JPS5843018A - 配電系統発電装置の制御方式 - Google Patents
配電系統発電装置の制御方式Info
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- JPS5843018A JPS5843018A JP56141473A JP14147381A JPS5843018A JP S5843018 A JPS5843018 A JP S5843018A JP 56141473 A JP56141473 A JP 56141473A JP 14147381 A JP14147381 A JP 14147381A JP S5843018 A JPS5843018 A JP S5843018A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- generating device
- voltage
- load voltage
- power generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/70—Regulating power factor; Regulating reactive current or power
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、配電系統に連系運転される発電装置の制御方
式に関し、その目的とするところは既存の系統構成の見
直しを要することなく、許容される電圧変動幅を守りつ
つ発電装置の連系運転を可能ならしめるにある。
式に関し、その目的とするところは既存の系統構成の見
直しを要することなく、許容される電圧変動幅を守りつ
つ発電装置の連系運転を可能ならしめるにある。
配電系統において高圧母線より柱上変圧器を介して接続
°される低圧負荷の電圧は１０１±６ｖが一般的であり
、才た低圧負荷は通常１０１±ＩＯＶに耐え得るＩうに
設計されている。すなわち、電圧の許容変動幅は２０１
１である。従来の配電系統は負荷変動があっても電圧が
充分この許容変動幅内に収まるよう系統構成および運用
制御がなされている。 ・ 石油危機以来エネルギー問題の解決策として燃料電池や
太陽電池などの新エネルギー源による分数形小出力発電
装置が将来多数使用される動向にある。これらの発電装
−は負荷電圧の安定供給および新エネルギーの有効利用
の見地から既存配電系統と連系運転される方向にある。
°される低圧負荷の電圧は１０１±６ｖが一般的であり
、才た低圧負荷は通常１０１±ＩＯＶに耐え得るＩうに
設計されている。すなわち、電圧の許容変動幅は２０１
１である。従来の配電系統は負荷変動があっても電圧が
充分この許容変動幅内に収まるよう系統構成および運用
制御がなされている。 ・ 石油危機以来エネルギー問題の解決策として燃料電池や
太陽電池などの新エネルギー源による分数形小出力発電
装置が将来多数使用される動向にある。これらの発電装
−は負荷電圧の安定供給および新エネルギーの有効利用
の見地から既存配電系統と連系運転される方向にある。
とくに単機発電容量が小さい（例えば家庭用太陽光発電
装置など）場合化は柱上変圧器２次低圧回路に発電装置
が接続され、発電装置普及が進むにつれて軽負荷時に高
圧系統への電力逆送が起こり、末端２負荷電圧上昇によ
り負荷端電圧変動幅が拡大する。このような点から系統
構成の見直しが必要にな−てくる。次にこの間社点につ
き、具体的数値を挙げながらさらに詳しく説明する。
装置など）場合化は柱上変圧器２次低圧回路に発電装置
が接続され、発電装置普及が進むにつれて軽負荷時に高
圧系統への電力逆送が起こり、末端２負荷電圧上昇によ
り負荷端電圧変動幅が拡大する。このような点から系統
構成の見直しが必要にな−てくる。次にこの間社点につ
き、具体的数値を挙げながらさらに詳しく説明する。
菖１図に示すように、高圧母線を定電圧受電点とし、単
相、５Ｑ、ｋＶムの柱上変圧器Ｔを介して接続されてい
る低圧系統について一般的に使用されている回路常数を
利用して話を進める。変圧器の一インピーダンスを３−
