JPH03169227A - 電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は太陽電池等の直流電源を備えた複数の分散形電
源装置を交流電力系統のフィーダに接続し、これら分散
形電源装置および交流電力系統を併用して負荷に交流電
力を供給するようにした電源システムに関する。

（従来の技術） 従来の電源システムとしては種々のものが採用されてい
るが、近年では太陽電池等の直流電源を用いた比較的小
容量の分散形電源装置と商用電力系統とを併用して負荷
に電力を供給する電源システムが考えられている。

第２図はかかる電源システムの構或例を示したものであ
る。

第２図において、１−１，ｌ．−２は太陽光のエネルギ
ーを直接直流電力に変換する太陽電池、２１．，２−２
はこの太陽電池１−１．，］．−２から出力される直流
電力が直流しゃ断器３−１．，３２を介して供給され、
この直流電力を交流電力に変換するサイリスタ等のスイ
ッチング素子から構成されたＸ−ハ力変換器で、これら
各電力変換器２１．２−２の出力側はトランス４−１．
４−２、交流しゃ断器５１．５−２を直列に介してフィ
ーダ６に接続されている。また、７−１．７−２は電力
変換器２１．２−２のスイッチング素子を制御する制御
回路と電源システムを保護する保護回路を備えた制御装
置で、この制御装置７−１，７−２には電力変換器２−
１．，２−２の人出力側の直流゛市路および交流電路の
電流、電圧等の検出信号１０１．，１０２が人力されて
いる。これら太陽電池１−１．１−２、電力変換器２−
１．２２、直流しゃ断器３−１．３−２、トランス４１
．４−２、交流しゃ断器５−１．５−２および制御装置
７−１．７−２は２軒の家庭に対応させて設備された分
散形電源装置１．Ｐ，２Ｐを構成している。さらに、交
流しゃ断器５−１，５−２とフィーダ６とを結ぶ電路に
は負荷システム９−１．９−２が負荷しゃ断器Ｅ’ｌｌ
，８−２を介して接続され、またフィーダ６に対しては
分散形電源装置が設備されていない他の家庭の負荷シス
テム９が接続されている。

一方、フィーダ６はフィーダ用しゃ断器１０を介して母
線１１に接続され、この母線］１には商用電力系統１２
が系統川しゃ断器１３および１・ランス］４を介して接
続されている。これらフィーダ６、母線１１、商用電力
系統１２は交流電力系統を構威している。この場合、交
流電力系統としては、火力、水力、原子力等から＋７４
成される商用電力系統の他に、ディーゼル等から描成さ
れる交流電力系統も含まれる。

このような構成の電源システムにおいて、分散形電源装
置１．Ｐ，２Ｐ，交流電力系統の何れかに事放が発生す
ると、制御装置７−１．７−２の保護回路は検出信号１
０１，１０２および例えば交流電力系統や負荷システム
９−１．．９−２に設置された図示しない故障検出器か
ら取込まれる検出信号等の外部信号１０３と制御装置内
部に設けられた故障検出器により検出される装置自身の
故障検出信号を論理回路で処理して故障の発生箇所を判
定し、直流しゃ断器４−１．４−２、交流しゃ断器５−
１．５−２にしゃ断信号１．０４，１−０５を出力する
。ここで、制御装置７−１．７−２の保護回路により電
力変換器２−１．２−２の直流入力側の放障に対しては
直流しゃ断器３−１．３−２を開放し、それ以外の故障
、つまり電力変換器２−１．１−２を含む交流出力側と
制御装置自身および交売電ツＪ系統側の故障に列しては
、交流しゃ断器５−１．５−２を開放するようにしてい
る。

ところで、上述したように太陽電池等の直流電源を用い
た分散形電源装置と交流電力系統とを併用する場合、一
般に直流電力を家庭の負荷に供給し、不足電力を商用電
力系統からの貿電により賄われることになる。したがっ
て、故障発生時には故障の除去を第１として分散形電源
装置内の故障は勿論のこと交流電力系統側の故障に苅し
ても分散形電源装置をフィーダ６から切離するようにし
ている。

しかし、このような電源システムでは、各制御５ 装置７−１．７−２の保護回路に／／）散形電源装置白
身の検出信号１．０］．，１０２に加えて図示しない交
流電力系統側に設けられた系統故障検出器からの外部ｔ
＝↓，’　１　０　３を導入して放障発生箇所に応した
異常のａ無を判定しているため、太陽電池等を用いた分
散形ＸＩ５．源装置山数が堆加ずるに伴って、故障に対
する保訛連動の段雑度は恭々増加する傾向になる。

