(57)【要約】 【課題】単独運転の高速検出を実現し、電力品質の低下を回避する単独運転検出方法および単独運転検出装置を提供する。【解決手段】交流電力系統およびインバータ２から出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出部と、周波数変化率を演算する周波数変化率検出部５２と、第１函数により周波数変化率に対する無効電力の値を演算して出力する第１函数部５１と、第２函数により無効電力の値を演算して出力する第２函数部５３と、第１函数部５１と第２函数部５３との出力を加算する加算部５６と、電圧検出部１０で検出された電圧からΔＶ１０を算出するΔＶ１０算出部５４と、ΔＶ１０算出部５４で算出された値が閾値を超えるときに第１函数のゲインを調整するように第１函数部５１に通知するゲイン制御部５５と、加算部５６の出力を用いてインバータ２から出力される出力電力を制御し、異常が検出されたときにインバータ２を停止させる駆動部と、を備える。【選択図】図１
2014003743.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力系統と連系して運転するインバータの単独運転検出装置であって、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知するように構成された異常検出部と、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出部と、
前記周波数検出部によって検出された周波数から周波数変化率を演算する周波数変化率検出部と、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第１函数部と、
周波数に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数が正のときは進み無効電力が流れ、周波数が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第２函数部と、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算して出力する加算部と、
前記電圧検出部で検出された電圧からフリッカ係数を算出するフリッカ係数演算部と、
前記フリッカ係数演算部で算出された値が所定の閾値を超えるか否か判断し、所定の閾値を超えるときに前記第１函数のゲインを調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制するように前記第１函数部に通知するゲイン制御部と、
前記加算部の出力を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が検出されたときに前記インバータを停止させる駆動部と、を備えた単独運転検出装置。
【請求項２】
直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力系統と連系して運転するインバータの単独運転検出装置であって、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知するように構成された異常検出部と、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出部と、
前記周波数検出部によって検出された周波数から周波数変化率を演算する周波数変化率検出部と、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第１函数部と、
周波数に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数が正のときは進み無効電力が流れ、周波数が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第２函数部と、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算して出力する加算部と、
前記電圧検出部で検出された電圧からフリッカ係数を算出するフリッカ係数演算部と、
前記フリッカ係数演算部で算出された値が所定の閾値を超えるか否か判断し、所定の閾値を超えるときに前記第１函数の上限値および下限値を調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制するように前記第１函数部に通知するリミット制御部と、
前記加算部の出力を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が検出されたときに前記インバータを停止させる駆動部と、を備えた単独運転検出装置。
【請求項３】
前記インバータは、３相ブリッジを備え、
前記駆動部は、前記加算部からの出力を用いて前記インバータの出力電力の有効電力および無効電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が知らされたときに前記インバータを停止させるように構成された請求項１又は請求項２記載の単独運転検出装置。
【請求項４】
直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力系統と連系して運転するインバータの単独運転検出装置であって、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知するように構成された異常検出部と、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出部と、
前記周波数検出部によって検出された周波数から周波数変化率を演算する周波数変化率検出部と、
過去の時点から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第１移動平均を算出する第１移動平均部と、
現在から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第２移動平均を算出する第２移動平均部と、
前記第２移動平均から第１移動平均を引いた周波数偏差を算出する減算部と、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第１函数部と、
周波数偏差に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数偏差が正のときは進み無効電力が流れ、周波数偏差が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第２函数部と、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算して出力する加算部と、
前記電圧検出部で検出された電圧からフリッカ係数を算出するフリッカ係数演算部と、
前記フリッカ係数演算部で算出された値が所定の閾値を超えるか否か判断し、所定の閾値を超えるときに前記第１函数のゲインを調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制するように前記第１函数部に通知するゲイン制御部と、
前記加算部の出力を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が検出されたときに前記インバータを停止させる駆動部と、を備えた単独運転検出装置。
【請求項５】
