JP7523736B2

JP7523736B2 - 電源システム

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Publication number: JP7523736B2
Application number: JP2020109597A
Authority: JP
Inventors: 怜史宇田; 吉則河▲崎▼; 荘治西村
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2020-06-25
Filing date: 2020-06-25
Publication date: 2024-07-29
Anticipated expiration: 2040-06-25
Also published as: JP2022006986A

Description

本発明は、電源システムに関するものである。

従来、重要負荷に電力を供給する分散型電源システム（マイクログリッド）が商用電力系統に対して複数並列に連系される電源システムとして、特許文献１に示すものが考えられている。この電源システムは、各分散型電源システムがそれぞれ制御装置を有しており、ネットワークを介して互いに通信可能に構成されている。そして、各分散型電源システム間で電力を融通しその負荷率を調整することで、それぞれの出力効率を向上させるように構成されている。

しかしながら、従来の電源システムは、商用電力系統の瞬時電圧低下や周波数変動等の系統異常に対する補償機能を備えていないため、このような系統異常により各分散型電源システム内で分散型電源の停止や重要負荷の脱落が発生すると、特に需給調整対応においてアグリゲータや需要家にインバランス等による不利益が発生する恐れがある。また大量の分散型電源システムが連系する場合、系統事故により需給アンバランスが多数発生すると、系統側の電圧の低下や周波数変動が多発し、系統側の大規模停電につながる恐れがある。

国際公開ＷＯ２０１６／０２１１７９号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、商用電力系統に連系された複数の分散型電源システムを備える電源システムにおいて、系統事故等の系統異常に対する電力レジリエンスを向上させることをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る電源システムは、商用電力系統に連系され、重要負荷に電力を供給する複数の分散型電源システムと、当該複数の分散型電源システムを制御する制御装置とを備えるものであって、前記各分散型電源システムが、前記商用電力系統から前記重要負荷に給電するための電力線に接続された分散型電源と、前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する開閉スイッチと、前記電力線において前記開閉スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、前記開閉スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部とを備え、前記制御装置が、前記各系統側電圧検出部の検出電圧から少なくとも瞬時電圧低下及び周波数変動を検出する系統異常検出部を備え、前記系統異常検出部により瞬時電圧低下又は周波数変動が検出された場合に、前記各開閉スイッチを開放し、前記各分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記各分散型電源の逆潮流を含む運転を継続することを特徴とする。

このような電源システムであれば、制御装置により各分散型電源システムを制御できるようにしているので、系統異常検出部により瞬時電圧低下又は周波数変動が検出された場合には、各分散型電源システムの開閉スイッチを開放することにより、各分散型電源システムにおいて、分散型電源と商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で分散型電源が逆潮流を含む運転を継続し、分散型電源のＦＲＴ要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立することができる。ここで、電力線にインピーダンス素子と開閉スイッチの並列回路部を設けるだけで良いので、装置の回路構成を簡単にすることができるとともに、通常運用時には開閉スイッチに電流が流れるのでリアクトル等のインピーダンス素子に生じる損失を無くすことができる。
これにより、複数の分散型電源システムの各々において、商用電力系統との接続を維持し、各分散型電源のＦＲＴ要件を満たしつつ、各分散型電源の停止や重要負荷の脱落を防止することができ、系統事故等の系統異常に対する電力レジリエンスを向上させることができる。

前記電源システムは、前記各分散型電源システムが、前記電力線において前記開閉スイッチよりも前記重要負荷側に設けられた非常用電源と、前記電力線において前記開閉スイッチよりも前記商用電力系統側に設けられた解列スイッチとを更に備え、前記系統異常検出部が、前記各系統側電圧検出部の検出電圧から停電を更に検出するように構成されており、前記制御装置が、前記系統異常検出部により停電が検出された場合に、前記各解列スイッチを開放するとともに前記各非常用電源を起動し、前記各非常用電源をベース電源として前記各重要負荷へ電力を供給することが好ましい。
このようにすれば、系統異常検出部により停電が検出された場合には、各分散型電源システムにおいて解列スイッチを開放した後非常用電源を起動し、非常用電源をベース電源として用いて重要負荷に給電することができるので、停電時に重要負荷に対する給電の安定性を向上させることができる。さらに、停電時に非常用電源を用いて重要負荷に給電することで、電力レジリエンスをより一層向上させることができる。

