JPH09121556A - 電源解列装置および停電検知方法 - Google Patents

電源解列装置および停電検知方法

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JPH09121556A
JPH09121556A JP7302276A JP30227695A JPH09121556A JP H09121556 A JPH09121556 A JP H09121556A JP 7302276 A JP7302276 A JP 7302276A JP 30227695 A JP30227695 A JP 30227695A JP H09121556 A JPH09121556 A JP H09121556A
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JP
Japan
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power supply
power
harmonic
detecting
load
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JP7302276A
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English (en)
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Masashige Tamechika
正成 爲近
Nobuyoshi Takehara
信善 竹原
Kimitoshi Fukae
公俊 深江
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Original Assignee
Canon Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 誤動作がなく、より確実に停電検知を行なえ
る電源解列装置を提供する。 【解決手段】 電源装置2が、電源解列装置4を介して
正弦波負荷31から構成される負荷3と系列1に接続さ
れている。さらに電源解列装置4は電源装置2と系統1
を遮断器41を介して接続した構成になっており、電源
装置2につながる線には電流検出器42が、系統につな
がる線には電流検出器43が夫々設置されている。ま
た、負荷3へつながる分岐線は、遮断機41と電流検出
器43の間から分岐されている。夫々の電流検出器4
2、43からの検出信号は制御装置44に入力される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は交流電力系統と連系
して負荷に電力を供給する交流電源装置に用いられる電
源解列装置およびこの解列のための停電検知方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】太陽光発電や風力発電等の自然エネルギ
ー発電は、CO2 等の廃棄物を出さない為、いっそうの
普及が望まれている。しかし小規模分散型電源として交
流電力系統(以下系統と略)と連系接続する場合は、系
統停電時には速やかに連系を解列する必要がある。
【0003】従来の電源解列装置では例えば特公平5−
64529号公報の「停電検知装置」がある。
【0004】図5はこの種の電源解列装置を示す。同図
において、1は系統、2は太陽電池等のDC電源21と
インバータ22、制御回路23、遮断器24等から構成
される電源装置であり、該電源装置2は前記系統1と連
系接続されている。31は同じく系統に接続され、前記
電源装置2と前記系統1の連系出力が供給される家電製
品等のL・R負荷(コイルLと抵抗Rとを有するも
の)、32は前記L・R負荷31と並列に接続される高
調波負荷である。図7に一般的な高調波負荷の電流波形
を示す。51、52は夫々前記電源装置2の出力電流、
負荷3の消費電流を検出する電流検出器である。電流検
出器51、52の検出信号は夫々中心周波数60Hzの
バンドエリミネーション(帯域除去)フィルタ53A、
53Bを用いて高調波電流が抽出され、抽出された高調
波電流は全波整流回路54A、54Bを介して整流され
DC信号となる。つまり、電流検出器51、バンドエリ
ミネーションフィルタ53Aおよび全波整流回路54A
によって前記電源装置2の出力電流の高調波レベルを、
電流検出器52、バンドエリミネーションフィルタ53
