JPH07308025A - 分散電源と電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置 - Google Patents
分散電源と電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置Info
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- JPH07308025A JPH07308025A JP6098281A JP9828194A JPH07308025A JP H07308025 A JPH07308025 A JP H07308025A JP 6098281 A JP6098281 A JP 6098281A JP 9828194 A JP9828194 A JP 9828194A JP H07308025 A JPH07308025 A JP H07308025A
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- power system
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
- Photovoltaic Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】分散電源の発電量と負荷とが平衡している場合
でも、当該分散電源が単独運転状態になったことを確実
に検出できるようにすることにある。 【構成】分散電源の発生電力を無効電力制御のインバー
タと、電力系統を構成する変圧器を介して電力系統に接
続すれば、単独運転時に周期的な周波数変動が現れるか
ら、この周波数変動の大きさと周期とを検出して設定値
と比較することにより、単独運転状態になったか否かを
判定する。又、電流制御のインバータと前記変圧器を介
して分散電源を連系点に接続すれば、単独運転時にはイ
ンバータが変圧器を励磁するので第３調波電圧が現れ
る。この第３調波電圧の絶対量と増加量とを検出し、こ
れらを設定値と比較することにより単独運転状態になっ
たか否かを判定する。
でも、当該分散電源が単独運転状態になったことを確実
に検出できるようにすることにある。 【構成】分散電源の発生電力を無効電力制御のインバー
タと、電力系統を構成する変圧器を介して電力系統に接
続すれば、単独運転時に周期的な周波数変動が現れるか
ら、この周波数変動の大きさと周期とを検出して設定値
と比較することにより、単独運転状態になったか否かを
判定する。又、電流制御のインバータと前記変圧器を介
して分散電源を連系点に接続すれば、単独運転時にはイ
ンバータが変圧器を励磁するので第３調波電圧が現れ
る。この第３調波電圧の絶対量と増加量とを検出し、こ
れらを設定値と比較することにより単独運転状態になっ
たか否かを判定する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、分散電源と電力系統
とが並列運転しているときに電力系統の電源側が開路し
たことを検出して両者の連系点を開放する、分散電源と
電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置に関す
る。
とが並列運転しているときに電力系統の電源側が開路し
たことを検出して両者の連系点を開放する、分散電源と
電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】太陽エネルギーを利用して電力を発生す
る太陽電池や、風のエネルギーを利用して電力を発生す
る風力発電などは、自然界のエネルギーの有効利用であ
って化石エネルギーを使用しないから省エネルギー効果
があるし、公害も発生しない利点もある。最近はこれら
天然エネルギーにより得られる電力に余剰を生じた場合
は、電力系統へその余剰分を送り出す、所謂逆潮流を認
めるようになったので、設置件数は増加する傾向にあ
る。太陽電池を例にすると、１件当たりの発電量は数ｋ
Ｗ程度であるが、逆潮流が認められたことにより、電力
系統にはこれが多数接続されて所謂分散電源を構成す
る。
る太陽電池や、風のエネルギーを利用して電力を発生す
る風力発電などは、自然界のエネルギーの有効利用であ
って化石エネルギーを使用しないから省エネルギー効果
があるし、公害も発生しない利点もある。最近はこれら
天然エネルギーにより得られる電力に余剰を生じた場合
は、電力系統へその余剰分を送り出す、所謂逆潮流を認
めるようになったので、設置件数は増加する傾向にあ
る。太陽電池を例にすると、１件当たりの発電量は数ｋ
Ｗ程度であるが、逆潮流が認められたことにより、電力
系統にはこれが多数接続されて所謂分散電源を構成す
る。
【０００３】図７は逆潮流を認める分散電源と電力系統
とが連系運転する場合の従来例を示した単線接続図であ
る。この従来例回路では、商用電源２が出力する交流電
力を給電遮断器８を介して変圧器３へ供給する。変圧器
３には給電遮断器６と低圧給電回路１１とを接続して低
圧負荷１５へ交流電力を供給し、且つこの変圧器３から
は給電遮断器７と低圧給電回路１２とを介して低圧負荷
１６へも交流電力を供給している。一方、分散電源とし
ての太陽電池２１にはインバータ２２を接続して、イン
バータ２２が出力する交流電力を低圧負荷１５，１６へ
供給できるようにしている。
とが連系運転する場合の従来例を示した単線接続図であ
る。この従来例回路では、商用電源２が出力する交流電
力を給電遮断器８を介して変圧器３へ供給する。変圧器
３には給電遮断器６と低圧給電回路１１とを接続して低
圧負荷１５へ交流電力を供給し、且つこの変圧器３から
は給電遮断器７と低圧給電回路１２とを介して低圧負荷
１６へも交流電力を供給している。一方、分散電源とし
ての太陽電池２１にはインバータ２２を接続して、イン
バータ２２が出力する交流電力を低圧負荷１５，１６へ
