(57)【要約】【課題】分散型電源が単独運転になったときに生じる高調波のみを精度よく検出することが可能であり、高調波変動の誤検出による周波数変化助長のための無効電力の注入が不必要な場合の注入を抑止することが可能な単独運転検出装置を提供する。【解決手段】分散型電源が系統連系された電力系統の交流電圧を検出する電圧検出部と、電力系統の交流電圧の１周期に相当する時間長を有する第１の期間における交流電圧の高調波成分の大きさと、第１の期間と同じ時間長を有し第１の期間の終了より所定時間後に開始される第２の期間における交流電圧の高調波成分の大きさとの差分値を求める高調波差分算出部と、高調波差分算出部で算出された差分値がしきい値以上である場合、周波数変化を助長させるための無効電力を電力系統に供給し、差分値がしきい値未満である場合、前記周波数変化を助長させるための無効電力を電力系統に供給しない無効電力供給制御部とを備える。【選択図】図３
2014117016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記分散型電源が系統連系された電力系統の交流電圧を検出する電圧検出部と、
前記電力系統の交流電圧の１周期に相当する時間長を有する第１の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさと、前記第１の期間と同じ時間長を有し前記第１の期間の終了より所定時間後に開始される第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさとの差分値を求める高調波差分算出部と、
前記高調波差分算出部で算出された差分値がしきい値以上である場合、周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給し、前記差分値が前記しきい値未満である場合、前記周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給しない無効電力供給制御部と
を備える単独運転検出装置。
【請求項２】
前記高調波差分算出部は、
前記交流電圧の瞬時値を前記交流電圧の基本波周期で回転するｄｑ座標系にｄｑ座標変換を行って求めたベクトルと、これより前記所定時間だけ前の前記交流電圧の瞬時値に前記ｄｑ座標変換を行って求めたベクトルとの差分ベクトルを、前記第２の期間において複数回算出する差分ベクトル算出部と、
前記差分ベクトルの大きさを前記第２の期間で積分した結果を用いて前記差分値を算出する差分ベクトル積分部とを含む
請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項３】
前記所定時間は、前記第１の期間の時間長のｎ倍（ｎは１以上の整数）である
請求項２に記載の単独運転検出装置。
【請求項４】
前記高調波差分算出部は、
前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第１の期間で積分し、前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第２の期間で積分する高調波積分部と、
前記高調波積分部が算出した前記第２の期間における積分値と、前記高調波積分器が算出した前記第１の期間における積分値との差を用いて、前記差分値を算出する積分値差分算出部とを含む
請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項５】
前記高調波差分算出部は、
前記交流電圧の瞬時値に座標変換を行って求めたベクトルと、これより前記所定時間だけ前の前記交流電圧の瞬時値に座標変換を行って求めたベクトルとの差分ベクトルを、前記第２の期間において複数回算出する差分ベクトル算出部と、
前記差分ベクトルの大きさの２乗を前記第２の期間で積分した結果を用いて前記差分値を算出する差分ベクトル積分部と、
前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第１の期間で積分し、前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第２の期間で積分する高調波積分部と、
前記高調波積分器が算出した前記第２の期間における積分値と、前記高調波積分器が算出した前記第１の期間における積分値との差を用いて、前記差分値を算出する積分値差分算出部とを含み、
前記第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさが基準値以上の場合、前記差分ベクトル算出部と差分積分器とを用いて前記差分値を算出し、
前記第２の期間における前記交流電圧値の高調波成分の大きさが前記基準値未満の場合、前記高調波積分器と前記積分値差分算出部とを用いて前記差分値を算出する
請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項６】
前記無効電力供給制御部は、前記差分値の大きさに応じて、前記無効電力の大きさを決定する
請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の単独運転検出装置と、
前記無効電力供給制御部の指示に従って負荷に無効電力を供給する電力供給部と
を備えるパワーコンディショナ。
【請求項８】
請求項７に記載のパワーコンディショナと、
発電した電力を前記電力供給部に供給する分散型電源と
を備える分散型電源システム。
【請求項９】
周波数変化を助長するために無効電力の供給量を変動させる処理を行う単独運転検出方法であって、
分散型電源が系統連系された電力系統の交流電圧を検出する電圧検出ステップと、
前記電力系統の交流電圧の１周期に相当する時間長を有する第１の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさと、前記第１の期間と同じ時間長を有し前記第１の期間の終了より所定時間後に開始される第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさとの差分値を求める高調波差分算出ステップと、
前記高調波差分算出ステップで算出された差分値がしきい値以上である場合、周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給し、前記差分値が前記しきい値未満である場合、前記周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給しない無効電力供給制御ステップと
