JPH08237870A - 逆充電防止装置を備えた分散電源と分散電源システム及び複合形分散電源システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開閉器１１の上位側の遮断器２が開放された
場合、速かに開閉器１１を開路する。 【構成】 遮断器の下位側の配電線に開閉器１１を介し
て電力系統と連系される分散電源において、電波を利用
して標準時刻に修正する機能を備えた時計により周期的
に位相が修正される低周波発振器１３と、該低周波発振
器の出力信号ｆ2を前記分散電源の制御系に加える手段
と、前記遮断器２の開放時に前記分散電源の制御系に加
えられる前記低周波発振器の出力信号によって前記分散
電源の交流量の変動が拡大したことを検出する手段と、
該手段によって前記開閉器１３を開放する手段を具備し
て成る逆充電防止装置を備えた分散電源

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電力系統の遮断器が開
放されたときに、その下位系統に連系している分散電源
を速やかに系統から切離して電力系統への逆充電を防止
する装置を備えた分散電源及びこの分散電源を複数組備
えた分散電源システム及びこの分散電源システムが複数
グル―プから成る複合形分散電源システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】燃料電池等の直流電力を、インバ―タで
交流電力に変換し、連系リアクトルや変圧器を介して電
力系統に接続するシステムはエネルギの有効利用の点か
ら、今後大きく普及していくことが予想される。このよ
うな分散電源における問題は、逆充電に対する適切な保
護方式が確立していないことである。

【０００３】電力系統の保全の為に従来は上位の遮断器
を開放すればそれより下位の系統は停電状態になる。し
かし、そこに分散電源が接続されていると、分散電源が
下位系統を充電してしまう恐れがある。あるいは電力系
統の事故で上位遮断器が一旦開放してすぐ再閉路するよ
うなときに、分散電源が運転を継続していると、分散電
源と電力系統との電圧（振幅、位相等）が一致していな
いので過電流で分散電源に障害が発生する恐れがある。
このような点から電力系統に接続される分散電源は、電
力系統の遮断器の開放に伴って例えば１秒以内に運転を
停止することが求められている。

【０００４】このような逆充電防止の対策としては、 (1) 電圧、周波数異常検出 (2) 位相監視 (3) 高調波形歪監視 等の受動的な対策と、 (4) 周波数、電圧、電流、有効電力あるいは無効電力等
の交流量を常時わずかに変動させる信号を重畳させてお
き、上位遮断器の開放によりその変動が拡大することを
利用する能動的な対策とが考えられている。これらは分
散電源の製作者側で実施するものであるが、電力会社側
から個々に転送遮断する案も考えられている。

【０００５】分散電源側の逆充電防止対策として挙げた
上記の方式は電力会社などがそれぞれ評価しているが、
確実さの点で充分と言えるものはないのが実状である。
これについて、図６を基に説明する。

【０００６】図６は特開昭６４−２３７２６号に従来例
として記載されている第５図と同一のものであり、１０
１は燃料電池等の直流電源、１０２は直流電源１０１か
ら供給される直流を交流に変換するインバ―タ、１０３
はインバ―タ１０２と電力系統を連系するための連系リ
アクトル、１０４はインバ―タ１０２と電力系統を連系
したり切離したりする開閉器でこの開閉器１０４の上位
にある電力会社によって操作される遮断器１１８が遮断
されると、開閉器１０４は所定時間後に開放する必要が
ある。

【０００７】１０５は電力系統の配電線、１０６は負
荷、１０７は電圧検出器、１０８は電流検出器、１０９
はインバ―タ１０２が出力する有効電力の基準値Ｐ^* を
設定する有効電力設定器、１１０は有効電力設定器１０
９の出力が印加される位相演算器、１１１は位相演算器
１１０の出力θ1 と電源位相演算器１１２の出力θs を
加算してインバ―タ１０２の位相基準θI ^* を得るため
の加算器、１１３はインバ―タ１０２が出力する無効電
力の基準値Ｑ^* を設定する無効電力設定器、１１４は無
効電力演算器１１６の出力と無効電力設定器１１３の出
力を加算して増幅器１１５に加える加算器、１１７は電
圧検出器１０７の出力と増幅器１１５の出力を加算して
インバ―タの電圧振幅の基準ＶI ^* を得るための加算器
である。無効電力演算器１１６は電圧検出器１０７の出
力と、電流検出器１０８の出力から無効電力を演算して
求める。

