JPH0716552U - Distributed power source isolated operation prevention device - Google Patents

Distributed power source isolated operation prevention device

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JPH0716552U
JPH0716552U JP039110U JP3911093U JPH0716552U JP H0716552 U JPH0716552 U JP H0716552U JP 039110 U JP039110 U JP 039110U JP 3911093 U JP3911093 U JP 3911093U JP H0716552 U JPH0716552 U JP H0716552U
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JP
Japan
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power
distributed power
power supply
inverter
reactor
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Application number
JP039110U
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Japanese (ja)
Inventor
荘治 西村
誠三 島田
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Kansai Electric Power Co Inc
Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Kansai Electric Power Co Inc
Nissin Electric Co Ltd
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電力系統の遮断時、有効電力による電力損失
を発生させることなく、分散電源のインバータ出力と負
荷とを強制的にアンバランスさせる。 【構成】 小容量電源である太陽電池ユニット(1)の
発電直流電力を交流変換すると共にその無効電力を一定
制御するインバータ(2)を含む下位系統の分散電源
(3)が上位系統の電力系統(4)と連系し、その分散電
源(3)又は電力系統(4)から選択的に負荷(5)に電
力を供給するものにおいて、分散電源(3)のインバー
タ出力回路に、リアクトル(11)及びそのリアクトル
(11)をインターバル制御して所定のタイミングでON
・OFFさせるスイッチング素子(12)からなり、電力
系統(4)が遮断した際、分散電源(3)のインバータ出
力と負荷(5)での消費分とがバランスしたままとなら
ないようにそのアンバランス状態を強制的に生成する直
列回路(13)を並列接続する。
(57) [Summary] [Purpose] When the power system is cut off, the inverter output of the distributed power supply and the load are forcibly unbalanced without causing power loss due to active power. [Structure] The distributed power supply (3) of the lower system, which includes the inverter (2) that converts the direct-current power generated by the solar cell unit (1), which is a small-capacity power supply, to alternating current and controls the reactive power to a constant level is the power system of the upper system. (4), which supplies power to the load (5) selectively from the distributed power source (3) or the power system (4), the reactor (11) is connected to the inverter output circuit of the distributed power source (3). ) And its reactor (11) are interval-controlled to turn on at a predetermined timing.
-It consists of switching elements (12) to turn off, and when the power system (4) is cut off, the imbalance of the inverter output of the distributed power supply (3) and the consumption of the load (5) do not remain balanced. A series circuit (13) forcibly generating a state is connected in parallel.

Description

【考案の詳細な説明】[Detailed description of the device]

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

本考案は分散電源の単独運転防止装置に関し、詳しくは、太陽光発電などの小 容量電源の発電直流電力を交流変換すると共にその無効電力を一定制御するイン バータを含む下位系統の分散電源が上位系統の電力系統と連系したシステムにお いて、上記電力系統の遮断時、分散電源を系統から確実に解列させる分散電源の 単独運転防止装置に関する。 The present invention relates to an isolated operation prevention device for a distributed power supply, and more specifically, a distributed power supply of a lower system including an inverter that converts direct-current power generated by a small-capacity power supply such as photovoltaic power generation into alternating current and constantly controls its reactive power The present invention relates to an isolated operation prevention device for a distributed power source that reliably disconnects the distributed power source from the system when the power system is shut off in a system that is connected to the power system.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

近年、クリーンな新エネルギー源として太陽光発電システムが利用されつつあ り、その利用法としても様々な形態がある。その一つとして、太陽光発電システ ムと電力会社からの電力系統とを電気的に接続し、その太陽光発電システムが電 力系統からのバックアップ電力を受けるようにした連系システムがある。 In recent years, solar power generation systems have been used as clean new energy sources, and there are various forms of usage. One of them is an interconnection system in which a solar power generation system and a power system from a power company are electrically connected, and the solar power generation system receives backup power from the power system.

【0003】 この連系システムの一具体例を図6に示して以下に説明する。A specific example of this interconnection system will be described below with reference to FIG.

【0004】 連系システムは、同図に示すように小容量電源の一種である太陽電池ユニット (1)に接続されたインバータ(2)を含む下位系統の分散電源(3)が上位系統 の電力系統(4)と連系し、その分散電源(3)又は電力系統(4)から選択的に 電気機器などの負荷(5)に電力を供給するシステムである。上記インバータ(2 )は、通常、無効電力のすべてが上位系統である電力系統(4)から負荷(5)に 供給されるように、無効電力を一定制御、即ち、Q=0制御するもので、例えば 、電圧型電圧制御方式によるものである。このような連系システムでは、電力系 統(4)からの電力が分散電源(3)で賄いきれない分に応じて負荷(5)に供給 されるもので、その電力系統(4)と分散電源(3)がある比率でもって同時に負 荷(5)の消費電力を分担しあうようにしている。In the interconnected system, as shown in the figure, the lower distributed power supply (3) including the inverter (2) connected to the solar cell unit (1) which is a kind of small capacity power supply This is a system that is connected to the grid (4) and selectively supplies power from the distributed power supply (3) or the power grid (4) to the load (5) such as electrical equipment. The inverter (2) normally controls the reactive power in a constant manner, that is, Q = 0, so that all of the reactive power is supplied from the power system (4), which is the upper system, to the load (5). , For example, by a voltage type voltage control system. In such an interconnected system, the power from the power system (4) is supplied to the load (5) according to the amount that cannot be covered by the distributed power source (3). The power supply (3) shares a certain ratio with the power consumption of the load (5) at the same time.