を含む単独運転検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置、ならびにそれを備えたパワーコンディショナ、分散型電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、太陽電池、燃料電池等の分散型電源と、パワーコンディショナとを備えた分散型電源システムが利用されている。分散型電源は、分散型電源が発電する直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナを介して、商用電源を受電設備に供給するための電力系統に接続される。このような構成により、分散型電源により発電された電力は、商用電源から供給される電力と一体で用いられる。
【０００３】
分散型電源が連系している電力系統において事故や緊急作業等が発生した場合、当該電力系統の全部もしくは一部が、商用電源から切り離されることがある。このような商用電源から切り離された電力系統に対して、分散型電源が電力供給している状態を、単独運転という。商用電源から切り離された電力系統は本来無電圧であるべきだが、単独運転が発生すれば分散型電源によって商用電源から切り離された電力系統が充電された状態となり、人身や設備に対する保安上の問題が生じる。そのため、分散型電源が単独運転に陥った場合、当該分散型電源を電力系統から速やかに切り離す（解列する）必要がある。
【０００４】
単独運転を検出するために、わが国では系統連系規定により、パワーコンディショナは、受動的方式と能動的方式とについて、それぞれ１種類以上を備えることとなっている（非特許文献１）。受動的方式としては、単独運転時の系統電圧あるいは電圧周波数の変動、または、電圧位相の跳躍を検出する方式が多く用いられている。また、能動的方式としては、周波数シフト方式や周波数フィードバック方式等が用いられている。周波数シフト方式、周波数フィードバック方式はいずれも、電圧周波数の基準周波数からのずれ（周波数偏差）が拡大するようにパワーコンディショナが無効電力を電力系統に注入することで、単独運転時には電圧周波数の変化が増大するように制御するものである。
【０００５】
しかしながら、分散型電源の供給電力と負荷の消費電力とがつりあっている場合、分散型電源が単独運転に移行しても電圧周波数の変化が起きない。そのため、周波数シフト方式では分散型電源が単独運転に移行したことが検出できない。そこで、基本波電圧の変動や高調波電圧の変動を検出すると電力系統に無効電流を注入する周波数変化助長機能が、周波数フィードバック方式の一部として用いられている（特許文献１参照）。単独運転の発生時には、電圧周波数の変化が起きなくても、基本波電圧の変動や高調波電圧の変動が起きることがある。そのため、基本波電圧の変動や高調波電圧の変動を検出したときに電力系統に無効電力を注入して電圧周波数の変化を引き起こせば、周波数フィードバック方式によって単独運転を検出できるからである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００９−１３６０９５号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】社団法人日本電気協会、系統連系規程、ＪＥＡＣ９７０１−２０１０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
パワーコンディショナが無効電力を電力系統に注入すれば、無効電力の大きさだけパワーコンディショナが出力できる有効電力が低下する。そのため、分散型電源が単独運転に移行していない場合に、パワーコンディショナが周波数変化助長のための無効電力を出力することは望ましくない。
しかしながら、電力系統の高調波は、単独運転に起因する高調波のみならず、パワーコンディショナが定常的に出力している高調波や、ＩＨ（Ｉｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｈｅａｔｉｎｇ）調理器などの負荷が発生させる高調波などの、平常時にも存在する高調波を含む。単独運転に起因する高調波の有無を検出するためには、平常時の高調波を取り除く必要があり、単独運転に起因する高調波の有無を判定するための条件が複雑である。例えば、特許文献１の技術では、基本波の各１周期における高調波歪電圧に対して、（１）３周期前から５周期前までの高調波歪電圧それぞれと、３周期前から５周期前までの高調波歪電圧の平均値との差の絶対値が、それぞれ０．５Ｖ未満、（２）２周期前の高調波歪電圧の、３周期前から５周期前までの高調波歪電圧の平均値に対する差が−０．５Ｖより大きい、（３）１周期前および現在の高調波歪電圧それぞれの、３周期前から５周期前までの高調波歪電圧の平均値に対する差がそれぞれ２．０Ｖより大きい、の３条件全てを満たせば単独運転に起因する高調波があると判定している。
【０００９】
そこで、本明細書において開示される技術は、分散型電源が単独運転時に生じる高調波のみを精度よく検出し、高調波変動の誤検出を防ぐことにより、周波数変化助長のための無効電力が不必要な場合の注入を抑制することが可能な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】
【００１０】
上記課題を解決するために、本明細書において開示される単独運転検出装置は、分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、前記分散型電源が系統連系された電力系統の交流電圧を検出する電圧検出部と、前記電力系統の交流電圧の１周期に相当する時間長を有する第１の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさと、前記第１の期間と同じ時間長を有し前記第１の期間の終了より所定時間後に開始される第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさとの差分値を求める高調波差分算出部と、前記高調波差分算出部で算出された差分値がしきい値以上である場合、周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給し、前記差分値が前記しきい値未満である場合、前記周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給しない無効電力供給制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１１】