前記電源システムは、前記各分散型電源システムが、前記非常用電源の残燃料量を検出する残燃料量検出部を更に備え、前記制御装置が、前記各残燃料量検出部により検出される前記各非常用電源の残燃料量に応じて、前記各分散型電源システム間で電力を融通させるように構成されることが好ましい。
このようにすれば、停電時に各分散型電源システムが自立運転をしている際に、ある分散型電源システムにおいて非常用電源の残燃料量が低下し、重要負荷への給電が困難になった場合にでも、他の分散型電源システムの非常用電源から電力を供給してカバーすることができる。これにより、災害に対する電力レジリエンスをより一層向上できる。

各分散型電源システム間で電力を融通する場合の制御態様としては、前記制御装置が、残燃料量が少ない前記非常用電源を有する前記分散型電源システムに連系された前記重要負荷に対して、残燃料量に余裕がある他の前記分散型電源システムの前記非常用電源から電力を供給させることが考えられる。

各分散型電源システム間で電力を融通する場合の制御態様としては、前記制御装置が、残燃料量が所定値を下回った前記非常用電源を有する前記分散型電源システムにおいて、前記重要負荷への負荷分担を前記非常用電源から前記分散型電源に移行させ、その後、当該分散型電源に、残燃料量に余裕がある他の分散型電源システムの前記非常用電源を同期した状態で連系し、前記重要負荷への負荷分担を、前記分散型電源から前記他の非常用電源に徐々に移行させることが考えられる。
このようにすれば、重要負荷への電圧・給電変動が少ないシームレスな切替が可能となる。

前記電源システムは、前記各分散型電源システムが、前記電力線において前記開閉スイッチよりも前記分散型電源側の電圧を検出する電源側電圧検出部を更に備え、前記制御装置が、前記各系統側電圧検出部の検出電圧と前記各電源側電圧検出部の検出電圧とに基づいて、前記各分散型電源システムにおける短絡の発生を個別に検出する短絡検出部を更に備えることが好ましい。
このようにすれば、短絡が生じた分散型電源システムを個別に検出し、これを短絡が生じていない他の健全な分散型電源システムからから切り離すことができるので、健全な分散型電源システムへの分散型電源や重要負荷への影響を抑えることができる。

短絡を検出した後、健全な分散型電源システムを切り離す制御態様としては、前記制御装置が、前記短絡検出部により短絡が検出された場合に、短絡が発生した前記分散型電源システムにおける前記解列スイッチを開放するとともに、短絡が生じていない他の前記各分散型電源システムにおける前記各開閉スイッチを開放し、前記各分散型電源と前記商用電力系統とが前記各インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源の逆潮流を含む運転を継続させることが考えられる。
このようにすれば、短絡が生じた分散型電源システムと、短絡が生じていない健全な分散型電源システムとを切り離しつつ、健全な分散型電源システムについては、商用電力系統との接続を維持し、分散型電源のＦＲＴ要件を満たしつつ、分散型電源の停止や重要負荷の脱落を防止することができる。

このように構成した本発明によれば、商用電力系統に連系された複数の分散型電源システムを備える電源システムにおいて、系統事故等の系統異常に対するレジリエンスを向上させることができる。

本実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。同実施形態の電源システムの瞬低時・周波数変動時モードの構成を示す模式図である。同実施形態の電源システムの瞬低時・周波数変動時モードの動作状態を示す図である。同実施形態の電源システムの停電時モードの動作状態を示す図である。同実施形態の電源システムの電力融通モードの構成を示す模式図である。同実施形態の電源システムの電力融通モードの動作状態を示す図である。同実施形態の電源システムの短絡時モードの構成を示す模式図である。同実施形態の電源システムの短絡時モードの動作状態を示す図である。同実施形態の電圧システムのインピーダンス挿入時の、開閉スイッチ前後の電圧レベルの比較例を示す図。