Bおよび全波整流回路54Bによって前記負荷3の消費
電流の高調波レベルを、各々測定している。これらの高
調波レベルはコンパレータ55の非反転入力および反転
入力端子に入力されて比較され、その結果、前記電源装
置2の出力電流の高調波レベルが前記負荷3の消費電流
の高調波レベル以上になった場合、前記電源装置2を前
記負荷3および前記系統1から解列する。
【0005】この例では、負荷で消費される高調波成分
は系統から供給され、系統の停電時にはこれらの負荷の
高調波成分はインバータが負担する。したがってインバ
ータの出力電流または出力電圧中の高調波レベルが負荷
の負荷電流または負荷電圧中の高調波レベル以上になっ
たことを検出して系統の停電を認識するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常
は、例えば図6のように自分の家の他にいくつかの電力
需要家が配電線につながっていることが多い。他の需要
家をBとすると、需要家BにもLR負荷31Bと高調波
負荷32Bがあると考えられる。もし、電源装置2の有
効発電電力が需要家Aの負荷3Aと需要家Bの負荷3B
の合計消費電力と釣り合っていた場合、事故点Pにおい
て系統が切断されると、単独運転が発生する。このと
き、夫々の高調波負荷32Aおよび32Bの出す高調波
のベクトルは必ずしも一致しないため夫々の高調波のス
カラ和が電源装置の高調波の大きさと一致しない。むし
ろベクトル和では小さくなる傾向がある。電流検出器5
1にて検出される高調波は夫々の高調波負荷32Aと3
2Bの出す高調波のベクトル和であり、電流検出器52
にて検出される高調波は高調波負荷32Aの出す高調波
である。
【0007】つまり、上記構成の電源解列装置では系統
が停電した場合に測定している負荷電流の高調波をイン
バータの高調波が上回らず、停電検知ができない可能性
が高い。
【0008】さらに、インバータ自体も図8に示す様に
高調波を出しており、負荷が電源を切ってしまうなどし
て負荷電流が零になると、電流検出器52にて検出され
る高調波が零になり、電流検出器51にて検出されるイ
ンバータ出力中の高調波の方が大きくなって電源解列装
置が動作し、電源装置2が系統1と遮断されてしまい、
電源装置2でせっかく発電した電力が無駄になってしま
う可能性があった。
【0009】従って、本発明の目的は、誤動作がなく、
より確実に停電検知を行なえる電源解列装置を提供する
事にある。
【0010】
【課題を解決するための手段】以上の問題点は、交流電
源装置を有し、交流電力系統と連系して負荷に電力を供
給する交流電源システムにおいて、前記システムと前記
交流電力系統の間で流出入する高調波電流を検出する第
1の検出手段と、前記交流電源装置から流出する高調波
電流を検出する第2の検出手段と、前記交流電源装置を
前記交流電力系統から切り離す解列手段とを備え、前記
第1の検出手段によって検出された高調波検出レベルが
あらかじめ定められた第1の規定値を下回るか、若しく
は、前記第2の検出手段によって検出された高調波検出
レベルがあらかじめ定められた第2の規定値を上回った
時に、前記解列手段を動作させて、前記交流電力系統か
ら前記交流電源装置を解列させることを特徴とする系統
停電時の電源解列装置によって解決される。本発明の好
ましい実施例において、前記交流電源装置は、単数また
は複数の太陽電池と、直流を交流に変換するインバータ
とで構成される。また、他の実施例においては前記交流
電源装置および負荷が前記第1または第2の検出手段で
充分に検出し得る程度の高調波成分を発生しないもので
ある場合に備え、所定量の高調波電流を消費または発生
する負荷または高調波電流発生装置を接続する。
【0011】
【作用】本発明の電源解列装置では電源装置の出力電流
の高調波レベルを監視し、該高調波レベルが規定値を上
回ると電源装置を系統から解列する。また、系統から電
源装置へ流入し、または電源装置から系統へ流出する電
流の高調波レベルを監視し、該高調波レベルが規定値を
下回ると電源装置を系統から解列する。
【0012】
【実施例】以下に本発明の実施例を説明する。実施例1 図1は本発明の一実施例に係る電源解列装置の構成を示
す。本実施例では、例えば太陽電池や燃料電池等のDC
電源21の直流電力をインバータ22で交流電力に変換
して出力する構成になっている電源装置2が、電源解列
装置4を介して、正弦波負荷31から構成される負荷3
と系統1に接続されている。
【0013】この電源解列装置4は電源装置2と系統1