本明細書において開示される単独運転検出装置によれば、第１の期間の高調波の大きさと第２の期間の高調波の差を用いるから、分散型電源が単独運転状態であるか否かに係らず存在する高調波の影響を排除して、単独運転によって生じる高調波の有無を検出することができるため、高調波変動の誤検出による、周波数変化助長のための無効電力が不必要な場合の注入を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】実施の形態１に係るパワーコンディショナ１００の構成を示すブロック図。
【図２】実施の形態１に係る系統連系保護装置１０７の構成を示すブロック図。
【図３】実施の形態１に係る位相シフト設定部２０５の構成の示すブロック図。
【図４】実施の形態１に係る単独運転検出装置１２０の動作を示すフローチャート。
【図５】実施の形態１に係る高調波検出部３１０と高調波振幅急増判定部３２０との動作を示すフローチャート。
【図６】実施の形態１に係る座標変換部２０１の動作を示す模式図。
【図７】実施の形態１に係る高調波検出部３１０における差分計算の概略を示す図。
【図８】実施の形態２に係る高調波検出部４００の構成を示すブロック図。
【図９】実施の形態２に係る高調波検出部４００における差分計算の概略を示す図。
【図１０】実施の形態２の変形例に係る高調波検出部５００の構成を示すブロック図。
【図１１】実施の形態３に係る位相シフト設定部６００の構成を示すブロック図。
【図１２】実施の形態３に係る無効電力供給制御部６１０の、周波数助長のための無効電力の大きさの決定動作を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
（実施の形態）
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。
（実施の形態１）
≪構成≫
図１は、実施の形態１に係る分散型電源システムの構成を示す図である。
【００１４】
分散型電源システムは、分散型電源１０１とパワーコンディショナ１００とを備える。
分散型電源１０１は、例えば、太陽電池、燃料電池、または、二次電池からなる直流電源である。二次電池は、例えば、ニッケル水素蓄電池や、リチウムイオン蓄電池である。
パワーコンディショナ１００は、端子Ｔａおよび端子Ｔｂを有している。分散型電源１０１は、パワーコンディショナ１００の端子Ｔａに接続されている。電力系統１０２および負荷１０３は、パワーコンディショナ１００の端子Ｔｂに接続されている。パワーコンディショナ１００は、電力系統１０２に連系した形態で使用され、分散型電源１０１が発電した電力を電力系統１０２と負荷１０３とに出力する。
【００１５】
電力系統１０２は、例えば、電力会社の発電所から分散型電源システムまでを結ぶ配電系統である。
負荷１０３は、電力系統１０２に接続された、家庭内、商業施設内、あるいは、工場内に存在する電気機器である。
パワーコンディショナ１００は、インバータ１０４、連系リレー１０５と、計測部１０６と、系統連系保護装置１０７と、インバータ駆動装置１１０とを備える。
【００１６】
インバータ１０４は、分散型電源１０１から入力された直流電力を交流電力に変換する。インバータ１０４は、例えば、ブリッジ接続された複数のトランジスタと、各トランジスタに逆並列に接続されたダイオードと、ゲートドライバとを備える。系統連系保護装置１０７はインバータ１０４に対してゲートブロック信号Ｓｂを出力する。インバータ１０４は、ゲートブロック信号Ｓｂが入力されている間、各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ動作を停止させることによりゲートブロックを行い、端子Ｔｂ側へ出力する電流を停止させて分散型電源１０１の解列を行う。ゲートブロック信号Ｓｂが入力されていない場合、インバータ１０４は、インバータ駆動装置１１０が出力するゲート信号Ｓｇに従ってスイッチング動作を行い、交流電力を端子Ｔｂ側に出力する。
【００１７】
連系リレー１０５は、インバータ１０４と端子Ｔｂを繋ぐラインに挿入されている。連系リレー１０５は、系統連系保護装置１０７から解列信号Ｓｒを受けると開いて、分散型電源１０１を電力系統１０２から解列する。
計測部１０６は、端子Ｔｂにおける電圧の瞬時値を計測し、計測された値を所定のサンプリング周波数（例えば１７．５ｋＨｚ）でＡ／Ｄ変換したデジタル信号を電圧値Ｖsとして系統連系保護装置１０７とインバータ駆動装置１１０とに出力する。また、計測部１０６は、端子Ｔｂを介してパワーコンディショナ１００から電力系統１０２に流れる電流値を計測し、同様に、計測された値を１７．５ＨｚでＡ／Ｄ変換したデジタル信号を電流値Ｉsとしてインバータ駆動装置１１０に出力する。
【００１８】
インバータ駆動装置１１０は、計測部１０６より得た電圧値Ｖsと電流値Ｉs、および、分散型電源１０１の直流電圧の検出値Ｖeと、直流電流の検出値Ｉeと、系統連系保護装置１０７より得た位相シフト量θsftとを用いてゲート信号Ｓｇを生成する。ゲート信号Ｓｇは、インバータ１０４の各スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦを制御するパルス幅変調（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ：ＰＷＭ）信号である。インバータ駆動装置１１０は、位相シフト量θsftが０であるときはインバータ１０４の力率が１となるように、位相シフト量θsftが正の値であるときは電圧値Ｖsの位相に対して電流値Ｉsの位相がθsftだけ進むように、θsftが負の値であるときは電圧値Ｖsの位相に対して電流値Ｉsの位相が｜θsft｜だけ遅れるように、それぞれＰＷＭ信号を生成する。すなわち、インバータ１０４は、位相シフト量θsftに依存した大きさの無効電力を出力する。
【００１９】
系統連系保護装置１０７は、電圧値Ｖsに基づき、単独運転またはその他の異常（周波数／電圧異常など）を検出すると、分散型電源１０１を電力系統１０２から解列するため、インバータ１０４へのゲートブロック信号Ｓｂの送出、および、連系リレー１０５へのリレー解列信号Ｓｒの送出を行う。以下、系統連系保護装置１０７についてより詳細に説明する。
【００２０】
（系統連系保護装置１０７の構成）
図２は、本実施の形態に係る系統連系保護装置１０７の構成を示すブロック図である。系統連系保護装置１０７は、単独運転検出装置１２０と、周波数リレー２０６と、電圧リレー２０７とを備えている。なお、系統連系保護装置１０７は、計測部１０６が電圧値Ｖsを出力する周期、すなわち１７．５ｋＨｚの周期で処理を行う。