【0005】 ここで、何らかの原因により電力系統(4)が遮断されて停電し、上位系統で ある電力系統(4)が解列した場合、その分散電源(3)のインバータ(2)が後 述するインバータ制御により逆充電検出を行なう。Here, when the power system (4) is cut off for some reason and a power failure occurs, and the power system (4) that is the upper system is disconnected, the inverter (2) of the distributed power supply (3) will be described later. Reverse charge detection is performed by inverter control.

【0006】 例えば、太陽電池ユニット(1)での日射量が多い場合、太陽電池ユニット(1 )からの出力が負荷(5)での消費分よりも大きいので、インバータ(2)では、 インバータ出力を増大させるため位相を進めようと制御する。しかしながら、上 述したように電力系統(4)が解列しているため、インバータ出力の位相の進み は吸収されず、その結果、インバータ出力の周波数が上昇し、周波数異常として 逆充電検出できる。一方、上述とは逆に、太陽電池ユニット(1)での日射量が 少ない場合、太陽電池ユニット(1)からの出力が負荷(5)での消費分よりも小 さいので、インバータ(2)では、インバータ出力を減少させるため位相を遅ら せようと制御する。しかし、上述と同様、電力系統(4)が解列しているため、 インバータ出力の位相の遅れは吸収されず、その結果、インバータ出力の周波数 が下降し、周波数異常として逆充電検出できる。For example, when the amount of solar radiation in the solar cell unit (1) is large, the output from the solar cell unit (1) is larger than the consumption in the load (5). The phase is controlled so as to be increased. However, because the power system (4) is disconnected as described above, the phase lead of the inverter output is not absorbed, and as a result, the frequency of the inverter output rises, and reverse charging can be detected as a frequency abnormality. On the other hand, conversely to the above, when the amount of solar radiation in the solar cell unit (1) is small, the output from the solar cell unit (1) is smaller than the consumption in the load (5), so the inverter (2) Then, control is performed to delay the phase in order to reduce the inverter output. However, as in the case of the above, since the power system (4) is disconnected, the delay in the phase of the inverter output is not absorbed, and as a result, the frequency of the inverter output decreases, and reverse charging can be detected as a frequency abnormality.

【0007】 以上はインバータ制御における有効電力について説明したが、その無効電力に ついては次の通りである。即ち、前述したようにインバータ(2)はQ=0制御 しているが、それにもかかわらず、電力系統(4)が解列すると、負荷(5)に無 効電力が流れ、その負荷(5)での無効電力>0の場合、インバータ(2)ではそ の制御により出力電圧の低下が発生し、逆に、負荷(5)での無効電力<0の場 合、出力電圧の上昇が発生し、それぞれ電圧異常として逆充電検出できるように なっている。The active power in the inverter control has been described above, but the reactive power is as follows. That is, as described above, the inverter (2) controls Q = 0, but nevertheless, when the power system (4) is disconnected, ineffective power flows to the load (5) and the load (5) When reactive power> 0 in), the output voltage drops due to the control in the inverter (2), and conversely, when reactive power <0 in the load (5), output voltage rises. However, reverse charging can be detected as an abnormal voltage.

【0008】 このように、周波数異常や電圧異常により、太陽電池ユニット(1)の出力に 基づき分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)での消費分とがアンバランス した状態が発生すれば、逆充電検出が可能であり、その検知出力に基づいて、解 列スイッチ(6)をOFFすることにより分散電源(3)を系統から解列すること ができるので問題はない。しかしながら、太陽電池ユニット(1)での日射量に よっては、分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)での消費分とがバランス した状態となって逆充電検出ができない場合がある。このバランス状態ではシス テムに電流が流れず状態変化がないため、電力系統(4)の停電時に電力系統(4 )が解列しても、その解列の有無を判別できず、分散電源(3)を解列すること ができずにその分散電源(3)が単独運転してしまう可能性が大である。As described above, due to the frequency abnormality and the voltage abnormality, the inverter output of the distributed power source (3) and the consumption amount of the load (5) are unbalanced based on the output of the solar cell unit (1). For example, it is possible to detect reverse charge, and there is no problem because the distributed power supply (3) can be disconnected from the system by turning off the disconnection switch (6) based on the detection output. However, depending on the amount of solar radiation in the solar cell unit (1), the inverter output of the distributed power source (3) and the amount of consumption by the load (5) may be in a balanced state and reverse charge detection may not be possible. In this balanced state, no current flows to the system and there is no change in state, so even if the power system (4) is disconnected during a power outage of the power system (4), the presence or absence of the disconnection cannot be determined, and the distributed power supply ( There is a high possibility that the distributed generator (3) will operate independently without being able to disconnect 3).