【０００８】インバ―タ１０２は系統電圧Ｖs ，位相θ
s に対してインバ―タ電圧ＶI 、位相θI の値を出力し
て無効電力と有効電力を制御する。図７はそのベクトク
図の一例で系統電圧Ｖs と出力電流Ｉの位相が一致した
力率１の運転状態を示す。

【０００９】図６から分るように、電圧検出器１０７で
検出された系統電圧Ｖs と電流検出器１０８で検出され
た出力電流Ｉをもとに、インバ―タ１０２に対し位相基
準θI ^* と振幅の基準ＶI ^* が作られる。いま、遮断器
１１８が開放されたときを考えると、Ｖs はインバ―タ
電圧ＶI を連系リアクトル１０３のリアクタンスＸと負
荷１０６のインピ―ダンスＺで分圧された値となり、遮
断器１１８の解放後に系統電圧Ｖs として与えられる電
圧をＶsoとするとＶsoは Ｖso＝［Ｚ／（ｊＸ＋Ｚ）］・ＶI 但し、ｊは虚
数 となる。

【００１０】制御系はこのＶsoを系統電圧と見なして制
御を行うので、仮にＶsoの振幅が増大すれば、加算器１
１７には増大した電圧Ｖsoが加わり、インバ―タの電圧
基準基準ＶI ^* は増加する。従って、インバ―タはさら
に電圧を上げようと制御するので、前式のＶI は増加
し、その結果Ｖsoはいっそう増加する。又、電力位相検
出器１１２で検出される位相θs がθsoに変化すれば、
インバ―タはその変化に追従しようとして周波数を変え
て位相を変化させるので、その結果θsoは同じ方向に変
化が拡大する。このような正帰還動作により電圧あるい
は周波数が異常となることを利用して、遮断器１１８の
開放を検出し、開閉器１０４を開放することができる。

【００１１】多く場合Ｖsoは遮断器開放前の系統電圧Ｖ
s とは等しくならないが、インバ―タ１０２の発生出力
と負荷１０６の無効電力を含む消費電力がほとんど一致
しているときは、遮断器１１８の開放時に変化が生じに
くく、その結果異常が検出されるまでの時間がかかる。
そこで、電圧、位相、或いは見方を代えて有効電力、無
効電力等のいずれかの交流量を常時僅かに変化させてお
き、遮断器１１８の開放時に異常が速く現れるようにし
ようという方法が考えられている。

【００１２】例えば、特開昭６２―１１４４３５号には
分散電源に周波数外乱発生装置を設ける案が示されてい
る。遮断器１１８が閉の場合は、分散電源で外乱を与え
ても系統電圧Ｖs （振幅と位相）は系統が支配している
ので、変化として現れにくい。しかし一旦遮断器１１８
が開放されると、Ｖs は前式で与えられるＶsoになりそ
こに変化が現れる。この方式は遮断器１１８の下位系統
に分散電源が１台のみ接続されているときには、上述の
ように自らの発生する変動が正帰還的に増大するので確
かに有効である。しかし多数の分散電源がそれぞれ独自
に外乱を発生しているときは、互いに外乱を相殺してし
まうことが起り得るので逆充電防止対策としては不十分
である。

【００１３】一方、電力会社側の対策として挙げた転送
遮断は、確実ではあるが不特定多数の分散電源システム
の構築が出来ないと言う欠陥がある。以上のように、
(1) から(4) に挙げた従来の対策はいずれも不十分であ
る。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】分散電源が不特定多数
設置されている状態で、電力系統の上位遮断器の開放時
に、分散電源を速やかに電力系統から切離して逆充電を
防止する確実で効果的な対策が望まれている。本発明は
上記問題点を解決するために為されたもので、分散電源
としは特にインバ―タに対して有効ある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに請求項１に記載の発明は、遮断器の下位側の配電線
に開閉器を介して電力系統と連系される分散電源におい
て、電波を利用して標準時刻に修正する機能を備えた時
計により周期的に位相が修正される低周波発振器と、該
低周波発振器の出力信号を前記分散電源の制御系に加え
る手段と、前記遮断器の開放時に前記分散電源の制御系
に加えられる前記低周波発振器の出力信号によって前記
分散電源の交流量の変動が拡大したことを検出する手段
と、該手段によって前記開閉器を開放する手段を具備す
ることによって達成される。

【００１６】又、請求項２に記載の発明は、遮断器の下
位側の配電線にそれぞれ開閉器を介して電力系統と連系
される分散電源において、電波を利用して標準時刻によ
り周期的に位相が修正される低周波発振器と、該低周波
発振器の出力信号を前記分散電源の制御系に加える手段
と、前記遮断器の開放時に前記分散電源の制御系に加え
られる前記低周波発振器の出力信号によって前記分散電
源の交流量の変動が拡大したことを検出する手段と、該
手段によって前記開閉器を開放する手段を具備すること
によって達成される。