【００２１】
単独運転検出装置１２０は、座標変換部２０１と、周波数検出部２０２と、位相検出部２０３と、受動的単独運転検出部２０４と、位相シフト設定部２０５とを備えている。
座標変換部２０１は、電圧値Ｖsを、系統電圧の基本波の周波数（例えば、５０Ｈｚ）の回転速度を有する直交座標であるｄｑ座標上の二成分に変換し、系統電圧Ｖsのｄ軸成分であるＶd、およびｑ軸成分であるＶqを出力する。
【００２２】
周波数検出部２０２は、座標変換部２０１より取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）を用いて系統電圧の周波数ｆvを検出し、検出された周波数ｆvを出力する。
位相検出部２０３は、周波数検出部２０２より取得した周波数ｆvを用いて系統電圧の位相θvを検出し、検出された位相θvを出力する。
受動的単独運転検出部２０４は、系統電圧の位相θvを監視し、単独運転によって生じる電圧位相跳躍を検出する。受動的単独運転検出部２０４は、電圧位相跳躍を検出するとインバータ１０４に含まれるゲート回路２０９へゲートブロック信号Ｓｂを送出する。
【００２３】
位相シフト設定部２０５は、座標変換部２０１よりベクトル（Ｖd，Ｖq）を、周波数検出部２０２より系統電圧の周波数ｆvをそれぞれ取得し、位相シフト量θsftをインバータ駆動装置１１０に出力する。詳細は後述する。
周波数リレー２０６は、系統電圧の周波数ｆvの上限値と下限値、検出時限を保持しており、系統電圧の周波数ｆvが上限値を上回った（周波数上昇）、または、下限値を下回った（周波数低下）ことの検出を行う。検出時限を超えて継続する周波数上昇、または、検出時限を超えて継続する周波数低下があった場合には、周波数リレー２０６は、インバータ１０４に含まれるゲート回路２０９に対してゲートブロック信号Ｓｂを送出し、および、連系リレー１０５に対して解列信号Ｓｒの送出を行う。
【００２４】
電圧リレー２０７は、電圧値Ｖsの上限値と下限値、検出時限を保持しており、電圧値Ｖsが上限値を上回った（過電圧）、または、下限値を下回った（不足電圧）ことの検出を行う。検出時限を超えて継続する過電圧、または、検出時限を超えて継続する不足電圧があった場合には、電圧リレー２０７は、インバータ１０４に含まれるゲート回路２０９に対してゲートブロック信号Ｓｂを送出し、および、連系リレー１０５に対して解列信号Ｓｒの送出を行う。
【００２５】
以下、位相シフト設定部２０５についてより詳細に説明する。
（位相シフト設定部２０５の構成）
図３は、本実施の形態に係る位相シフト設定部２０５の構成を示すブロック図である。位相シフト設定部２０５は、高調波検出部３１０と、高調波急増判定部３２０と、基本波検出部３３０と、基本波急増判定部３４０と、ＯＲゲート３５０と、周波数偏差検出部３６０と、無効電力供給制御部３７０とを備える。
【００２６】
高調波検出部３１０は、座標変換部２０１より取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）から、電圧値Ｖsの基本波のある１周期（第１の期間）における高調波と、基本波の他の１周期（第２の期間）における高調波との差分高調波の振幅ΔＶnmaxを算出する。第１の期間の終了から第２の期間の開始までの時間（所定時間）は、基本波の１周期に相当する時間である。高調波検出部３１０は、ＨＰＦ（Ｈｉｇｈ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）３０１と、差分ベクトル算出部３０２と、差分ベクトル積分部３０３とを備える。
【００２７】
ＨＰＦ３０１は、座標変換部２０１より取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）から高調波成分である高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）を抽出するためのフィルタである。
差分ベクトル算出部３０２は、高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）と、高調波ベクトルＶｎが取得された時刻からちょうど電圧値Ｖsの基本波の２周期だけ前の時刻における高調波ベクトルＶｎ2との差分ベクトルΔＶｎ（ΔＶｎd，ΔＶｎq）を算出する。差分ベクトル算出部３０２は、ｄ成分遅延器３０４と、ｄ成分減算器３０５と、ｑ成分遅延器３０６と、ｑ成分減算器３０７とを備える。
【００２８】
差分ベクトル積分部３０３は、差分ベクトル算出部３０２より取得した差分ベクトルΔＶｎ（ΔＶｎd，ΔＶｎq）を第２の期間で積分し、積分結果を高調波振幅の最大値ΔＶnmaxに変換する。差分ベクトル積分部３０３は、ベクトル積分器３０８と振幅値変換器３０９とを備える。
高調波急増判定部３２０は、高調波振幅の最大値ΔＶnmaxと、予め設定されたしきい値Ａとを比較し、高調波振幅の最大値ΔＶnmaxがしきい値Ａより大きい場合、ＯＲゲート３５０に高調波急増検出信号を送出する。
【００２９】
基本波検出部３３０は、座標変換部２０１より取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）から基本波を抽出して基本波振幅Ｖ0を出力するためのフィルタであり、例えば、ＬＰＦ（Ｌｏｗ  Ｐａｓｓ  Ｆｉｌｔｅｒ）である。
基本波急増判定部３４０は、基本波振幅Ｖ0と、予め設定されたしきい値Ｃとを比較し、基本波振幅Ｖ0がしきい値Ｃより大きい場合、ＯＲゲート３５０に基本波急増検出信号を送出する。本実施の形態において、しきい値Ｃは、基本波振幅Ｖ0の２．５Ｖ増加とし、系統電圧である単相１００Ｖに対して、しきい値Ｃは１０２．５Ｖとする。
【００３０】
ＯＲゲート３５０は、高調波急増検出信号と基本波急増検出信号とのうち少なくとも一方を受信している間、高調波等急増検出信号を出力する。すなわち、ＯＲゲート３５０は、検出あり：１、検出なし：０、とした場合の論理和をとる。
周波数偏差検出部３６０は、周波数検出部２０２より系統電圧の周波数ｆvを取得して、周波数ｆvの基準周波数ｆsからの差分値（周波数偏差）Δｆ（Δｆ＝ｆv−ｆs）を出力する。
【００３１】