【0009】 そこで、この分散電源(3)の単独運転を未然に防止するため、電力系統(4) の停電時に分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)の消費分とがバランスし たままとならないように、この状態を強制的に崩してアンバランスさせる装置が 必要である。従来、分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)の消費分とをア ンバランスさせる分散電源(3)の単独運転防止装置としては、図示の如く、イ ンバータ(2)の出力に、抵抗(7)とスイッチング素子(8)との直列回路(9) を並列接続したものが知られている。Therefore, in order to prevent the independent operation of the distributed power source (3), the inverter output of the distributed power source (3) and the consumption amount of the load (5) are balanced in the event of a power failure of the power system (4). It is necessary to have a device that forcibly breaks this state and imbalances it so that it does not remain. Conventionally, as an isolated operation prevention device for the distributed power source (3) that imbalances the inverter output of the distributed power source (3) and the consumption of the load (5), the output of the inverter (2) is It is known that a series circuit (9) of a resistor (7) and a switching element (8) is connected in parallel.

【0010】 この装置では、分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)での消費分とがバ ランスしようとしても、スイッチング素子(8)によるON・OFF制御でもっ て、抵抗(7)による電圧降下分だけ分散電源(3)と負荷(5)との間に電位差 が生じてアンバランス状態を強制的に生成することができる。このようにアンバ ランス状態が発生すれば、前述したようにインバータ制御により逆充電検出が可 能となり、電力系統(4)の解列の有無を判別することができ、その検知出力に 基づいて解列スイッチ(6)をOFFして分散電源(3)を速やかに解列すること が可能となる。In this device, even if an attempt is made to balance the output of the inverter of the distributed power source (3) and the consumption of the load (5), the resistance (7) is controlled by the ON / OFF control by the switching element (8). An unbalanced state can be forcibly generated by causing a potential difference between the distributed power source (3) and the load (5) by the amount of voltage drop due to. If an imbalance occurs in this way, reverse charging can be detected by inverter control, as described above, and the presence or absence of disconnection in the power system (4) can be determined, and the solution can be determined based on the detected output. It is possible to turn off the column switch (6) and quickly disconnect the distributed power supply (3).

【0011】[0011]

【考案が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the device]

ところで、従来の場合、電力系統(4)の停電に際して、分散電源(3)のイン バータ出力と負荷(5)の消費分とがバランスしたままとならないように、その バランス状態を強制的に崩してアンバランスさせる分散電源(3)の単独運転防 止装置として、抵抗(7)を使用しているが、その場合、以下のような問題があ った。 By the way, in the past, in the event of a power failure in the power system (4), the balance output is forcibly broken so that the inverter output of the distributed power source (3) and the consumption of the load (5) do not remain in balance. The resistance (7) is used as an isolated operation prevention device for the distributed power supply (3) to be unbalanced, but in that case, there were the following problems.

【0012】 即ち、上記分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)の消費分とをアンバラ ンスさせた時に、抵抗(7)に有効電力が流れることになり、その分だけ電力損 失が生じる。電気機器などの負荷(5)が消費する電力損失は、そのまま、負荷 (5)の使用者にとって負担となり、有効電力の無駄となり、抵抗(7)を使用す ることは、使用者にとって好ましい手段ではなかった。That is, when the inverter output of the distributed power source (3) and the consumed amount of the load (5) are unbalanced, active power flows through the resistor (7), and the power loss is accordingly reduced. Occurs. The power loss consumed by the load (5) such as an electric device is a burden on the user of the load (5) as it is, the effective power is wasted, and the use of the resistor (7) is a preferable means for the user. Was not.