供給できるようにしている。
【０００４】ところで太陽電池２１が発生する電力の低
圧電力系統への逆潮流を認める場合は、インバータ２２
と低圧給電回路１１との連系点に連系遮断器２０を設け
て両者を結合する。このように両者を連係すると、曇天
で太陽電池２１の発電量だけでは低圧負荷１５，１６の
需要が賄えない場合は、商用電源２から低圧給電回路１
１を介して低圧負荷１５へ不足分の電力を送りこむのと
同時に、商用電源２から低圧給電回路１２を介して低圧
負荷１６へ不足分の電力を送りこんでいるが、晴天で太
陽電池２１の発電量が増加して、低圧負荷１５，１６へ
電力を供給しても余剰を生じる場合は、この余剰分電力
が連系遮断器２０と低圧給電回路１１を介して商用電源
２へ送り込まれる逆潮流状態となる。太陽電池２１から
低圧給電回路１１へ送りこまれた電力は低圧負荷１５，
１６で消費されるので、商用電源２の発電量はこの余剰
分だけ減少する。
圧電力系統への逆潮流を認める場合は、インバータ２２
と低圧給電回路１１との連系点に連系遮断器２０を設け
て両者を結合する。このように両者を連係すると、曇天
で太陽電池２１の発電量だけでは低圧負荷１５，１６の
需要が賄えない場合は、商用電源２から低圧給電回路１
１を介して低圧負荷１５へ不足分の電力を送りこむのと
同時に、商用電源２から低圧給電回路１２を介して低圧
負荷１６へ不足分の電力を送りこんでいるが、晴天で太
陽電池２１の発電量が増加して、低圧負荷１５，１６へ
電力を供給しても余剰を生じる場合は、この余剰分電力
が連系遮断器２０と低圧給電回路１１を介して商用電源
２へ送り込まれる逆潮流状態となる。太陽電池２１から
低圧給電回路１１へ送りこまれた電力は低圧負荷１５，
１６で消費されるので、商用電源２の発電量はこの余剰
分だけ減少する。
【０００５】このように連系遮断器２０を閉路して低圧
給電回路１１と太陽電池２１とが連系運転しているとき
に、工事のため或いは系統事故のために給電遮断器８が
オフになって商用電源２から低圧給電回路１１，１２へ
の電力供給を遮断しても、太陽電池２１が低圧給電回路
１１，１２を充電している。これを分散電源の単独運転
と称する。給電遮断器６をオフにすれば低圧給電回路１
１，１２は無電圧になるはずなのに、太陽電池２１の単
独運転のために充電しているので、感電などの重大災害
を発生する恐れがある。
給電回路１１と太陽電池２１とが連系運転しているとき
に、工事のため或いは系統事故のために給電遮断器８が
オフになって商用電源２から低圧給電回路１１，１２へ
の電力供給を遮断しても、太陽電池２１が低圧給電回路
１１，１２を充電している。これを分散電源の単独運転
と称する。給電遮断器６をオフにすれば低圧給電回路１
１，１２は無電圧になるはずなのに、太陽電池２１の単
独運転のために充電しているので、感電などの重大災害
を発生する恐れがある。
【０００６】そこで低圧給電回路１１とインバータ２２
との連系点の電圧を電圧検出器２４で検出し、この検出
電圧から連系点電圧の周波数を周波数検出回路３０で検
出する。即ち太陽電池２１の発生電力が不足していて、
商用電源２が低圧給電回路１１，１２を介して低圧負荷
１５，１６へ電力を補給しているときに給電遮断器８が
オフになると、この補給分の供給が断たれるので、太陽
電池２１はこれを補おうとするのでインバータ２２の出
力周波数が低下する。これとは逆に太陽電池２１の発生
電力が大きくて、低圧負荷１５や低圧負荷１６へも電力
を供給している逆潮流時に給電遮断器８がオフになれ
ば、太陽電池２１の負荷が軽くなって電圧検出器２４が
検出する周波数は上昇する。即ち周波数検出回路３０は
連系点の周波数が所定範囲を越えて上昇し或いは下降す
るのを検出すれば、単独運転と判断して連系遮断器２０
を遮断して、低圧給電回路１１，１２が太陽電池２１で
充電されてしまう危険を回避する。
との連系点の電圧を電圧検出器２４で検出し、この検出
電圧から連系点電圧の周波数を周波数検出回路３０で検
出する。即ち太陽電池２１の発生電力が不足していて、
商用電源２が低圧給電回路１１，１２を介して低圧負荷
１５，１６へ電力を補給しているときに給電遮断器８が
オフになると、この補給分の供給が断たれるので、太陽
電池２１はこれを補おうとするのでインバータ２２の出
力周波数が低下する。これとは逆に太陽電池２１の発生
電力が大きくて、低圧負荷１５や低圧負荷１６へも電力
を供給している逆潮流時に給電遮断器８がオフになれ
ば、太陽電池２１の負荷が軽くなって電圧検出器２４が
検出する周波数は上昇する。即ち周波数検出回路３０は
連系点の周波数が所定範囲を越えて上昇し或いは下降す
るのを検出すれば、単独運転と判断して連系遮断器２０
を遮断して、低圧給電回路１１，１２が太陽電池２１で
充電されてしまう危険を回避する。
【０００７】図８は図７の従来例回路に図示している周
波数検出回路の構成を示した回路図である。この図８に
おいて、連系点に設けた電圧検出器２４で検出した電圧
をアナログフィルタ３１を経て方形波コンパレータ３２
へ入力して、正弦波電圧を方形波電圧に変換する。デジ
タル演算回路３４を構成している周波数演算部３５はこ
の方形波電圧の零点から次の零点までの時間をカウント
して周波数を算出し、第６比較部３６はこの周波数演算
値と周波数設定器３３が設定する周波数設定値とを比較
し、周波数演算値が周波数設定値で定めた周波数範囲を
外れたことを検出すれば、太陽電池２１が単独運転状態
になったと判定して連系遮断器２０をオフにする信号を
出力する。
波数検出回路の構成を示した回路図である。この図８に
おいて、連系点に設けた電圧検出器２４で検出した電圧
をアナログフィルタ３１を経て方形波コンパレータ３２
へ入力して、正弦波電圧を方形波電圧に変換する。デジ
タル演算回路３４を構成している周波数演算部３５はこ
の方形波電圧の零点から次の零点までの時間をカウント
して周波数を算出し、第６比較部３６はこの周波数演算