とじ、負荷りは単相、５０ｋＶＡ、−力率１）ｆ＝０．
８５（おくれ）とする。低圧配線は６０ｆＯｆｆ１ｍ！
空で末端負荷までの距離が１０１００ｔ（とし、１０１
００（当りのインピーダンスを０．０３（Ω）十ｊＯ，
０３（Ω）とする。この場合、計算により次の値が求！
る。
相、５Ｑ、ｋＶムの柱上変圧器Ｔを介して接続されてい
る低圧系統について一般的に使用されている回路常数を
利用して話を進める。変圧器の一インピーダンスを３−
とじ、負荷りは単相、５０ｋＶＡ、−力率１）ｆ＝０．
８５（おくれ）とする。低圧配線は６０ｆＯｆｆ１ｍ！
空で末端負荷までの距離が１０１００ｔ（とし、１０１
００（当りのインピーダンスを０．０３（Ω）十ｊＯ，
０３（Ω）とする。この場合、計算により次の値が求！
る。
（変圧器）
（低圧線路）
線路抵抗 ’ｓ、ｔ＝ｏ、ｏ３ｔ（ｇ線路リアク
タンスＸｔ＝０．０３Ａ（Ｑ）（負 荷） 第２図は上記例におけるインピーダンスに関す端電圧Ｖ
Ｌの変動＜’ｓ＞と低圧配線長係数ｔとの関係を示す・ 第３図において、直１ｍ（Ａ）は負荷Ｌ（定インピーダ
ンス特性の１例）のみの場合の全負荷時特性を示す０発
電装置（定電流特性の１例）が並存する場合に、図示を
容易にするために発電装置の力率も０．８５とすると、
無負荷時における発電装置５（１，１００−に対する特
性はそれぞれ直線（Ｂ）、（Ｃ）で表わすことができる
。これから判るように、発電装置Ｇが並存しないときに
は、末端負荷電圧変動幅を２０１に抑えるのに許容され
る配線長は約１１２ｍである０これに対して、発電装置
が並存すると無負荷時に逆送電力による負荷電圧突上げ
が起こり、２０’ｌｋの変動幅を維持するのに許容され
る配線長は発電装置５０ｓの場合には約６４ｍに、発電
装置１００％の場合には約４７ｍに短縮されてし才う。
タンスＸｔ＝０．０３Ａ（Ｑ）（負 荷） 第２図は上記例におけるインピーダンスに関す端電圧Ｖ
Ｌの変動＜’ｓ＞と低圧配線長係数ｔとの関係を示す・ 第３図において、直１ｍ（Ａ）は負荷Ｌ（定インピーダ
ンス特性の１例）のみの場合の全負荷時特性を示す０発
電装置（定電流特性の１例）が並存する場合に、図示を
容易にするために発電装置の力率も０．８５とすると、
無負荷時における発電装置５（１，１００−に対する特
性はそれぞれ直線（Ｂ）、（Ｃ）で表わすことができる
。これから判るように、発電装置Ｇが並存しないときに
は、末端負荷電圧変動幅を２０１に抑えるのに許容され
る配線長は約１１２ｍである０これに対して、発電装置
が並存すると無負荷時に逆送電力による負荷電圧突上げ
が起こり、２０’ｌｋの変動幅を維持するのに許容され
る配線長は発電装置５０ｓの場合には約６４ｍに、発電
装置１００％の場合には約４７ｍに短縮されてし才う。
上述から明らかのように配電系統に発電装置を接続する
場合には配電系統の見直しが必要となり、場合によって
は系統構成ないしは運用制御の変更のた入めの費用が発
生する。
場合には配電系統の見直しが必要となり、場合によって
は系統構成ないしは運用制御の変更のた入めの費用が発
生する。
この解決策として過電圧継電器で発電装置、を解列する
方式が考えられるが、この方式はポンピング現象−をひ
き起こし、エネルギー利用率も悪い。
方式が考えられるが、この方式はポンピング現象−をひ
き起こし、エネルギー利用率も悪い。
さらに、自動電圧調整装置により発電装置無効電力の可
変制御を行なって電圧安定化を計る方法も考えられる。
変制御を行なって電圧安定化を計る方法も考えられる。
しかしながら、先に例示した如く配電系統の場合線路の
抵抗とりアクタンスとが同じオーダーなので効きが息＜
、発電装置の有効出力を大幅に上回る無効電力が必要で
あり、実現性に乏しい。才た、多数の小容量発電装置で
適正な相互電力配分をとりつつ系統の電圧調整を行なう
ことは現実的に不可能である。
抵抗とりアクタンスとが同じオーダーなので効きが息＜
、発電装置の有効出力を大幅に上回る無効電力が必要で
あり、実現性に乏しい。才た、多数の小容量発電装置で
適正な相互電力配分をとりつつ系統の電圧調整を行なう
ことは現実的に不可能である。