（発明が解決しようとする課題） このように太陽電池等の直流電源を用いた分散形電ｚｑ
装置と交流電力系統とを併用した電源システムは、今後
分散形電源装置を各家庭に設備されることも劣えられ、
これに炸い放障の允生頻度が高くなると同時に交流電力
系統との保護連動の複雑度は避けることはできない。し
かし、このような保護方式では故障に対する保護連動が
複雑になるにつれて制御装置の保護回路に幻する負１ｕ
が大きくなり、例えば交流電力系統のフィーダの故障１
１．＋ｆに保護回路の誤判定により交流しゃ断器がしゃ
断されない場ａには分散形電諒装置からフィ６ ダの故障点に電流が流出することも考えられ、信頼性の
点て問題がある。

本発明は太陽電池等の直流電源を用いた分散形電源装置
の数が増加しても、簡ｉ４ｉ、且つ安全に故障に対する
保護動作を行うことかできる信頼性の高い電源システム
をＪＭ　ｆＪｔすることを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は上記の目的を達成するため、太陽電池等からな
る直流電源と、この直流電源から発生する直流電力を交
流電力に変換する電力変換器と、この電力変換器の人力
側および出力側に設けられた直流しゃ断器および交流し
ゃ断器を備えた複数の分散形電源装置を交流電力系統の
フィーダにそれぞれ接続してなる屯源システムにおいて
、前記各分散形＠源装置と前記フィーダとの間に分散形
電源出力端側しゃ断器をそれそれ設け、且つ分散形電源
装置内に故障が発生ずるとその故障内容に応じて前記直
流しゃ断器、交流しゃ断器の一方または双方にしゃ断指
令を与える保護手段を各分散形電源装置にそれそれ設け
る構成とし、前記交流電力系統の故障時には系統側の保
護手段に連動させて前記各分散形電源出力端側しゃ断器
をそれぞれしゃ断するようにしたものである。

（作　用） このような横威の電源システムにあっては、分散形電源
装置の内部故障、つまり直流電源、電力疫換器、トラン
ス等に故障か発生ずると、該分散形電源装置に設けられ
た保護手段により直流しゃ断器、交流しゃ断器の一方ま
たは双方が開放されるので、分散形電源装置内部の故障
を除失することができ、また交流電力系統側の故障に対
しては交流電力系統の保護手段により各分散形電源装置
とフィーダとの間に設けられた分散形電源出力端側しゃ
断器がそれそれ開放されるので、各分散形電源装置内部
の保護手段に外部信号を取込まなくても各分散形電源装
置および交流電力系統の故障による影響を互いに与える
ことなく、それぞれ個別に保護することが可能となる。

したがって、各分散形電源装置に設けられた保護手段は
交流電力系統との保護連動をとらなくても済むので、保
護動作の複雑さがなくなり、システム全体の信頼性を向
上させることができる。

（実施例） 以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。

第１図は本発明による電源システムの回路横威例を示す
もので、第２図と同一部分には同一記号をイ・ｊしてそ
の説明を省略し、ここでは異なる点についてのみ述べる
。本実施例ではｎ軒の家庭（ｎは３以上）に対応させて
設備された分散形電源装置ＩＰ−ｎＰが交流電力系統の
フイーダ６に接続された電源システムにおいて、各分散
形電源装置１．　Ｐ　−　ｎ　Ｐの制御装置７−１〜７
−ｎ内の保護回路に対し、電力変換器２−１〜２−ｎの
人出力側の線路に設けられた電流、電圧検出器から入力
される検出信号と制御装置内部に設けられた１個または
複数個の故障検出器により検出される装置自身の検出信
号とから自家の分散形電源装置内部の故障の有無を判定
し、故障有りと判定されると故９ 障発生箇所に応じて直流しゃ断器３−１〜３−ｎ１交流
しゃ断器５−１〜５−ｎの一方または双方にしゃ断指令
を与える機能を持たせている。また、各分散形電源装置
Ｉ　Ｐ　−　ｎ　Ｐとフィーダ６との接続電路に交流電
力系統の図示しない系統故障検出装置の保護連動動作に
よりしゃ断される分散形電源出力端側しゃ断器１５−１
〜］５−ｎをそれそれ設けるようにしたものである。

次に上記のように描成された電源システムの作用を述べ
る。

第１図において、いま例えば分散形電源装置ＩＰの内部
機器、つまり太陽電池］一１，電力変換器２−１．，ｈ
ランス４−１，制御装置７−１内部の何れかに故障が発
生すると、この時電力変換器２−１の人出力側の電流、
電圧検出信号１０１，１０２が制御装置７−１に取込ま
れる。この制御装置７−１ではこれらの検出信号１０１
．，１．０２と制御装置内部の故障検出器により検出さ
れた検出信号とを論理処理して故障有りを判定し、放障
内容により直流しゃ断器３−１にしゃ断指令１０ １０４、交流しゃ断器５−１にしゃ１折指令１０５かち
えられる。これにより、直流しゃ断器３−１、交流しゃ
断器５−１の一方または双方をしゃ断することで故障か
除失される。つまり、太陽電池１１の故障に対しては直
流しゃ断器３−１がしゃ断され、また電力変換器２−１
の故障に対しては直流しゃ断器３−１および交流しゃ断
器５−１の双方がしゃ断され、さらに制御装置内部およ
びＩ・ランス４−１の故障に対しては交流しゃ断器５１
がしゃ断される。