以下に、本発明の実施形態に係る電源システム１００について、図面を参照して説明する。

本実施形態の電源システム１００は、商用電力系統１０に連系された複数の分散型電源システム１を制御するものである。具体的にこの電源システム１００は、図１に示すように、商用電力系統１０に連系され、重要負荷３０に電力を供給する複数の分散型電源システム１（ここでは１Ａ～１Ｘ）と、複数の分散型電源システム１を制御する制御装置９とを備えるものである。各分散型電源システム１は、商用電力系統１０の異常時に重要負荷３０に電力を供給する無停電電源機能と、商用電力系統に対して順潮流及び逆潮流することで負荷平準化する負荷平準化機能とを発揮するものである。

ここで、商用電力系統１０は、電力会社（電気事業者）の電力供給網であり、発電所、送電系統及び配電系統を有するものである。また、重要負荷３０は、停電や瞬低などの系統異常時においても電力を安定して供給すべき負荷である。図１では、各分散型電源システム１に対して１つの重要負荷３０が連系されているが、複数の重要負荷３０が連系されていてもよい。

以下、各分散型電源システム１の構成について説明する。

具体的に分散型電源システム１は、分散型電源２と、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とを接続する開閉スイッチ３と、開閉スイッチ３に並列接続されたインピーダンス素子４と、開閉スイッチ３よりも重要負荷３０側に設けられた非常用電源５と、開閉スイッチ３よりも商用電力系統１０側に設けられた解列スイッチ６と開閉スイッチ３よりも商用電力系統１０側の電圧を検出する系統側電圧検出部７と、開閉スイッチ３よりも分散型電源２側の電圧を検出する電源側電圧検出部８とを備えている。

分散型電源２は、商用電力系統１０から重要負荷３０に給電するための電力線Ｌ１に接続されている。この分散型電源２は、商用電力系統１０に連系されるものであり、例えば太陽光発電や燃料電池などの直流発電設備２１、二次電池（蓄電池）等の電力貯蔵装置（蓄電デバイス）２２、風力発電やマイクロガスタービンなどの交流で出力された電気エネルギを直流に整流したうえで、電力変換装置を用いて系統連系をされる発電設備（不図示）、同期発電機や誘導発電機などの交流発電設備２３である。直流発電設備２１及び電力貯蔵装置（蓄電デバイス）２２は、図示しない電力変換装置を備えている。なお、分散型電源システム１は、少なくとも電力貯蔵装置２２を備えており、その他上記何れか分散型電源２を有するものであってもよい。

開閉スイッチ３は、電力線Ｌ１において分散型電源２の接続点よりも商用電力系統１０側に設けられて電力線Ｌ１を開閉するものであり、例えば半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチなどの高速切替が可能な切替スイッチを用いることができる。例えば半導体スイッチを用いた場合には、切替時間を２ｍ秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断することができる。また、ハイブリッドスイッチを用いた場合には、切替時間を２ｍ秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断できるだけでなく、通電損失をゼロにすることができる。この開閉スイッチ３は、制御装置９により開閉制御される。

インピーダンス素子４は、前記電力線Ｌ１において開閉スイッチ３に並列接続されたものであり、本実施形態では、限流リアクトルである。

非常用電源５は、電力線Ｌ１において開閉スイッチ３よりも重要負荷３０側に設けられており、例えば、ディーゼルエンジン非常用発電機又はガスタービン非常用発電機等の燃料で稼働する非常用発電機である。

分散型電源システム１は、非常用電源５の残燃料量を検出する残燃料量検出部５１を備えている。残燃料量検出部５１は、例えば非常用電源５に設けられた燃料計（フューエルゲージ等）から燃料タンク内の残燃料量を検出する。残燃料量の検出方法は任意のものであってよく、例えば燃料計のスケールを撮影した画像に基づいて残燃料量を検出する方法などが挙げられるがこれに限らない。

解列スイッチ６は、電力線Ｌ１において分散型電源２よりも商用電力系統１０側に設けられた切替スイッチであり、例えば機械式スイッチである。この解列スイッチ６は、制御装置９により開閉制御される。ここでは、解列スイッチ６は、開閉スイッチ３よりも商用電力系統１０側に設けられているが、開閉スイッチ３よりも分散型電源２側に設けてもよい。