【0013】 そこで、本考案は上記問題点に鑑みて提案されたもので、その目的とするとこ ろは、電力系統の遮断時、有効電力による電力損失を発生させることなく、分散 電源のインバータ出力と負荷とを強制的にアンバランスさせ得る分散電源の単独 運転防止装置を提供することにある。Therefore, the present invention was proposed in view of the above problems, and an object thereof is to provide an inverter output of a distributed power supply without causing power loss due to active power when the power system is cut off. It is an object of the present invention to provide an isolated operation prevention device for a distributed power source that can forcibly unbalance the load and the load.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するための技術的手段として、本考案は、小容量電源の発電直 流電力を交流変換すると共にその無効電力を一定制御するインバータを含む下位 系統の分散電源が上位系統の電力系統と連系し、その分散電源又は電力系統から 選択的に負荷に電力を供給するものにおいて、上記分散電源のインバータ出力回 路に、リアクトル及びそのリアクトルをインターバル制御して所定のタイミング でON・OFFさせるスイッチング素子からなり、電力系統が遮断した際、分散 電源のインバータ出力と負荷がバランスしたままとならないようにアンバランス 状態を強制的に生成する直列回路を並列接続したことを特徴とする。 As a technical means for achieving the above-mentioned object, the present invention is an electric power system in which a subordinate distributed power source including an inverter for converting direct-current electric power generated by a small-capacity electric power source into alternating current and controlling the reactive power thereof to a higher electric power system. In this system, the reactor and its reactor are interval-controlled in the inverter output circuit of the distributed power source to turn on / off at a predetermined timing. It is characterized by connecting in parallel a series circuit that consists of switching elements that forcibly generate an unbalanced state so that the inverter output of the distributed power supply and the load do not remain balanced when the power system is cut off.

【0015】 また、前記スイッチング素子は、リアクトルのON時間をOFF時間に対して 短くしたデューティー比に基づくタイミングでインターバル制御することが望ま しい。Further, it is desirable that the switching element perform interval control at a timing based on a duty ratio in which the ON time of the reactor is shorter than the OFF time.

【0016】 更に、前記分散電源のインバータ出力回路とリアクトル及びスイッチング素子 の直列回路との間に、インバータから所定レベル以上の無効電力が一定時間発生 したことを検出する無効電力監視回路を付設することも可能である。Further, a reactive power monitoring circuit for detecting that reactive power of a predetermined level or more is generated from the inverter for a certain period of time is additionally provided between the inverter output circuit of the distributed power source and the series circuit of the reactor and the switching element. Is also possible.

【0017】[0017]

【作用】[Action]

本考案に係る分散電源の単独運転防止装置では、電力系統が遮断した際、分散 電源のインバータ出力と負荷がバランスしたままとならないように、分散電源の インバータ出力回路に並列接続されたリアクトルをスイッチング素子でインター バル制御して所定のタイミングで常時ON・OFFさせることにより、分散電源 のインバータ出力と負荷がバランスしたままとならないように、この状態を強制 的に崩してアンバランスさせる。このアンバランス状態の生成により、インバー タ制御により逆充電検出が可能となり、電力系統の解列の有無を判別することが できる。尚、この場合、上記リアクトルでは、無効電力のみが流れることによっ て、有効電力による電力損失が生じることはない。 The distributed power supply islanding prevention device according to the present invention switches the reactor connected in parallel to the distributed power supply inverter output circuit so that the inverter output of the distributed power supply and the load do not remain balanced when the power system is cut off. By controlling the interval with an element and turning it on and off constantly at a specified timing, this state is forcibly collapsed and unbalanced so that the inverter output of the distributed power supply and the load do not remain balanced. By generating this unbalanced state, reverse charging can be detected by the inverter control, and it is possible to determine whether or not the power system is disconnected. In this case, in the reactor, only reactive power flows, so that power loss due to active power does not occur.

【0018】 また、上記スイッチング素子によるリアクトルのインターバル制御を、リアク トルのON時間をOFF時間に対して短くしたデューティー比に基づくタイミン グでもって行なえば、単一の電力系統に対して複数の分散電源を設置した場合で あっても、各分散電源でのリアクトルのON・OFFタイミングが逆位相となっ て分散電源のインバータ出力と負荷とが結果的にバランスする確率を可及的に小 さくでき、この場合においても、アンバランス状態の強制的な生成を確保できる 。Further, if the reactor interval control by the switching element is performed by the timing based on the duty ratio in which the reactor ON time is shortened with respect to the OFF time, a plurality of dispersions can be performed for a single power system. Even when a power supply is installed, the probability that the ON / OFF timing of the reactor in each distributed power supply will be in the opposite phase and the inverter output of the distributed power supply and the load will eventually be balanced can be minimized. Even in this case, it is possible to ensure the forced generation of the unbalanced state.

【0019】 更に、インバータ出力回路とリアクトル及びスイッチング素子の直列回路との 間に無効電力監視回路を付設すれば、無効電力監視回路が、電力系統の遮断時、 インバータから発生する無効電力を検出することにより、インバータ制御による 周波数異常や電圧異常に基づく逆充電検出に先立って、スイッチング素子による リアクトルのインターバル制御に基づく短時間で逆充電検出が可能となる。Further, by providing a reactive power monitoring circuit between the inverter output circuit and the series circuit of the reactor and the switching element, the reactive power monitoring circuit detects the reactive power generated from the inverter when the power system is cut off. As a result, it becomes possible to detect reverse charge in a short time based on the reactor interval control by the switching element, prior to reverse charge detection based on frequency abnormality or voltage abnormality by the inverter control.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

本考案に係る分散電源の単独運転防止装置を、太陽光発電システムと電力会社 からの電力系統とを電気的に接続する連系システムに適用した実施例を図1乃至 図5に示して説明する。尚、図6と同一又は相当部分には同一参照符号を付して 重複説明は省略する。 An embodiment in which the islanding prevention device for a distributed power source according to the present invention is applied to an interconnection system for electrically connecting a solar power generation system and a power system from a power company will be described with reference to FIGS. 1 to 5. . It should be noted that the same or corresponding parts as those in FIG.

