JPH0322829A

JPH0322829A - 分散形発電システム

Info

Publication number: JPH0322829A
Application number: JP1152176A
Authority: JP
Inventors: Hirofumi Shinohara; 裕文篠原
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 1989-06-16
Filing date: 1989-06-16
Publication date: 1991-01-31

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】〔発明の目的〕（産業上の利用分野）本発明は太陽光，風力などの自然エネルギーを用いた分
散形発電システムに関する。

（従来の技術）太陽光，風力などの自然エネルギーを用いて発電を行い
，個人住宅その他の負荷に電力を供給するシステムの開
発が進められている。このシステムで発生する電力の大
きさは一定ではなく、時間とともに変動する場合がある
。そこで負荷の運転を安定に行うために商用電力系統と
連系して用いることが考えられている（「システムと制
御」Ｖｏｌ　．３２，　Ｎ．．　１　，　Ｐ２５〜３１
．　１９８８）。

第５図に個人住宅用として従来考えられている分散形発
電システムの構或例を示す。第５図において商用電力系
統１は個人住宅の電力引込口に設置される分電盤２に接
続される。商用電力系統｛からの電力は分電盤２の中の
電流制限部３に置かれた電流制限プレーカ４を通った後
，主幹漏電プレーカ５，負荷スイッチ６を経て負荷７に
供給される。一方、太陽電池８と二次電池９から発生し
た直流電力はそれぞれ逆流阻止ダイオード及びスイッチ
１０と太陽電池用スイッチ１１，及び二次電池用スイッ
チ１２を経てインバータｌ３に入って交流電力に変換さ
れ後，インバータ用スイッチ１４を介して分電盤２に入
り主幹漏電プレーカ５の上位で商用電力系統に接続され
る．（発明が解決しようとする課！ｆ！）ここで分電盤２は従来、個人住宅用の電力の引込み口に
使われているものに，インバータｌ３を接続するための
インバータ用スイッチ１４を加えたものであるが、イン
バータ１３の直流入力に接続するためのスイッチ（太陽
電池用スイッチ１１，二次電池用スイッチ１２）が分電
盤とは別に設置されるので、分電盤だけでは分散形発電
システムと個人住宅内負荷を合わせた集中的な接続や操
作が行えず，分散形発電システムの接続やメンテナンス
が不便であること，また分散形発電システムの出力が例
えば日射が強くかつ住宅内負荷が小さい時等に、商用電
力系統側へ流出すること（逆潮流と呼ぶ）を防止すると
いった系統連系に必要な機能が不十分であり，必要によ
りこれらの機能を外部に設けなければならないという問
題点がある。

本発明ではこの問題点を考え、個人住宅内などにおいて
、分散形発電システムを設置する場合に、太陽電池，二
次電池，インバータなどの接続や操作が集中的に行なえ
、かつ！ｌ！潮流防止などの系統連系上の必要条件を満
たすことの可能なシステムを得ることを目的とする．〔発明の構戊〕（Ｋｌ題を解決するための手段）上記の目的を達或するために本発明番二おいては第１図
に示すように太陽電池用スイッチ＋６，二次電池スイッ
チｌ８及びインバータ用スイッチ１４等のスイッチとと
もに、外部からの信号に従って働く連系用スイッチ１９
及び逆潮流検出器２３を分電盤２の中に設ける．（作　用）これら手段を備えた分電盤とすることにより、分散形発
電システムの接続と操作が集中的に行なえ、かつ系統連
系に必要な条件を満足するシステムとすることができる
。

（実施例）（実施例の構成）第１図に滑って本発明の実施例の構成を説明する。第１
図において商用電力系統１から分電盤２に入った電力は
電流制限部３の中に設けられた電流制限プレーカ４，主
幹漏電プレー力５．１’ｌ荷スイッチ６を介して負荷７
に供給される。同じ分電盤２の中には太陽電池用スイッ
チ１６，逆流阻止ダイオード１７，二次電池用スイッチ
１８が設けられ，本図に示すように、太陽電池８，二次
電池９の出力をそれぞれインバータ１３に接続できるよ
うになっている。