を遮断器41を介して接続した構成になっており、電源
装置2につながる線には電流検出器42が、系統につな
がる線には電流検出器43が夫々設置されている。ま
た、負荷3へつながる分岐線は、遮断器41と電流検出
器43の間から分岐されている。
【0014】夫々の電流検出器42、43からの検出信
号は、制御装置44に入力され、夫々の電流に含まれる
高調波レベルが算出される。制御装置44は電流検出器
42から検出された高調波レベルが規定値(例えば電流
検出器42で検出された基本波成分レベルの10%)を
越えた場合、若しくは電流検出器43から検出された高
調波レベルが規定値(例えば10mA)を下回った場合
に遮断器を解列するように制御する。
【0015】制御装置44の動作を図2を使ってより詳
細に説明する。電流検出器42、43の検出信号は夫々
中心周波数60Hzのバンドエリミネーションフィルタ
441A、441Bを用いて高調波電流が抽出され、抽
出された高調波電流は全波整流回路442A、442B
を介して整流されDC信号となる。つまり電流検出器4
2、バンドエリミネーションフィルタ441Aおよび全
波整流回路442Aによって前記電源装置2の出力電流
の高調波レベルを、電流検出器43、バンドエリミネー
ションフィルタ441Bおよび全波整流回路442Bに
よって前記系統1に流れる電流の高調波レベルを夫々測
定している。また別に、電流検出器42の検出信号は中
心周波数60Hzのバンドパスフィルタ445を用いて
基本波成分が抽出され、抽出された基本波成分は全波整
流回路446を介して整流されDC信号となり、増幅器
447によって1/10倍される。この1/10倍され
た基本波レベルと前記電源装置2の高調波レベルは夫々
コンパレータ443Aの反転入力および非反転入力端子
に入力され比較された結果、電源装置2の高調波レベル
が基本波レベルの10%を越えた場合、前記電源装置2
を前記負荷3および前記系統1から解列する。また、前
記系統1に流れる電流の高調波レベルはコンパレータ4
43Bによって規定値発生器444が指示する規定値
(例えば10mA)と比較され、該規定値を下回った場
合、前記電源装置2を前記負荷3および前記系統1から
解列する。
【0016】なお、本実施例では制御装置44を図2に
示す様に構成したが、本発明の趣旨に反しなければ、こ
の構成に限定されるものではない。通常、インバータ等
で構成された電源装置の出力電流には、図8で示す様に
わずかながら基本波に対して1〜2%の高調波成分が含
まれている。本実施例の場合、負荷が正弦波負荷のた
め、発生した高調波成分は系統へ流れていくことにな
る。仮に電源装置2が発生している有効電力が1kW、
高調波レベルが1%とし、系統電圧が200Vと仮定す
ると、系統に流れる高調波成分、つまり電流検出器43
で検出される高調波レベルは50mAとなる。この値は
負荷3の消費電力が変動しても一定の値となる。
【0017】この時、系統が停電して系統に高調波成分
が流せなくなると、電流検出器43で検出される高調波
レベルは0mAとなり、遮断器41が解列される。
【0018】また、もしこの時に上記の従来例で指摘し
たごとく需要家の外つまり系統側にも正弦波負荷がつな
がっていた場合にも、電流検出器43で検出される高調
波レベルは0mAとなり遮断器41は解列される。
【0019】実施例2 図3は図1における負荷3として従来例同様、正弦波負
荷31と並列に高調波負荷32が接続された例を示す。
図7に一般的な高調波負荷に流れる電流波形を示す。
【0020】夫々の電流検出器42、43からの検出信
号は制御装置44に入力され、夫々の電流に含まれる高
調波レベルが算出される。制御装置44は電流検出器4
2から検出された高調波レベルが規定値(例えば電流検
出器42で検出された基本波成分レベルの10%)を越
えた場合、若しくは電流検出器43から検出された高調
波レベルが規定値(例えば10mA)を下回った場合に
遮断器を解列するように制御する。
【0021】本実施例の場合、負荷は高調波電流が流れ
る負荷であるが、インバータ22で発生する高調波成分
と高調波負荷32で消費する高調波成分は一致しないた
め、系統へつながる線路にはいつも高調波が流れている
ことになる。つまり負荷に高調波負荷が接続されていた
としても、通常は電流検出器43で検出される高調波レ
ベルが0mAになることはなく、誤動作は起り得ない。
そして、系統が停電して系統に高調波成分が流せなくな
ると、電流検出器43で検出される高調波レベルは0m