【0021】 本考案の特徴は、図1に示すように太陽電池ユニット(1)に接続された電圧 型電圧制御方式のインバータ(2)を含む下位系統の分散電源(3)が上位系統の 電力系統(4)と連系し、その分散電源(3)又は電力系統(4)から選択的に電 気機器などの負荷(5)に電力を供給する連系システムにおいて、分散電源(3) のインバータ出力回路に、リアクトル(11)及びそのリアクトル(11)をインタ ーバル制御して所定のタイミングで常時ON・OFFさせるスイッチング素子( 12)からなり、電力系統(4)が遮断した際、分散電源(3)のインバータ出力と 負荷(5)がバランスしたままとならないようにアンバランス状態を強制的に生 成する直列回路(13)を並列接続したことにある。なお、図中、(14)はインバ ータ(2)での逆充電検出、又は、後述の無効電力監視装置での無効電力検出に 基づく検知出力によりOFFする解列スイッチである。The feature of the present invention is that the lower distributed power source (3) including the voltage type voltage control type inverter (2) connected to the solar cell unit (1) as shown in FIG. In the interconnected system that is connected to the grid (4) and selectively supplies power from the distributed power supply (3) or the power grid (4) to the load (5) such as electrical equipment, the distributed power supply (3) The inverter output circuit consists of a reactor (11) and a switching element (12) that controls the reactor (11) by turning it on and off constantly at a specified timing. When the power system (4) is cut off, a distributed power supply is provided. This is because the inverter output of (3) and the load (5) are connected in parallel so that the unbalanced state is forcibly generated so that the load (5) does not remain balanced. In the figure, (14) is a disconnect switch that is turned off by detection output based on reverse charge detection by the inverter (2) or reactive power detection by a reactive power monitoring device described later.

【0022】 図1に示す実施例は、単一の電力系統(4)に対して一つの分散電源(3)を連 系させた場合で、図2に示すようにリアクトル(11)をインターバル制御するス イッチイング素子(12)のON時間とOFF時間とを同一としたデューティー比 に設定したものである。The embodiment shown in FIG. 1 is a case where one distributed power source (3) is connected to a single power system (4), and as shown in FIG. 2, the reactor (11) is interval-controlled. The duty ratio is set so that the ON time and OFF time of the switching element (12) are the same.

【0023】 この実施例では、電力系統(4)の停電に際して、分散電源(3)のインバータ 出力と負荷(5)の消費分とがバランスしたままとならないように、上記スイッ チング素子(12)によるON・OFFでもってリアクトル(11)をインターバル 制御することにより、分散電源(3)のインバータ(2)と負荷(5)との間に電 位差を発生させる。即ち、スイッチング素子(12)のON時にバランス状態であ れば、そのOFF時にアンバランス状態となり、逆に、OFF時にバランス状態 であれば、そのON時にアンバランス状態となる。このアンバランス状態の生成 により、インバータ制御により逆充電検出が可能となり、電力系統(4)の解列 の有無を判別することができ、インバータ(2)からの逆充電検出での検知出力 に基づいて、解列スイッチ(14)をOFFすることにより、分散電源(3)を系 統から速やかに解列する。この場合、リアクトル(11)では、無効電力のみが流 れることによって、有効電力による電力損失が生じることはない。In this embodiment, the switching element (12) is so arranged that the inverter output of the distributed power source (3) and the consumption of the load (5) do not remain in balance during a power failure of the power system (4). By controlling the reactor (11) at intervals by turning it on and off, a voltage difference is generated between the inverter (2) of the distributed power supply (3) and the load (5). That is, if the switching element (12) is in a balanced state when it is turned on, it is in an unbalanced state when it is turned off, and conversely, if it is in a balanced state when it is turned off, it is unbalanced when it is turned on. By generating this unbalanced state, it is possible to detect the reverse charge by controlling the inverter, and it is possible to determine whether or not the power system (4) is disconnected, and based on the detection output from the inverter (2) for detecting the reverse charge. Then, by turning off the disconnection switch (14), the distributed power supply (3) is quickly disconnected from the system. In this case, in the reactor (11), only reactive power flows, so that power loss due to active power does not occur.