直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力系統と連系して運転するインバータの単独運転検出装置であって、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電圧検出部で検出された電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知するように構成された異常検出部と、
前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出部と、
前記周波数検出部によって検出された周波数から周波数変化率を演算する周波数変化率検出部と、
過去の時点から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第１移動平均を算出する第１移動平均部と、
現在から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第２移動平均を算出する第２移動平均部と、
前記第２移動平均から第１移動平均を引いた周波数偏差を算出する減算部と、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第１函数部と、
周波数偏差に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数偏差が正のときは進み無効電力が流れ、周波数偏差が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第２函数部と、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算して出力する加算部と、
前記電圧検出部で検出された電圧からフリッカ係数を算出するフリッカ係数演算部と、
前記フリッカ係数演算部で算出された値が所定の閾値を超えるか否か判断し、所定の閾値を超えるときに前記第１函数の上限値および下限値を調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制するように前記第１函数部に通知するリミット制御部と、
前記加算部の出力を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が検出されたときに前記インバータを停止させる駆動部と、を備えた単独運転検出装置。
【請求項６】
前記インバータは、３相ブリッジを備え、
前記駆動部は、前記加算部からの出力を用いて前記インバータの出力電力の有効電力および無効電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が知らされたときに前記インバータを停止させるように構成された請求項４又は請求項５記載の単独運転検出装置。
【請求項７】
交流電力系統およびインバータから出力された交流電圧を検出し、
検出された交流電圧の周波数を検出し、
検出された周波数から周波数変化率を演算し、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
周波数に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数が正のときは進み無効電力が流れ、周波数が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算した値を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、検出された交流電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知して異常が検出されたときに前記インバータを停止させる、単独運転検出方法であって、
検出された交流電圧からフリッカ係数を算出し、
算出された前記フリッカ係数の値が所定の閾値を超えるか否か判断し、
前記所定の閾値を超えるときに前記第１函数のゲインを調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制する、単独運転検出方法。
【請求項８】
交流電力系統およびインバータから出力された交流電圧を検出し、
検出された交流電圧の周波数を検出し、
検出された周波数から周波数変化率を演算し、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
周波数に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数が正のときは進み無効電力が流れ、周波数が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算した値を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、検出された交流電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知して異常が検出されたときに前記インバータを停止させる、単独運転検出方法であって、
検出された交流電圧からフリッカ係数を算出し、
算出された前記フリッカ係数の値が所定の閾値を超えるか否か判断し、
前記所定の閾値を超えるときに前記第１函数の上限値および下限値を調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制する、単独運転検出方法。
【請求項９】
交流電力系統およびインバータから出力された交流電圧を検出し、
検出された交流電圧の周波数を検出し、
検出された周波数から周波数変化率を演算し、
過去の時点から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第１移動平均を算出し、
現在から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第２移動平均を算出し、
前記第２移動平均から第１移動平均を引いた周波数偏差を算出し、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
周波数偏差に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数偏差が正のときは進み無効電力が流れ、周波数偏差が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算した値を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、検出された交流電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知して異常が検出されたときに前記インバータを停止させる、単独運転検出方法であって、
検出された交流電圧からフリッカ係数を算出し、
算出された前記フリッカ係数の値が所定の閾値を超えるか否か判断し、
前記所定の閾値を超えるときに前記第１函数のゲインを調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制する、単独運転検出方法。
【請求項１０】
交流電力系統およびインバータから出力された交流電圧を検出し、
検出された交流電圧の周波数を検出し、
検出された周波数から周波数変化率を演算し、