系統側電圧検出部７は、電力線Ｌ１において開閉スイッチ３よりも商用電力系統１０側の電圧を、計器用変圧器を介して検出するものである。具体的に系統側電圧検出部７は、開閉スイッチ３及びインピーダンス素子４からなる並列回路よりも商用電力系統１０側に計器用変圧器を介して接続されている。

電源側電圧検出部８は、電力線Ｌ１において開閉スイッチ３よりも分散型電源２側の電圧を、計器用変圧器を介して検出するものである。具体的に電源側電圧検出部８は、開閉スイッチ３及びインピーダンス素子４からなる並列回路よりも分散型電源２側に計器用変圧器を介して接続されている。

次に、制御装置９について説明する。制御装置９は、ＣＰＵ、メモリ、入出力インターフェイス等を備えた、汎用乃至専用のコンピュータであり、そのメモリに記憶させた所定のプログラムに従ってＣＰＵや周辺機器を協働させることにより、図１に示すように、系統異常検出部９１、短絡検出部９２及び制御部９３としての機能を少なくとも発揮する。

系統異常検出部９１は、各系統側電圧検出部７の検出電圧から瞬時電圧低下、周波数変動及び停電を検出する。具体的にこの系統異常検出部９１は、系統側電圧検出部７により検出された検出電圧と、予め定められた整定値とを比較して、前記検出電圧が整定値以下である場合に、瞬時電圧低下を検出する。また、系統異常検出部９１は、系統側電圧検出部７により検出された検出電圧から周波数変動（周波数上昇（ＯＦ）、周波数低下（ＵＦ））を検出する。なお、この周波数変動は、例えばステップ上昇や、ランプ上昇・下降である。さらに、系統異常検出部９１は、系統側電圧検出部７により検出された検出電圧から停電を検出する。その他、系統異常検出部９１は、瞬時電圧低下、周波数変動及び停電に加えて、電圧上昇、位相変動、電圧不平衡、高調波異常又はフリッカの少なくとも１つを検出してもよい。

短絡検出部９２は、各系統側電圧検出部７の検出電圧と、各電源側電圧検出部８の検出電圧とに基づいて、各分散型電源システム１における短絡の発生を個別に検出する。具体的にこの短絡検出部９２は、ある分散型電源システム１において、系統側電圧検出部７により検出された検出電圧が所定の基準値以上であり、かつ各電源側電圧検出部８により検出された検出電圧が所定の基準値未満となる状態が、所定時間以上継続した場合に、当該分散型電源システム１に短絡が発生したと判断する。

制御部９３は、各分散型電源システム１が備える各機器の運転／停止、開放／閉止等を制御するものである。この制御部９３は、各系統側電圧検出部７の検出電圧と、各電源側電圧検出部８の検出電圧とに応じて、（１）瞬低時・周波数変動時モード、（２）停電時モード、（３）電力融通モード及び（４）短絡時モード、の複数の制御モードを取るように構成されている。

（１）瞬低時・周波数変動時モード
制御部９３は、図２及び図３に示すように、系統異常検出部９１により瞬時電圧低下又は周波数変動が検出された場合には、各分散型電源システム１の開閉スイッチ３を開放する。そして、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とをインピーダンス素子４を介して接続された状態として、分散型電源２による逆潮流を含む運転を継続させる。なお、系統異常検出部９１により系統異常が復帰したことが検出されると、制御部９３は、各分散型電源システム１の開閉スイッチ３を閉じる。

（２）停電時モード
また制御部９３は、図４に示すように、系統異常検出部９１により停電が検出された場合には、各分散型電源システム１の解列スイッチ６を開放するとともに分散型電源２を自立運転させる。