値と周波数設定器３３が設定する周波数設定値とを比較
し、周波数演算値が周波数設定値で定めた周波数範囲を
外れたことを検出すれば、太陽電池２１が単独運転状態
になったと判定して連系遮断器２０をオフにする信号を
出力する。
【０００８】尚、インバータ２２が図示していない絶縁
変圧器を備えている場合は、給電遮断器８の代わりに給
電遮断器６をオフすることもできる。
変圧器を備えている場合は、給電遮断器８の代わりに給
電遮断器６をオフすることもできる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連系点
の周波数変化から太陽電池２１が単独運転状態になった
か否かを検出する前述の方法には次のような欠点があ
る。即ち、図７の従来例回路において、連系遮断器２０
はオンで連系運転状態にあるが、太陽電池２１の発電量
と低圧負荷１５，１６の電力とが殆ど平衡している場合
は、給電遮断器８を通過する電力（即ち商用電源２から
低圧給電回路１１，１２の方向への電力は零である。従
って太陽電池２１の発電量は給電遮断器８がオンの場合
とオフの場合とに変化が無いから、周波数も変化しな
い。即ち単独運転を検出できない大きな欠点がある。
の周波数変化から太陽電池２１が単独運転状態になった
か否かを検出する前述の方法には次のような欠点があ
る。即ち、図７の従来例回路において、連系遮断器２０
はオンで連系運転状態にあるが、太陽電池２１の発電量
と低圧負荷１５，１６の電力とが殆ど平衡している場合
は、給電遮断器８を通過する電力（即ち商用電源２から
低圧給電回路１１，１２の方向への電力は零である。従
って太陽電池２１の発電量は給電遮断器８がオンの場合
とオフの場合とに変化が無いから、周波数も変化しな
い。即ち単独運転を検出できない大きな欠点がある。
【００１０】そこでこの発明の目的は、分散電源の発電
量と分散電源用負荷とが平衡している場合でも、当該分
散電源が単独運転状態になったことを確実に検出できる
ようにすることにある。
量と分散電源用負荷とが平衡している場合でも、当該分
散電源が単独運転状態になったことを確実に検出できる
ようにすることにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めにこの発明の分散電源と電力系統との連系運転の保護
方法とその保護装置は、分散電源に無効電力制御を行う
インバータを接続し、このインバータと電力系統とを連
系開閉器と電力系統を構成する変圧器を介して接続し、
前記インバータは負荷へ交流電力を供給すると共に、こ
の電力の余剰分は前記連系開閉器と前記変圧器を経て前
記電力系統へ逆潮流させる分散電源と電力系統との連系
運転方法において、前記連系開閉器の交流電圧を検出
し、この交流電圧から周波数変動成分の周期と周波数変
動成分の最大値とを検出し、前記周波数変動周期検出値
をその設定値と比較し、前記周波数変動幅検出値とその
設定値とを比較し、両比較結果の論理積結果に基づいて
前記連系開閉器を開放するものとする。
めにこの発明の分散電源と電力系統との連系運転の保護
方法とその保護装置は、分散電源に無効電力制御を行う
インバータを接続し、このインバータと電力系統とを連
系開閉器と電力系統を構成する変圧器を介して接続し、
前記インバータは負荷へ交流電力を供給すると共に、こ
の電力の余剰分は前記連系開閉器と前記変圧器を経て前
記電力系統へ逆潮流させる分散電源と電力系統との連系
運転方法において、前記連系開閉器の交流電圧を検出
し、この交流電圧から周波数変動成分の周期と周波数変
動成分の最大値とを検出し、前記周波数変動周期検出値
をその設定値と比較し、前記周波数変動幅検出値とその
設定値とを比較し、両比較結果の論理積結果に基づいて
前記連系開閉器を開放するものとする。
【００１２】又は、前記連系開閉器の交流電圧を検出
し、この交流電圧から一定周期の周波数変動成分を抽出
し、これと周波数変動幅設定値と比較し、この比較結果
に基づいて前記連系開閉器を開路するものとする。又
は、分散電源に電流制御を行うインバータを接続し、こ
のインバータと電力系統とを連系開閉器と電力系統を構
成するを介して接続し、前記インバータは負荷へ交流電
力を供給すると共に、この電力の余剰分は前記連系開閉
器と前記変圧器とを経て前記電力系統へ逆潮流させる分
散電源と電力系統との連系運転方法において、前記連系
開閉器の交流電圧から商用周波数の第３調波電圧を検出
し、この第３調波電圧の絶対量と増加量とを検出し、前
記第３調波電圧絶対量をその設定値と比較し、前記第３
調波電圧増加量をその設定値とを比較し、両比較結果の
論理積結果に基づいて前記連系開閉器を開放するものと
する。
し、この交流電圧から一定周期の周波数変動成分を抽出
し、これと周波数変動幅設定値と比較し、この比較結果
に基づいて前記連系開閉器を開路するものとする。又
は、分散電源に電流制御を行うインバータを接続し、こ
のインバータと電力系統とを連系開閉器と電力系統を構
成するを介して接続し、前記インバータは負荷へ交流電
力を供給すると共に、この電力の余剰分は前記連系開閉
器と前記変圧器とを経て前記電力系統へ逆潮流させる分
散電源と電力系統との連系運転方法において、前記連系
開閉器の交流電圧から商用周波数の第３調波電圧を検出
し、この第３調波電圧の絶対量と増加量とを検出し、前
記第３調波電圧絶対量をその設定値と比較し、前記第３
調波電圧増加量をその設定値とを比較し、両比較結果の
論理積結果に基づいて前記連系開閉器を開放するものと
する。
【００１３】
【作用】この発明は、分散電源の出力を無効電力制御を
行うインバータで交流電力に変換し、これと電力系統と
を、電力系統を構成する変圧器を介して連系運転する構
成にする。分散電源が単独運転状態になれば、インバー
タの無効電力制御により連系点には周期的な周波数変動
が現れる。そこでアナログフィルタで商用周波数を抽出
し、周波数変動の成分の周期と最大値とを求め、周波数
