再生可能エネルギーを利用した発電システム、或いはＳＶＣ（Static Var Compensator）、ＳＴＡＴＣＯＭ（STATic synchronous COMpensator）等の調相設備、電力貯蔵用パワーコンディショナを含む蓄電システム、同期発電機等であってもよい。

また、監視部２１、及び保護部２５の実装形態、並びに保護対象（異常と判定した場合に解列又は停止する機器）は図１に例示したものに限定されない。例えば、監視部２１、及び保護部２５を並列型機器内部（例えば分散電源１１Ａ、或いはインバータ装置１３のコントローラ）に実装し、保護対象を実装した並列型機器に限定してもよい。

１ 交流系統
２ 発電設備
３ 発電機
４ 送電線
５，１５ リアクトル
６ 抵抗
７ 負荷
８ 力率改善コンデンサ
１１Ａ，１１Ｂ 分散電源
１２ ソーラーパネル
１３ インバータ装置
１４ 高調波フィルタ
１６ コンデンサ
１７，１９ 変圧器
１８ スイッチ
２１ 監視部
２２ 判定用信号生成部
２３ 異常有無判定部
２４ 電圧計測器
２５ 保護部
２６ 制御バス
２７ 評価タイミング制御部
２８ ゼロクロス検出部
２９ 判定指示部
３１ ローパスフィルタ
３２，３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ 減算器
３３，３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ 二乗算出部
３４，３４Ａ，３４Ｂ，３４Ｃ 移動平均算出部
３５，３５Ａ，３５Ｂ，３５Ｃ 平方根算出部
３６，３７，３７Ａ，３７Ｂ，３７Ｃ バンドパスフィルタ
３８、３８Ａ，３８Ｂ，３８Ｃ 過去値出力部
４１，４６，４９ 判定部
４２，４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ 判定部
４３，４３Ａ，４３Ｂ，４３Ｃ 積分回路
４４，４４Ａ，４４Ｂ，４４Ｃ 判定部
４５ 減算器
４７ 継続時間算出部
４８ 判定時限決定部
５０ 判定情報
５１ 最終判定部

Claims (14)