【００１７】更に、請求項３に記載の発明は、遮断器の
下位側の配電線に開閉器を介して電力系統と連系される
複数の分散電源からなる分散電源システムにおいて、前
記複数の分散電源の一部または全部の分散電源に設けら
れる電波を利用して標準時刻に修正する機能を備えた時
計により位相が修正される低周波発振器と、該低周波発
振器が設けられている分散電源の制御系に前記低周波発
振器の出力信号を加える手段と、前記分散電源の全てに
設けられ、前記遮断器の開放時に前記分散電源の制御系
に加えられた前記低周波発振器の出力信号によって前記
分散電源の交流量の変動が拡大したことを検出する手段
と、該手段によって前記開閉器を開放する手段を全ての
分散電源に具備することによって達成される。

【００１８】又、請求項４に記載の発明は、遮断器の下
位側の配電線に開閉器を介して電力系統と連系される複
数の分散電源からなる分散電源システムにおいて、前記
複数の分散電源の一部または全部の分散電源に設けられ
る電波を利用して標準時刻により位相が修正される低周
波発振器と、該低周波発振器が設けられている分散電源
の制御系に前記低周波発振器の出力信号を加える手段
と、前記分散電源の全てに設けられ、前記遮断器の開放
時に前記分散電源の制御系に加えられる前記低周波発振
器の出力信号によって前記分散電源の交流量の変動が拡
大したことを検出する手段と、該手段によって前記開閉
器を開放する手段を全ての分散電源に具備することによ
って達成される。

【００１９】更に、請求項５に記載の発明は、上位側が
遮断器を介して電力系統に連系される複数の変圧器と、
該複数の変圧器の下位側の配電線にそれぞれ開閉器を介
して接続される複数グル―プの分散電源からなる複合形
分散電源システムにおいて、前記各グル―ブ内の一部ま
たは全部の分散電源に設けられる電波を利用して標準時
刻に修正する機能を備えた時計により位相が修正される
低周波発振器と、前記低周波発振器が設けられている分
散電源の制御系に前記低周波発振器の出力信号を加える
手段と、前記分散電源の全てに設けられ、前記遮断器の
開放時に前記分散電源の制御系に加えられた前記低周波
発振器の出力信号によって前記分散電源の交流量の変動
が拡大したことを検出する手段と、該手段によって前記
開閉器を開放する手段を全ての分散電源に具備し、且つ
それぞれのグル―プの変動する交流量の位相が、それぞ
れのグル―プ相互間で所定位相ずれるように、それぞれ
のグル―プに設けられる前記低周波発振器の出力信号の
位相を所定位相ずらしたことことによって達成される。

【００２０】更に又、請求項６に記載の発明は、上位側
が遮断器を介して電力系統に連系される複数の変圧器
と、該複数の変圧器の下位側の配電線にそれぞれ開閉器
を介して接続される複数グル―プの分散電源からなる複
合形分散電源システムにおいて、 前記各グル―ブ内の
一部または全部の分散電源に設けられる電波を利用して
標準時刻により位相が修正される低周波発振器と、前記
低周波発振器が設けられている分散電源の制御系に前記
低周波発振器の出力信号を加える手段と、前記分散電源
の全てに設けられ、前記遮断器の開放時に前記分散電源
の制御系に加えられた前記低周波発振器の出力信号によ
って前記分散電源の交流量の変動が拡大したことを検出
する手段と、該手段によって前記開閉器を開放する手段
を全ての分散電源に具備し、且つそれぞれのグル―プの
変動する交流量の位相が、それぞれのグル―プ相互間で
所定位相ずれるように、それぞれのグル―プに設けられ
る前記低周波発振器の出力信号の位相を所定位相ずらし
たことことによって達成される。

【００２１】

【作用】前述のように、構成された請求項１及び請求項
２に記載の発明によれば、電波を利用して標準時刻によ
り直接・間接的に位相修正する機能を備えた低周波発振
器を用いて、遮断器の下位側の配電線に開閉器を介して
電力系統と連系される分散電源の交流量に変動を与える
ことにより、配電線に開閉器を介して任意に分散電源を
設置しても、低周波発振器の出力位相を一致させるだけ
で、多数の分散電源の発生する変動が互いに相殺するこ
とはないので、従来相殺により効果が失われる恐れあつ
た交流量の変動を用いた各種の逆充電防止対策を効果的
に実施できる。