本発明の目的は、既存配電系軌の見直しを要することな
くそのｔ−利用しながらも、発電装置接続により負荷電
圧が許容変動幅を超過するようなことがなく、変圧器容
量の許す範囲内においてできるだけ多くの発電装置の設
置を可能にすることにある。
くそのｔ−利用しながらも、発電装置接続により負荷電
圧が許容変動幅を超過するようなことがなく、変圧器容
量の許す範囲内においてできるだけ多くの発電装置の設
置を可能にすることにある。
この目的は、本発明によれば、配電系統に連系運転され
る発電装置において、電圧が設定上限電圧に接近した段
階より発電装置出力電流有効分の低減を開始し、負荷電
圧がその設定上限電圧に達したときに発電装置出力電流
有効分が零になるように、発電装置出力電流を制御すう
ことによって達成、される。
る発電装置において、電圧が設定上限電圧に接近した段
階より発電装置出力電流有効分の低減を開始し、負荷電
圧がその設定上限電圧に達したときに発電装置出力電流
有効分が零になるように、発電装置出力電流を制御すう
ことによって達成、される。
以、下、第４図に示す本発明７’Ｊ施例を参照しながら
本発明をざらに岬細に説明する。
本発明をざらに岬細に説明する。
第４図において、１は配電系統Ｓに連系運転される発、
電装置であり、２は負荷である。発電装置１は例えば太
陽電池である直流電源１１と、平滑リアクトノー１２お
よびコンデンサ１３からなる直流フィルタと、インバー
タ１４とから構成することができる。インバータ１４は
例えばブロック内に一相分を略示するようにトランジス
タ式電圧形自励インバータを使用することができる。こ
の場合に発電装置１の系統への接続点とインバータ１４
の出力端との間の各相接続線に交流リアクトル１５を挿
入するとよい。インバータ１４は変調制御回路１６によ
ってパルス幅変調された出力電圧を発生する。この場合
のパルス暢変−は例えばインバータ出力電圧の基本波の
周波数および位相を指定する正弦波制御信号と高周波の
三角波信号とを比較する全知の［１にしたがって行なわ
せることができる。１７は上記の制御信号を発生する波
形合成回路であり、この波形合成回路１７は電圧検出器
１８によって検出される負荷電圧瞬時値ＶＬに相当する
正弦波信号と、発電装置有効電流操作部１９からの直流
信号ａとから、 （１＋ｊｉ）ＶＬ なる制御信号をつくり出す。この場合インバータ出力電
圧（基本波）ＶＩＮＹは、 Ｖ ＩＮＶ ： ｂａｎｄ （１＋ｊａ ）ＶＬとなる
（Ｅｄはインバータ直流入力電圧）。ｂは可変ゲイン要
素の挿入もしくはパルス幅変調回路において制御信号と
切り合う三角波備考の振幅などにより１１！１すること
のできる係数であり、ｂ−Ｒｄｊ′、、、、！・ ＝ ｂｅｎｄ：ｌ ″ となるように調整される。この場合、交流リアクトル１
５のリアクタンスをＸとあくと、発１ＩＬＷ＆置（有効
電流）のみとなり、インバーター４は力率１で運転され
る。有効電流操作部１９は電流指令演算部３０によって
与えられる有効電流指令値ＩＱＰから相応せる係数信号
畠をつくり出す。これはりアクタンスＸと負荷電圧定格
値を考慮した比例演算回路として構成することができる
し、才た高精度を要求するなら電流調節器として構成し
発電装置出力電流をフィードバック制御するとよい。
電装置であり、２は負荷である。発電装置１は例えば太
陽電池である直流電源１１と、平滑リアクトノー１２お
よびコンデンサ１３からなる直流フィルタと、インバー
タ１４とから構成することができる。インバータ１４は
例えばブロック内に一相分を略示するようにトランジス
タ式電圧形自励インバータを使用することができる。こ
の場合に発電装置１の系統への接続点とインバータ１４
の出力端との間の各相接続線に交流リアクトル１５を挿
入するとよい。インバータ１４は変調制御回路１６によ
ってパルス幅変調された出力電圧を発生する。この場合
のパルス暢変−は例えばインバータ出力電圧の基本波の
周波数および位相を指定する正弦波制御信号と高周波の
三角波信号とを比較する全知の［１にしたがって行なわ
せることができる。１７は上記の制御信号を発生する波