過去の時点から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第１移動平均を算出し、
現在から所定時間前までの間に前記周波数検出部によって検出された周波数の第２移動平均を算出し、
前記第２移動平均から第１移動平均を引いた周波数偏差を算出し、
周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
周波数偏差に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数偏差が正のときは進み無効電力が流れ、周波数偏差が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算し、
前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算した値を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、検出された交流電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知して異常が検出されたときに前記インバータを停止させる、単独運転検出方法であって、
検出された交流電圧からフリッカ係数を算出し、
算出された前記フリッカ係数の値が所定の閾値を超えるか否か判断し、
前記所定の閾値を超えるときに前記第１函数の上限値および下限値を調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制する、単独運転検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、単独運転検出方法および単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、分散型電源が電力系統から切り離されて単独運転しているか否かを検出する単独運転検出装置として、単独運転時の周波数変動に対し正帰還をかけて周波数をシフトする周波数シフト方法を採用するものが提案されている。
【０００３】
従来の単独運転検出装置は０．５秒〜１．０秒で検出していたが、近年０．１秒〜０．２秒で検出する高速単独運転検出方法が望まれるようになった。ところが、高速で検出するには正帰還のゲインを上げる必要があり、このことは連系運転時にフリッカの発生頻度を高める可能性があった。
【０００４】
これに対し、従来、単独運転になった時の交流電圧の高調波が増加したり電源電圧が上昇した事を検出して無効電力を注入することにより高速に単独運転を検出する方法が提案されている。交流電源にコンデンサ分が多く接続されている場合や系統が３相の場合は、単独運転になったとき、３相の場合３の倍数の高調波が打ち消されることから、高調波が急増しない場合があり単独運転の高速検出が困難な場合が発生する。
【０００５】
一方、無効電力を周波数から正帰還作用で増大して単独運転を検出する方式では、正帰還のゲインが大きすぎる場合や配電線のインピーダンスが高すぎる場合は電圧が変動してフリッカ現象が発生して電灯のちらつきが発生することがあった。
【０００６】
フリッカの管理指標の１つにフリッカ係数ΔＶ１０がある。フリッカ係数ΔＶ１０はちらつき感度曲線における１０Ｈｚの変動値である。ΔＶ１０は所定の許容値と比較され許容値以下ならば電力品質は良好と判断される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第４６５６１３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の実施形態は上記事情を鑑みて成されたものであって、単独運転の高速検出を実現するとともに、電力品質の低下を回避する単独運転検出方法および単独運転検出装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
実施形態によれば、直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力系統と連系して運転するインバータの単独運転検出装置であって、前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧を検出する電圧検出部と、前記電圧検出部で検出された電圧から、電圧、周波数および周波数変化率の異常を検知するように構成された異常検出部と、前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出部と、前記周波数検出部によって検出された周波数から周波数変化率を演算する周波数変化率検出部と、周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の第１函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第１函数部と、周波数に対する無効電力あるいは電流位相角の第２函数により、周波数が正のときは進み無効電力が流れ、周波数が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力あるいは電流位相角の値を演算して出力する第２函数部と、前記第１函数部の出力と前記第２函数部の出力とを加算して出力する加算部と、前記電圧検出部で検出された電圧からフリッカ係数を算出するフリッカ係数演算部と、前記フリッカ係数演算部で算出された値が所定の閾値を超えるか否か判断し、所定の閾値を超えるときに前記第１函数のゲインを調整して前記第１函数の周波数変化率に対する無効電力あるいは電流位相角の変動量を抑制するように前記第１函数部に通知するゲイン制御部と、前記加算部の出力を用いて前記インバータから出力される出力電力を制御するとともに、前記異常検出部から異常が検出されたときに前記インバータを停止させる駆動部と、を備えた単独運転検出装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１実施形態の単独運転検出装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図２Ａ】図２Ａは、基準周波数近辺における、周波数とインバータブリッジの無効電力（あるいは電流位相角）との関係の一例を示す図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、基準周波数近辺における、周波数変化率とインバータブリッジの無効電力（あるいは電流位相角）との関係の一例を示す図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、基準周波数近辺における、周波数変化率とインバータブリッジの無効電力（あるいは電流位相角）との関係の他の例を示す図である。
【図３】図３は、ちらつきの視感度曲線を示す図である。
【図４Ａ】図４Ａは単独運転検出時の周波数の変化の一例を示す図である。
【図４Ｂ】図４Ｂは単独運転検出時の周波数の変化の一例を示す図である。
【図５】図５は、第１実施形態の単独運転検出装置の他の構成例を概略的に示す図である。
【図６】図６は、第２実施形態の単独運転検出装置の一構成例を概略的に示す図である。
【図７】図７は、基準周波数近辺における、周波数偏差とインバータブリッジの無効電力（あるいは電流位相角）との関係の一例を示す図である。