【００２２】又、請求項３及び請求項４に記載の発明に
よれば、遮断器の下位側の配電線に開閉器を介して電力
系統と連系される複数の分散電源からなる分散電源シス
テムにおいては、全ての分散電源に交流量の変動を起こ
させる低周波発振器を設ける必要はなく、分散電源その
ものに能動的変動を起こす機能をもたないものであって
も、系統内に変動があればその変動を正帰還的に拡大す
る機能は本来有しているため、仮に増設する一部の分散
電源に低周波発振器を設け、本発明の目的を満す範囲で
残りの分散電源はそれ自身は能動的な変動装置は内部に
含まれないものであっても多数の分散電源の発生する変
動が互いに相殺することはないので、従来相殺により効
果が失われる恐れあつた交流量の変動を用いた各種の逆
充電防止対策を効果的に実施できる。

【００２３】更に又、請求項５及び請求項６に記載の発
明は、請求項３及び請求項４に記載の発明の分散電源シ
ステムを一つのグル―プとして、このグル―プを複数組
電力系統と連系した複合形分散電源システムに適用した
ものであり、請求項３及び請求項４に記載の発明の効果
に加え、グル―プの変動する交流量の位相が、それぞれ
のグル―プ相互間で所定位相ずれるように、それぞれの
グル―プに設けられる前記低周波発振器の出力信号の位
相を所定位相ずらしたことによって、グル―プで変動す
る交流量の変動が上位の電力系統に与える影響を緩和で
きる効果もえられる。

【００２４】

【実施例】図１は本発明の一実施例を示すブロック図
で、１，３，及び５は配電線、２は電力会社側によって
操作される遮断器、４は変圧器である。また１０は分散
電源で１１は分散電源１０と配電線５の間に設けられる
開閉器、この開閉器１１は遮断器２が遮断されたときは
開放されるべきものである。１２は電波を利用して標準
時刻に修正する機能を備えた電波時計である。通常この
部分は分散電源１０の内部、あるいは開閉器１１を収納
する箱内に装備されるのであるが、説明の都合でこの部
分を分離している。分散電源１０は多数設けられるがこ
こでは２台としてａ，ｂの添字を付して区別している。
１３は低周波発振器で電波時計１２の信号で位相が修正
されるように構成されている。以下各部の働きを述べ
る。

【００２５】始めに図２は既に市販されている電波時計
の原理を示したものである。２０１はセシウム原子時
計、２０２は送信所、２０３は電波時計１２内部にある
アンテナ、２０４は受信部、２０５はマイクロコンピュ
―タを用いた解読部、２０６は表示部である。

【００２６】セシウム原子時計２０１は誤差が数１０万
年に１秒の精度を有する。この時計を基にした時刻は図
３に示すような時刻信号により、茨城県三和町にある標
準周波数局送信所２０２から４０ｋＨｚの長波で日本列
島全域をほぼカバ―する領域内に送信されている。図３
は２５３日目の１８時４２分の０．７秒前を示してい
る。この電波をアンテナ２０３を介して受信部２０４で
受信して、内蔵するマイクロコンピュ―タで時刻信号を
時刻に解読して、この電波時計１２が内部に有する水晶
発振器による時計を修正する。標準時刻に自動修正する
動作は１日に１０数回行われる。

【００２７】低周波発振器１３は、分散電源１０の制御
回路内に外乱を与えて、分散電源１０の発生する交流量
に変動を起こさせ、遮断器２が開放されたときに、開閉
器１１が速やかに開放するために、設けられている。低
周波発振器１３ａ，１３ｂが共に電波時計により常に位
相の修正が行われるので、分散電源１０ａ，１０ｂの発
生する交流量の変動が互いに相殺されないようになる。

【００２８】次に電波時計１２の所定時刻毎に低周波発
振器１３の位相を修正する方法を図４により説明する。
図４の低周波発振器１３において、２１０は修正時刻検
出器、２１１は低周波発振器１３内部の水晶発振器、２
１２、２１３はナンド回路、２１４はアップダウンカウ
ンタ、２１５から２１７はインバ―タ回路、２１８はＪ
Ｋフリップフロップである。