具体的に制御部９３は、系統側電圧検出部７の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合に各分散型電源システム１の解列スイッチ６を開放する。ここで、所定の解列条件は、系統電圧の電圧低下（検出電圧が前記整定値以下となっている状態）の継続時間が所定値以上（瞬低継続時間よりも長い時間）となることである。つまり、所定の解列条件を満たすまでは、瞬時電圧低下と認識して、制御部９３は、各分散型電源システム１において開閉スイッチ３を開放し、分散型電源２はＦＲＴ運転をする。そして、所定の解列条件を満たすと、制御部９３は各分散型電源システム１の解列スイッチ６を開放し、解列スイッチ６が開放された状態で、分散型電源２は自立運転モードとなり重要負荷３０に給電する。このように分散型電源２は、通常時の連系運転からＦＲＴ運転をした後に自立運転になる。なお、解列スイッチ６を開放する時には、開閉スイッチ３は既に解放されているので、解列スイッチ６の開放による過電流はインピーダンス素子４によって抑制される。

そして制御部９３は、各分散型電源システム１において、分散型電源２を自立運転した後に非常用電源５を起動する。そして、非常用電源５を起動した後に、非常用電源５をベース電源として、分散型電源２が同期した状態で連系し、重要負荷３０への負荷分担を徐々に分散型電源２から非常用電源５に移行する。ここで、制御部９３は、非常用電源５の自立運転完了後に、非常用電源５単体で重要負荷３０に給電する、又は、非常用電源５の出力が急変しないように非常用電源５及び分散型電源２の組み合わせにより重要負荷３０に給電するなどの運用が考えられる。なお、制御部９３は、各系統側電圧検出部７の検出電圧が所定の解列条件を解消し、且つ各系統側電圧検出部７の検出電圧及び各電源側電圧検出部８の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に各解列スイッチ６を投入する。

（３）電力融通モード
制御部９３は、図５に示すように、各分散型電源システム１において、非常用電源５をベース電源として重要負荷３０に電力を供給している状態において、各残燃料量検出部５１により検出される非常用電源５の残燃料量に応じて、各分散型電源システム１間で電力を融通させる。

具体的に制御部９３は、各残燃料量検出部５１が示す残燃料量を監視し、残燃料量が少ない非常用電源５Ｂを有する分散型電源システム１Ｂに連系された重要負荷３０Ｂに対して、残燃料量に余裕がある他の分散型電源システム１Ａの非常用電源５Ａから電力を供給させる。より具体的には、非常用電源５Ｂの残燃料量が所定の基準値を下回った場合に、図６に示すように、分散型電源システム１Ｂにおいて、重要負荷３０Ｂへの負荷分担を、非常用電源５Ｂから分散型電源２Ｂに徐々に移行させる。その後、残燃料量に余裕がある分散型電源システム１Ａの非常用電源５Ａに対して分散型電源２Ｂを同期制御して電圧・位相を併せ、この状態で各解列スイッチ６Ａ、６Ｂを投入し、分散型電源２Ｂを非常用電源５Ａに連系させる。その後、重要負荷３０Ｂへの負荷分担を、分散型電源２Ｂから非常用電源５Ａに徐々に移行させる。その後は、重要負荷３０Ｂへの負荷分担を非常用電源５Ａのみにしてもよいし、分散型電源２Ａ、２Ｂと分担してもよい。なお、制御部９３は、各系統側電圧検出部７の検出電圧が所定の解列条件を解消し、且つ各系統側電圧検出部７の検出電圧及び各電源側電圧検出部８の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に各解列スイッチ６を投入する。

（４）短絡時モード
また制御部９３は、図７に示すように、短絡検出部９２により短絡が検出された場合には、短絡が発生した分散型電源システム１における解列スイッチ６を開放するとともに、短絡が生じていない他の分散型電源システム１における各開閉スイッチ３を開放し、各分散型電源２と商用電力系統１０とがインピーダンス素子４を介して接続された状態で、分散型電源２の逆潮流を含む運転を継続させる。

