JPH044729A - 系統連系発電装置の逆潮流防止装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は７電力会社の電力系統と自家発電設備とが並列
に運転される電力供給設備に用いて好適な系統連系発電
装置の逆潮流防止装置の改良に関する。

［従来の技術］ 電力会社の電力系統に系統連系される自家発電設備では
１通常、を力会社から送電される電力を一定にするため
に受電電カ一定制御が行われている。

また、このような自家発電設備では、一般に経済的理由
により発電電力に比べ受電電力が低くなるように運転さ
れており、負荷の変動に対しては発電電力を変化させる
ことで対応させている。

ところで、自家発電設備では、様々な負荷が運転された
り停止されたりしている。

ここで、電力会社からの受電電力より大きい容量の負荷
、たとえば電動機等の運転を停止する場合、停止が瞬時
に行われるため、負荷設備による消費電力が激減する。

このため受電電力が負に振れ、かつ発電電力が消費電力
を上回るため１発電電力が受電系統側に逆潮流するとい
う事態を生じる。

この状態から元の受電電力に回復するには１発ｔ＊を運
転しているエンジンの回転をＡＰＲ（自動電力調整装置
）により減速させて１発電電力を減少させなければなら
ないので、ある程度の時間を要する。

この発電電力が減少するまでの間、逆潮流により受電系
統側に悪影響が生じるので、逆潮流が生じた時は、受電
電力は電力会社からの受電系統に介挿された逆電力継電
器により遮断されるようになっている。

ところで、上述した従来の自家発電設備では受電系統側
への逆潮流が生じて電力会社がらの受電を止める事態が
しばしば起こると、需要家にとって大変不都合であり、
何等かの改善が必要であった。

このため１本出願人は先行技術として、特願平１３４４
５１号特許願によって次のような改善策を提案している
。

即ち、第６図はその構成を示すブロック線図である。

同図において、１は同期発電機であり、ディゼルエンジ
ン（以下原動機という）２によって発ｔｍとして運転さ
れる。３はガバナーてあり、原動１！２の燃料流入量を
調節して回転数を制御する調節器である。

同期発電機１からの発を電力は、遮断器４を介して出力
されるようになっている。

また、電力会社からの受電電力は、スイッチＳＷ１．遮
断器５を介して同期発電機１からの発電電力と連系され
、スイッチＳＷ２．ＳＷ２・・・・および遮断器１１．
１１・・・・を介して負荷設備しへ供給されるようにな
っている。

６は電力検出器であり、変圧器７．変流器８によって受
電電力を検出するようになっている。

電力検出器６の出力は、ＡＰＲ９，逆電力継電器１０へ
供給されるようになっている。

ＡＰＲ９は７．受電電力を常に所定の値に保つように上
記ガバナー３を制御することで、同期発電機１の発電量
を増減させる装置である。

逆電力継電器１０は、受電系統への逆潮流を検出して遮
断器５を動作させ、受電を止めるようになっている。

次に、上記構成による動作について説明する６まず、第
７図（イ）〜（へ）に受電電力制御タイミングチャート
を示す。

同図において１時点ｔ１では通常の運転が行われている
。

即ち、ＡＰＲ９の設定値が値Ｐ２に設定されており、受
電電力が一定の値Ｐ２になるように同期発電機１が運転
され、負荷設ｍＬに一定の電力が供給されている（第７
図（ハ）、（ホ））。

この状態で負荷（電動機等）が遮断される場合負荷のた
とえば７遮断１分前の時点ｔ２において。

負荷遮断指令が出力される。

次に１時点ｔ、までの間に、負荷遮断指令を受けたＡＰ
Ｒ９の設定値が当該負荷の容量Ｐ３分だけリニアに増加
される（第７図（ハ））。

これにつれてＡＰＲＱからガバナー３に発電機減速指令
が出力されて（第７図（ニ））、原動機２が減速し、同
期発ｔｌｉ’ｌｌの発電電力は負荷の容ｉＰ１分だけ低
下し、さらに、この発電電力に同期して受電電力が増加
する。

そして１時点ｔ２から１分経過した時点ｔ４において、
負荷遮断指令が断たれると同時に負荷が遮断され、受電
電力は元の値Ｐ２に戻る（第７図（ホ））。

この場合、ＡＰＲ，９の設定値は時点ｔ４において初期
値Ｐ２にリセットされてもよいが、実際には負荷遮断指
令が遮断されるタイミングと負荷の遮断されるタイミン
グとのずれのマージンをとり時点ｔ、ではリセットされ
ない。

この結果１時点ｔ４から時点ｔ、までは、ＡＰＲ９の設
定値に対して受電電力が低いため、ＡＰＲ９からガバナ
ー３へ発電機減速指令が出力され（第７図（ニ））１発
電電力が減少する（第７図（へ））。