Aとなり、遮断器41が解列される。
【0022】しかし、もしこの時に従来例で指摘したご
とく需要家の外つまり系統側にも高調波を含む負荷がつ
ながっていた場合、電流検出器43で検出される高調波
レベルは0mAとはならないが、インバータ22で発生
する高調波成分と高調波負荷32で消費する高調波成分
は一致しないため、電源装置2の出力電流が歪んでしま
うことになる。従って、電流検出器42から検出された
高調波レベルが規定値を超え、遮断器41は解列され
る。
【0023】実施例3 図4は本発明の他の実施例に係る電源解列装置の構成を
示す。本実施例においては、電源解列装置4に小型の高
調波負荷(または高調波発生源)45を内蔵している。
【0024】可能性は少ないが、高調波成分が非常に少
ない電源装置2を使用し、負荷3に正弦波負荷31だけ
がつながっていたとすると、通常時にも電流検出器43
で検出される高調波レベルが規定値を下回ってしまうお
それがある。そのような場合、この例のごとく高調波発
生源45を内蔵することで通常時に電流検出器43で検
出できる高調波レベルが規定値以上になるようにでき
る。
【0025】なお、電源装置2の出力電流の高調波レベ
ルを監視し、当該高調波レベルが規定値以下になった時
だけ、高調波発生源45を接続するようにすれば、より
好ましい実施形態といえる。
【0026】なお、上述の実施例においては、電源装置
を負荷および系統から切り離しているが、遮断機を負荷
より電流検出器43側または電流検出器43より系統側
に接続することによって電源装置と負荷を系統から切り
離すようにしてもよい。
【0027】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明における電
源解列装置によって、誤動作なく系統の停電を確実に検
知し、系統と連係している電源装置の単独運転を防止す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例に係る電源解列装置を示す
説明図である。
【図2】 図1の電源解列装置の詳細を示す回路図であ
る。
【図3】 図1における負荷として高調波負荷を接続し
た場合の説明図である。
【図4】 本発明の他の実施例に係る電源解列装置を示
す説明図である。
【図5】 従来の一般的な電源解列装置を示す説明図で
ある。
【図6】 従来例の問題点を示す説明図である。
【図7】 一般的な高調波負荷の消費電流波形を示す図
である。
【図8】 一般的な電源装置の出力電流波形を示す図で
ある。
【符号の説明】
1:交流電力系統、2:電源装置、21:DC電源、2
2:インバータ、23:制御回路、24:遮断器、3:
負荷、31:正弦波負荷、32:高調波負荷、4:電源
解列装置、41:遮断器、42、43:電流検出器、4
4:制御装置、441A、441B:バンドエリミネー
ションフィルタ、442A、442B:全波整流回路、
443A、443B:コンパレータ、444:規定値発
生器、445:バンドパスフィルタ、446:全波整流
回路、447:増幅器、448:OR回路、449:制
御回路、45:高調波負荷、5:停電検知装置、51、
52:電流検出器、53A、53B:バンドエリミネー
ションフィルタ、54A、54B:全波整流回路、5
5:コンパレータ。

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高調波成分を含む交流出力を発生する交
    流電源装置を有し、交流電力系統と連系して負荷に電力
    を供給する交流電源システムの電源解列装置において、 前記システムと前記交流電力系統の間で流出入する高調
    波電流を検出する第1の検出手段と、 前記交流電源装置から流出する高調波電流を検出する第
    2の検出手段と、 前記第1の検出手段によって検出された高調波検出レベ
    ルがあらかじめ定められた第1の規定値を下回るか、若
    しくは、前記第2の検出手段によって検出された高調波
    検出レベルがあらかじめ定められた第2の規定値を上回
    ったときに、前記系統の停電を検知し前記交流電源装置
    を前記交流電力系統から切り離す解列手段とを具備する
    ことを特徴とする系統停電時の電源解列装置。
  2. 【請求項2】 交流電源装置を有し、交流電力系統と連
    系して負荷に電力を供給する交流電源システムの電源解
    列装置において、 前記負荷は所定量の高調波電流を消費するものであり、 前記電源解列装置は、 前記システムと前記交流電力系統の間で流出入する高調
