(57)【要約】【課題】分散電源設備が接続された負荷系統が電力系統から切り離されたときに、その負荷系統の残留電圧を速やかに減衰させることができる単独運転防止装置を提供することである。【解決手段】本発明の単独運転防止装置は、分散電源制御装置２０と残留電圧減衰装置２１とからなり、分散電源制御装置２０は、分散電源設備１１を電力系統１２に接続して連系運転するとともに、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３が単独運転状態となったときには、分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させるとともに、残留電圧減衰装置２１を起動する。残留電圧減衰装置２１は、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３に接続され、分散電源制御装置２０が分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させたときは、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器（誘導電動機１５）に起因する残留電圧を減衰させる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電部で発電した交流電力を整流器で整流して得られた直流電力、または発電部で発電した直流電力を蓄電池に蓄電し、前記蓄電池に蓄電された直流電力を電力変換器で電力系統に連系可能な交流電力に変換し、その交流電力に含まれる高調波成分をフィルタで除去して電力系統に供給する分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転を継続することを防止する単独運転防止装置において、前記分散電源設備を電力系統に接続して連系運転するとともに前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときには前記分散電源設備の電力変換器を停止させる分散電源制御装置と、前記分散電源設備が接続された負荷系統に接続され前記分散電源制御装置が前記分散電源設備の電力変換器を停止させたときは前記負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させる残留電圧減衰装置とを備えたことを特徴とする単独運転防止装置。
【請求項２】
前記残留電圧減衰装置は、前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器、または前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを直流電力に変換し前記分散電源設備の蓄電池に回生する電力回生装置であることを特徴とする請求項１に記載の単独運転防止装置。
【請求項３】
発電部で発電した交流電力を電力変換器で電力系統に連系可能な交流電力に変換し、その交流電力に含まれる高調波成分をフィルタで除去して電力系統に供給する分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転を継続することを防止する単独運転防止装置において、前記分散電源設備を電力系統に接続して連系運転するとともに前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときには前記分散電源設備の電力変換器を停止させる分散電源制御装置と、前記分散電源設備が接続された負荷系統に接続され前記分散電源制御装置が前記分散電源設備の電力変換器を停止させたときは前記負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させる残留電圧減衰装置とを備えたことを特徴とする単独運転防止装置。
【請求項４】
前記残留電圧減衰装置は、前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときに前記分散電源設備の前記フィルタをバイパスして前記電力変換器を直接的に前記負荷系統に接続するバイパス回路を形成するためのスイッチ素子と、前記バイパス回路に接続された限流抵抗及びインダクタンスとを有し、前記分散電源制御装置は、前記電力変換器を停止させることに代えて、前記分散電源設備の電力変換器から残留電圧と逆位相の電圧を発生させ、前記限流抵抗が接続されたバイパス回路を介して残留電圧と逆位相の電圧を前記負荷系統に印加することを特徴とする請求項１または３に記載の単独運転防止装置。
【請求項５】
前記残留電圧減衰装置は、前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときに前記分散電源設備の前記フィルタをバイパスして前記電力変換器を直接的に前記負荷系統に接続するバイパス回路を形成するためのスイッチ素子と、前記バイパス回路に接続された限流抵抗とを有し、前記分散電源制御装置は、前記電力変換器を停止させることに代えて、前記分散電源設備の電力変換器を短絡し、前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを前記電力変換器で消費することを特徴とする請求項１または３に記載の単独運転防止装置。
【請求項６】
発電部で発電した電力系統に連系可能な交流電力を遮断器を介して電力系統に供給する分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転を継続することを防止する単独運転防止装置において、前記分散電源設備を電力系統に接続して連系運転するとともに前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときには前記分散電源設備の遮断器を開く分散電源制御装置と、前記分散電源設備が接続された負荷系統に接続され前記分散電源制御装置の遮断器が開かれたときは前記負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させる残留電圧減衰装置とを備えたことを特徴とする単独運転防止装置。