無効電力供給制御部３７０は、高調波等急増検出信号と周波数偏差Δｆとを用いて、位相シフト量θsftを生成して出力する。無効電力供給制御部３７０は、高調波等急増検出信号を受信すると、周波数変化を助長させるための位相シフト量θsft1を予め定められた期間、予め定められている固定値Ｆ（Ｆ≠０）と決定し、それ以外の場合はθsft1を０に決定する。併せて、無効電力供給制御部３７０は、スリップモード周波数シフト、または周波数フィードバック機能による位相シフト量θsft2をΔｆから生成する。最後に、無効電力供給制御部３７０は、周波数変化を助長させるための位相シフト量θsft1を位相シフト量θsft2に加算し、θsftとして出力する。
【００３２】
≪動作≫
（位相シフト付加部２０５の動作）
図４は、位相シフト付加部２０５の、基本波の１周期における動作を示すフローチャートである。
位相シフト付加部２０５は座標変換部２０１から取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）を高調波検出部３１０に入力する。高調波検出部３１０は高調波の変動量を示す、差分高調波の振幅を検出し、高調波急増判定部３２０は高調波の急増があるか否かを検出する（Ｓ１０１）。高調波急増判定部３２０は高調波の急増があると判定すると、ＯＲゲート３５０に高調波急増検出信号を送出する。詳しくは後述する。
【００３３】
また、位相シフト付加部２０５は座標変換部２０１から取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）のｄ成分Ｖdを基本波検出部３３０に入力する。基本波検出部３３０は基本波振幅Ｖ0を抽出して、基本波急増判定部３４０は基本波の急増があるか否かを検出する（Ｓ１０２）。基本波急増判定部３４０は、基本波振幅Ｖ0と、予め設定されたしきい値Ｃとを比較し、基本波振幅Ｖ0がしきい値Ｃより大きい場合、ＯＲゲート３５０に基本波急増検出信号を送出する。
【００３４】
次に、位相シフト付加部２０５は、ＯＲゲート３５０により、高調波急増または基本波急増の少なくとも一方が発生した否かを判定する（Ｓ１０３）。ＯＲゲート３５０は、高調波成分急増検出信号と基本波成分急増検出信号との少なくとも一方を受信すると、無効電力供給制御部３７０に高調波等急増検出信号を送出する（Ｓ１０４）。また、ＯＲゲート３５０は、高調波成分急増検出信号と基本波成分急増検出信号とのいずれも受信しない場合は、無効電力供給制御部３７０に高調波等急増検出信号を送出しない（Ｓ１０５）。
【００３５】
また、位相シフト付加部２０５は、周波数偏差検出部３６０により、周波数偏差Δｆを検出する（Ｓ１０６）。
次に、位相シフト付加部２０５は、無効電力供給制御部３７０により、スリップモード周波数シフト、または周波数フィードバック機能による位相シフト量θsft2を算出する（Ｓ１０７）。
【００３６】
最後に、位相シフト付加部２０５は、無効電力供給制御部３７０により、インバータ１０４が出力する無効電力を示す、位相シフト量θsftを決定して出力する（Ｓ１０８）。無効電力供給制御部３７０は、高調波等急増検出信号を受信してから所定期間、本実施の形態では基本波の３周期に相当する期間、位相シフト量θsft1を所定の固定値Ｆと設定し、それ以外の場合は位相シフト量θsft1を０と設定する。無効電力供給制御部３７０は、位相シフト量θsft2に位相シフト量θsft1を加算した値を、位相シフト量θsftとして出力する。
【００３７】
（高調波成分急増の検出）
図５は、高調波検出部３１０と高調波急増判定部３２０とが行う、Ｓ１０１の詳細を示すフローチャートであり、計測部１０６が電圧値Ｖsを１つ出力したときの動作を示す。
まず、高調波検出部３１０は、ＨＰＦ３０１を用いてベクトル（Ｖd，Ｖq）から高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）を抽出する（Ｓ２０１）。
【００３８】
図６にベクトル（Ｖd，Ｖq）を示す。図６（ａ）は、αβ座標平面上のｄ軸とｑ軸と、基本波ベクトルＶ0と、高調波ベクトルＶnとを示している。基本波ベクトルＶ0のαβ平面に対する回転速度ｆ0と、ｄ軸およびｑ軸のαβ平面に対する回転速度ｆ0とは、いずれも基本波周波数（例えば、５０Ｈｚ）であるから、ｄｑ座標上では基本波ベクトルＶ0はｄ軸上のベクトルとなる。一方、高調波ベクトルＶn（Ｖｎd，Ｖｎq）は、図６（ｂ）に示すように、次数によって固有の軌跡を示し、その最大半径は高調波成分の振幅に依存する。
【００３９】
次に、高調波検出部３１０は、差分ベクトル算出部３０２を用いて、高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）と、高調波ベクトルＶｎが取得された時刻からちょうど電圧値Ｖsの基本波の２周期だけ前の時刻における高調波ベクトルＶｎ2（Ｖｎd2，Ｖｎq2）との差分高調波ベクトルΔＶｎ（ΔＶｎd，ΔＶｎq）を算出する（Ｓ２０２）。
【００４０】
【数１】
2014117016.tif 000003
次に、高調波検出部３１０は、差分ベクトル積分部３０３のベクトル積分器３０８を用いて、差分高調波ベクトルを基本波の１周期に相当する期間Ｔで積分する（Ｓ２０３）。具体的には、差分高調波ベクトルΔＶｎの大きさの２乗を算出して積分する。ベクトル積分器３０８は、積分が開始されていないときは、差分高調波ベクトルΔＶｎを受け取った時刻から積分を開始し、既に積分が開始しているときは、差分高調波ベクトルΔＶｎの大きさの２乗と、計測部１０６が電圧値Ｖsを出力する間隔に相当する時間（＝１／１７．５［ミリ秒］）との積を、既に積算されている積分値に加算して積分を続行する。
【００４１】
【数２】
2014117016.tif 000004
【００４２】
【数３】
2014117016.tif 000005
高調波検出部３１０は、Ｓ２０３の積分を開始してから基本波の１周期に相当する期間が経過していない場合（Ｓ２０４でＮｏ）、処理を終了し、計測部１０６より電圧値Ｖsを取得すると、再びＳ２０１から処理を開始する。
【００４３】
一方、２０３の積分を開始してから基本波の１周期に相当する期間が経過した場合（Ｓ２０４でＹｅｓ）、高調波検出部３１０は、ベクトル積分器３０８に積分を終了させてＳΔVnを出力させる。振幅値変換器３０９は、ベクトル積分器３０８が出力した積分結果ＳΔVnを差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxに変換し、ΔＶｎmaxを高調波急増判定部３２０に出力する。
【００４４】
【数４】
2014117016.tif 000006