変動成分の周期と周波数変動周期設定値との比較と、周
波数変動成分の最大値と周波数変動幅設定値との比較を
行い、両比較結果の論理積から、当該分散電源が単独運
転状態にあるか否かを判定する。又は、デジタルフィル
タで一定周期の周波数変動成分のみを抽出し、これと周
波数変動幅設定値との比較結果から当該分散電源が単独
運転状態にあるか否かを判定する。
行うインバータで交流電力に変換し、これと電力系統と
を、電力系統を構成する変圧器を介して連系運転する構
成にする。分散電源が単独運転状態になれば、インバー
タの無効電力制御により連系点には周期的な周波数変動
が現れる。そこでアナログフィルタで商用周波数を抽出
し、周波数変動の成分の周期と最大値とを求め、周波数
変動成分の周期と周波数変動周期設定値との比較と、周
波数変動成分の最大値と周波数変動幅設定値との比較を
行い、両比較結果の論理積から、当該分散電源が単独運
転状態にあるか否かを判定する。又は、デジタルフィル
タで一定周期の周波数変動成分のみを抽出し、これと周
波数変動幅設定値との比較結果から当該分散電源が単独
運転状態にあるか否かを判定する。
【００１４】又は、分散電源が単独運転状態になると、
当該分散電源が前記変圧器を励磁するので第３調波電圧
が増加する。そこで連系点電圧からアナログフィルタを
介して第３調波電圧を検出し、この第３調波電圧の絶対
量をその設定値と比較し、且つ第３調波電圧の増加量を
その設定値と比較し、両比較結果の論理積から当該分散
電源が単独運転状態にあるか否かを判定する。
当該分散電源が前記変圧器を励磁するので第３調波電圧
が増加する。そこで連系点電圧からアナログフィルタを
介して第３調波電圧を検出し、この第３調波電圧の絶対
量をその設定値と比較し、且つ第３調波電圧の増加量を
その設定値と比較し、両比較結果の論理積から当該分散
電源が単独運転状態にあるか否かを判定する。
【００１５】
【実施例】図１は本発明の第１実施例を表したフローチ
ャートであって請求項１に対応するが、この第１実施例
は図７で既述の従来例回路に適用する。即ち図１のフロ
ーチャートにおいて、電力系統と分散電源との連系点の
電圧から周波数を検出（処理７１，７２）し、この検出
周波数から周波数変動成分の最大値を検出（処理７３）
する。この検出最大値が周波数変動幅設定値を越えたか
否かを判断９１で判定する。一方、処理７２で得られた
検出周波数から周波数変動周期を検出（処理７４）し、
検出周期が周波数変動周期設定値を越えたか否かを判断
９２で判定する。判断９１と９２の判定結果の論理積演
算（処理７５）を行い、その演算結果に従って連系開閉
器をオフ（処理７６）にすることにより、分散電源の単
独運転の回避を図る。
ャートであって請求項１に対応するが、この第１実施例
は図７で既述の従来例回路に適用する。即ち図１のフロ
ーチャートにおいて、電力系統と分散電源との連系点の
電圧から周波数を検出（処理７１，７２）し、この検出
周波数から周波数変動成分の最大値を検出（処理７３）
する。この検出最大値が周波数変動幅設定値を越えたか
否かを判断９１で判定する。一方、処理７２で得られた
検出周波数から周波数変動周期を検出（処理７４）し、
検出周期が周波数変動周期設定値を越えたか否かを判断
９２で判定する。判断９１と９２の判定結果の論理積演
算（処理７５）を行い、その演算結果に従って連系開閉
器をオフ（処理７６）にすることにより、分散電源の単
独運転の回避を図る。
【００１６】図２は本発明の第２実施例を表した回路図
であって請求項２に対応するが、この第２実施例回路も
図７で既述の従来例回路に適用して太陽電池２１が単独
運転状態になるのを回避するが、前述したように太陽電
池２１の発生電力は無効電力制御をするインバータ２２
を介して連系遮断器２０に接続している。この第２実施
例回路において、連系点に設けた電圧検出器２４が検出
する電圧をアナログフィルタ３１へ入力する。このアナ
ログフィルタ３１はバンドパスフィルタであって、商用
周波数の正弦波電圧のみを抽出するから、方形波コンパ
レータ３２はこの正弦波電圧を方形波電圧に変換してデ
ジタル演算回路４０へ与える。デジタル演算回路４０を
構成している周波数演算部３５は、方形波電圧の零点か
ら次の零点までの時間をカウントして周波数を演算す
る。次いで変動分実効値演算部４３はこの周波数演算値
から周波数変動分の実効値を演算する。この演算結果と
変動幅設定器４１が設定する周波数変動幅設定値とを第
１比較部４５において比較し、演算値が設定値を上回れ
ば第１比較部４５は論理Ｈ信号を出力する。
であって請求項２に対応するが、この第２実施例回路も
図７で既述の従来例回路に適用して太陽電池２１が単独
運転状態になるのを回避するが、前述したように太陽電
池２１の発生電力は無効電力制御をするインバータ２２
を介して連系遮断器２０に接続している。この第２実施
例回路において、連系点に設けた電圧検出器２４が検出
する電圧をアナログフィルタ３１へ入力する。このアナ
ログフィルタ３１はバンドパスフィルタであって、商用
周波数の正弦波電圧のみを抽出するから、方形波コンパ
レータ３２はこの正弦波電圧を方形波電圧に変換してデ
ジタル演算回路４０へ与える。デジタル演算回路４０を
構成している周波数演算部３５は、方形波電圧の零点か
ら次の零点までの時間をカウントして周波数を演算す
る。次いで変動分実効値演算部４３はこの周波数演算値
から周波数変動分の実効値を演算する。この演算結果と
変動幅設定器４１が設定する周波数変動幅設定値とを第
１比較部４５において比較し、演算値が設定値を上回れ
ば第１比較部４５は論理Ｈ信号を出力する。
【００１７】一方、変動周期演算部４４も周波数演算部
３５が算出した周波数演算値を入力して周波数変動周期
を演算する。第２比較部４６は変動周期演算部４４の演
算結果と変動周期設定器４２が設定する周波数変動周期
設定値とを比較し、両者が等しいときに第２比較部４６