そして７受電電力は発電電力の減少に同期して上昇する
。

次に１時点ｔ、からたとえば、５秒後の時点ｔ５におい
て、ＡＰＲ９の設定値が初期値Ｐ２にリセットされる（
第７図（ハ））。

この結果、ＡＰＲ９の設定値に対して受電電力が高いた
め、ＡＰＲ９により発電電力が上昇する（第７図（へ）
）。

そして、受電電力は発電電力の上昇に同期して値Ｐ２を
目指して減少し１時点ｔＧにおいて両者共、目標値に達
する（第７図（ホ）、（へ））。

以上の負荷遮断指令の受付がらＡＰＲ９の初期値にリセ
ットするまでの受電電力制卸の流れ図を第８図に示す。

このように、第８図に示す制御を自動的に行うことによ
って、負荷遮断に対して受電系統への逆潮流防止効果が
得られる。

なお、第７図（ロ）に示す負荷遮断指令の信号は、１分
間の連続信号となっているが、パルス信号でも良い。

［発明が解決しようとする課題］ ところで、上記改善策の逆潮流防止装置による制御は、
穏やかな負荷変動であって予め予測される逆潮流の防止
には効果的であるが、負荷の一部または全部が激減する
といった事態が生じたときは、第３図（イ）に示すよう
に発ｉ［１の出力電力Ｐ０が過渡的に負荷での消費電力
（受ｉｔ力士発電電力）ＰＬよりも上回り、この余剰電
力（同図でハツチで示す）は逆潮流となって電力会社側
へ流出してしまう。

このような逆潮流が生じた場合は、直ちに逆電力継電器
１０により検出し、遮断器５を遮断するが、このような
負荷の激減に対処して逆潮流を防止するための最終的な
改善が求められていた。

本発明は上記課題（問題点〉を解決するようにした系統
連系発電装置の逆潮流防止装置を提供することを目的と
する８ ［課題を解決するための手段］ 本発明は当該原動機回転数をガバナーによって制御する
ようにした原動機によって駆動される交流発電機によっ
て発電所からの受電電力に自家発電電力を加えて負荷設
備に供給する自家発電設備の系統連系発電装置において
、前記負荷設備の負荷の一部または全部が激減し、受を
電力が予め定めた設定値以下となったときは、原動機の
ガバナ付属の直流または交流のガバナーモータを出力減
方向に急速に回転させて発電電力を負荷電力以下となる
ように減少させるように制御した系統連系発電装置の逆
潮流防止装置に関する。

さらに、上記制御に加えて前記負荷設備の負荷を遮断す
る場合に、予め自動電力調整装置によって発電電力を所
定の値に減少させることにより。

前記受電電力を前記負荷の容量に応じた値に上昇させた
後、前記負荷を遮断し、再び受電電力を前記負荷が遮断
される前の値に戻すような制御をも行う系統連系発電装
置の逆潮流防止装置としたほうが望ましい。

［作用コ 本願の第１の発明（第１の実施例に記載される発明）の
ものでは、負荷設備の内の一部または全部の負荷が激減
し、受１Ｔ４力が予め設定した値以下となったときは、
これを制御装置において検知して、原動機のガバナー付
属のガバナーモータを出力減方向に急速に回転させて、
自家発電電力が消費電力即ち、負荷電力の値以下となる
ように減少させ逆潮流が生じるのを防止している。

また１本願の第２の発明（第２の実施例に記載される発
明）のものでは、上記の負荷の激減に対して同様に対処
できるほか、負荷がゆるやかに変動する場合に、この変
動を予測し、予め自家発電電力を自動電力調整装置によ
って、所定の値に減少させることにより１発電所からの
受電電力を前記自家発ｔｔ力の減少に同期させて受ｉｔ
力を上昇させた後、前記負荷を遮断し、再び受電電力を
前記負荷が遮断される前の値に戻すように制御するもの
である。

なお、この場合ガバナーモータとしては、直流電動機で
も交流可変速電動機であっても同等の制御を行うことが
できる。

［実施例］ ａ、第１の実施例 第１の実８１例のものは、第１図に示すように構成され
る。

同図において、従来のもの（先行技術）と同等の構成に
ついては第６図のものと同一の符号を付して示した。

１２はガバナー制御用の直流のガバナーモータ１３は正
転制御用の接点、１４は逆転制御用の接点で、操作スイ
ッチ１５を介して直流制御電源１６に接続される。

なお、各接点１３．１４等の回路は単線図のため模式的
に描いであるが、接点１３が閉ざされるときはモータ１
２は正転し、接点１４が閉ざされるときは電源の極性が
逆転してモータ１２が逆転されるようになっているもの
とする。

１７は制御装置で、電力検出器６の出力に基づいて各接
点１３．．１４に対する開閉制御用のパルス信号を与え
るもので、を力検出器６からの出力が所定値（定格値に
対する許容範囲）の場合は。

たとえば、第２図（イ）に示すような比較的通電区間の
小さなパルス巾の出力信号を出すが、電力検出器６の出
力が所定値（たとえば、定格値の半分）以下となったと
きは、第２図（ロ）に示すような通電区間を増大したパ
ルス巾の出力信号を接点１４に与えてモータ１２を急速
に減速させてガバナー３を制御し、原動機２を減速させ
、したがって発電機１の出力電力Ｐ。が受電電力Ｐ、以
下になるように制御する（第３図（ロ））。