一方、交流電力系統のフィーダ６に故障が発坐すると、
図示しない系統故障検出装置の保護動作によりフィーダ
用しゃ断器１０かしゃ断されると同時に該系統故障検出
装置より出力されるしゃ断指令を各分散形電源出力端側
しゃ断器］５−１〜］５−ｎにそれそれ与えてしゃ断し
、フィーダ６の故障が除去される。

したがって、交流電力系統のフィーダ６の故障に対して
は各分散形電源出力端側しゃ断器１５１〜１５−ｎを図
示しない系統故障検出装置の保１１ 護動作に連動させてしゃ断するだけで、各分散形電源装
置Ｉ　Ｐ　−　ｎ　Ｐをフィーダ６から切離すことかで
きる。このことにより、従来のように各分散形電源装置
の制御装置は交流電力系−統との保護連動機能を持たせ
る必要がないので、保護連動の複雑度が大幅に軽減され
、制御装置の保護回路に対する負担も小さくすることが
できる。また、交流電力系統の故障時には各分散形電源
装置１．　Ｐ　−　ｎＰがフィーダ６から切離されても
交流しゃ断器５１〜５−ｎは投入された状態にあるので
、制御装置７−１〜７−ｎより負荷システム９−１〜９
ｎに制御信号１０６を与えて電源容量に見合った負荷量
に制御すれば、各分散形電源装置１Ｐ〜ｎＰより負荷シ
ステム９−１〜９　　ｎ　Ｉ．：電力を供給することが
できる。

なお、上記の説明は分散形電源装置の故障、交流゛屯力
系統のフィーダが故障した堝合の動作について述べたが
、各家庭の負荷システム９〜１〜９ｎに図示しない故障
検出器を設け、この放障検出器からの検出信号により制
御装置７−］〜７１２ ｎから負荷システム９−１〜９−ｎに保護信号を与える
ようにしておｊナば、負荷システム９−１〜９−ｎの故
障１１．’ｒにはしゃ断器８−１〜８−ｎがしゃ断され
ることで、故障を除失することができる。

［発明の効果］ 以」二述べたように本発明によれば、太陽電池等の直流
電源、この直流電源から出力される直流電力を交流電力
に変換する電力変換器を備えた複数の分散形電源装置と
フィーダとの接続間に分散形電源出力端側しゃ断器をそ
れそれ設け、且つ分散形電源装置内に故障が発生ずると
その故障内容に応じて電力変換器の人出力側に設けられ
た直流しゃ断器、交流しゃ断器の一方または双方にしゃ
断指令を与える保護手段を各分散形電源装置にそれそれ
設ける構成とし、交流電力系統の故障時には系統側の保
護手段に連動させて各分散形電源出力端側しゃ断器をそ
れぞれしゃ断するようにしたので、簡単、１１つ安全に
故障に対する保護動作を行うことができる信頼性の高い
電源システムを捉供できる。

１　３

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による電源システムの一実施例を示す回
路構戒図、第２図は従来の電源システムの一例を示す回
路構成図である。 ＩＰ−ｎＰ・・・分散形電源装置、］一１〜１ｎ・・・
太陽電池、２−１〜２−ｎ−電力変換器、３−１〜３−
ｎ・・・直流しゃ断器、４−１〜４ｎ・・・トランス、
５−１〜５−ｎ・・・交流しゃ断器、６・・・フィーダ
、７−１〜７−ｎ・・・制御装置、９１〜９−ｎ・・・
負荷システム、］Ｏ・・・フィーダ用しゃ断器、１１・
・母線、１５−１〜１５−ｎ・・・分散形電源出力端側
しゃ断器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 太陽電池等からなる直流電源と、この直流電源から発生
   する直流電力を交流電力に変換する電力変換器と、この
   電力変換器の入力側および出力側に設けられた直流しゃ
   断器および交流しゃ断器を備えた複数の分散形電源装置
   を交流電力系統のフィーダに接続してなる電源システム
   において、前記各分散形電源装置と前記フィーダとの間
   に分散形電源出力端側しゃ断器をそれぞれ設け、且つ分
   散形電源装置内に故障が発生するとその故障内容に応じ
   て前記直流しゃ断器、交流しゃ断器の一方または双方に
   しゃ断指令を与える保護手段を各分散形電源装置にそれ
   ぞれ設ける構成とし、前記交流電力系統の故障時には系
   統側の保護手段に連動させて前記各分散形電源出力端側
   しゃ断器をそれぞれしゃ断するようにしたことを特徴と
   する分散形電源システム。