【図８】図８は、第２実施形態の単独運転検出装置の他の構成例を概略的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、実施形態のインバータの単独運転検出方法および単独運転検出装置について図面を参照して説明する。
【００１２】
本実施形態に係るインバータの単独運転検出装置は、交流電力系統及びインバータの出力電力の電圧位相を同期させ、出力電流を所定の電流位相角に制御し、インバータの出力の無効電力の制御を行なう。また、インバータが前記交流電力系統から切り離されたときには、インバータの出力電圧の周波数に基づいてインバータの無効電力が変化するようインバータを駆動する。さらに、通常の周波数変化（定常状態）に対し充分ゆるやかに追従して無効電力がほぼゼロになるよう周波数に対する無効電力の特性曲線を移動させ、早い周波数変化（異常状態）に対し周波数が正帰還により変化を助長する方向に制御する。
【００１３】
本実施形態に係る単独運転検出装置は、例えば太陽電池あるいは燃料電池等でなる直流電源から出力される直流電力を交流電力に変換し交流系統に連系して運転するインバータの単独運転検出保護装置であって、インバータの出力側の電圧位相、周波数、および周波数変化率を検出し、検出した電圧位相から基準位相を取得し、この基準位相に応じた位相の交流の電流基準を発生しインバータの出力電流を制御すると共に、周波数と周波数変化率に応じて変化する値とに応じて基準位相θを補正し、これによりインバータが交流系統から切り離されたことを検出し保護動作を高速に行う。
【００１４】
すなわち、本実施形態に係る単独運転検出装置では、インバータの交流側が交流電力系統から切り離されたとき交流電源の周波数と周波数変化率とがわずかに増加あるいは減少する。この周波数と周波数変化率との増加あるいは減少を検出し、周波数が増加、周波数変化率が正の場合は、インバータの電流位相角を進め、周波数がさらに増加する方向に正帰還をかける。周波数と周波数変化率との増加あるいは減少を検出し、周波数が減少あるいは周波数変化率が負の場合は、インバータの電流位相角を遅らせて周波数がさらに減少する方向に正帰還をかける。
【００１５】
上記のように、インバータの出力と負荷での消費電力とのバランスを急速に崩すことにより交流電源の電圧、周波数、周波数変化率を検出して、周波数の値と周波数変化率に応じてステップ状に変化する値とが所定値を越えたとき早期に単独運転を検出しインバータの運転を停止させる。
【００１６】
また、本実施形態の単独運転検出装置では、系統電圧からフリッカ係数ΔＶ１０を演算し、フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値を超えた場合に周波数変化率に基づく無効電力の変化量を調整し、電灯のちらつき等を抑制している。
【００１７】
図１は、第１実施形態に係る単独運転検出装置の一構成例を概略的に示す図である。  
本実施形態に係る単独運転検出装置は、例えば太陽電池あるいは燃料電池等を備えた直流電源１から出力される直流電力を交流電力に変換するインバータブリッジ２の単独運転を検出している。インバータブリッジ２から出力された交流電力は、リアクトル３とコンデンサ４とを備えたフィルタによりＰＷＭ制御による高周波分が除去され、コンタクタ６を介して負荷９に供給される。
【００１８】
本実施形態に係る単独運転検出装置は、交流電力系統８およびインバータブリッジ２から出力されて負荷９に供給される交流電圧を検出する電圧検出器１０と、電圧検出器１０で検出された出力電圧の周波数（ｆ）が正帰還により変化を助長する方向に無効電力Ｑあるいは電流位相角θを制御するとともに、周波数（ｆ）の周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の値に応じてステップ状に変化する値が正帰還により変化を助長する方向に無効電力Ｑあるいは電流位相角θを制御して出力する函数手段と、負荷９に供給される交流電圧から電圧、周波数、周波数変化率の異常を検出した場合にインバータブリッジ２を停止させる信号を出力する異常検出手段と、交流電力系統８およびインバータブリッジ２の出力の電圧位相に同期するとともに、函数手段の出力により所定の無効電力Ｑあるいは電流位相角θに制御しインバータブリッジ２の出力の無効電力制御を行ない、インバータブリッジ２が交流電力系統８から切り離されたとき、インバータブリッジ２の出力電圧の周波数（ｆ）と周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）とに基づいてインバータブリッジ２の無効電力Ｑが変化するよう駆動し、異常検出手段からインバータブリッジ２を停止させる信号を受信したときにインバータブリッジ２を停止させる駆動手段と、を備える。
【００１９】
電圧検出器１０で検出された交流電圧は、異常検出手段の電圧リレー１７、周波数リレー１８、および、周波数検出回路５２、に供給される。
【００２０】
駆動手段は、増幅器１１、電流基準回路１２、増幅器１３、ＰＷＭ回路１４、駆動部１５、ＰＬＬ回路２２、位相シフト回路２３、および、正弦波回路２６を含み、加算回路５６からの出力を用いてインバータブリッジ２の出力電力を制御するとともに、異常検出手段の異常検出回路１９から異常が知らされたときにインバータブリッジ２を停止させるように構成されている。
【００２１】
インバータブリッジ２は、交流電力系統８から遮断器７を介して供給される交流電力に連系して運転している。負荷９に供給される交流電圧は、電圧検出器１０により検出されＰＬＬ回路２２に供給される。ＰＬＬ回路２２は、交流電圧位相に同期した信号Ｖ２２を位相シフト回路２３に入力し加算回路５６から入力された位相に基づいて位相がシフトされ、正弦波回路２６を通して電流基準回路１２に正弦波の信号Ｖｓが入力される。
【００２２】
増幅器１１は、直流電源１の電圧を検出し電圧基準Ｖ* と比較して、それらの差分を増幅した信号Ｖ１１を電流基準回路１２に入力する。
【００２３】
シフトされた位相に基づいて、正弦波回路２６は正弦波Ｖｓを出力し、電流基準回路１２において電流基準Ｉ*のインバータブリッジ２から出力される交流電流の電流位相角θを補正する。このように電流位相角θを補正して、インバータブリッジ２の無効電力Ｑを所定の位相特性となるよう制御する。
【００２４】
電流基準回路１２は、信号Ｖ１１と信号Ｖｓとの積を交流電流基準Ｉ* として増幅器１３へ入力する。
【００２５】
増幅器１３は、この交流電流基準Ｉ* と電流検出器５で検出したインバータブリッジ２の出力電流とが一致するように制御し、ＰＷＭ回路１４が駆動部１５を介してインバータブリッジ２をＰＷＭ制御する。
【００２６】
一方、周波数検出回路２８によりインバータブリッジ２の出力電圧の周波数ｆを検出し、函数手段を介して位相シフト回路２３により正弦波回路２６の出力信号Ｖs の位相をシフトしてインバータの出力無効電力（Ｉ×Ｖsin θ）を制御する。
【００２７】
異常検出手段は、負荷９に供給される交流電圧の異常を検出する電圧リレー１７と、負荷９に供給される交流電圧から周波数異常を検出する周波数リレー１８と、負荷９に供給される交流電圧から周波数変化率（df／dt）の過大を検出する周波数変化率リレー２７と、電圧リレー１７、周波数リレー１８、および周波数変化率リレー２７で異常が検出された場合に異常を通知する信号を出力する異常検出回路１９と、を備える。
【００２８】
異常検出手段により異常が検出された場合には、異常検出回路１９は駆動部１５に異常を通知する信号が供給され、駆動部１５がインバータ駆動を停止させるとともに、コンタクタ６を開とさせて完全にインバータブリッジ２を系統連系から開列する。