【請求項７】
前記残留電圧減衰装置は、前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器であることを特徴とする請求項１または３または６に記載の単独運転防止装置。
【請求項８】
前記分散電源制御装置は、前記残留電圧減衰装置が動作した後の所定期間の経過後において、前記残留電圧減衰装置が接続された前記負荷系統の残留電圧が減衰しないときは前記残留電圧減衰装置を解列することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の単独運転防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系されて運転される分散電源設備の単独運転防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、電力系統には電力会社の事業用発電所で発電された電力が供給され、需要家に電力が供給されるが、近年においては、分散電源設備からの電力も電力系統に供給される。通常、分散電源設備は、配電系統の高圧配電線路から分岐した低圧配電線路に接続されている。
【０００３】
このような分散電源設備の電力系統への連系運転に関する問題の一つとして、系統故障や停電時における分散電源設備の単独運転の継続が上げられる。配電線における短絡事故または地絡事故、柱上変圧器の高低圧混触事故等の各種の系統事故が発生すると、変電所に設けた遮断器が開放されて変電所から電力系統への電力供給が遮断される。その際、何ら対策を講じていないときには、電力系統に連系している各分散型電源から負荷に対して電力を供給し続ける状態、いわゆる単独運転の状態が発生する場合がある。
【０００４】
そこで、電気系統に連系される分散電源設備には、逆潮流によって系統が充電されないように電力品質確保に係わる系統連系技術要件ガイドライン及び系統連系規程によって、単独運転を防止する機能を有することが義務づけられており、この単独運転検出機能によって、系統が停電した際には１秒以内に分散電源設備は発電を停止する。ここで、分散電源設備の単独運転を防止するものとしては、多くのものが開発されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【特許文献１】特開平７−２４５８７６号公報
【特許文献２】特開２００７−７４７７４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、分散電源設備の単独運転検出機能の感度向上によって即時に分散電源設備の単独運転状態を検出し、分散電源設備を系統から解列した場合であっても、分散電源設備が接続された負荷系統にエネルギー蓄積機器（例えば、誘導電動機や電力用コンデンサなど）が接続されている場合には、エネルギー蓄積機器に起因する残留電圧の影響により電気保安を確保できないリスクが顕在化しつつある。分散電源設備が接続された負荷系統に残留電圧の介在する時間は、エネルギー蓄積機器の容量や系統に接続されている他の負荷の容量によって変化し、１秒以上電圧が残ることもある。
【０００６】
また、現在、我国で用いられている単独運転に関するＪＥＴ（財団法人電気安全環境研究所）の基準では、分散電源設備の電力変換器のゲートブロック検出にて単独運転の終了としているが、世界標準規格であるＩＥＣ６２１１６では、分散電源設備から出力される電流値が２％以下になるまでの時間とされており、我国でもＩＥＣ規格を用いるようになると、エネルギー蓄積機器による残留電圧の影響で単独運転検出時間が延びてしまうことになる。
【０００７】
本発明の目的は、分散電源設備が接続された負荷系統が電力系統から切り離されたときに、その負荷系統の残留電圧を速やかに減衰させることができる単独運転防止装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１の発明に係わる単独運転防止装置は、発電部で発電した交流電力を整流器で整流して得られた直流電力、または発電部で発電した直流電力を蓄電池に蓄電し、前記蓄電池に蓄電された直流電力を電力変換器で電力系統に連系可能な交流電力に変換し、その交流電力に含まれる高調波成分をフィルタで除去して電力系統に供給する分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転を継続することを防止する単独運転防止装置において、前記分散電源設備を電力系統に接続して連系運転するとともに前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときには前記分散電源設備の電力変換器を停止させる分散電源制御装置と、前記分散電源設備が接続された負荷系統に接続され前記分散電源制御装置が前記分散電源設備の電力変換器を停止させたときは前記負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させる残留電圧減衰装置とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
請求項２の発明に係わる単独運転防止装置は、請求項１の発明において、前記残留電圧減衰装置は、前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器、または前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを直流電力に変換し前記分散電源設備の蓄電池に回生する電力回生装置であることを特徴とする。