は論理Ｈ信号を出力する。第１論理積演算部４７は第１
比較部４５が出力する論理信号と第２比較部４６が出力
する論理信号との論理積を演算する。即ち第１論理積演
算部４７の演算結果が論理Ｈ信号の場合は太陽電池２１
が単独運転状態にあるとの判定であり、単独運転を解消
するために連系遮断器２０へ開路信号を与える。
３５が算出した周波数演算値を入力して周波数変動周期
を演算する。第２比較部４６は変動周期演算部４４の演
算結果と変動周期設定器４２が設定する周波数変動周期
設定値とを比較し、両者が等しいときに第２比較部４６
は論理Ｈ信号を出力する。第１論理積演算部４７は第１
比較部４５が出力する論理信号と第２比較部４６が出力
する論理信号との論理積を演算する。即ち第１論理積演
算部４７の演算結果が論理Ｈ信号の場合は太陽電池２１
が単独運転状態にあるとの判定であり、単独運転を解消
するために連系遮断器２０へ開路信号を与える。
【００１８】図３は本発明の第３実施例を表したフロー
チャートであって請求項３に対応するが、この第３実施
例も図７で既述の従来例回路に適用する。即ち図３のフ
ローチャートにおいて、電力系統と分散電源との連系点
の電圧から周波数を検出（処理７１，７２）するのは、
図１で既述の第１実施例の場合と同じである。次いでこ
の検出周波数から商用周波数成分と低周波の周波数変動
成分及び高周波の周波数変動成分とを除去することで一
定周期の周波数変動成分のみを抽出（処理７７）する。
この抽出分の実効値を演算（処理７８）し、この演算結
果が周波数変動幅設定値を越えたか否かを判断９３で判
定する。判断９３の判定結果に従って連系開閉器をオフ
（処理７６）にすることにより、分散電源の単独運転の
回避を図る。
チャートであって請求項３に対応するが、この第３実施
例も図７で既述の従来例回路に適用する。即ち図３のフ
ローチャートにおいて、電力系統と分散電源との連系点
の電圧から周波数を検出（処理７１，７２）するのは、
図１で既述の第１実施例の場合と同じである。次いでこ
の検出周波数から商用周波数成分と低周波の周波数変動
成分及び高周波の周波数変動成分とを除去することで一
定周期の周波数変動成分のみを抽出（処理７７）する。
この抽出分の実効値を演算（処理７８）し、この演算結
果が周波数変動幅設定値を越えたか否かを判断９３で判
定する。判断９３の判定結果に従って連系開閉器をオフ
（処理７６）にすることにより、分散電源の単独運転の
回避を図る。
【００１９】図４は本発明の第４実施例を表した回路図
であって請求項４に対応するが、この第４実施例回路も
図７で既述の従来例回路に適用して太陽電池２１が単独
運転状態になるのを回避するが、前述したように太陽電
池２１の発生電力は無効電力制御をするインバータ２２
を介して連系遮断器２０に接続している。この第４実施
例回路において、連系点に設けた電圧検出器２４が検出
する電圧はアナログフィルタ３１へ入力する。このアナ
ログフィルタ３１はバンドパスフィルタであって、商用
周波数の正弦波電圧のみを抽出するから、方形波コンパ
レータ３２はこの正弦波電圧を方形波電圧に変換してデ
ジタル演算回路５０へ与える。デジタル演算回路５０を
構成している周波数演算部３５は方形波電圧の零点から
次の零点までの時間をカウントして周波数を演算する。
次いでデジタルフィルタ５２はこの周波数演算値から商
用周波数成分と低周波の周波数変動成分及び高周波の周
波数変動成分とを除去して一定周期の周波数変動成分の
みを抽出する。変動分実効値演算部５３はこの抽出結果
から変動分実効値を算出し、第３比較部５４は変動分実
効値演算部５３の演算結果と変動幅設定器５１が設定す
る周波数変動幅設定値とを比較する。演算値が設定値を
上回れば第３比較部５４は論理Ｈ信号を出力して連系遮
断器２０を遮断させ、太陽電池２１が単独運転状態にな
るのを回避する。
であって請求項４に対応するが、この第４実施例回路も
図７で既述の従来例回路に適用して太陽電池２１が単独
運転状態になるのを回避するが、前述したように太陽電
池２１の発生電力は無効電力制御をするインバータ２２
を介して連系遮断器２０に接続している。この第４実施
例回路において、連系点に設けた電圧検出器２４が検出
する電圧はアナログフィルタ３１へ入力する。このアナ
ログフィルタ３１はバンドパスフィルタであって、商用
周波数の正弦波電圧のみを抽出するから、方形波コンパ
レータ３２はこの正弦波電圧を方形波電圧に変換してデ
ジタル演算回路５０へ与える。デジタル演算回路５０を
構成している周波数演算部３５は方形波電圧の零点から
次の零点までの時間をカウントして周波数を演算する。
次いでデジタルフィルタ５２はこの周波数演算値から商
用周波数成分と低周波の周波数変動成分及び高周波の周
波数変動成分とを除去して一定周期の周波数変動成分の
みを抽出する。変動分実効値演算部５３はこの抽出結果
から変動分実効値を算出し、第３比較部５４は変動分実
効値演算部５３の演算結果と変動幅設定器５１が設定す
る周波数変動幅設定値とを比較する。演算値が設定値を
上回れば第３比較部５４は論理Ｈ信号を出力して連系遮
断器２０を遮断させ、太陽電池２１が単独運転状態にな
るのを回避する。
【００２０】図５は本発明の第５実施例を表したフロー
チャートであって請求項５に対応するが、この第５実施
例も図７で既述の従来例回路に適用する。即ち図５のフ
ローチャートにおいて、電力系統と分散電源との連系点
の電圧を検出（処理７１）し、この検出電圧から第３調
波電圧を検出（処理７９）する。この第３調波電圧検出
値の絶対量を演算（処理８０）し、この絶対量演算値が
設定値を越えたか否かを判断９４で判定する。一方、処
理７９で得られた第３調波電圧検出値からその増加量を
演算（処理８１）し、この増加量演算値が設定値を越え
たか否かを判断９５で判定する。判断９４と９５の判定
結果の論理積算（処理８２）を行い、その演算結果に従
って連系開閉器をオフ（処理７６）にすることにより、