【0024】 ここで、図1の実施例のように、単一の電力系統(4)に対して一つの分散電 源(3)を連系させた場合では、スイッチング素子(12)のON時間とOFF時 間とを同一としたデューティー比でもって、アンバランス状態を確実に生成する ことができる。しかしながら、図3に示すように、単一の電力系統(4)に対し て複数の分散電源(3)〔図中(a1)(a2)…(an)参照〕を連系させた場合、 各分散電源(3)でのリアクトル(11)のインターバル制御においてスイッチン グ素子(12)のON・OFFタイミングが180°異なって逆位相となる可能性 があり、その場合、分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)の消費分とが結 果的にバランスするという不具合が生じ、分散電源(3)が単独運転してしまう 可能性がある。Here, when one distributed power source (3) is connected to a single power system (4) as in the embodiment of FIG. 1, the ON time of the switching element (12) is increased. An unbalanced state can be generated with certainty by using a duty ratio in which the OFF time and the OFF time are the same. However, as shown in FIG. 3, a plurality of distributed power sources (3) [see (a 1 ) (a 2 ) ... (a n )] are connected to a single power system (4). In this case, the ON / OFF timing of the switching element (12) may be 180 ° out of phase in the interval control of the reactor (11) in each distributed power supply (3), and in that case, the distributed power supply ( There is a possibility that the inverter output of 3) and the consumption of the load (5) will eventually be balanced, and the distributed power supply (3) may operate independently.

【0025】 そこで、この不具合を解消する手段として、図3に示す実施例では、各リアク トル(11)のスイッチング素子(12)のデューティー比を図1に示す実施例の場 合とは異ならせる。即ち、図4に示すようにスイッチング素子(12)のON時間 をOFF時間に対して短くする。これにより、複数の分散電源(3)で、各分散 電源(3)でのリアクトル(11)のインターバル制御においてスイッチング素子 (12)のON・OFFタイミングが180°異なって逆位相となる確率を可及的 に小さくすることができ〔図中(a1)(a2)…(an)参照〕、分散電源(3)の インバータ出力と負荷(5)の消費分とが結果的にバランスすることを未然に防 止し、そのアンバランス状態の強制的な生成を確保する。Therefore, as a means for solving this problem, in the embodiment shown in FIG. 3, the duty ratio of the switching element (12) of each reactor (11) is made different from that in the embodiment shown in FIG. . That is, as shown in FIG. 4, the ON time of the switching element (12) is set shorter than the OFF time. This allows multiple distributed power sources (3) to have the probability that the ON / OFF timing of the switching element (12) will be 180 ° different and opposite phase in the interval control of the reactor (11) in each distributed power source (3). It can be made as small as possible [see (a 1 ) (a 2 ) ... (a n ) in the figure], and the inverter output of the distributed power supply (3) and the consumption of the load (5) eventually balance. To prevent this from happening and to ensure the forced generation of that unbalanced state.

【0026】 尚、スイッチング素子(12)のON時間をOFF時間に対して短くすればする ほど、スイッチング素子(12)のON・OFFタイミングが逆位相となる確率が 益々小さくなり、分散電源(3)のインバータ出力と負荷(5)での消費分とのア ンバランス状態を生成することが、より一層十分に確保できて好適である。The shorter the ON time of the switching element (12) with respect to the OFF time, the smaller the probability that the ON / OFF timing of the switching element (12) will be in the opposite phase. It is preferable to generate an imbalanced state between the inverter output of 1) and the consumption of the load (5) because it can be more sufficiently ensured.

【0027】 また、上述した二つの実施例では、インバータ(2)自体が有する機能、即ち 、インバータ制御に基づく電圧異常により逆充電検出を行い、電力系統(4)の 解列の有無を判別するようにしたが、リアクトル(11)及びスイッチング素子( 12)により生成されるアンバランス状態でリアクトル(11)に無効電力が流れる ので、この無効電力を検出することによって電力系統(4)の解列の有無を判別 することも可能である。Further, in the above-described two embodiments, the reverse charge detection is performed by the function of the inverter (2) itself, that is, the voltage abnormality based on the inverter control, and the presence or absence of the disconnection of the power system (4) is determined. However, since reactive power flows through the reactor (11) in an unbalanced state generated by the reactor (11) and the switching element (12), by detecting this reactive power, the power system (4) is disconnected. It is also possible to determine the presence or absence of.