【００１０】
請求項３の発明に係わる単独運転防止装置は、発電部で発電した交流電力を電力変換器で電力系統に連系可能な交流電力に変換し、その交流電力に含まれる高調波成分をフィルタで除去して電力系統に供給する分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転を継続することを防止する単独運転防止装置において、前記分散電源設備を電力系統に接続して連系運転するとともに前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときには前記分散電源設備の電力変換器を停止させる分散電源制御装置と、前記分散電源設備が接続された負荷系統に接続され前記分散電源制御装置が前記分散電源設備の電力変換器を停止させたときは前記負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させる残留電圧減衰装置とを備えたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４の発明に係わる単独運転防止装置は、請求項１または３の発明において、前記残留電圧減衰装置は、前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときに前記分散電源設備の前記フィルタをバイパスして前記電力変換器を直接的に前記負荷系統に接続するバイパス回路を形成するためのスイッチ素子と、前記バイパス回路に接続された限流抵抗及びインダクタンスとを有し、前記分散電源制御装置は、前記電力変換器を停止させることに代えて、前記分散電源設備の電力変換器から残留電圧と逆位相の電圧を発生させ、前記限流抵抗が接続されたバイパス回路を介して残留電圧と逆位相の電圧を前記負荷系統に印加することを特徴とする。
【００１２】
請求項５の発明に係わる単独運転防止装置は、請求項１または３の発明において、前記残留電圧減衰装置は、前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときに前記分散電源設備の前記フィルタをバイパスして前記電力変換器を直接的に前記負荷系統に接続するバイパス回路を形成するためのスイッチ素子と、前記バイパス回路に接続された限流抵抗とを有し、前記分散電源制御装置は、前記電力変換器を停止させることに代えて、前記分散電源設備の電力変換器を短絡し、前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを前記電力変換器で消費することを特徴とする。
【００１３】
請求項６の発明に係わる単独運転防止装置は、発電部で発電した電力系統に連系可能な交流電力を遮断器を介して電力系統に供給する分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転を継続することを防止する単独運転防止装置において、前記分散電源設備を電力系統に接続して連系運転するとともに前記分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときには前記分散電源設備の遮断器を開く分散電源制御装置と、前記分散電源設備が接続された負荷系統に接続され前記分散電源制御装置の遮断器が開かれたときは前記負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させる残留電圧減衰装置とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
請求項７の発明に係わる単独運転防止装置は、請求項１または３または６に記載の発明において、前記残留電圧減衰装置は、前記負荷系統のエネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器であることを特徴とする。
【００１５】
請求項８の発明に係わる単独運転防止装置は、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の発明において、前記分散電源制御装置は、前記残留電圧減衰装置が動作した後の所定期間の経過後において、前記残留電圧減衰装置が接続された前記負荷系統の残留電圧が減衰しないときは前記残留電圧減衰装置を解列することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、分散電源設備が接続された負荷系統が単独運転状態となったときに、残留電圧減衰装置は単独運転状態となった負荷系統に接続されて、負荷系統のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させるので、エネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を速やかに減衰させることができる。このため、分散電源設備が接続された負荷系統の単独運転状態の継続時間を短くできる。また、残留電圧減衰装置として、エネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器あるいは直流電力に変換する電力回生装置を用いた場合には、エネルギー蓄積機器のエネルギーを有効に活用することができる。
【００１７】
また、残留電圧減衰装置が動作した後の所定期間の経過後において、残留電圧減衰装置が接続された負荷系統の残留電圧が減衰しないときは残留電圧減衰装置を解列するので、誤動作による残留電圧減衰装置の動作を停止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