分散電源の単独運転の回避を図る。
チャートであって請求項５に対応するが、この第５実施
例も図７で既述の従来例回路に適用する。即ち図５のフ
ローチャートにおいて、電力系統と分散電源との連系点
の電圧を検出（処理７１）し、この検出電圧から第３調
波電圧を検出（処理７９）する。この第３調波電圧検出
値の絶対量を演算（処理８０）し、この絶対量演算値が
設定値を越えたか否かを判断９４で判定する。一方、処
理７９で得られた第３調波電圧検出値からその増加量を
演算（処理８１）し、この増加量演算値が設定値を越え
たか否かを判断９５で判定する。判断９４と９５の判定
結果の論理積算（処理８２）を行い、その演算結果に従
って連系開閉器をオフ（処理７６）にすることにより、
分散電源の単独運転の回避を図る。
【００２１】図６は本発明の第６実施例を表した回路図
であって請求項６に対応するが、この第６実施例回路も
図７で既述の従来例回路に適用して太陽電池２１が単独
運転状態になるのを回避するが、前述したように太陽電
池２１の発生電力は電流制御をするインバータ２２を介
して連系遮断器２０に接続している。この第６実施例回
路において、連系点に設けた電圧検出器２４が検出する
電圧をアナログフィルタ６１へ入力する。このアナログ
フィルタ６１はバンドパスフィルタであって、商用周波
数の第３調波の正弦波電圧のみを抽出する。Ａ／Ｄ変換
器６２はアナログ量の第３調波電圧をデジタル量に変換
してデジタル演算回路６０へ与える。デジタル演算回路
６０を構成している絶対量演算部６５は第３調波電圧の
絶対量を算出しており、第４比較部６７はこの第３調波
電圧絶対量演算値と絶対量設定器６３が設定する第３調
波電圧絶対量設定値とを比較し、演算値が設定値を上回
れば第４比較部６７は論理Ｈ信号を出力する。
であって請求項６に対応するが、この第６実施例回路も
図７で既述の従来例回路に適用して太陽電池２１が単独
運転状態になるのを回避するが、前述したように太陽電
池２１の発生電力は電流制御をするインバータ２２を介
して連系遮断器２０に接続している。この第６実施例回
路において、連系点に設けた電圧検出器２４が検出する
電圧をアナログフィルタ６１へ入力する。このアナログ
フィルタ６１はバンドパスフィルタであって、商用周波
数の第３調波の正弦波電圧のみを抽出する。Ａ／Ｄ変換
器６２はアナログ量の第３調波電圧をデジタル量に変換
してデジタル演算回路６０へ与える。デジタル演算回路
６０を構成している絶対量演算部６５は第３調波電圧の
絶対量を算出しており、第４比較部６７はこの第３調波
電圧絶対量演算値と絶対量設定器６３が設定する第３調
波電圧絶対量設定値とを比較し、演算値が設定値を上回
れば第４比較部６７は論理Ｈ信号を出力する。
【００２２】一方、増加量演算部６６もＡ／Ｄ変換器６
２から第３調波電圧を入力してその増加量を算出する。
第５比較部６８はこの第３調波電圧増加量演算値と増加
量設定器６４が設定する第３調波電圧増加量設定値とを
比較し、演算値が設定値を上回れば第５比較部６８は論
理Ｈ信号を出力する。第２論理積演算部６９は第４比較
部６７が出力する論理信号と第５比較部６８が出力する
論理信号との論理積を演算する。即ち第２論理積演算部
６９の演算結果が論理Ｈ信号の場合は太陽電池２１が単
独運転状態にあるとの判定であり、単独運転を解消する
ために連系遮断器２０へ開路信号を与える。
２から第３調波電圧を入力してその増加量を算出する。
第５比較部６８はこの第３調波電圧増加量演算値と増加
量設定器６４が設定する第３調波電圧増加量設定値とを
比較し、演算値が設定値を上回れば第５比較部６８は論
理Ｈ信号を出力する。第２論理積演算部６９は第４比較
部６７が出力する論理信号と第５比較部６８が出力する
論理信号との論理積を演算する。即ち第２論理積演算部
６９の演算結果が論理Ｈ信号の場合は太陽電池２１が単
独運転状態にあるとの判定であり、単独運転を解消する
ために連系遮断器２０へ開路信号を与える。
【００２３】
【発明の効果】従来は分散電源側の周波数が上昇または
下降したことを検出して当該分散電源が単独運転状態に
なったか否かを判断していたが、分散電源の発生電力と
負荷の消費電力とが平衡しているときは、単独運転状態
になっても周波数が変化しないので、単独運転の検出が
できない不具合があったが、本発明では、分散電源の発
生電力を無効電力制御をするインバータと電力系統を構
成する変圧器を介して電力系統と連系する構成にしてい
る。無効電力制御をするインバータは単独運転時に周期
的な周波数変動が現れるので、その周波数変動の大きさ
や周期を検出することにより、分散電源が単独運転状態
になったか否かを確実に検出することができる効果が得
られる。又、分散電源の発生電力を電流制御のインバー
タと前記変圧器を介して、前記変圧器と連系する構成に
する場合、分散電源が単独運転になれば前記変圧器を電
流制御インバータの交流出力で励磁することになるの
で、そのときに生じる第３調波電圧の絶対量や第３調波
電圧の増加量から、当該分散電源が単独運転状態になっ
たか否かを確実に検出することができる。
下降したことを検出して当該分散電源が単独運転状態に
なったか否かを判断していたが、分散電源の発生電力と
負荷の消費電力とが平衡しているときは、単独運転状態
になっても周波数が変化しないので、単独運転の検出が
できない不具合があったが、本発明では、分散電源の発
生電力を無効電力制御をするインバータと電力系統を構
成する変圧器を介して電力系統と連系する構成にしてい
る。無効電力制御をするインバータは単独運転時に周期
的な周波数変動が現れるので、その周波数変動の大きさ
や周期を検出することにより、分散電源が単独運転状態
になったか否かを確実に検出することができる効果が得
られる。又、分散電源の発生電力を電流制御のインバー
タと前記変圧器を介して、前記変圧器と連系する構成に
する場合、分散電源が単独運転になれば前記変圧器を電