【００２９】電波時計１２にある表示部２０６は時、
分、秒をそれぞれ示すために、それぞれ２桁の表示器を
持つ。一つの数字を示す表示器は例えば図４の中で示す
ように横３本縦４本の七つのセグメントからなり、どの
セグメントに電流を流すかを選択することにより１から
０を表示できる。例えば０を示すには中央の横線を示す
セグメント以外のセグメントを発光させればよい。修正
時刻検出器２１０は、時計の表示部２０６に入力される
このような信号を取込み、例として修正時刻を毎正時に
行うものとすれば、分の２桁の数字が００、秒の２桁が
００のときに、パルス信号Ｌを出力するような論理回路
を有する。

【００３０】次に、低周波発振器１３の動作説明の前に
アップダウンカウンタ２１４とＪＫフリップフロップ２
１８の動作を説明する。アップダウンカウンタ２１４は
ＣＵにパルス信号が与えられると、そのパルスの０から
１の変化（アップエッジという）が起こる度にその数を
カウントしある所定のカウント値に達するとＣＡに０パ
ルスを出力する（常時は１）。同様にＣＤにパルスが与
えられると、所定値から徐々にカウントを落し０に達す
るとＢＲに０パルスを出力する（常時は１）。Ｒに１が
加えられるとカウント値が０にリセットされる。

【００３１】ＪＫフリップフロップ２１８はＪに１の信
号が与えられるとＣＬに印加される水晶発振器２１１の
パルスのアップエッジでＱが１、ｑは０となり、その後
Ｊの信号が０になってもその状態が保持される。またＫ
に１の信号が与えられるときＣＬに印加されるパルスの
アップエッジでＱが０、ｑが１に変化し、その後Ｋの信
号が０に戻ってもその状態が保持される。Ｒに１の信号
が加えられると、ｑは１、Ｑは０にリセットされる。

【００３２】次に、低周波発振器１３の動作を図４及び
図５に示す各部の波形を参照しながら以下に説明する。
水晶発振器２１１の発振周波数を仮に１ＭＨｚとし、低
周波発振器１３の出力に２Ｈｚの矩形波交流信号を得る
ものとする。水晶発振器２１１の出力Ａは二つのナンド
回路２１２，２１３を介してアップダウンカウンタ２１
４に加えられる。ＪＫフリップフロップ２１８の出力Ｑ
が０、ｑが１の場合、ナンド回路２１２の出力Ｂには水
晶発振器２１１の信号が反転して現れ、ナンド回路２１
３の出力Ｃは１のままになる。その結果アップダウンカ
ウンタ２１４は０からカウントを始める。図５のＤはカ
ウント状態の増減をイメ―ジとして示したものである。

【００３３】アップダウンカウンタ２１４は２．５Ｘ１
０⁵ 個までカウントするとＣＡに０パルスが現れる。こ
の信号はインバ―タ回路２１５で反転され１となり、こ
れがＪＫフリップフロップ２１８に与えられると、ＣＬ
に加えられる水晶発振器２１１からの信号のインバ―タ
２１７による反転パルスのアップエッジでＱが１、ｑが
０になる。この結果ナンド回路２１２の出力Ｂは１に保
持され、代ってナンド回路２１３の出力Ｃに水晶発振器
２１１の反転した信号が現れて、アップダウンカウンタ
２１４は２．５Ｘ１０⁵ からカウントダウンを開始す
る。０に達するとＢＲに０パルスが現れる。この信号は
インバ―タ回路２１６で反転され１となり、これがＪＫ
フリップフロップ２１８に与えられると水晶発振器２１
１からの信号のインバ―タ回路２１７による反転パルス
のアップエッジでＱが０、ｑが１に戻る。

【００３４】以上の動作を繰返すことによりＪＫフリッ
プフロップ２１８の出力Ｑには２Ｈｚの方形波が生じる
（１ＭＨｚのパルスを２．５Ｘ１０⁵ 個数えると、時間
にして０．２５秒になる。これが半周期になるので２Ｈ
ｚとなる）。

【００３５】次に、標準時刻による修正動作を説明す
る。前述のように毎正時に修正時刻検出器２１０の出力
Ｌに１のパルスが生じる。この信号はアップダウンカウ
ンタ２１４とＪＫフリップフロップ２１８のＲ端子に加
えられており、それぞれの状態をリセットする。即ち、
アップダウンカウンタ２１４はカウント値が０に戻り、
ＪＫフリップフロップ２１８のＱは０となる。図５で点
線で示すように修正時刻検出器２１０の出力Ｌが１とな
ると、カウントダウン中のカウント値は０となりＪＫフ
リップフロップ２１８の出力Ｑは０になる。これによっ
てΔθだけ位相が進められたことになる。同様にアップ
カウント中に修正時刻検出器２１０の出力Ｌが１になる
と、０から戻ってカウントする。これにより位相が遅れ
方向に修正されることになる。