図１は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第１の実施例の構成図である。分散電源設備１１は、図示省略の開閉器を介して、電力系統１２の負荷系統１３に接続されて電力系統１２と連系運転される。負荷系統１３は電力系統１２の末端の配電系統であり、電灯や熱機器等の負荷１４、誘導電動機１５等の動力負荷あるいは電力設備である力率改善用コンデンサ等が接続されている。
【００１９】
分散電源設備１１は、例えば太陽光発電や燃料電池発電等の発電設備であり、発電部１６で発電した直流電力を蓄電池１７に蓄電し、蓄電池１７に蓄電された直流電力を電力変換器１８で交流電力に変換し、その交流電力に含まれる高調波成分をフィルタ１９で除去して電力系統１２の負荷系統１３に交流電力を供給する。
【００２０】
分散電源制御装置２０は、通常時は、電力系統１２に接続した分散電源設備１１を制御し、分散電源設備１１を連系運転する。また、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３が単独運転状態となったときには、単独運転検出信号が分散電源制御装置２０に入力され、分散電源制御装置２０は単独運転検出信号を入力したときは、分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させる制御を行うとともに残留電圧減衰装置２１を負荷系統１３に接続する。
【００２１】
残留電圧減衰装置２１は負荷系統１３に接続されて構成され、分散電源制御装置２０により、分散電源設備１１の電力変換器１８が停止したときに負荷系統１３の残留電圧を減衰させるものである。負荷系統１３に誘導電動機１４や電力用コンデンサ（力率改善用コンデンサ）等のエネルギー蓄積機器が接続されている場合には、分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させたとしても、エネルギー蓄積機器から負荷系統１３に電気エネルギーが供給されるので、負荷系統１３にはエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧が発生する。残留電圧減衰装置２１は、この残留電圧を減衰させる。
【００２２】
残留電圧減衰装置２１は、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器２３と、熱機器２３を負荷系統１３に接続するためのスイッチ素子２２とを有し、分散電源制御装置２０は単独運転検出信号を入力したときは、残留電圧減衰装置２１のスイッチ素子２２をオンする。これにより、残留電圧減衰装置２１の熱機器２３が負荷系統１３に接続され、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器から残留電圧減衰装置２１の熱機器２３に電気エネルギーが供給されて消費される。この場合、熱機器２３に流入する電流値がしきい値を超える場合には、スイッチ素子２２のオンオフ制御により熱機器２３に流れる電流値を制御する。このように、残留電圧減衰装置２１の熱機器２３により、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器からの電気エネルギーを消費するので、負荷系統１３の残留電圧は速やかに減衰する。熱機器２３は、例えば、コジェネレーション機器のヒータ等である。
【００２３】
図２は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第２の実施例の構成図である。この第２の実施例は、図１に示した第１の実施例に対し、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを熱機器２３で消費することに代えて、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを直流電力に変換し、分散電源設備１１の蓄電池１７に回生するようにしたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２４】
残留電圧減衰装置２１は、負荷系統１３に接続された絶縁トランス２４と、絶縁トランス２４を介して得られる交流を直流に変換する整流器２５と、整流器２５で得られた直流を昇圧し分散電源設備１１の蓄電池１７に出力する昇圧部２６とから構成されている。
【００２５】
分散電源制御装置２０が単独運転検出信号により、分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させたときに、残留電圧減衰装置２１の整流器２５は、分散電源制御装置２０により起動される。整流器２５は、起動がかけられると、絶縁トランス２４を介して得られる交流を直流に変換する。昇圧部２６は、整流器２５で得られた直流を昇圧し分散電源設備１１の蓄電池１７に蓄電する。これにより、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器からの電気エネルギーを蓄電池１７に蓄電するので、負荷系統１３の残留電圧は速やかに減衰でき、また、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器からの電気エネルギーを有効利用できる。
【００２６】
図３は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第３の実施例の構成図である。この第３の実施例は、図１に示した第１の実施例に対し、分散電源設備１１の発電部１６として直流電力を発電するものに代えて、交流電力を発電する発電部１６とし、原動機２９で発電部１６を駆動して交流電力を発電し、その交流電力を整流器３０で整流して得られた直流電力を蓄電池１７に蓄電するようにしたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００２７】