具体的に制御部９３は、図８に示すように、系統異常検出部９１により系統異常が検出された場合には、各分散型電源システム１の開閉スイッチ３を開放する。そして、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とをインピーダンス素子４を介して接続された状態として、分散型電源２による逆潮流を含む運転を継続させる。この際、各系統側電圧検出部７が検出する電圧と、健全な分散型電源システム１Ａにおける電源側電圧検出部８Ａが検出する電圧は系統異常前の電圧を維持するが、短絡が生じている分散型電源システム１Ｂにおける電源側電圧検出部８Ｂが検出する電圧は低下したままとなる。これにより短絡検出部９２は、分散型電源システム１Ｂにおいて短絡が生じていると判断する。そして制御部９３は、解列スイッチ６を開放し、短絡が発生している分散型電源システム１Ｂを解列する。その後、健全な分散型電源システム１の開閉スイッチ３を投入して連系運転に戻す。

なお、各分散型電源システム１において非常用電源５が自立運転し、各分散型電源システム１間で電力融通している状態で短絡が生じた場合、制御部９３は、短絡が発生していると判断された分散型電源システム１をまず解列する。その後、健全な分散型電源システム１同士を同期制御して再連系させることで電力融通を再開させる。

なお制御装置９は、図９に示すような、事故の種類、系統側電圧、電源側電圧及び復旧時の動作の対応関係を示すデータテーブルを記憶しており、当該データケーブルを参照して、短絡検出部９２は短絡が生じた分散型電源システム１を判別し、制御部９３は復旧時の動作を制御する。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態の電源システム１００によれば、制御装置９により各分散型電源システム１を制御できるようにしているので、系統異常検出部９１により瞬時電圧低下又は周波数変動が検出された場合には、各分散型電源システム１の開閉スイッチ３を開放することにより、各分散型電源システムにおいて、分散型電源２と商用電力系統１０とが前記インピーダンス素子４を介して接続された状態で分散型電源２が逆潮流を含む運転を継続し、分散型電源２のＦＲＴ要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源２を用いて両立することができる。ここで、電力線にインピーダンス素子４と開閉スイッチ３の並列回路部を設けるだけで良いので、装置の回路構成を簡単にすることができるとともに、通常運用時には開閉スイッチ３に電流が流れるのでリアクトル等のインピーダンス素子４に生じる損失を無くすことができる。
これにより、複数の分散型電源システム１の各々において、商用電力系統１０との接続を維持し、各分散型電源２のＦＲＴ要件を満たしつつ、各分散型電源２の停止や重要負荷３０の脱落を防止することができ、系統事故等の系統異常に対する電力レジリエンスを向上させることができる。

また、系統異常検出部９１により停電が検出された場合には、各分散型電源システム１において解列スイッチ６を開放した後非常用電源５を起動し、非常用電源５をベース電源として用いて重要負荷３０に給電することができるので、停電時に重要負荷３０に対する給電の安定性を向上させることができる。さらにこの際、各分散型電源システム１の非常用電源５の残燃料量に応じて、各分散型電源システム１間で電力を融通させることができるので、ある分散型電源システム１において非常用電源５の残燃料量が低下して重要負荷３０への給電が困難になった場合にでも、他の分散型電源システム１の非常用電源５から電力を供給してカバーすることができる。これにより、災害に対する電力レジリエンスをより一層向上できる。

さらに、短絡が生じた分散型電源システム１を個別に検出し、これを短絡が生じていない他の健全な分散型電源システム１からから切り離すことができるので、健全な分散型電源システム１の分散型電源２や重要負荷３０への影響を抑えることができる。すなわち、健全な分散型電源システム１については、商用電力系統１０との接続を維持し、分散型電源２のＦＲＴ要件を満たしつつ、分散型電源２の停止や重要負荷３０の脱落を防止することができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、インピーダンス素子４としてコンデンサを用いてもよいし、リアクトル、抵抗又はコンデンサの何れかを組み合わせたものであってもよい。

さらに、前記実施形態の系統側電圧検出部７は、系統連系用保護装置が備えるものであってもよい。系統連系規程に定められた系統連系用保護装置としては、例えば過電圧継電器（ＯＶＲ）、不足電圧継電器（ＵＶＲ）、短絡方向継電器（ＤＳＲ）、地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）、過周波数継電器（ＯＦＲ）、不足周波数継電器（ＵＦＲ）、転送遮断装置等を挙げることができる。この場合、制御部９３は、何れか１つの連系保護機器が動作した場合に、解列スイッチ６を開放することが考えられる。また、制御部９３は、全ての系統連系用保護装置が不動作状態となり、且つ系統側電圧検出部７の検出電圧及び電源側電圧検出部の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に解列スイッチ６を投入することもできる。この構成であれば、連系保護機器が備える電圧検出部を用いているので、別途系統側電圧検出部を設ける必要がなく、装置構成を簡単にすることができる。