【００３６】電波による修正を行わないと例えば１日に
０．５秒のずれが発生するような水晶発振器を２１１に
使用したとすると、２Ｈｚの発振器は１日に０．５秒即
ち１周期分３６０度位相がずれることになる。従って、
電波時計で修正しない場合は、二つの低周波発振器１３
ａ，１３ｂ間の位相のずれは大きく、従って交流量の変
動は打消し合うことも有り得る。これを１時間おきに修
正するとすれば、ずれは最大±１５度に収まり、これは
全く問題ない値である。

【００３７】上述のように低周波発振器１３の出力信号
は標準時刻の或る時刻毎に位相が修正される。２台の低
周波発振器１３ａ，１３ｂのそれぞれの位相のずれは少
ないので、これらの出力を従来技術の(4) の方式で述べ
た交流量の変動を起こす為の外乱信号に用いれば、分散
電源の発生する交流量の変動が打消し合うことはなくな
る。

【００３８】具体的に変動を起こす方法は、低周波発振
器１３の出力信号を分散電源の制御系に加えれば良い。
例えば図６の回路では加算器１１１，１１４，或いは１
１７に低周波発振器１３の出力信号ｆ2 を適当な係数を
乗じて、例えば変動値が定格の５％程度となるように加
算することにより、５％の変動を重畳することができ
る。

【００３９】本方式によれば、何等かの要因で遮断器２
が遮断されると、複数の分散電源１０の出力交流量が同
時刻に同じ方向に変動が与えられるので、変動が分散電
源１０で正帰還的に拡大されていく。この交流量の変動
拡大を検出して図示しない開閉器１１を開閉する開閉制
御手段によって開閉器１１を開放することができる。

【００４０】上記の説明では電波時計１２と低周波発振
器１３と区別したが、電波時計１２の原理で述べている
ように、電波時計自身にも水晶発振器を内部に有する。
この水晶発振器を低周波発振器１３の内部発振器２１１
として利用することが可能である。先の説明では時刻表
示器１２、分周器２１４などに分けたが、電波時計内部
のマイクロコンピュ―タ自身にこれらの機能を持たせる
ことは容易である。また時計は本来時刻を表示するため
のものであるが、本発明の目的とすれば表示部分は不要
であるから、これを取去ることが可能である。

【００４１】一つの配電系統に接続される全ての分散電
源の交流量の変動が互いに打消し合って効果を相殺して
しまわないためには、基本的には変動周期と位相が揃っ
ていればよい。しかし下記の場合も可能である。 (1) 変動周期は揃っているが、位相差が９０度付近に
ある二つの分散電源グル―プからなるとき。この場合は
合成した変動の周期は半分（変動周波数は２倍）となる
ものの、変動は打消されずに残る。 (2) 同様に変動周期は揃っているが、位相差が６０度
付近にある三つの分散電源グル―プからなるとき。この
場合は合成した変動周期は１／３（変動周波数は３倍）
となる。

【００４２】以下原理的には変動周期は揃っているが、
位相差は互いに１８０／ｎ付近にあるｎ組の分散電源グ
ル―プからなるときは、変動が相殺されずに残る。しか
しｎの値が増すにつれ合成された変動周波数が高くな
り、高くなり過ぎると効果が薄れるとともに、低周波発
振器１３の精度を高める必要がある。

【００４３】全ての分散電源が本発明に示す能動的な交
流量の変動を起こさせる低周波発振器を有する必要はな
い。即ち分散電源そのものに能動的変動を起こす機能を
もたないものであっても、系統内に変動があればその変
動を正帰還的に拡大する機能は本来有するからである。
即ち一つの配電系統に接続される分散電源の全体が本発
明の方式を備えていれば当然支障はないが、仮に一部で
あっても本発明の目的を満す範囲で残りの分散電源はそ
れ自身は能動的な変動装置は内部に含まれないものであ
ってもよい。

【００４４】交流量の変動値は分散電源の定格値の高々
５％〜１０％である。一つの配電系統に接続される分散
電源の容量は高々５％であろうから、交流量の変動が配
電系統に及ぼす割合は０．５％以下である。しかしなが
ら、一つの配電系統に接続される分散電源が複数個から
成って分散電源システムを構成し、更にこの分散電源シ
ステムが上位系統に複数グル―プ、それぞれ変圧器を介
して連系される場合は、上位系統に与える交流量の変動
は無視できなくなることも考えられる。これを緩和する
には変圧器で分割されたクル―プ間で変動の位相を変え
ることが考えられる。例えば、同程度の容量の二つのグ
ル―プから成る配電系統を考える場合は、それぞれのグ
ル―プの低周波発振器の出力信号の位相差を１８０度と
し、三つのグル―プから成る配電系統の場合は、それぞ
れのグル―プの低周波発振器の出力信号の位相差を１２
０度とすれば、上位系統における変動は緩和される。