1. 交流系統における電圧振動を監視する監視部を含む交流系統の監視システムであって、
   前記監視部は、
   前記交流系統において計測した交流電圧の瞬時値に基づいて前記交流電圧の振動成分を抽出し、抽出した前記交流電圧の振動成分と対応する異常判定用信号を生成する判定用信号生成部と、
   生成した前記異常判定用信号に基づいて前記交流電圧の振動の異常の有無を判定する異常有無判定部と、
   前記交流電圧の瞬時値がゼロになるゼロクロス点を検出する検出部と
   を備え、
   前記判定用信号生成部は、前記ゼロクロス点を検出した時刻と正弦波によりあらわされる交流電圧におけるゼロクロス点を通る直線で近似される区間とに基づいて設定される期間内に計測した前記交流電圧の瞬時値に基づいて前記交流電圧の振動成分を抽出し、該抽出した前記交流電圧の振動成分に基づいて前記異常判定用信号を生成する
   ことを特徴とする交流系統の監視システム。
2. 交流系統における電圧振動を監視する交流系統の監視システムであって、
   前記交流系統において計測した交流電圧の瞬時値に基づいて前記交流電圧の振動成分を抽出し、抽出した前記交流電圧の振動成分と対応する異常判定用信号を生成する判定用信号生成部と、
   生成した前記異常判定用信号に基づいて前記交流電圧の振動の異常の有無を判定する異常有無判定部と、
   前記異常有無判定部の判定結果に基づいて、前記交流系統に接続される並列型機器を保護する保護部と、を備え、
   前記保護部は、前記並列型機器の解列を行い、前記並列型機器の解列を行った後で前記異常有無判定部から振動の異常が継続していることを示す情報を受信した場合に、別の並列型機器を解列する
   ことを特徴とする交流系統の監視システム。
3. 前記判定用信号生成部は、計測した時刻が異なる２つの前記瞬時値の差分に基づいて前記交流電圧の振動成分を抽出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
4. 前記判定用信号生成部は、ハイパスフィルタ及びバンドパスフィルタのいずれかにより前記交流電圧の振動成分を抽出する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
5. 前記判定用信号生成部は、抽出した前記交流電圧の振動成分を正の値に変換する処理、及び前記異常判定用信号の生成に用いる信号を平滑化する処理を実施する処理部を含む
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
6. 前記判定用信号生成部の前記処理部は、前記交流電圧の瞬時値に基づいて抽出した前記振動成分の二乗を算出する第１の演算部、算出した前記振動成分の二乗の移動平均を算出する第２の演算部、及び算出した前記移動平均の平方根を算出する平方根算出部を含む
   ことを特徴とする請求項５に記載の交流系統の監視システム。
7. 前記判定用信号生成部は、
   前記交流電圧の瞬時値を正の値に変換し、変換した前記正の値を平滑化する第１の処理部と、
   前記交流電圧の瞬時値に含まれる所定の周波数成分を抽出し、該周波数成分を正の値に変換し、変換した前記正の値を平滑化する第２の処理部と、
   前記第１の処理部の出力から前記第２の処理部の出力を減算して前記異常判定用信号を生成する減算部と
   を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
8. 前記第１の処理部は、前記交流電圧の瞬時値の二乗を算出し、該瞬時値の二乗の移動平均を算出し、該移動平均の平方根を算出するように構成され、
   前記第２の処理部は、前記交流電圧の瞬時値から抽出した前記周波数成分の二乗を算出し、該周波数成分の二乗の移動平均を算出し、該移動平均の平方根を算出するように構成される
   ことを特徴とする請求項７に記載の交流系統の監視システム。
9. 前記判定用信号生成部は、０以上であり、かつ前記交流電圧の振動成分が大きいほど大きな値となる前記異常判定用信号を生成し、
   前記異常有無判定部は、前記異常判定用信号が閾値以上である場合に、前記交流電圧の振動に異常があると判定する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
10. 前記判定用信号生成部は、０以上であり、かつ前記交流電圧の振動成分が大きいほど大きな値となる前記異常判定用信号を生成し、
    前記異常有無判定部は、前記異常判定用信号が第１の閾値以上である期間を算出し、算出した前記期間が第２の閾値以上となった場合に、前記交流電圧の振動に異常があると判定する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
11. 前記判定用信号生成部は、０以上であり、かつ前記交流電圧の振動成分が大きいほど大きな値となる前記異常判定用信号を生成し、
    前記異常有無判定部は、前記異常判定用信号から第１の閾値を減算した値の時間積分を算出し、算出した前記時間積分の値が第２の閾値以上となった場合に、前記交流電圧の振動に異常があると判定する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
12. 前記判定用信号生成部は、０以上であり、かつ前記交流電圧の振動成分が大きいほど大きな値となる前記異常判定用信号を生成し、
    前記異常有無判定部は、予め定めた前記異常判定用信号の大きさと前記交流電圧の振動の異常の有無の判定時限との関係と、前記判定用信号生成部で生成した前記異常判定用信号の大きさ及び該大きさの前記異常判定用信号の継続時間とに基づいて、前記交流電圧の振動の異常の有無を判定する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
13. 前記判定用信号生成部は、同一の交流電圧の瞬時値に基づいて抽出方法又は抽出条件が異なる複数の振動成分を抽出し、抽出した該複数の振動成分のそれぞれに基づいて複数の異常判定用信号を生成し、
    前記異常有無判定部は、前記複数の異常判定用信号のそれぞれに基づいて振動の異常の有無を判定し、該複数の判定の判定結果に基づいて振動の異常の有無を判定する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。
14. 前記判定用信号生成部は、位相が異なる複数の交流電圧の瞬時値のそれぞれに基づいて複数の振動成分を抽出し、抽出した該複数の振動成分のそれぞれに基づいて複数の異常判定用信号を生成し、
    前記異常有無判定部は、前記複数の異常判定用信号のそれぞれに基づいて振動の異常の有無を判定し、該複数の判定の判定結果に基づいて振動の異常の有無を判定する
    ことを特徴とする請求項１又は２に記載の交流系統の監視システム。

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