その上、前記実施形態の電源側電圧検出部は、解列スイッチ及び切替スイッチの間に設けられたものであってが、分散型電源の系統接続点電圧の計測機能で代用してもよい。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・電源システム
１・・・分散型電源システム
１０・・・商用電力系統
３０・・・重要負荷
Ｌ１・・・電力線
２・・・分散型電源
３・・・開閉スイッチ
４・・・インピーダンス素子
７・・・系統側電圧検出部
９・・・制御装置
９１・・・系統異常検出部

Claims

商用電力系統に連系され、互いに異なる重要負荷に電力を供給する複数の分散型電源システムと、当該複数の分散型電源システムを制御する制御装置とを備える電源システムであって、
前記各分散型電源システムが、
前記商用電力系統から前記重要負荷に給電するための電力線に接続された分散型電源と、
前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する開閉スイッチと、
前記電力線において前記開閉スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、
前記開閉スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、
前記電力線において前記開閉スイッチよりも前記重要負荷側に設けられた非常用電源と、
前記電力線において前記開閉スイッチよりも前記商用電力系統側に設けられた解列スイッチとを備え、
前記制御装置が、
前記各系統側電圧検出部の検出電圧から少なくとも瞬時電圧低下及び周波数変動を検出する系統異常検出部を備え、
前記系統異常検出部により瞬時電圧低下又は周波数変動が検出された場合に、前記各開閉スイッチを開放し、前記各分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記各分散型電源の逆潮流を含む運転を継続するものであり、
前記系統異常検出部が、前記各系統側電圧検出部の検出電圧から停電を更に検出するように構成されており、
前記制御装置が、前記系統異常検出部により停電が検出された場合に、前記各解列スイッチを開放するとともに前記各非常用電源を起動し、前記各非常用電源をベース電源として前記各重要負荷へ電力を供給する電源システム。
前記各分散型電源システムが、前記非常用電源の残燃料量を検出する残燃料量検出部を更に備え、
前記制御装置が、前記各残燃料量検出部により検出される前記各非常用電源の残燃料量に応じて、前記各分散型電源システム間で電力を融通させる請求項１に記載の電源システム。
前記制御装置が、残燃料量が少ない前記非常用電源を有する前記分散型電源システムに連系された前記重要負荷に対して、残燃料量に余裕がある他の前記分散型電源システムの前記非常用電源から電力を供給させる請求項２に記載の電源システム。
前記制御装置が、
残燃料量が所定値を下回った前記非常用電源を有する前記分散型電源システムにおいて、前記重要負荷への負荷分担を前記非常用電源から前記分散型電源に移行させ、
その後、当該分散型電源に、残燃料量に余裕がある他の分散型電源システムの前記非常用電源を同期した状態で連系し、前記重要負荷への負荷分担を、前記分散型電源から前記他の分散型電源システムの前記非常用電源に徐々に移行させる請求項３に記載の電源システム。
前記各分散型電源システムが、前記電力線において前記開閉スイッチよりも前記分散型電源側の電圧を検出する電源側電圧検出部を更に備え、
前記制御装置が、前記各系統側電圧検出部の検出電圧と前記各電源側電圧検出部の検出電圧とに基づいて、前記各分散型電源システムにおける短絡の発生を個別に検出する短絡検出部を更に備える請求項１～４の何れか一項に記載の電源システム。
前記制御装置が、前記短絡検出部により短絡が検出された場合に、
短絡が発生した前記分散型電源システムにおける前記解列スイッチを開放するとともに、
短絡が生じていない他の前記各分散型電源システムにおける前記各開閉スイッチを開放し、前記各分散型電源と前記商用電力系統とが前記各インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源の逆潮流を含む運転を継続させる請求項５に記載の電源システム。