次に、高調波急増判定部３２０は、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxと、予め設定されたしきい値Ａとを比較する（Ｓ２０６）。本実施の形態において、しきい値Ａは４．０Ｖ2とする。差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxが４．０Ｖ2より大きい場合、高調波急増判定部３２０は、ＯＲゲート３５０に高調波急増検出信号を送出する（Ｓ２０７）。差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxが４．０Ｖ2以下の場合、高調波急増判定部３２０は、ＯＲゲート３５０に高調波急増検出信号を送出しない（Ｓ２０８）。
【００４５】
（差分高調波ベクトルΔＶｎの算出についての補足説明）
上述したＳ２０２において、差分ベクトル算出部３０２は、高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）と、高調波ベクトルＶｎが取得された時刻からちょうど電圧値Ｖsの基本波の２周期だけ前の時刻における高調波ベクトルＶｎ2（Ｖｎd2，Ｖｎq2）との差分を差分高調波ベクトルΔＶｎとしているが、その理由について、図６と図７とを用いて説明する。
【００４６】
単独運転が発生していない場合の系統電圧は、上述したように、基本波成分と、平常時の高調波成分からなる。単独運転が発生すると、系統電圧の成分として、さらに単独運転に起因する高調波が加わる。したがって、単独運転を検出するためには、高調波から平常時の高調波成分を取り除き、単独運転に起因する高調波の有無を精度よく検出することが重要である。
【００４７】
まず、高調波ベクトルＶｎ2が、Ｖｎよりちょうど基本波のｍ周期だけ前（ｍは整数）の時刻である理由について説明する。高調波ベクトルＶｎと高調波ベクトルＶｎ2との差分を取る理由は、高調波ベクトルＶｎから平常時の高調波である高調波ベクトルＶｎ2を取り除くためである。したがって、同一の振幅と周波数を有する高調波が、高調波ベクトルＶｎと高調波ベクトルＶｎ2とにおいて、同一の大きさと向きを持つベクトルである必要がある。しかしながら、図６（ｂ）に示されるように、基本波の１周期に相当する時間において、高調波ベクトルＶｎの向きおよび大きさは一定ではない。そのため、同一の周波数、振幅、および位相を持つ高調波が同一の向きおよび大きさを持つ高調波ベクトルとなるように、高調波ベクトルＶｎと高調波ベクトルＶｎ2との時差は、任意の次数の高調波に対して高調波の１周期に相当する期間の整数倍となるように、ちょうど基本波のｍ周期に相当する時間である必要がある。
【００４８】
次に、高調波ベクトルＶｎ2が、Ｖｎより基本波の２周期前である理由について説明する。図７は、系統電圧の構成要素を時間ごとに示している。Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３、Ｔ４、Ｔ５はそれぞれ、基本波の１周期に相当する期間であり、かつ、ベクトル積分器３０８の積分期間である。なお、Ｔ０からＴ５までは連続した期間である。また、図７は、期間Ｔ２に分散型電源１０１が単独運転に移行した場合を示している。
【００４９】
仮に、高調波ベクトルＶｎ2が、Ｖｎより基本波の１周期前であるとする。この場合、ベクトル積分器３０８は、第２の期間である期間Ｔ１の間、第２の期間である期間Ｔ１における高調波ベクトルＶｎと、第１の期間である期間Ｔ０における高調波ベクトルＶｎ2との差分高調波ベクトルΔＶｎを積分する。ここで、平常時の高調波はほとんど変化しないので、ΔＶｎはゼロベクトルと見なしてよく、高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxは０である（図７（ａ））。
【００５０】
次に、ベクトル積分器３０８は、期間Ｔ２の間、期間Ｔ２における高調波ベクトルＶｎと、期間Ｔ１における高調波ベクトルＶｎ2との差分高調波ベクトルΔＶｎを積分する。差分高調波ベクトルΔＶｎは、単独運転が発生するまではゼロベクトルであり、単独運転が発生した後は単独運転に起因する高調波ベクトルである。しかしながら、Ｔ２には単独運転が発生していない期間と、単独運転が発生している期間とが含まれている。算出される差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxは、差分高調波ベクトルΔＶｎの大きさの２乗の、Ｔ２における時間平均であるため、単独運転に起因する高調波振幅の最大値より小さくなる。例えば、分散型電源１０１が単独運転に移行した時刻がＴ２の開始から基本波の１／４周期に相当する時間後であった場合には、算出される差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxは、単独運転に起因する高調波振幅の最大値の３／４となってしまい、単独運転に起因する高調波の振幅がしきい値Ａを超えているか否かを正しく判定できない（図７（ｂ））。
【００５１】
次に、ベクトル積分器３０８は、Ｔ３の期間中、期間Ｔ３における高調波ベクトルＶｎと、期間Ｔ２における高調波ベクトルＶｎ2との差分高調波ベクトルΔＶｎを積分する。差分高調波ベクトルΔＶｎは、分散型電源１０１が単独運転に移行した時刻より基本波の１周期後までは単独運転に起因する高調波ベクトルである。しかしながら、分散型電源１０１が単独運転に移行した時刻より基本波の１周期後以降は、単独運転に起因する高調波も平常時の高調波として取り除かれるため、差分高調波ベクトルΔＶｎはゼロベクトルとなる。そのため、算出される差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxは単独運転に起因する高調波振幅の最大値より小さくなり、単独運転に起因する高調波の振幅がしきい値Ａを超えているか否かを正しく判定できない（図７（ｃ））。なお、Ｔ４以降においては同様に、単独運転に起因する高調波ベクトルが平常時の高調波として取り除かれるため、単独運転に起因する高調波を検出することが不可能となる。
【００５２】
以上の理由から、高調波ベクトルＶｎ2が、Ｖｎより基本波の１周期前であるとした場合、分散型電源１０１が単独運転に移行した時刻がベクトル積分器３０８の積分期間の境界と一致、またはきわめて近くなければ、単独運転に起因する高調波ベクトルを検出できないことになる。
一方、高調波ベクトルＶｎ2が、Ｖｎより基本波の２周期前であるとすれば、上述のような問題を回避できる。ベクトル積分器３０８は、Ｔ２の期間中、期間Ｔ２における高調波ベクトルＶｎと、期間Ｔ０における高調波ベクトルＶｎ2との差分高調波ベクトルΔＶｎを積分する。この場合、上述の図７（ｂ）と同じ問題が起き、単独運転に起因する高調波の振幅がしきい値Ａを超えているか否かを正しく判定できない（図７（ｄ））。