流制御インバータの交流出力で励磁することになるの
で、そのときに生じる第３調波電圧の絶対量や第３調波
電圧の増加量から、当該分散電源が単独運転状態になっ
たか否かを確実に検出することができる。
【図１】本発明の第１実施例を表したフローチャート
【図２】本発明の第２実施例を表した回路図
【図３】本発明の第３実施例を表したフローチャート
【図４】本発明の第４実施例を表した回路図
【図５】本発明の第５実施例を表したフローチャート
【図６】本発明の第６実施例を表した回路図
【図７】逆潮流を認める分散電源と電力系統とが連系運
転する場合の従来例を示した単線接続図
転する場合の従来例を示した単線接続図
【図８】図７の従来例回路に図示している周波数検出回
路の構成を示した回路図
路の構成を示した回路図
２ 商用電源 ３ 変圧器 ６〜８ 給電遮断器 １１，１２ 低圧給電回路 １５，１６ 低圧負荷 ２０ 連系遮断器 ２１ 分散電源としての太陽電池 ２２ インバータ ２４ 電圧検出器 ３０ 周波数検出回路 ３１，６１ アナログフィルタ ３２ 方形波コンパレータ ３３ 周波数設定器 ３４ デジタル演算回路 ３５ 周波数演算部 ３６ 第６比較部 ４０，５０ デジタル演算回路 ４１，５１ 変動幅設定器 ４２ 変動周期設定器 ４３，５３ 変動分実効値演算部 ４４ 変動周期演算部 ４５ 第１比較部 ４６ 第２比較部 ４７ 第１論理積演算部 ５２ デジタルフィルタ ５４ 第３比較部 ６０ デジタル演算部 ６２ Ａ／Ｄ変換器 ６３ 絶対量設定器 ６４ 増加量設定器 ６５ 絶対量演算部 ６６ 増加量演算部 ６７ 第４比較部 ６８ 第５比較部 ６９ 第２論理積演算部 ７１〜８２ 処理 ９１〜９５ 判断
───────────────────────────────────────────────────── 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 Ｄ 9181−5Ｈ
Claims (6)
- 【請求項１】分散電源に無効電力制御を行うインバータ
を接続し、このインバータと電力系統とを連系開閉器と
電力系統を構成する変圧器を介して接続し、前記インバ
ータは負荷へ交流電力を供給すると共に、この電力の余
剰分は前記連系開閉器と前記変圧器を経て前記電力系統
へ逆潮流させる分散電源と電力系統との連系運転方法に
おいて、 前記連系開閉器の交流電圧を検出し、この交流電圧から
周波数変動成分の周期と周波数変動成分の最大値とを検
出し、前記周波数変動周期検出値をその設定値と比較
し、前記周波数変動幅検出値とその設定値とを比較し、
両比較結果の論理積結果に基づいて前記連系開閉器を開
放することを特徴とする分散電源と電力系統との連系運
転の保護方法。 - 【請求項２】分散電源に無効電力制御を行うインバータ
を接続し、このインバータと電力系統とを連系開閉器と
電力系統を構成する変圧器を介して接続し、前記インバ
ータは負荷へ交流電力を供給すると共に、この電力の余
剰分は前記連系開閉器と前記変圧器を経て前記電力系統
へ逆潮流させる分散電源と電力系統との連系運転装置に
おいて、 前記連系開閉器の交流電圧を検出する電圧検出手段と、
前記電力系統周波数の正弦波電圧を抽出するアナログフ
ィルタと、この正弦波電圧を方形波電圧に変換するコン
パレータと、この方形波電圧を入力するデジタル演算手
段とを備え、このデジタル演算手段は入力した方形波電
圧の周波数を算出する周波数演算部と，この周波数演算
値から周波数変動分実効値を算出する変動分実効値演算
部と，この演算結果と変動幅設定値とを比較する第１比
較部と，前記周波数演算値から周波数変動周期を算出す
る変動周期演算部と，この演算結果と変動周期設定値と
を比較する第２比較部と，これら第１比較部の出力と第
２比較部の出力との論理積を演算する第１論理積演算部
とで構成し、この第１論理積演算部の出力信号に対応し
て前記連係開閉器を開路することを特徴とする分散電源
と電力系統との連系運転の保護装置。 - 【請求項３】分散電源に無効電力制御を行うインバータ
を接続し、このインバータと電力系統とを連系開閉器と
電力系統を構成する変圧器を介して接続し、前記インバ
ータは負荷へ交流電力を供給すると共に、この電力の余
剰分は前記連系開閉器と前記変圧器を経て前記電力系統
へ逆潮流させる分散電源と電力系統との連系運転方法に
おいて、 前記連系開閉器の交流電圧を検出し、この交流電圧から
一定周期の周波数変動成分を抽出し、これと周波数変動
幅設定値と比較し、この比較結果に基づいて前記連系開
閉器を開路することを特徴とする分散電源と電力系統と
の連系運転の保護方法。 - 【請求項４】分散電源に無効電力制御を行うインバータ
を接続し、このインバータと電力系統とを連系開閉器と
電力系統を構成する変圧器を介して接続し、前記インバ
ータは負荷へ交流電力を供給すると共に、この電力の余
剰分は前記連系開閉器と前記変圧器を経て前記電力系統
へ逆潮流させる分散電源と電力系統との連系運転装置に
おいて、 前記連系点の交流電圧を検出する電圧検出手段と、前記
電力系統周波数の正弦波電圧を抽出するアナログフィル
タと、この正弦波電圧を方形波電圧に変換するコンパレ
ータと、この方形波電圧を入力するデジタル演算手段と
を備え、このデジタル演算手段は入力した方形波電圧の
周波数を算出する周波数演算部と，この周波数演算値か
ら一定周期の周波数変動分を抽出するデジタルフィルタ
と，このデジタルフィルタの出力値を入力して周波数変
動分の実効値を算出する変動分実効値演算部と，この演
算結果と周波数変動幅設定値とを比較する第３比較部と
で構成し、この第３比較部の出力信号に対応して前記連
系開閉器を開放することを特徴とする分散電源と電力系
統との連系運転の保護装置。 - 【請求項５】分散電源に電流制御を行うインバータを接
続し、このインバータと電力系統とを連系開閉器と電力
系統を構成する変圧器を介して接続し、前記インバータ
は負荷へ交流電力を供給すると共に、この電力の余剰分