【0028】 そこで、図5に示す実施例では、図3に示す各分散電源(3)のインバータ出 力回路とリアクトル(11)及びスイッチング素子(12)の直列回路(13)との間 に、インバータ(2)から所定レベル以上の無効電力が一定時間発生することを 検出する無効電力監視回路(15)を付設する。無効電力監視回路(15)は、例え ば、直列接続の変流器(16)、及び並列接続の変圧器(17)と、それら変流器( 16)及び変圧器(17)により検出された電流と電圧との位相差を検知する検出回 路(18)とで構成される。尚、この無効電力監視回路(15)では、位相差を検出 する以外にも電位差を検出するような回路構成とすることも可能である。Therefore, in the embodiment shown in FIG. 5, between the inverter output circuit of each distributed power source (3) shown in FIG. 3 and the series circuit (13) of the reactor (11) and the switching element (12), Attach a reactive power monitoring circuit (15) that detects when reactive power of a predetermined level or higher is generated from the inverter (2) for a certain period of time. The reactive power monitoring circuit (15) is detected by, for example, a series connected current transformer (16) and a parallel connected transformer (17), and the current transformer (16) and the transformer (17). It consists of a detection circuit (18) that detects the phase difference between current and voltage. The reactive power monitoring circuit (15) may have a circuit configuration that detects a potential difference in addition to the phase difference.

【0029】 この実施例では、前述したように、電力系統(4)の停電時、スイッチング素 子(12)によるリアクトル(11)のインターバル制御でもって、分散電源(3) のインバータ出力と負荷(5)での消費分とを強制的にアンバランスさせるが、 ここで、このアンバランス状態の生成により、インバータ制御に基づく電圧異常 によって逆充電検出を行うに先立って、無効電力監視回路(15)を作動させる。 即ち、通常、インバータ(2)がQ=0制御を行なっているため、電流と電圧の 位相差はないが、上記アンバランス状態の生成によりリアクトル(11)に無効電 力が流れると位相差を生じる。従って、無効電力監視回路(15)では、その位相 差を変流器(16)及び変圧器(17)を介して検出回路(18)でもって検知するこ とにより、所定レベル以上の無効電力が一定時間発生したことを検出し、電力系 統(4)の解列の有無を判別し、その検知出力に基づいて解列スイッチ(14)を OFFし、分散電源(3)を系統から速やかに解列する。In this embodiment, as described above, at the time of power failure of the power system (4), the inverter output of the distributed power source (3) and the load () are controlled by the interval control of the reactor (11) by the switching element (12). 5) is forcibly unbalanced with the consumption amount, but here, before the reverse charge detection is performed by the voltage abnormality based on the inverter control by the generation of this unbalanced state, the reactive power monitoring circuit (15) Operate. That is, normally, since the inverter (2) controls Q = 0, there is no phase difference between current and voltage, but when reactive power flows through the reactor (11) due to the generation of the unbalanced state, the phase difference is generated. Occurs. Therefore, in the reactive power monitoring circuit (15), the phase difference is detected by the detection circuit (18) via the current transformer (16) and the transformer (17), so that the reactive power of a predetermined level or more is generated. The occurrence of a certain period of time is detected, the presence or absence of disconnection of the power system (4) is determined, the disconnection switch (14) is turned off based on the detection output, and the distributed power supply (3) is promptly removed from the grid. Disconnect.

【0030】 このようにすれば、インバータ制御に基づく電圧異常によって逆充電検出を行 う前に、短時間で電力系統(4)の解列の有無を判別することができ、リアクト ル(11)に流れる無効電力を極力少なくすることができて好適である。With this configuration, it is possible to determine whether or not the power system (4) is disconnected in a short time before the reverse charge detection is performed due to the voltage abnormality based on the inverter control, and the reactor (11) It is preferable because the reactive power flowing through the can be minimized.

【0031】 尚、前記実施例では、電圧型電圧制御方式によるインバータ制御に基づく電圧 異常により逆充電検出を行なった場合について説明したが、本考案はこれに限定 されることなく、電圧型電流制御方式によるインバータ制御に基づく周波数異常 により逆充電検出を行なうことも可能である。In the above embodiment, the case where the reverse charge detection is performed by the voltage abnormality based on the inverter control by the voltage type voltage control method has been described, but the present invention is not limited to this, and the voltage type current control is performed. It is also possible to detect reverse charge by frequency abnormality based on inverter control by the method.

【0032】[0032]

【考案の効果】[Effect of device]

本考案によれば、電力系統の遮断時に、分散電源のインバータ出力と負荷がバ ランスするような場合であっても、そのバランス状態をリアクトル及びスイッチ ング素子によって強制的に崩してアンバランスさせることにより、インバータ制 御により逆充電検出が可能となり、電力系統の解列の有無を判別することができ て分散電源の単独運転を迅速かつ確実に防止でき、而も、リアクトルの使用によ り無効電力のみが流れるだけで、有効電力による電力損失が生じることはない。 According to the present invention, even when the inverter output of the distributed power source and the load are balanced when the power system is cut off, the balance state is forcibly broken and unbalanced by the reactor and the switching element. This makes it possible to detect reverse charging by controlling the inverter, determine whether or not the power system is disconnected, and quickly and reliably prevent the isolated operation of the distributed power sources. Only electric power flows, and there is no power loss due to active power.