原動機２９は、例えばマイクロガスタービンやガスエンジンなどであり、発電部１６は同期発電機あるいは誘導発電機などの交流発電機である。発電部１６で発電された交流電力は整流器３０で整流されて直流電力に変換され蓄電池１７に蓄電される。従って、発電部１６で発電する交流は電力系統と同期している必要はない。
【００２８】
この第３の実施例の場合も、第１の実施例と同様に、分散電源制御装置２０は、通常時は、電力系統１２に接続した分散電源設備１１を制御し、分散電源設備１１を連系運転する。また、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３が単独運転状態となったときには、単独運転検出信号が分散電源制御装置２０に入力され、分散電源制御装置２０は分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させる制御を行うとともに残留電圧減衰装置２１を負荷系統１３に接続する。これにより、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器から残留電圧減衰装置２１の熱機器２３に電気エネルギーが供給されて消費されるので、負荷系統１３の残留電圧は速やかに減衰する。
【００２９】
また、残留電圧減衰装置２１として、スイッチ素子２２及び熱機器２３に代えて、図２に示すように、絶縁トランス２４、整流器２５、昇圧部２６を設け、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを直流電力に変換し、分散電源設備１１の蓄電池１７に回生するようにしてもよい。
【００３０】
図４は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第４の実施例の構成図である。この第４の実施例は、図３に示した第３の実施例に対し、整流器３０及び蓄電池１７を省略し、原動機２９で発電部１６を駆動して得られた交流電力を電力変換器１８で電力系統１２に連系可能な交流電力に変換し、負荷系統１３に供給するようにしたものである。図３と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３１】
この第４の実施例の場合も、第３の実施例と同様に、分散電源制御装置２０は、通常時は、電力系統１２に接続した分散電源設備１１を制御し、分散電源設備１１を連系運転する。また、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３が単独運転状態となったときには、単独運転検出信号が分散電源制御装置２０に入力され、分散電源制御装置２０は分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させる制御を行うとともに残留電圧減衰装置２１を負荷系統１３に接続する。これにより、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器から残留電圧減衰装置２１の熱機器２３に電気エネルギーが供給されて消費されるので、負荷系統１３の残留電圧は速やかに減衰する。
【００３２】
なお、第４の実施例の場合は、分散電源設備１１は蓄電池１７を備えていないので、図２に示すように、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを直流電力に変換し、蓄電池１７に回生することはできない。
【００３３】
図５は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第５の実施例の構成図である。この第５の実施例は、図１に示した第１の実施例に対し、残留電圧減衰装置２１は、分散電源設備１１のフィルタ１９をバイパスするスイッチ素子２７と限流抵抗２８及びインダクタンス３１との直列回路を有し、分散電源制御装置２０は、単独運転検出信号が入力されたときに、スイッチ素子２７をオンするとともに、分散電源設備１１の電力変換器１８を停止させることに代えて、分散電源設備１１の電力変換器１８から残留電圧と逆位相の電圧を発生させ、スイッチ素子２７と限流抵抗２８及びインダクタンス３１との直列回路を介して負荷系統１３に供給するようにしたものである。図１と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３４】
残留電圧減衰装置２１は、スイッチ素子２７と限流抵抗２８及びインダクタンス３１との直列回路を有し、分散電源設備１１のフィルタ１９に並列に接続されている。分散電源制御装置２０は単独運転検出信号を入力したときにスイッチ素子２７をオンするとともに、分散電源設備１１の電力変換器１８から残留電圧と逆位相の電圧を発生させる。
【００３５】
すなわち、スイッチ素子２７は、負荷系統１３が単独運転状態となったときにオンし、スイッチ素子２７と限流抵抗２８及びインダクタンス３１との直列回路は、分散電源設備１１のフィルタ１９をバイパスするバイパス回路を形成することになる。これにより、分散電源設備１１の電力変換器１８は負荷系統１３に直接的に接続される。分散電源設備１１の電力変換器１８から残留電圧と逆位相の電圧がバイパス回路を介して負荷回路１３に印加される。限流抵抗２８及びインダクタンス３１は、このときにバイパス回路に流れる電流を限流する。
【００３６】