【００５３】
しかしながら、Ｔ３の期間中、ベクトル積分器３０８は、期間Ｔ３における高調波ベクトルＶｎと、期間Ｔ１における高調波ベクトルＶｎ2との差分高調波ベクトルΔＶｎを積分する。このとき、Ｔ３の期間中、差分高調波ベクトルΔＶｎは、常に、単独運転に起因する高調波ベクトルを指す。そのため、算出される差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxは、単独運転に起因する高調波振幅の最大値となるので、単独運転に起因する高調波の振幅がしきい値Ａを超えているか否かを判定することができる（図７（ｅ））。
【００５４】
なお、Ｔ４においては上述の図７（ｃ）と同様の問題があり、Ｔ５以降においては単独運転に起因する高調波が平常時の高調波と見なされてしまうため、単独運転に起因する高調波を検出することが不可能となる（図７（ｆ））。しかしながら、既に単独運転に起因する高調波を検出した後の動作であるから、単独運転に起因する高調波を検出する動作に支障はない。
【００５５】
重要なのは、第１の期間の終了後に分散型電源１０１が単独運転に移行し、さらにその後に、第２の期間が開始されることである。このようにすることで、第２の期間の高調波ベクトルＶｎには単独運転によって生じる高調波が常に含まれ、第１の期間の高調波ベクトルＶｎ2には単独運転によって生じる高調波が常に含まれないので、算出される差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxは、単独運転に起因する高調波振幅の最大値を含むからである。したがって、高調波ベクトルＶｎ2の時刻は、Ｖｎよりちょうど基本波の２周期前の時刻に限られず、Ｖｎよりちょうど基本波のｍ周期だけ前（ｍは２以上の整数）の時刻である、としてもよい。なお、平常時の高調波の時間変動を差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxに含ませないため、ｍは１００以下の整数である必要があり、望ましくは１０以下である。
【００５６】
≪まとめ≫
以上説明したように、本実施形態においては、座標変換によって得られる電圧ベクトルのｄ軸成分Ｖd、ｑ軸成分Ｖqから高調波振幅を計算し、少なくとも２周期以上前との差分をとることにより、単独運転によって生じる高調波のみを抽出することができる。座標変換を用いることで、従来用いられている、離散フーリエ変換を用いる高調波検出方法と比べると、（１）計算負荷が小さい、（２）、各次数の高調波（２次高調波、５次高調波等）に対応するベクトルを全て合成したものを高調波ベクトルとして得られるので、高調波の次数を考慮する必要なく容易に高調波振幅を得られる、との２つの利点が得られる。また、所定時間だけ間隔を設けてある２つの基本波の１周期に相当する期間の間で、高調波ベクトルの大きさの積分値を比較することにより、平常時の高調波や瞬時電力脈動の影響を容易に取り除くことができ、高精度で単独運転に起因する高調波の有無を検出することが可能となる。
【００５７】
したがって、単独運転によって生じる高調波を精度よく検出でき、高調波急増の誤検出を防ぎ、周波数変化助長のための無効電力が不必要な場合の注入を抑制することができる。
（実施の形態２）
実施の形態１では、第２の期間の高調波と第１の期間の高調波との差分を算出するために、第２の期間に含まれる、ある瞬間の高調波ベクトルと、第１の期間に含まれ、ちょうど当該瞬間より２周期前の瞬間の高調波ベクトルとの差分ベクトルの積分を行う。
【００５８】
本実施の形態は、第２の期間の高調波と第１の期間の高調波との差分を算出するために、高調波ベクトルを第２の期間で積分した結果と、高調波ベクトルを第１の期間で積分した結果との差分を用いることを特徴とする。
≪構成≫
本実施の形態に係るパワーコンディショナは、単独運転検出装置が備える位相シフト設定部が高調波積分部３１０に代えて高調波積分部４００を備える以外は、パワーコンディショナ１００と同様の構成である。以下、実施の形態１と同様の構成については同じ符号を付し、説明を省略する。
【００５９】
高調波積分部４００は、差分ベクトル積分部３０２と差分ベクトル積分部３０３とに代えて、高調波積分部４１０と積分値差分算出部４２０とを備える。
高調波積分部４１０は、第１の期間、第２の期間のそれぞれにおいて高調波ベクトルＶｎを積分し、積分結果を高調波振幅の最大値Ｖｎmaxに変換して積分結果を保持する。高調波積分部４１０は、ベクトル積分器と振幅値変換器とのセットを４つと、積分結果保持部４０５を備える。
【００６０】
積分値差分検出部４２０は、第１の期間における高調波振幅の最大値Ｖｎａ＿ｍａｘと、第２の期間における高調波振幅の最大値Ｖｎｂ＿ｍａｘとを高調波積分部４１０から取得し、その差分最大値ΔＶｎmaxを算出して出力する。
≪動作≫
本実施の形態に係るパワーコンディショナの動作は、高調波急増の検出動作がＳ１０１と異なることを除き、パワーコンディショナ１００の動作と同一である。そのため、Ｓ１０１に代えて行う、高調波検出部４００の動作のみについて説明する。
【００６１】
（高調波検出部４００の動作）
高調波検出部４００の、計測部１０６が電圧値Ｖsを１つ出力したときの動作を説明する。
高調波検出部４００は、Ｓ２０１と同じく、ＨＰＦ３０１を用いてベクトル（Ｖd，Ｖq）から高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）を抽出する。
【００６２】
次に、高調波検出部４００は、高調波積分部４１０のベクトル積分器群を用いて、高調波ベクトルを基本波の１周期に相当する期間Ｔで積分する。具体的には、高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗を算出して積分する。各ベクトル積分器は、積分が開始されていないときは、高調波ベクトルＶｎを受け取った時刻から積分を開始し、既に積分が開始しているときは、高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗と、計測部１０６が電圧値Ｖsを出力する間隔に相当する時間との積を、既に積算されている積分値に加算して積分を続行する。
【００６３】