    波電流を検出する第1の検出手段と、 前記交流電源装置から流出する高調波電流を検出する第
    2の検出手段と、 前記第1の検出手段によって検出された高調波検出レベ
    ルがあらかじめ定められた第1の規定値を下回るか、若
    しくは、前記第2の検出手段によって検出された高調波
    検出レベルがあらかじめ定められた第2の規定値を上回
    ったときに、前記系統の停電を検知し前記交流電力系統
    から前記交流電源装置切り離す解列手段とを具備するこ
    とを特徴とする電源解列装置。
  3. 【請求項3】 交流電源装置を有し、交流電力系統と連
    系して負荷に電力を供給する交流電源システムの電源解
    列装置において、 所定量の高調波電流を消費または発生する高周波装置
    と、 前記システムと前記交流電力系統の間で流出入する高調
    波電流を検出する第1の検出手段と、 前記交流電源装置から流出する高調波電流を検出する第
    2の検出手段と、 前記第1の検出手段によって検出された高調波検出レベ
    ルがあらかじめ定められた第1の規定値を下回るか、若
    しくは、前記第2の検出手段によって検出された高調波
    検出レベルがあらかじめ定められた第2の規定値を上回
    ったときに、前記系統の停電を検知し前記交流電力系統
    から前記交流電源装置切り離す解列手段とを具備するこ
    とを特徴とする電源解列装置。
  4. 【請求項4】 前記交流電源装置が、単数または複数の
    太陽電池と、直流を交流に変換するインバータで構成さ
    れた請求項1〜3のいずれかに記載の電源解列装置。
  5. 【請求項5】 交流電源装置を有し、交流電力系統と連
    系して負荷に電力を供給する交流電源システムにおける
    前記交流電力系統の停電検知方法において、 前記システムと前記交流電力系統の間で流出入する高調
    波電流を検出する第1の検出段階と、 前記交流電源装置から流出する高調波電流を検出する第
    2の検出段階と、 前記第1の検出段階で検出された高調波電流値をあらか
    じめ定められた第1の規定値と比較し、該高調波電流値
    が前記第1の規定値を下回るか、若しくは、前記第2の
    検出段階で検出された高調波電流値をあらかじめ定めら
    れた第2の規定値と比較し、該高調波電流値があらかじ
    め定められた第2の規定値を上回ったことにより、前記
    交流電力系統が停電したことを検知する停電検知段階と
    からなることを特徴とする停電検知方法。
  6. 【請求項6】 前記交流電源装置が高周波成分を含む前
    記交流出力を発生するものである請求項5記載の停電検
    知方法。
  7. 【請求項7】 前記負荷が所定量の高周波成分を消費す
    るものである請求項5記載の停電検知方法。
  8. 【請求項8】 前記負荷と並列に所定量の高調波電流を
    消費する負荷を接続して前記停電検知を実行する請求項
    5記載の停電検知方法。
  9. 【請求項9】 前記停電を検知したことに基づいて前記
    交流電源装置を前記交流電力系統から解列する請求項5
    〜9のいずれかに記載の停電検知方法。
  10. 【請求項10】 請求項4に記載の系統停電時の電源解
    列装置を用いた太陽光発電システム。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9502318B2 (en) 2014-06-17 2016-11-22 Kabushiki Kaisha Toshiba Polish apparatus, polish method, and method of manufacturing semiconductor device
US9902038B2 (en) 2015-02-05 2018-02-27 Toshiba Memory Corporation Polishing apparatus, polishing method, and semiconductor manufacturing method
KR102149437B1 (ko) * 2020-03-17 2020-08-31 (주)드림엔지니어링 분산형 발전 설비를 전력 계통과 연결하는 차단기를 제어하는 장치 및 방법

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