即ち、第１の実施例のものでは、ガバナー３に付属のガ
バナーモータ１２を電力検出器６の出力に基づいて制御
装置１７によって各接点１３１４の開閉制御を次のよう
に行うものである。

即ち、従来のもので、特に問題点とされていた負荷設備
り中のいずれかの負荷（全ての負荷の場合も含む）が急
減し、これに基づき、負荷電力よりも発電電力の方が上
回り、第３図（イ）に示すように逆潮流を生じようとし
た場合には、その直前に電力検出器６からの出力が低下
するため制御装置１７からの制御信号に基づいてガバナ
ーモタ１２を介してガーバナー３を制御し、原動機２を
減速して発電機１の出力電力Ｐ。を第３図（ロ）に示す
ように受ｔｔ力ＰＬよりも小の領域となるよう低下させ
る。

したがって、負荷の激減があっても逆潮流は生じない。

ｂ、第２の実施例 第２の実施例のものは、第４図のように構成される。

同図において、第１の実施例と同等の構成は第１図のも
のと同一の符号を付して示した。

１８は制御装置で、第１の実施例の制御装置１７のａｔ
の他に、第６図に示した先行技術のＡＰＲ９の機能をも
兼ね備えているものとする。

即ち、第２の実施例のものでは、負荷のゆるやかな変動
に対してもこれを予測して制御装置１８中のＡＰＲ９の
機能によって第８図の流れ図に従って第７図の波形に示
すような制御を行い、一方負荷が激減する事態となった
ときは制御袋２１８中の制御装置１７の機能によって第
１の実施例と同様、第２図（ロ）、第３図（ロ）に示す
ような制御をも行うことによって、これらいずれの場合
に対しても逆潮流が生ずることを未然に防止するもので
ある。

Ｃ１第３の実施例 第３の実施例のものは第５図のように構成される。

なお、同図において第１の実施例と同等部分については
、第１図のものと同一の符号を付して示し、また変更に
関係しない大部分の構成については図示を省略したが、
この省略部分は第１図と全く同一の構成であるものとす
る。

１８は交流電源（たとえば、　１００Ｖ）　、　１９は
接点等の投入用のスイッチ、２０はインバータ２１は３
相誘導電動機等の可変速交流電動機より成るガバナーモ
ータである。

即ち、第３の実施例のものは、第１の実施例における直
流のガバナーモータ１２の代わりに交流可変速電動機か
ら成るガバナーモータ２０を設け。

このガバナーモータ２ｏを制御装置１７によってインバ
ータ１９を介して所要の制御を行うようにした点にその
構成上の特徴がある。

［発明の効果］ 本発明は上記のように構成され、負荷の激減およびゆる
やかな変動に対し次のような優れた効果を有する。

■負荷設備の内の一部または全ての負荷について激減が
あった場合には、制御装置によってガバナーモータ、し
たがってガバナーを介して原動機の速度を急減して発電
機の出力電力が負荷電力を上回らないようにおさえる。

したがって、この場合、逆潮流は生じない。

■また。第２の実施例のように、上記構成に加えてゆる
やかな負荷に対する予測制御を行うようにしたものでは
、ゆるやかな負荷変動に備えても適切な予測制御がなさ
れて発電機の出力電力は受ｉｔ力を上回らないよう円滑
に制御がなされる。

したがって、この場合は負荷の激減とゆるやかな変動の
両者に対して夫々適切な制御がなされ　いずれの場合に
も逆潮流は生じない。

■したがって７本発明によれば、電力会社の電力系統と
自家発電設備とが並列運転される電力供給設備の保護が
極めて適切に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明の第１の実施例を示すもので、
その内箱１図はその構成を示す接続図第２図および第３
図はその作用を示す波形図、第４図は本発明の第２の実
施例を示す接続図、また第５図は本発明の第３の実施例
を示す部分接続図である。 さらに、第６図〜第８図は従来例（先行技術）を示すも
ので、その内箱６図はその構成を示す接続図、第７図は
波形図、第８図は流れ図である。 １２、　２０ 二同期発電機 ：原動機 ：ガバナ ：ガバナーモ ：正転用接点 ：逆転用接点 ・制御用電源 二制御装！ り 第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、当該原動機回転数をガバナーによって制御するよう
   にした原動機によって駆動される交流発電機によって発
   電所からの受電電力に自家発電電力を加えて負荷設備に
   供給する自家発電設備の系統連系発電装置において、前
   記負荷設備の負荷の一部または全部が激減し、受電電力
   が予め定めた設定値以下となったときは、原動機のガバ
   ナー付属の直流または交流のガバナーモータを出力減方
   向に急速に回転させて発電電力を負荷電力以下となるよ
   うに減少させるように制御したことを特徴とする系統連
   系発電装置の逆潮流防止装置。 ２、請求項１の制御に加えて、前記負荷設備の負荷を遮
   断する場合に、予め自動電力調整 装置によって発電電力を所定の値に減少さ せることにより、前記受電電力を前記負荷 の容量に応じた値に上昇させた後、前記負 荷を遮断し、再び受電電力を前記負荷が遮 断される前の値に戻すように制御する系統 連系発電装置の逆潮流防止装置。