は前記連系開閉器と前記変圧器とを経て前記電力系統へ
逆潮流させる分散電源と電力系統との連系運転方法にお
いて、 前記連系開閉器の交流電圧から商用周波数の第３調波電
圧を検出し、この第３調波電圧の絶対量と増加量とを演
算し、前記第３調波電圧絶対量演算値をその設定値と比
較し、前記第３調波電圧増加量演算値をその設定値とを
比較し、両比較結果の論理積結果に基づいて前記連系開
閉器を開放することを特徴とする分散電源と電力系統と
の連系運転の保護方法。 - 【請求項６】分散電源に電流制御を行うインバータを接
続し、このインバータと電力系統とを連系開閉器と電力
系統を構成する変圧器を介して接続し、前記インバータ
は負荷へ交流電力を供給すると共に、この電力の余剰分
は前記連系開閉器と前記変圧器とを経て前記電力系統へ
逆潮流させる分散電源と電力系統との連系運転装置にお
いて、 前記連系開閉器の交流電圧を検出する電圧検出手段と、
検出した正弦波電圧から第３調波の正弦波電圧を抽出す
るアナログフィルタと、このアナログフィルタの出力を
デジタル量に変換するＡ／Ｄ変換手段と、このＡ／Ｄ変
換手段の出力信号を入力するデジタル演算手段とを備
え、このデジタル演算手段は前記Ａ／Ｄ変換手段から入
力した第３調波電圧からその絶対量を算出する絶対量演
算部と，この第３調波電圧絶対量演算値と絶対量設定値
とを比較する第４比較部と，前記Ａ／Ｄ変換手段から入
力した第３調波電圧からその増加量を算出する増加量演
算部と，この第３調波電圧増加量演算値と増加量設定値
とを比較する第５比較部と，これら第４比較部の出力と
第５比較部の出力との論理積を演算する第２論理積演算
部とで構成し、この第２論理積演算部の出力信号に対応
して前記連系開閉器を開路することを特徴とする分散電
源と電力系統との連系運転の保護装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6098281A JPH07308025A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 分散電源と電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6098281A JPH07308025A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 分散電源と電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07308025A true JPH07308025A (ja) | 1995-11-21 |
Family
ID=14215551
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6098281A Pending JPH07308025A (ja) | 1994-05-12 | 1994-05-12 | 分散電源と電力系統との連系運転の保護方法とその保護装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07308025A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012034452A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Hitachi Ltd | スマートグリッドの監視制御方法及び装置 |
| JP2014533486A (ja) * | 2011-11-15 | 2014-12-11 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエＳｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｔｏｓｈｉｂａ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｅｕｒｏｐｅ Ｓａｓ | 電気負荷に印加される電圧を補正する制御方法及びシステム |
| JP2016092963A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | 単独運転検出装置、単独運転検出用の制御装置および分散型電源装置 |
| JP2017005820A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 株式会社村田製作所 | 単独運転検出方法及び単独運転検出装置 |
-
1994
- 1994-05-12 JP JP6098281A patent/JPH07308025A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2012034452A (ja) * | 2010-07-29 | 2012-02-16 | Hitachi Ltd | スマートグリッドの監視制御方法及び装置 |
| JP2014533486A (ja) * | 2011-11-15 | 2014-12-11 | シュネーデル、トウシバ、インベーター、ヨーロッパ、ソシエテ、パル、アクション、セプリフエＳｃｈｎｅｉｄｅｒ Ｔｏｓｈｉｂａ Ｉｎｖｅｒｔｅｒ Ｅｕｒｏｐｅ Ｓａｓ | 電気負荷に印加される電圧を補正する制御方法及びシステム |
| JP2016092963A (ja) * | 2014-11-04 | 2016-05-23 | 三菱電機株式会社 | 単独運転検出装置、単独運転検出用の制御装置および分散型電源装置 |
| JP2017005820A (ja) * | 2015-06-08 | 2017-01-05 | 株式会社村田製作所 | 単独運転検出方法及び単独運転検出装置 |
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