【0033】 また、スイッチング素子によるリアクトルのインターバル制御で、ON時間を OFF時間に対して短くしたデューティー比に基づくタイミングでもって行なえ ば、単一の電力系統に対して複数の分散電源を設置した場合であっても、分散電 源出力と負荷とが結果的にバランスする確率を可及的に小さくでき、そのアンバ ランス状態の生成を確保することができ、この場合も、分散電源の単独運転を迅 速かつ確実に防止できる。Further, in the reactor interval control by the switching element, if the ON time is shorter than the OFF time and the timing is based on the duty ratio, when a plurality of distributed power supplies are installed in a single power system. However, the probability that the distributed power output and the load will eventually be balanced can be minimized, and the generation of the unbalanced state can be ensured. It can be prevented quickly and reliably.

【0034】 更に、無効電力監視回路を付設すれば、インバータ制御による周波数異常や電 圧異常に基づくよりも、短時間で逆充電検出が可能となって迅速な対応ができ、 無効電力を極力少なくすることが可能とな、分散電源の単独運転をより一層迅速 に防止できる。Further, if a reactive power monitoring circuit is additionally provided, reverse charge detection can be performed in a short time and quick response can be made, and reactive power can be reduced as much as possible, as compared with the case of frequency abnormality or voltage abnormality by inverter control. It is possible to prevent the isolated operation of the distributed power generation, which can be performed more quickly.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本考案に係る分散電源の単独運転防止装置の一
実施例を示す概略構成図
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an isolated operation prevention device for a distributed power source according to the present invention.

【図2】図1のスイッチング素子のON・OFF状態を
示すタイミングチャート
FIG. 2 is a timing chart showing ON / OFF states of the switching element of FIG.

【図3】本考案の他の実施例を示す概略構成図FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention.

【図4】図3のスイッチング素子のON・OFF状態を
示すタイミングチャート
FIG. 4 is a timing chart showing ON / OFF states of the switching element of FIG.

【図5】図3の変形例を示す概略構成図5 is a schematic configuration diagram showing a modified example of FIG.

【図6】分散電源の単独運転防止装置の従来例を示す概
略構成図
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing a conventional example of an isolated operation prevention device for a distributed power source.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 小容量電源〔太陽電池ユニット〕 2 インバータ 3 分散電源 4 電力系統 5 負荷 11 リアクトル 12 スイッチング素子 13 直列回路 15 無効電力監視回路 1 Small-capacity power supply (solar cell unit) 2 Inverter 3 Distributed power supply 4 Power system 5 Load 11 Reactor 12 Switching element 13 Series circuit 15 Reactive power monitoring circuit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02M 7/48 M 9181−5H ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H02M 7/48 M 9181-5H

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 【請求項1】 小容量電源の発電直流電力を交流変換す
ると共にその無効電力を一定制御するインバータを含む
下位系統の分散電源が上位系統の電力系統と連系し、そ
の分散電源又は電力系統から選択的に負荷に電力を供給
するものにおいて、上記分散電源のインバータ出力回路
に、リアクトル及びそのリアクトルをインターバル制御
して所定のタイミングでON・OFFさせるスイッチン
グ素子からなり、電力系統が遮断した際、分散電源のイ
ンバータ出力と負荷がバランスしたままとならないよう
にアンバランス状態を強制的に生成する直列回路を並列
接続したことを特徴とする分散電源の単独運転防止装
置。
1. A distributed power supply of a lower system including an inverter for converting generated DC power of a small-capacity power supply to AC and controlling the reactive power thereof at a constant level is connected to a power system of an upper system, and from the distributed power supply or the power system. In the one that selectively supplies power to the load, the inverter output circuit of the distributed power supply includes a reactor and a switching element that performs interval control of the reactor to turn ON / OFF at a predetermined timing, and when the power system is cut off, An isolated operation prevention device for a distributed power supply, comprising a parallel connection of a series circuit for forcibly generating an unbalanced state so that the inverter output of the distributed power supply and the load do not remain balanced.
【請求項2】 前記スイッチング素子は、リアクトルの
ON時間をOFF時間に対して短くしたデューティー比
に基づくタイミングでインターバル制御することを特徴
とする請求項1記載の分散電源の単独運転防止装置。
2. The isolated operation prevention apparatus for a distributed power source according to claim 1, wherein the switching element performs interval control at a timing based on a duty ratio in which the ON time of the reactor is shorter than the OFF time.
【請求項3】 前記分散電源のインバータ出力回路とリ
アクトル及びスイッチング素子の直列回路との間に、イ
ンバータから所定レベル以上の無効電力が一定時間発生
したことを検出する無効電力監視回路を付設したことを
特徴とする請求項2記載の分散電源の単独運転防止装
置。
3. A reactive power monitoring circuit is provided between the inverter output circuit of the distributed power source and the series circuit of the reactor and the switching element to detect that reactive power of a predetermined level or higher is generated from the inverter for a certain period of time. The isolated operation preventing device for a distributed power source according to claim 2.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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