【００４５】送信所から送られる電波は分散電源の設置
場所、例えばビルの地下によっては受信出来ない恐れが
ある。この場合は電波を受信し易い場合にアンテナと受
信部などを移動させることは当然である。もし分散電源
が太陽光発電を利用するものであれば、太陽パネルの近
くに置くのがよい。

【００４６】上記のようにして交流量の変動が拡大して
いけば、その拡大を異常として検出することは容易であ
る。周波数の変化は位相差の変化としてとらえればより
速く異常の検出が可能である。異常の検出方法としては
制御量の通常の変動範囲を逸脱する状態を検出する等の
方法もある。

【００４７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
標準時刻に修正する信号を利用して分散電源が出力する
交流量を協調して変動させるので、分散電源自身が持つ
正帰還作用とあいまって、上位遮断器の開放に伴なう交
流量の変動をとらえて、速かに開閉器を開放するもの
で、 (1) 種々考案されている交流量の能動的変動を利用す
る方式を活用できる。 (2) 増設を任意に行っても分散電源の保護動作に信頼
がおける。 (3) 分散電源の全てに本方式の変動装置を付加する必
要はないので、既に分散電源が設置されている地域に、
後からこの変動装置を持つ分散電源を付加することで、
配電システム全体の保護動作を高めることができる。 (4) 従来技術では負荷に回転機が含まれると検出が遅
れることがあったが、本方式ではそれが少ない。 (5) 電力会社が個々の機器を運転制御するのではな
く、分散電源側に判定機能を持たせているので、不特定
多数の分散電源システムの構築が出来る。等の効果が得
られ、分散電源の普及に寄与するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すブロック図。

【図２】電波時計の原理を説明するための図。

【図３】送信される電波の時刻信号例。

【図４】電波時計の信号により低周波発振器を修正する
回路例。

【図５】［図４］の動作を説明するための図。

【図６】本発明を適用する分散電源の構成例。

【図７】電力系統電圧とインバ―タ電圧の関係を示すベ
クトル図。

【符号の説明】

１，３，５ …配電線 ２
…遮断器 ４ …変圧器 ６
…高周波信号注入装置 １０ａ，１０ｂ…分散電源 １１ａ，１１ｂ
…開閉器 １２ａ，１２ｂ…高周波信号検出装置 １３ａ，１３ｂ
…発信器 １０１ …直流電源 １０２
…インバ―タ １０３ …リアクトル １０４
…開閉器 １０５ …配電線 １０６
…負荷 １０７ …電圧検出器 １０８
…電流検出器 １０９ …有効電力設定器 １１０
…位相演算器 １１１ …加算器 １１２
…電源位相演算器 １１３ …無効電力設定器 １１４
…加算器 １１５ …増幅器 １１６
…無効電力演算器 １１７ …加算器 １１８
…遮断器 ２０１ …セシウム原子時計 ２０２
…送信所 ２０３ …アンテナ ２０４
…受信部 ２０５ …解読部 ２０６
…表示部 ２１０ …修正時刻検出器 ２１１
…水晶発振器 ２１２ …ナンド回路 ２１３
…ナンド回路 ２１４ …アップダウンカウンタ２１５〜２１７
…インバ―タ回路 ２１８ …ＪＫフリップフロップ

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 Ｈ０２Ｈ 3/44 Ｈ０２Ｈ 3/44 Ｚ Ｈ０２Ｍ 7/48 9181−5Ｈ Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｒ 9181−5Ｈ Ｍ 9181−5Ｈ Ｄ