図６は、負荷系統１３の残留電圧及び分散電源設備１１の電力変換器１８の発生電圧の波形図であり、図６（ａ）は負荷系統１３の残留電圧の一例の電圧波形図、図６（ｂ）は分散電源設備１１の電力変換器１８の発生電圧の一例の電圧波形図である。図６（ａ）に示すように、負荷系統１３の残留電圧は、通常、正弦波であり、この正弦波を打ち消すように、電力変換器１８はＰＷＭ制御にて図６（ｂ）に示すような残留電圧と逆位相の電圧を発生させる。これにより、バイパス回路に印加される電圧の瞬時値は、残留電圧の２倍の値となりバイパス回路に流れる電流が過大となることがある。そこで、限流抵抗２８及びインダクタンス３１でバイパス回路に流れる電流を限流する。
【００３７】
このように、分散電源制御装置２０は、分散電源設備１１が電力系統１２に系統連系されて連系運転しているときは、分散電源設備１１の電力変換器１８の出力電圧が系統電圧と同位相になるようにＰＷＭ制御を行うが、単独運転検出信号を入力した後には、電力変換器１８の出力電圧が系統電圧と逆位相の電圧となるようにＰＷＭ制御する。従って、負荷系統１３の残留電圧を速やかに減衰できる。なお、ＰＷＭ制御に代えて、ＰＦＭ制御やＰＡＭ制御を行うようにしてもよい。
【００３８】
図７は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第６の実施例の構成図である。この第６の実施例は、図５に示した第５の実施例に対し、残留電圧減衰装置２１のインダクタンス３１を省略し、分散電源制御装置２０は単独運転検出信号を入力したときにスイッチ素子２７をオンするとともに、分散電源設備１１の電力変換器１８から残留電圧と逆位相の電圧を発生させることに代えて、分散電源制御装置２０は分散電源設備１１の電力変換器１８を短絡し、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを電力変換器１８で消費するようにしたものである。図５と同一要素には同一符号を付し重複する説明は省略する。
【００３９】
分散電源制御装置２０は単独運転検出信号を入力したときにスイッチ素子２７をオンして、フィルタ１９をバイパスするバイパス回路を形成し、フィルタ１９のインダクタンスＬ分を短絡する。そして、分散電源設備１１の電力変換器１８のスイッチ素子をオンとして電力変換器１８を短絡し、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器のエネルギーを電力変換器１８のスイッチ素子で消費する。これにより負荷系統１３の残留電圧を短時間に低下させる。この場合、限流抵抗２８は過大な電流が流れるのを限流する。
【００４０】
以上の説明では、分散電源制御装置２０が単独運転検出信号を入力したときは、残留電圧減衰装置２１を動作させて、負荷系統１３の残留電圧を減衰させるようにしたが、分散電源制御装置２０は、残留電圧減衰装置２１の動作が正常なものであるかどうかを監視し、残留電圧減衰装置２１の動作が正常なものでないときは残留電圧減衰装置２１を負荷系統１３から解列させるようにしてもよい。
【００４１】
分散電源制御装置２０は、残留電圧減衰装置２１が動作した後の負荷系統１３の残留電圧を監視する。すなわち、残留電圧減衰装置２１が動作した後の所定期間の経過後において、残留電圧減衰装置２１が接続された負荷系統１３の残留電圧が減衰したかどうかを監視する。
【００４２】
図８は、残留電圧減衰装置２１の不動作時または正常動作時の負荷系統の系統電圧の波形図であり、図８（ａ）は残留電圧減衰装置２１の不動作時の負荷系統の系統電圧の波形図、図８（ｂ）は残留電圧減衰装置２１の正常動作時の負荷系統の系統電圧の波形図である。
【００４３】
残留電圧減衰装置２１が設置されていないとき、または残留電圧減衰装置２１が不動作（非正常動作）のときは、単独運転状態となった負荷系統１３の系統電圧は、図８（ａ）に示すような波形となる。負荷系統１３が連系運転しているとき（時点ｔ０以前）は、負荷系統１３は所定の系統電圧を維持している。そして、時点ｔ０で分散電源制御装置２０に単独運検出信号が入力されたときは、分散電源制御装置２０は、例えば、分散電源設備１１の電力変換器１８のスイッチ素子をゲートブロックし、分散電源設備１１の発電部１６から負荷系統１３に電力を供給するのを停止する。残留電圧減衰装置２１が設置されていないとき、または残留電圧減衰装置２１が不動作（非正常動作）のときは、図８（ａ）に示すように、時点ｔ０で、分散電源設備１１の電力変換器１８のスイッチ素子をゲートブロックしても、エネルギー蓄積装置（誘導電動機）に起因する残留電圧が発生しているので、負荷系統１３の残留電圧は即座に減衰しない。時点ｔ１になって初めて零となる。
【００４４】
一方、残留電圧減衰装置２１が正常動作のときは、単独運転状態となった負荷系統１３の系統電圧は、図８（ｂ）に示すような波形となる。負荷系統１３が連系運転しているとき（時点ｔ０以前）は、負荷系統１３は所定の系統電圧を維持している。そして、時点ｔ０で分散電源制御装置２０に単独運検出信号が入力されたときは、分散電源制御装置２０は、例えば、分散電源設備１１の電力変換器１８のスイッチ素子をゲートブロックして分散電源設備１１の発電部１６から負荷系統１３に電力を供給するのを停止するとともに、残留電圧減衰装置２１を動作させて負荷系統１３の残留電圧を減衰させる。残留電圧減衰装置２１が正常動作したときは、図８（ｂ）に示すように、分散電源設備１１の電力変換器１８のスイッチ素子をゲートブロックした時点ｔ０以降に即座に、残留電圧減衰装置２１により、エネルギー蓄積装置（誘導電動機）に起因する残留電圧を減衰させる動作をするので、比較的短時間後の時点ｔ１で残留電圧は減衰する。
【００４５】