【００２９】
函数手段は、交流電力系統８およびインバータブリッジ２から出力された交流電圧の周波数を検出する周波数検出回路５２と、周波数検出回路５２で検出された周波数の周波数変化率を検出する周波数変化率検出回路５０と、周波数に対する無効電力Ｑあるいは電流位相角θの特性函数により、周波数の変化が正のときは進み無効電力が流れ、周波数の変化が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力Ｑあるいは電流位相角θの値を演算して出力する第２函数回路５３と、周波数変化率に対する無効電力Ｑあるいは電流位相角θの特性函数により、周波数変化率が正のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率が負のときは遅れ無効電力が流れるように無効電力Ｑあるいは電流位相角θの値を演算して出力する第１函数回路５１と、第１函数回路５１で用いる函数のゲイン又は上下限値を調整するゲイン／リミット制御回路５５と、第２函数回路５３の出力と第１函数回路５１の出力とを加算する加算回路５６と、フリッカ係数Ｖ１０演算回路５４と、を備える。
【００３０】
図１において周波数検出回路５２は、電圧検出器１０で検出された交流電圧から、負荷９へ供給される電力の周波数（ｆ）を検出し第２函数回路５３および周波数変化率検出回路５０へ送信する。
【００３１】
周波数検出回路５２は、交流電源電圧のゼロクロス信号を検出し、ゼロクロス信号の立ち上がりから次ぎの立ち上がりを１サイクルとして周波数（ｆ）を検出し、ゼロクロス信号の立下りから次ぎの立下りまでを１サイクルとして検出し、例えば交流電源が５０Ｈｚである場合は１０ｍｓ毎に周波数（ｆ）を検出する。このように周波数検出回路５２で周波数（ｆ）を検出すると、ゼロクロスの立ち上がりから次ぎの立ち上がりまでを１サイクルとして、例えば交流電源が５０Ｈｚである場合に周波数を２０ｍｓ毎に検出するよりも、単独運転を高速に検出することができる。
【００３２】
第２函数回路５３は受信した周波数（ｆ）から特性函数により算出した出力Ｖ５３（無効電力あるいは電流位相角θ）を加算回路５６に入力する。
【００３３】
図２Ａは、基準周波数ｆ０近辺における、周波数（ｆ）とインバータブリッジ２の電流位相角（あるいは無効電力）との関係の一例を示す図である。図２Ａに示すように、基準（定格）周波数ｆ０近辺では、インバータブリッジ２は、インバータ出力周波数（ｆ）の上昇によって電流位相角（あるいは無効電力）が進み方向に増加する特性である。
【００３４】
周波数変化率検出回路５０は、周波数検出回路５２から出力された周波数（ｆ）の周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）を検出し、第１函数回路５１へ送信する。
【００３５】
フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４は、系統電圧からフリッカ係数ΔＶ１０を演算する。フリッカ係数ΔＶ１０は、フリッカをちらつき感の大きさで表したものであって、ちらつきの視感度曲線における１０Ｈｚの変動値である。フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４は、演算したフリッカ係数ΔＶ１０をゲイン／リミット制御回路５５へ出力する。
【００３６】
図３は、ちらつきの視感度曲線を示す図である。  
フリッカ係数ΔＶ１０は下記式（１）により演算される。  
【数１】
2014003743.tif 000003
【００３７】
上式において、ａＮは視感度係数であって、例えば、１０ヘルツでは視感度係数＝１、３ヘルツでは視感度係数＝０.５６３、である。ΔＶＮは、例えば電圧動揺を周波数分析した結果得られる変動周波数ｆｎの電圧変動成分の実効値である。
【００３８】
ゲイン／リミット制御回路５５は、受信したフリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値以上か否かを判断し、フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値を以上である場合に周波数変化率に基づく電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を調整するように第１函数回路５１へ通知し、電灯のちらつき等を抑制する。フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値を未満である場合には、ゲイン／リミット制御回路５５は、周波数変化率に基づく電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を調整しないように第１函数回路５１へ通知する。
【００３９】
図２Ｂは、基準周波数ｆ０近辺における、周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）とインバータブリッジ２の電流位相角（あるいは無効電力）との関係の一例を示す図である。
【００４０】
フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値未満である場合、第１函数回路５１は、フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４からゲインを調整しないように通知を受け、ゲインを調整しない第１函数（実線で記載した函数）により周波数変化率に基づく電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を演算する。
【００４１】
フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値以上である場合、第１函数回路５１は、フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４からゲインを調整するように通知を受け、ゲインを調整した第１函数（破線で記載した函数のいずれか）により周波数変化率に基づく電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を演算する。このとき、ゲインの調整量は電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を抑制するものであり、ゲインを調整した際に第１函数は基準周波数ｆ０近辺における傾きい函数を用いる周波数変化率の範囲が狭くなり、傾きの小さい関数を用いる周波数変化率の範囲が広くなることから、ゲインの調整量は電流位相角（あるいは無効電力）の変化量が抑制される。
【００４２】
なお、ゲインの調整量はフリッカ係数ΔＶ１０の値に応じて複数用いられてもよく、その場合には、ゲイン／リミット制御回路５５においてどの調整量を用いるかを判断し、ゲイン／リミット制御回路５５から第１函数回路５１へ通知する際にどの調整量を用いるか合わせて通知してもよい。
【００４３】
図２Ｃは、基準周波数ｆ０近辺における、周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）とインバータブリッジの電流位相角（あるいは無効電力）との関係の他の例を示す図である。
【００４４】
フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値未満である場合、第１函数回路５１は、フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４から上限値および下限値を調整しないように通知を受け、上限値および下限値を調整しない第１函数（実線で記載した函数）により周波数変化率に基づく無効電力（あるいは電流位相角）の変化量を演算する。
【００４５】
フリッカ係数ΔＶ１０が所定の閾値以上である場合、第１函数回路５１は、フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４から上限値および下限値を調整するように通知を受け、上限値および下限値を調整した第１函数（破線で記載した函数のいずれか）により周波数変化率に基づく電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を演算する。このとき、上限値および下限値の調整量はで電流位相角（あるいは無効電力）の変化量を抑制するものであり、上限値および下限値を調整すると第１函数は周波数変化率の絶対値が所定値よりも大きいときに上限値あるいは下限値となり、ゲインの調整量は電流位相角（あるいは無効電力）の変化量が抑制される。
【００４６】
なお、上限値および下限値の調整量はフリッカ係数ΔＶ１０の値に応じて複数用いられてもよく、その場合には、ゲイン／リミット制御回路５５においてどの調整量を用いるかを判断し、ゲイン／リミット制御回路５５から第１函数回路５１へ通知する際にどの調整量を用いるか合わせて通知してもよい。
【００４７】
周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の函数（第１函数）の上下限値を調整するときには、独運転検出の始動部の時間が短いままで周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が大きくなると正帰還が減少して時間が少し延びる程度で、単独運転検出時間は大幅に長くならないメリットがある。
【００４８】
周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の函数（第１函数）のゲイン全体を下げるときには、全体の時間が延びるので単独運転検出時間は上下限値を調整するときよりは長くなる傾向になるが、フリッカ電圧Ｖ１０を下げるには有効である。
【００４９】
上記の様に第１函数のゲイン又は上下限値を調整すると、電圧が変動してフリッカ現象が発生することを抑制することができ、その結果、電灯のちらつき等の発生を抑制することができる。
【００５０】
図４Ａおよび図４Ｂは、単独運転検出時の周波数の変化の一例を示す図である。  
ゲインを調整する方式と、上限値および下限値を調整する方式との差は、単独運転検出のシミュレーション結果を図４Ａ及び図４Ｂに示すようにswoff（単独運転開始）から４０ｍｓ〜６０ｍｓの間は周波数変化率の正帰還がかかり初めはゆるやかに周波数が変化し、後に急速な立ち上がりを示す。そのため、図２Ａの様にゲインを調整して全体のゲインを下げるより、図２Ｂに示す様に上限値および下限値を調整して周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の低い範囲（ｆ０近辺の範囲）でゲインを高く保つ方式の方が単独運転検出の時間短縮を期待できる。
【００５１】
第１函数回路５１は、上記のようにゲイン又は上下限値の調整をした第１函数を用いて得られた出力Ｖ５１を加算回路５６へ出力する。
【００５２】
加算回路５６は、第１函数回路５１から受信した値と第２函数回路５３から受信した値とを加算した値Ｖ５６を位相シフト回路２３へ出力する。位相シフト回路２３は、出力Ｖ５６より得られた基準位相によって正弦波回路２６の出力信号Ｖｓの位相をシフトしてインバータブリッジ２の出力無効電力（Ｉ×Ｖｓｉｎθ）を制御する。
【００５３】
上記のように、本実施形態に係る単独運転検出装置は、スリップモード周波数シフトの特性で動作し、図２Ａ乃至図２Ｃに示すように、定格周波数ｆ０の近くでは周波数（ｆ）および周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の上昇に従って電流位相角が進み、進み無効電力が増加するように正弦波回路２６の出力信号Ｖｓの位相をシフトさせる。
【００５４】
すなわち、本実施形態に係る単独運転検出装置では、インバータの交流側が交流電力系統から切り離されたとき交流電源の周波数（ｆ）と周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）とがわずかに増加あるいは減少する。この周波数（ｆ）と周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）との増加あるいは減少を検出し、周波数（ｆ）が増加、周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が正の場合は、インバータブリッジ２の電流位相角を進め、周波数（ｆ）がさらに増加する方向に正帰還をかける。周波数（ｆ）と周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）との増加あるいは減少を検出し、周波数（ｆ）が減少あるいは周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が負の場合は、インバータブリッジ２の電流位相角を遅らせて周波数（ｆ）がさらに減少する方向に正帰還をかける。
【００５５】
上記のように、インバータの出力と負荷とのバランスを急速に崩すことにより、電圧リレー１７、周波数リレー１８、および、周波数変化率リレー２７により系統が異常電圧や異常周波数となったことを検出し、系統異常でインバータをゲート遮断すると同時にコンタクタ６を開としてインバータを系統から開列する。
【００５６】
さらに、本実施形態では、フリッカ係数Ｖ１０の値に基づいて第１函数のゲイン又は上下限値を調整し、電圧が変動してフリッカ現象が発生することを抑制することができ、その結果、電灯のちらつき等の発生を抑制することができる。
【００５７】
図５は、第１実施形態の単独運転検出装置の他の構成例を概略的に示す図である。  
この例の単独運転検出装置では、インバータブリッジ２が３相ブリッジである。インバータブリッジ２の交流側には、リアクトル３ａ、３ｂ、３ｃが接続され、リアクトル３ａ、３ｂ、３ｃはフィルタコンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃとデルタ接続されている。電流検出器５ａ、５ｂは２相に接続し、インバータブリッジ２の出力電流を検出している。
【００５８】
ＰＱ検出回路３５はインバータブリッジ２の出力電流と負荷９の電圧とから有効電力Ｐ、無効電力Ｑを算出する。増幅器１１は、直流電源１の電圧を検出し電圧基準Ｖ* と比較増幅した有効電力基準Ｐ*を増幅器１３ａに出力する。増幅器１１から出力された有効電力基準Ｐ* と有効電力Ｐとを増幅器１３ａにて増幅し信号Ｖ13aを３相変換器３４へ入力する。
【００５９】
加算回路５６の出力Ｖ５６は、無効電力基準回路３３に入力され、無効電力基準回路３３から出力される無効電力基準Ｑ*とＰＱ検出回路３５で検出したインバータブリッジ２の無効電力Ｑとの誤差を増幅器１３ｂで増幅して信号Ｖ13bとして出力する。信号Ｖ13bは３相変換器３４を介してＰＷＭ回路１４に入力され、ＰＷＭ回路１４により駆動部１５を介してインバータブリッジ２の出力電流を制御し、有効電力と無効電力とを制御する方式が３相インバータでは一般的に行われる。