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 遮断器の下位側の配電線に開閉器を介
   して電力系統と連系される分散電源において、 電波を利用して標準時刻に修正する機能を備えた時計に
   より周期的に位相が修正される低周波発振器と、 該低周波発振器の出力信号を前記分散電源の制御系に加
   える手段と、 前記遮断器の開放時に前記分散電源の制御系に加えられ
   る前記低周波発振器の出力信号によって前記分散電源の
   交流量の変動が拡大したことを検出する手段と、 該手
   段によって前記開閉器を開放する手段を具備して成る逆
   充電防止装置を備えた分散電源
2. 【請求項２】 遮断器の下位側の配電線にそれぞれ開
   閉器を介して電力系統と連系される分散電源において、 電波を利用して標準時刻により周期的に位相が修正され
   る低周波発振器と、 該低周波発振器の出力信号を前記分散電源の制御系に加
   える手段と、 前記遮断器の開放時に前記分散電源の制御系に加えられ
   る前記低周波発振器の出力信号によって前記分散電源の
   交流量の変動が拡大したことを検出する手段と、 該手
   段によって前記開閉器を開放する手段を具備して成る逆
   充電防止装置を備えた分散電源
3. 【請求項３】 遮断器の下位側の配電線に開閉器を介
   して電力系統と連系される複数の分散電源からなる分散
   電源システムにおいて、 前記複数の分散電源の一部または全部の分散電源に設け
   られる電波を利用して標準時刻に修正する機能を備えた
   時計により位相が修正される低周波発振器と、 該低周
   波発振器が設けられている分散電源の制御系に前記低周
   波発振器の出力信号を加える手段と、 前記分散電源の全てに設けられ、前記遮断器の開放時に
   前記分散電源の制御系に加えられた前記低周波発振器の
   出力信号によって前記分散電源の交流量の変動が拡大し
   たことを検出する手段と、 該手段によって前記開閉器を開放する手段を全ての分散
   電源に具備したことを特徴とした逆充電防止装置を備え
   た分散電源システム。
4. 【請求項４】 遮断器の下位側の配電線に開閉器を介
   して電力系統と連系される複数の分散電源からなる分散
   電源システムにおいて、 前記複数の分散電源の一部または全部の分散電源に設け
   られる電波を利用して標準時刻により位相が修正される
   低周波発振器と、 該低周波発振器が設けられている分散電源の制御系に前
   記低周波発振器の出力信号を加える手段と、 前記分散電源の全てに設けられ、前記遮断器の開放時に
   前記分散電源の制御系に加えられる前記低周波発振器の
   出力信号によって前記分散電源の交流量の変動が拡大し
   たことを検出する手段と、 該手段によって前記開閉器を開放する手段を全ての分散
   電源に具備したことを特徴とする逆充電防止装置を備え
   た分散電源システム。
5. 【請求項５】 上位側が遮断器を介して電力系統に連
   系される複数の変圧器と、該複数の変圧器の下位側の配
   電線にそれぞれ開閉器を介して接続される複数グル―プ
   の分散電源からなる複合形分散電源システムにおいて、 前記各グル―ブ内の一部または全部の分散電源に設けら
   れる電波を利用して標準時刻に修正する機能を備えた時
   計により位相が修正される低周波発振器と、 前記低周波発振器が設けられている分散電源の制御系に
   前記低周波発振器の出力信号を加える手段と、 前記分散電源の全てに設けられ、前記遮断器の開放時に
   前記分散電源の制御系に加えられた前記低周波発振器の
   出力信号によって前記分散電源の交流量の変動が拡大し
   たことを検出する手段と、 該手段によって前記開閉器を開放する手段を全ての分散
   電源に具備し、且つそれぞれのグル―プの変動する交流
   量の位相が、それぞれのグル―プ相互間で所定位相ずれ
   るように、それぞれのグル―プに設けられる前記低周波
   発振器の出力信号の位相を所定位相ずらしたことを特徴
   とする逆充電防止装置を備えた複合形分散電源システ
   ム。
6. 【請求項６】 上位側が遮断器を介して電力系統に連
   系される複数の変圧器と、該複数の変圧器の下位側の配
   電線にそれぞれ開閉器を介して接続される複数グル―プ
   の分散電源からなる複合形分散電源システムにおいて、 前記各グル―ブ内の一部または全部の分散電源に設けら
   れる電波を利用して標準時刻により位相が修正される低
   周波発振器と、 前記低周波発振器が設けられている分散電源の制御系に
   前記低周波発振器の出力信号を加える手段と、 前記分散電源の全てに設けられ、前記遮断器の開放時に
   前記分散電源の制御系に加えられた前記低周波発振器の
   出力信号によって前記分散電源の交流量の変動が拡大し
   たことを検出する手段と、 該手段によって前記開閉器を開放する手段を全ての分散
   電源に具備し、且つそれぞれのグル―プの変動する交流
   量の位相が、それぞれのグル―プ相互間で所定位相ずれ
   るように、それぞれのグル―プに設けられる前記低周波
   発振器の出力信号の位相を所定位相ずらしたことを特徴
   とする逆充電防止装置を備えた複合形分散電源システ
   ム。