ここで逆流阻止ダイオード１７は太陽電池８にも内蔵さ
れる場合と、されない場合があるので、いずれにも対応
できるよう、この位置に取り付ける。

インバータｌ３の交流出力は分電盤２に設けられたイン
バータ用スイッチ１４を通り、連系用スイッチ１９，主
幹ａｉ電プレーカ５，負荷スイッチ６を介して員荷７に
Ｏｔ給される。２２はＣＴであり、逆潮流検出器２３に
接続される。ＰＴ２４の出力の電圧波形とＣＴ２２の出
力の電流波形の位相は逆潮流検出器２３において比較さ
れ、これらが互いに逆相であると逆潮流が起きたと判定
され、逆潮流検出器２３から連系用スイッチ１９に対し
てトリップ指令が出され、連系用スイッチｌ９はこれを
受けて、ＯＦＦとなる。連系用スイッチｌ９がＯＦＦと
なった後は、負荷７は、商用電力系統１の電力のみによ
り運転を続ける。

また受信器２０に外部に設けられた連系しゃ断・投入制
御器２ｌからしゃ断又は投入信号が入ると、これに応じ
て連系用スイッチ１９はＯＦＦ又はＯＮされる。このし
ゃ断信号は例えば商用電力系ａ１側で配電線の作業を行
う場合等，インバータ１３の出力が商用電力系統上へ誤
って出力されないようにして、配電線作業の安全を確保
する場合等に発信される。これら逆潮流検出器２３，　
ＣＴ２２，　ＰＴ２４，連系用スイッチ１９は、電流制
御プレーカ４とともに電流制限部３の中に含まれ、需要
家側はその機能や設定値等を自由に変更できないように
、必要により封印等が施される。

（実施例の効果）以上述べた構或、作用により個人住宅内などにおいて分
散形発電システムを設置する場合に、太陽電池，二次電
流，インバータなどの接続や操作が集中的に行え、かつ
逆潮流防止などの系統連系上の必要条件を満たすことの
可能なシステムとすることができる．（他の実施例）これまでに述べた実施例においては、逆潮流が生じた場
合や商用電力系統側で停電作業を行う必要がある場合に
は分散形発電システムの連系用スイッチｌ９をＯＦＦ　
Ｌて分散形発電システムの出力電力は用いないようにし
ているが、商用電力系統ｌが停電した時にも、住宅内負
荷の一部の運転を分散形発電システムの出力電力により
続けられるようにできると、商用電力系統上の停電の影
響を減らすことができる。

第２図にこの点を考慮した本発明の他の実施例を示す。

第２図において連系用スイッチ１９よりもインバータ１
３側に用岐１５を設け，主幹漏電プレーカ５−ａ，負荷
スイッチ６−ａを介して負荷７一ｄに給電するようにし
てあることにより、連系用スイッチ１９がＯＦＦの場合
でも分散形発電システムの電力により、負荷７−ａを運
転することが可能である。この時、インバータ１３は商
用電力系統１と接続した場合、切り離した場合のいずれ
でも運転可能な制御方式を用いる。

また、通゛州のｎｙには、個人住宅内のある特定の負荷
は、商用電力系ａ１の電力を用いずに専ら分散形発電シ
ステムの電力のみによって運転し、分散形発電システム
のメンテナンス時等に、必要により、切りかえて商用電
用系統１の電力でこれらの特定の負荷を運転させること
ができると、分散形発電システムのメンテナンスや故障
の場合の影響を減らすことができる。

第３図にこの点を考慮した本発明の他の実施例を示す。

第３図において連系用スイッチ１９よりもインバータ１
３側に切換えスイッチ２５を用け、主幹ｉ１ｆｆｉプレ
ーカ５−ａ，負荷スイッチ６−ａを介して負荷７−ａに
給電するようにしてあることにより、分散形発電システ
ムのメンテナンスや故障などの理由でインバータｌ３の
出力電力が得られないような場合には、上記切換スイッ
チ２５を商用電力系統１の側へ切換え、商用電力で負荷
７−ａを、負荷７と共に運転することが可能である。本
実施例では逆潮流は起こらないので、これらの防止回路
は含まれない。

さらに、逆潮流が生じた時に連系用スイッチを自動的に
ＯＦＦするとインバータ１３の出力を急に切るまたは減
小させることになるのでインバータｌ３の出力電圧が急
激に上がったり，住宅内の負荷７や商用電力系統ｌに対
して過渡的な変動を与える等の悪い影響が考えられる。