そこで、分散電源制御装置２０は、残留電圧減衰装置２１の動作後の負荷系統１３の系統電圧を監視し、残留電圧減衰装置２１の動作が正常なものであったかを判断する。図８（ｂ）に示すように、残留電圧減衰装置２１の動作後１サイクル以内に電圧値が急激に低下するため、例えば、余裕をみて２サイクル後の電圧値が残留電圧減衰装置２１の動作前の電圧値と比べて変化しているかどうかを判断する。電圧値が変化しているときは残留電圧減衰装置２１は正常に動作していると判断し、一方、電圧値が変化していないときは、残留電圧減衰装置２１は正常に動作していない（誤動作）と判断し、即座に残留電圧減衰装置２１を負荷系統１３から解列する。これにより、残留電圧減衰装置２１の不要動作を防止する。
【００４６】
また、以上の説明では、分散電源設備１１は電力変換器１８を有し、電力変換器１８にて電力系統１２に連系するようにした場合について説明したが、電力変換器１８を有していない分散電源設備１１に対して、残留電圧減衰装置２１を適用することも可能である。
【００４７】
図９は本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第７の実施例の構成図である。この第７の実施例は、発電部１６で電力系統に連系可能な交流電力を発電し、発電した交流電力を遮断器３２を介して電力系統１２に供給するようにしたものである。
【００４８】
図９に示すように、分散電源設備１１は原動機２９で発電部１６を駆動して交流電力を発電する。発電部１６としては同期発電機が使用され、電力系統１２と連系運転できる交流電力を発電する。励磁装置３３は発電部１６である同期発電機に界磁を与えるものであり、励磁装置３３の電源は発電部１６である同期発電機の出力端から絶縁トランス３４を介して与えるようにしている。そして、発電部１６で発電した電力系統１２に連系可能な交流電力は、遮断器３２を介して電力系統１２の負荷系統１３に供給される。
【００４９】
この第７の実施例の場合、分散電源制御装置２０は、通常時は、電力系統１２に接続した分散電源設備１１を制御して電力系統１２に連系可能な交流電力を得て電力系統１２と連系運転する。また、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３が単独運転状態となったときには、分散電源制御装置２０は分散電源設備１１の遮断器３２を開く制御を行うとともに残留電圧減衰装置２１を負荷系統１３に接続する。これにより、負荷系統１３のエネルギー蓄積機器から残留電圧減衰装置２１の熱機器２３に電気エネルギーが供給されて消費されるので、負荷系統１３の残留電圧は速やかに減衰する。
【００５０】
本発明の実施の形態によれば、分散電源設備１１が接続された負荷系統１３が単独運転状態となったときに、残留電圧減衰装置２１は単独運転状態となった負荷系統１３に接続されて、その負荷系統１３のエネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を減衰させるので、エネルギー蓄積機器に起因する残留電圧を速やかに減衰させることができ、負荷系統１３の単独運転状態の継続時間を短くできる。
【００５１】
また、残留電圧減衰装置２１として、エネルギー蓄積機器のエネルギーを熱エネルギーに変換する熱機器あるいは直流電力に変換する電力回生装置を用いた場合には、エネルギー蓄積機器のエネルギーを有効に活用することができる。つまり、単独運転時間を短くし，さらにそのエネルギーを有効活用するといった２つの機能を同時に兼ね備えることができる。
【００５２】
また、残留電圧減衰装置２１が動作した後の所定期間の経過後において、残留電圧減衰装置２１が接続された負荷系統１３の残留電圧が減衰しないときは、残留電圧減衰装置２１を解列するので、残留電圧減衰装置２１の不要動作を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第１の実施例の構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第２の実施例の構成図。
【図３】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第３の実施例の構成図。
【図４】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第４の実施例の構成図。
【図５】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第５の実施例の構成図。
【図６】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置が適用される負荷系統の残留電圧及び分散電源設備の電力変換器の発生電圧の波形図。
【図７】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第６の実施例の構成図。
【図８】本発明の実施の形態における残留電圧減衰装置の不動作時または正常動作時の負荷系統の系統電圧の波形図。
【図９】本発明の実施の形態に係わる単独運転防止装置を電力系統に接続された分散電源設備に適用した第７の実施例の構成図。
【符号の説明】
【００５４】
１１…分散電源設備、１２…電力系統、１３…負荷系統、１４…負荷、１５…誘導電動機、１６…発電部、１７…蓄電池、１８…電力変換器、１９…フィルタ、２０…分散電源制御装置、２１…残留電圧減衰装置、２２…スイッチ素子、２３…熱機器、２４…絶縁トランス、２５…整流器、２６…昇圧部、２７…スイッチ素子、２８…限流抵抗、２９…原動機、３０…整流器、３１…インダクタンス、３２…遮断器、３３…励磁装置、３４…絶縁トランス
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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