【００６０】
上記のように、図１に示す単相の場合は電流位相角を変えることにより無効電力を変化させてインバータブリッジ２の単独運転を高速検出していたが、図３に示す３相の場合は無効電力を直接制御することによりインバータブリッジ２の単独運転を高速検出する。したがって、本実施形態において、第１函数回路５１および第２函数回路５３の出力は無効電力となる。
【００６１】
図５に示すように、上記の構成以外は、図１に示す第１実施形態に係る単独運転検出装置と同様の構成である。
【００６２】
すなわち、本実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、周波数（ｆ）に対する無効電力函数（出力Ｖ５３）と周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）に対する無効電力函数（出力Ｖ５１）との和によりインバータブリッジ２の無効電力分を制御し、この結果インバータが単独運転になったとき正帰還作用のゲインを上昇させて高速に周波数（ｆ）をシフトさせる。
【００６３】
そうすると、電圧検出器１０の出力から電圧リレー１７により異常が検出され、周波数リレー１８により周波数異常が検出され、周波数変化率リレー２７により周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の過大が検出され、異常検出回路１９を介して駆動部１５によりインバータ駆動を停止させる（駆動素子のゲートが遮断される）とともに、連系遮断器（コンタクタ６）を開として完全にインバータブリッジ２を系統連系から解列させる。この結果、本実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、単独運転検出保護を高速化することができる。
【００６４】
以上説明したように上記実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、周波数（ｆ）が上昇したとき、無効電力が進み方向に変化し周波数（ｆ）が降下したとき無効電力が遅れ方向に変化する函数回路の出力信号と、周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が正のとき無効電力が進み方向に変化し周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が負のとき無効電力が遅れ方向に変化する函数回路の出力信号と、の和により無効電力を制御するよう構成することにより系統電源の周波数変動範囲において高速に検出できるインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法を提供することができる。
【００６５】
また、上記実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、電圧が変動してフリッカ現象が発生することを抑制することができ、その結果、電灯のちらつき等の発生を抑制することができる。
【００６６】
すなわち、本実施形態の単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、単独運転の高速検出を実現するとともに、電力品質の低下を回避する単独運転検出装置および単独運転検出方法を提供することができる。
【００６７】
次に第２実施形態の単独運転検出方法および単独運転検出装置について図面を参照して説明する。なお、以下の説明において上述の第１実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
【００６８】
本実施形態による単独運転検出方法および単独運転検出装置は、直流電力を交流電力に変換するとともに、交流電力系統と連系するインバータの単独運転検出方法および単独運転検出装置であって、前記交流電力系統および前記インバータから出力された交流電力の電圧から、過去の移動平均の周波数と現在の移動平均の周波数との差から求まる周波数偏差Δｆから第２函数回路を介した出力をリミット制御又はゲイン変更する回路を介して双方の函数回路出力の加算結果からインバータ出力の無効電力を変化させることによりインバータが単独運転になったとき周波数が正帰還作用によりシフトするように構成し、常時系統電圧からフリッカ計数ΔＶ１０を算出し、フリッカ計数ΔＶ１０が設定値異常になったとき、前記第１函数のゲイン又はリミット値を変更する。
【００６９】
図６は本実施形態の単独運転検出装置の一構成例を概略的に示す図である。本実施形態の単独運転検出装置は、函数手段の構成のみが上述の第１実施形態の単独運転検出装置と異なっている。
【００７０】
函数手段は、周波数検出回路５２と、周波数変化率検出回路５０と、第１函数回路５１と、第１移動平均回路５８と、第２移動平均回路５９と、第２函数回路５３と、フリッカ係数ΔＶ１０演算回路５４と、ゲイン／リミット制御回路５５と、を備える。
【００７１】
例えばインバータブリッジ２の交流側が交流電力系統から切り離されたとき、交流電力系統８側の周波数ｆが周波数ｆの移動平均ｆｍより、僅かに増加あるいは減少する。即ち、現在の移動平均ｆｍ２から過去の移動平均ｆｍ１を引いた値を周波数偏差Δｆ（ｆｍ２−ｆｍ１＝Δｆ）となる。
【００７２】
この場合、移動平均ｆｍ１、ｆｍ２の平均時間は単独運転検出目標時間より長く設定する。本実施形態では、移動平均ｆｍ１、ｆｍ２の平均時間を、単独運転検出目標時間の５倍以上の時間としている。例えば単独運転検出目標時間を１００ｍｓとする場合、移動平均ｆｍ１、ｆｍ２の平均時間は１００ｍｓの５倍以上の時間、すなわち５００ｍｓ以上としている。移動平均ｆｍ１、ｆｍ２は、平均時間において検出された周波数ｆの平均値であって、平均時間がｔであるとき、移動平均ｆｍ１、ｆｍ２は、平均時間ｔ間に検出された周波数ｆの和を平均時間ｔで割った値である。
【００７３】
なお、周波数の現在の移動平均ｆｍ２とは、現時点から平均時間ｔ前までの間に検出された周波数ｆの和を平均時間ｔで割った値であり、周波数の過去の移動平均ｆｍ１とは、現時点より所定時間前の時点から平均時間ｔ前までの間に検出されたｆの和を平均時間ｔで割った値である。現在の移動平均ｆｍ２を算出する平均時間ｔと過去の移動平均ｆｍ１を算出する平均時間ｔとは重複しない時間であってもよく重複する時間であってもよい。
【００７４】
図１に示す単独運転検出装置では、周波数検出回路５２により交流電力系統の周波数ｆを検出し、第１移動平均回路５８および第２移動平均回路５９により周波数の移動平均ｆｍ１、ｆｍ２を演算し、減算器により周波数偏差Δｆ（Δｆ＝ｆｍ２−ｆｍ１）を求める。周波数偏差Δｆは、第２函数回路５３へ出力される。
【００７５】
図７は、図７は、基準周波数近辺における、周波数偏差とインバータブリッジの無効電力（あるいは電流位相角）との関係の一例を示す図である。
【００７６】
第２函数回路５３は、例えば図７に示すような電流位相角（あるいは無効電力）の特性の函数を用いて入力された周波数偏差Δｆに対する電流位相角（あるいは無効電力）を出力する。第２函数回路５３の出力Ｖ５３は、加算回路５６に入力される。
【００７７】
上記以外の構成は上述の第１実施形態と同様である。
【００７８】