形合成回路であり、この波形合成回路１７は電圧検出器
１８によって検出される負荷電圧瞬時値ＶＬに相当する
正弦波信号と、発電装置有効電流操作部１９からの直流
信号ａとから、 （１＋ｊｉ）ＶＬ なる制御信号をつくり出す。この場合インバータ出力電
圧（基本波）ＶＩＮＹは、 Ｖ ＩＮＶ ： ｂａｎｄ （１＋ｊａ ）ＶＬとなる
（Ｅｄはインバータ直流入力電圧）。ｂは可変ゲイン要
素の挿入もしくはパルス幅変調回路において制御信号と
切り合う三角波備考の振幅などにより１１！１すること
のできる係数であり、ｂ−Ｒｄｊ′、、、、！・ ＝ ｂｅｎｄ：ｌ ″ となるように調整される。この場合、交流リアクトル１
５のリアクタンスをＸとあくと、発１ＩＬＷ＆置（有効
電流）のみとなり、インバーター４は力率１で運転され
る。有効電流操作部１９は電流指令演算部３０によって
与えられる有効電流指令値ＩＱＰから相応せる係数信号
畠をつくり出す。これはりアクタンスＸと負荷電圧定格
値を考慮した比例演算回路として構成することができる
し、才た高精度を要求するなら電流調節器として構成し
発電装置出力電流をフィードバック制御するとよい。
電流指令演算ｓ３０は、電圧検出器１８によって検出さ
れる負荷電圧瞬時値ＶＬをそれの大きさＶＬに相当する
信号に変換してその大きさＶｔを監視しながら、インバ
ータ出力電流１次指令値ｌａｐ”を最終的な指令値ＩＱ
ｐに変換する。第５図に電流指令演算部３０の出力信号
ＩＱＰ と負荷電圧ＶＬと、片。
れる負荷電圧瞬時値ＶＬをそれの大きさＶＬに相当する
信号に変換してその大きさＶｔを監視しながら、インバ
ータ出力電流１次指令値ｌａｐ”を最終的な指令値ＩＱ
ｐに変換する。第５図に電流指令演算部３０の出力信号
ＩＱＰ と負荷電圧ＶＬと、片。
の関係を、２つの異なる１次指令値Ｉ（ＩＰ ＝Ｉａｐ
、。
、。
Ｉ（ＩＰ ＝Ｉａｐ、について示す。すなわち、電流指
令演算部３０は負荷電圧ＶＬが設定上限電圧ＶＬｍａｘ
る。しかし、ＶＬがＶＬｍａｘに接近した段階より、す
なわ−ちＶＬがＶＬｍａｘ−ｇ を上回る範囲に入る
と、出力電流指令値ＩＧＰの低減が開始され、ＶＬ＝Ｖ
ｊｍａｘとなったときにはＩａｐ ＝Ｑ となるよう
な関数特性を持たせである。か＼るインバータの出力電
流゛低減により、発電装置１の負荷電圧突上げ効果に関
する自己責任要因を消すことができるので、既存の配電
系統をそのま＼利用しながらも負荷電圧の許容変動幅の
超過を防ぐことができる。また、か＼る制御方式を実施
するための装置は、簡単で安価であり、しかも多数の発
電装置が種々の地点に設置されたとしても、個々の発電
装置で独立の制御を行なっても何ら問題はないことから
、本発明は新エネルギー発電装置普及に対する大なる貢
献が期待できる。
令演算部３０は負荷電圧ＶＬが設定上限電圧ＶＬｍａｘ
る。しかし、ＶＬがＶＬｍａｘに接近した段階より、す
なわ−ちＶＬがＶＬｍａｘ−ｇ を上回る範囲に入る
と、出力電流指令値ＩＧＰの低減が開始され、ＶＬ＝Ｖ
ｊｍａｘとなったときにはＩａｐ ＝Ｑ となるよう
な関数特性を持たせである。か＼るインバータの出力電
流゛低減により、発電装置１の負荷電圧突上げ効果に関
する自己責任要因を消すことができるので、既存の配電
系統をそのま＼利用しながらも負荷電圧の許容変動幅の
超過を防ぐことができる。また、か＼る制御方式を実施
するための装置は、簡単で安価であり、しかも多数の発
電装置が種々の地点に設置されたとしても、個々の発電
装置で独立の制御を行なっても何ら問題はないことから
、本発明は新エネルギー発電装置普及に対する大なる貢
献が期待できる。
なおＪ第４図の実施例において、１次指令値ＩＧＰはエ
ネルギー有効利用の見地から、例えば図示の如く二発電
素子１１の電圧、電流を計測し、これらにもとづいて発
電素子１１が７その都度最大出力点で動作するように、
その最大出力点に対応したインバータ出力電流を算出す
る最大出力点演−算回路３１によって与えるようにする
とよい。
ネルギー有効利用の見地から、例えば図示の如く二発電
素子１１の電圧、電流を計測し、これらにもとづいて発
電素子１１が７その都度最大出力点で動作するように、