そこで、商用電力系統１から分電盤２へ入ってくる電力
を監視して、逆潮流が起りそうになると、あらかじめイ
ンバータ１３の出力電力を減少させて、逆潮流を起こさ
ない範囲の運転に制限することが望まれる。

第４図にこの点を考慮した本発明の他の実施例を示す。

第４図において逆潮流検出器２３はＣＴ２２，ＰＴ２４
の出力から電力の流れの方向を監視すると同時にその大
きさに関するアナログ値をインバータｌ３に出力し、イ
ンバータ１３では、商用電力系統１から分電盤２に入っ
てくる電力がゼロ又は逆潮流方向とならないようにイン
バータ出力を自動的に調整する。インバータの何らかの
故障によって逆潮流が生じた場合にはこれを逆潮流検出
器２３で検出し、連系用スイッチ１９をＯＦＦする。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば自然エネルギーを用い
た分散形発電システムにおいて，太陽電池，二次電池，
インバー夕などの接続や操作が集中的に行なえ、かつ逆
潮流防止などの系統連系上の必要条件を満たすことの可
能なシステムを得ることができる。

また自然エネルギー源としてはここで述べた太陽光以外
に風力，波力その他のエネルギーでも置換可能である．
また二次電池としては一般の鉛パッテリ以外燃料電池，
ナトリウム・イオウ電池その他のものでも同じ効果が得
られる。

さらに，二次電池を含まず、自然エネルギー源のみのシ
ステムとしても或り立つことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第ｌ図は本発明の一実施例を示す構成図，第２図，第３
図，第４図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す構或図
．第５図は従来における一実施例を示す構成図である。１・・・商用電力系統　　　　２・・・分電盤３・・・
電流制限部　　　　　４・・・電流制限プレー力５．５
−ａ・・・主幹漏電プレー力６．６−ａ・・・負荷スイノチ７．７−ａ・・・負　荷　　　８・・・太陽電池９・・
・二次電池１０・・・逆流阻止ダイオード及びスイッチｌ１・・・
太陽電池用スイッチ　ｌ２・・・二次電池用スイッチｌ
３・・・インバータ　　　　　１４・・・インバータ用
スイッチｌ５・・・分　岐　　　　　　　１６・・・太
陽電池用スイッチ１７・・・逆流阻止ダイオード　ｌ８
・・・二次電池用スイッチ１９・・・連系用スイッチ　
　　２０・・・受信器２ｌ・・・連系しゃ断，投入制御
器２２・・・Ｃ　　Ｔ　　　　　　　　２３・・・逆潮流
検出器２４・・・Ｐ　　Ｔ　　　　　　　　２５・・・
切換スイッチ！唐用電力系さえ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）太陽電池、二次電池、インバータ、分電盤を有す
る分散形発電システムにおいて、分電盤内に太陽電池、
二次電池のような直流電力源をインバータに接続するス
イッチと、逆潮流防止装置と、連系しゃ断用受信器と、
連系用スイッチとを収納して成ることを特徴とする分散
形発電システム。
（２）連系用スイッチは、負荷用主幹しゃ断器の上位側
に商用電力系統に対して負荷用主幹ブレーカと並列に接
続して成ることを特徴とする請求項（１）記載の分散形
発電システム。
（３）太陽電池用スイッチには、逆流阻止ダイオードを
直列に接続して成ることを特徴とする請求項（１）記載
の分散形発電システム。
（４）逆潮流防止装置は連系用スイッチと負荷用主幹し
ゃ断器に共通の上位側における交流電圧と交流電流の位
相を比較して逆潮流を検出する方式としたことを特徴と
する請求項（１）記載の分散形発電システム。
（５）連系用スイッチの下位側にインバータ用スイッチ
と負荷用主幹しゃ断器のための分岐を設けたことを特徴
とする請求項（１）記載の分散形発電システム。
（６）連系用スイッチの下位側に負荷の電力源として、
商用電力系統とインバータ出力を切り換えるスイッチを
設けたことを特徴とする請求項（１）記載の分散形発電
システム。
（７）並列に接続した連系用スイッチと負荷用主幹しゃ
断器に共通の上位側における交流電圧と交流電流を計測
する手段と、電力の潮流方向と大きさを正負のアナログ
値として出力する手段と、インバータ側においてこの出
力を用いて逆潮流が起こらないようにインバータ出力を
制御する手段を有することを特徴とする請求項（１）記
載の分散形発電システム。