すなわち、インバータブリッジ２の出力電力の無効電力又はインバータブリッジ２の電流位相角角は、第１函数および第２函数の特性函数に従って、周波数偏差Δｆが正（＋）のときは進み無効電力が流れ、周波数偏差Δｆが負（−）のときは遅れ無効電力が流れる方向に制御され、同様に、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが正（＋）のときは進み無効電力が流れ、周波数変化率ｄｆ／ｄｔが負（−）のときは遅れ無効電力が流れる方向に制御される。
【００７９】
以上のように周波数偏差Δｆが増加（＋）するときは進み無効電力を流し、周波数ｆをさらに増加するよう正帰還をかける。周波数偏差Δｆが減少（−）するときは遅れ無効電力を流し、周波数ｆをさらに減少させるように正帰還をかけて急速に周波数ｆをシフトする。
【００８０】
また、本実施形態では、第２函数回路５３の入力が周波数偏差Δｆとなっているため、周波数ｆが穏やかな変化であっても定常時に力率が変動しない点である。
【００８１】
本実施形態によれば、上述の第１実施形態と同様に、フリッカ係数ΔＶ１０が大きくなった場合は、周波数変化率ｄｆ／ｄｔの正帰還分のゲインや上下限値を調整することによりフリッカを減少させることができ、しかも高速に単独運転を検出する単独運転検出方法および単独運転検出装置を実現できる。
【００８２】
すなわち、本実施形態の単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、単独運転の高速検出を実現するとともに、電力品質の低下を回避する単独運転検出装置および単独運転検出方法を提供することができる。
【００８３】
図８は、第２実施形態の単独運転検出装置の他の構成例を概略的に示す図である。  
この例の単独運転検出装置では、インバータブリッジ２が３相ブリッジである。インバータブリッジ２の交流側には、リアクトル３ａ、３ｂ、３ｃが接続され、リアクトル３ａ、３ｂ、３ｃはフィルタコンデンサ４ａ、４ｂ、４ｃとデルタ接続されている。電流検出器５ａ、５ｂは２相に接続し、インバータブリッジ２の出力電流を検出している。
【００８４】
ＰＱ検出回路３５はインバータブリッジ２の出力電流と負荷９の電圧とから有効電力Ｐ、無効電力Ｑを算出する。増幅器１１は、直流電源１の電圧を検出し電圧基準Ｖ* と比較増幅した有効電力基準Ｐ*を増幅器１３ａに出力する。増幅器１１から出力された有効電力基準Ｐ* と有効電力Ｐとを増幅器１３ａにて増幅し信号Ｖ１３ａを３相変換器３４へ入力する。
【００８５】
加算回路５６の出力Ｖ５６は、無効電力基準回路３３に入力され、無効電力基準回路３３から出力される無効電力基準Ｑ*とＰＱ検出回路３５で検出したインバータブリッジ２の無効電力Ｑとの誤差を増幅器１３ｂで増幅して信号Ｖ１３ａとして出力する。信号Ｖ13bは３相変換器３４を介してＰＷＭ回路１４に入力され、ＰＷＭ回路１４により駆動部１５を介してインバータブリッジ２の出力電流を制御し、有効電力と無効電力とを制御する方式が３相インバータでは一般的に行われる。
【００８６】
上記のように、図６に示す単相の場合は電流位相角を変えることにより無効電力を変化させてインバータブリッジ２の単独運転を高速検出していたが、図８に示す３相の場合は無効電力を直接制御することによりインバータブリッジ２の単独運転を高速検出する。したがって、本実施形態において、第１函数回路５１および第２函数回路５３の出力は無効電力となる。
【００８７】
上記の構成以外は、図８に示す第２実施形態に係る単独運転検出装置と同様の構成である。
【００８８】
すなわち、本実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、上述の第１実施形態の場合と同様に、周波数偏差Δｆに対する無効電力函数（出力Ｖ５３）と周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）に対する無効電力函数（出力Ｖ５１）との和によりインバータブリッジ２の無効電力分を制御し、この結果インバータが単独運転になったとき正帰還作用のゲインを上昇させて高速に周波数（ｆ）をシフトさせる。
【００８９】
そうすると、電圧検出器１０の出力から電圧リレー１７により異常が検出され、周波数リレー１８により周波数異常が検出され、周波数変化率リレー２７により周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）の過大が検出され、異常検出回路１９を介して駆動部１５によりインバータ駆動を停止させる（駆動素子のゲートが遮断される）とともに、連系遮断器（コンタクタ６）を開として完全にインバータブリッジ２を系統連系から解列させる。この結果、本実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、単独運転検出保護を高速化することができる。
【００９０】
以上説明したように上記実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、周波数偏差Δｆが上昇したとき、無効電力が進み方向に変化し周波数偏差Δｆが降下したとき無効電力が遅れ方向に変化する函数回路の出力信号と、周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が正のとき無効電力が進み方向に変化し周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）が負のとき無効電力が遅れ方向に変化する函数回路の出力信号と、の和により無効電力を制御するよう構成することにより系統電源の周波数変動範囲において高速に検出できるインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法を提供することができる。
【００９１】
また、上記実施形態に係るインバータの単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、電圧が変動してフリッカ現象が発生することを抑制することができ、その結果、電灯のちらつき等の発生を抑制することができる。
【００９２】
すなわち、本実施形態の単独運転検出装置および単独運転検出方法によれば、単独運転の高速検出を実現するとともに、電力品質の低下を回避する単独運転検出装置および単独運転検出方法を提供することができる。
【００９３】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００９４】
２…インバータ、８…交流電力系統、ΔＶ１０…フリッカ係数、１０…電圧検出器（電圧検出部）、５０…周波数変化率検出回路、５１…第１函数回路（第１函数部）５２…周波数検出回路（周波数検出部）、５３…第２函数回路（第２函数部）５４…フリッカ係数Ｖ１０演算回路（フリッカ係数演算部）、５５…ゲイン／リミット制御回路（ゲイン制御部、リミット制御部）、５６…加算回路（加算部）、５８…第１移動平均回路（第１移動平均部）、５９…第２移動平均回路（第２移動平均部）。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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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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