その最大出力点に対応したインバータ出力電流を算出す
る最大出力点演−算回路３１によって与えるようにする
とよい。
第１図は配電系統における定電圧受電点と１つの負荷端
との間の線路の概略図、第２図は第１図に対する等価回
路図、第３図は負荷端電圧の変動と線路長との関係を説
明するための線図、第４図は本発明一実施例を説明する
ための線図、第５図は第４図の実施例の動作を説明する
ための線図である。 １・・・発電装装置、２・・・負荷、１１・・・発電素
子、１２．１３・・・フィルタ、１４・・・インバータ
、１５・・・交流リアクトル、１６・・・変調制御回路
、１７・・・波形合成回路、１８・・・電圧検出器、１
９・・・発電装置有効電流操作部、３０・・・電流指令
演算部、３１・・・最大出力点演最部。
との間の線路の概略図、第２図は第１図に対する等価回
路図、第３図は負荷端電圧の変動と線路長との関係を説
明するための線図、第４図は本発明一実施例を説明する
ための線図、第５図は第４図の実施例の動作を説明する
ための線図である。 １・・・発電装装置、２・・・負荷、１１・・・発電素
子、１２．１３・・・フィルタ、１４・・・インバータ
、１５・・・交流リアクトル、１６・・・変調制御回路
、１７・・・波形合成回路、１８・・・電圧検出器、１
９・・・発電装置有効電流操作部、３０・・・電流指令
演算部、３１・・・最大出力点演最部。
Claims (1)
- ｌ）配電系統に連系運転される発電装置において、負荷
電圧が設定上限電圧に接近した段階より発電装置出力電
流有効分低減を開始し、負荷電圧がその設定上限電圧に
達したときに発電装置出力電流有効分が零になるように
、発電装置出力電流を制御することを特徴とする配電系
統発電−置の制御方式。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56141473A JPS5843018A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 配電系統発電装置の制御方式 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56141473A JPS5843018A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 配電系統発電装置の制御方式 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5843018A true JPS5843018A (ja) | 1983-03-12 |
Family
ID=15292698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56141473A Pending JPS5843018A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 配電系統発電装置の制御方式 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5843018A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5385341A (en) * | 1977-01-06 | 1978-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter control circuit |
-
1981
- 1981-09-08 JP JP56141473A patent/JPS5843018A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5385341A (en) * | 1977-01-06 | 1978-07-27 | Mitsubishi Electric Corp | Inverter control circuit |
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