なお、図９に示すように、ベクトル積分器４０１、４０２、４０３、４０４の積分の開始タイミングは、基本波の１／４周期ずつずれている。つまり、ベクトル積分器４０１の積分が開始されてから基本波の１／４周期後にベクトル積分器４０２の積分が開始される。さらにその基本波の１／４周期後にベクトル積分器４０３の積分が開始され、さらにその基本波の１／４周期後にベクトル積分器４０４の積分が開始される。さらにその基本波の１／４周期後は、前の積分を終えたベクトル積分器４０１が次の積分を開始する。
【００６４】
【数５】
2014117016.tif 000007
【００６５】
【数６】
2014117016.tif 000008
高調波検出部４００は、どの積分器も積分を開始してから基本波の１周期に相当する期間が経過していない場合、処理を終了し、次に計測部１０６が電圧値Ｖsを１つ出力したとき、再び最初から処理を開始する。
【００６６】
一方、いずれかの積分器が積分を開始してから基本波の１周期に相当する期間が経過した場合、高調波検出部４００は、当該積分器に積分を終了させてＳVnを出力させたのち、対応する振幅値変換器を用いて、積分結果ＳVnを全高調波振幅の最大値Ｖｎmaxに変換し、Ｖｎmaxを積分結果保持部４０５に出力する。
【００６７】
【数７】
2014117016.tif 000009
次に、高調波検出部４００は、積分結果保持部４０５から、最新の全高調波振幅の最大値Ｖｎａ＿ｍａｘと、基本波の５／４周期前に受け取った全高調波振幅の最大値Ｖｎｂ＿ｍａｘとを積分値差分算出部４２０に出力し、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxを算出する。
【００６８】
【数８】
2014117016.tif 000010
次に、高調波急増判定部３２０は、Ｓ２０６と同じく、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxと、予め設定されたしきい値Ａとを比較する。差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxがしきい値Ａより大きい場合、高調波急増判定部３２０は、高調波急増検出信号を送出する（Ｓ２０７）。差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxがしきい値Ａ以下の場合、高調波急増判定部３２０は、高調波急増検出信号を送出しない（Ｓ２０８）。
【００６９】
（差分高調波ベクトルΔＶｎの算出についての補足説明）
上述の説明において、高調波判定部４００は、最新の全高調波振幅の最大値Ｖｎａ＿ｍａｘと、基本波の５／４周期前に受け取った全高調波振幅の最大値Ｖｎｂ＿ｍａｘとの差分を算出している。この理由について、図９を用いて説明する。
本実施の形態では、第１の期間と第２の期間との間の所定時間を、基本波の１／４周期としている。本実施の形態では、高調波ベクトルの積分をしてから差分算出を行っているので、所定時間が基本波の１周期、または、その整数倍である必要はない。基本波の１周期は、どの次数の高調波に対しても、高調波の１周期の整数倍である。したがって、定常的な高調波を基本波の１周期分積分した値は、積分の開始時刻とは無関係に一定であるからである。すなわち、図９の期間１Ｄ、２Ａ、２Ｂ、２Ｃにおける平常時の高調波の積分値の総量と、期間３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄにおける平常時の高調波の積分値の総量とは等しい。そのため、図９に示すような比較を行うことで、平常時の高調波を取り除くことが可能である。図９は、期間２Ｄの間に単独運転が発生した場合を示しており、（ｆ）の差分算出によって単独運転による高調波を検出することが可能である。
【００７０】
なお、実施の形態１においても説明したように、重要なのは、第１の期間の終了後に単独運転が発生し、単独運転の発生後に第２の期間が開始されることである。したがって、所定時間がゼロではないことと、複数の所定時間が連続していることとが重要である。例えば、図９の比較を１つおきにのみ行う場合、（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ）のみを行うと所定時間が不連続となって単独運転を検出できない。つまり、ベクトル積分器と振幅値変換器とが４セット、所定時間が基本波の１／４周期に限られず、例えば、積分器と振幅値変換器とが３セット、所定時間が基本波の１／３周期としてもよいが、所定時間（第１の期間と第２の期間との間隔）が不連続になるような第１期間と第２期間との設定の方法は許容されない。
【００７１】
また、実施の形態１においても説明したように、所定時間は基本波の１００周期に相当する時間以下、望ましくは基本波の１０周期に相当する時間以下であれば任意の時間であってよい。
≪まとめ≫
以上説明したように、本実施の形態では、第１の期間と第２の期間とでそれぞれ高調波ベクトルの積分を行ってから、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxの算出を行っている。このようにすることで、第１の期間と第２の期間との間隔である所定時間を基本波の１周期よりも短くすることができ、より高速に単独運転に起因する高調波を検出することが可能となる。
【００７２】
（変形例）
実施の形態１と実施の形態２とで、それぞれ異なる差分高調波ベクトルΔＶｎの算出方法を示したが、それぞれに利点と欠点を有している。
実施の形態２の方法では、ベクトル積分器は平常時の高調波成分も積分の対象とするため、全高調波振幅の最大値Ｖｎmaxには平常時の高調波の振幅が含まれている。そのため、単独運転に起因する高調波の振幅に対して平常時の高調波の振幅が大きい場合、演算精度が低下し、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxの誤差が大きくなる問題がある。
【００７３】
一方、実施の形態１の方法では、差分高調波ベクトルΔＶｎの算出のため、ちょうど２周期前の高調波ベクトルＶｎ2を常に保持している必要があり、積分後の値を保持する場合と比べて保持しておくべき情報量が大きくなる問題がある。
そこで、本変形例では、高調波ベクトルの大きさに応じて算出方法を変更することを特徴とする。
【００７４】
≪構成≫
本変形例に係るパワーコンディショナは、位相シフト設定部が高調波検出部４００に代えて高調波検出部５００を備えるほかは、実施の形態２と同様の構成である。
図１０に、本変形例に係るパワーコンディショナが備える高調波検出部５００の構成を示す。高調波検出部５００は、高調波振幅判定部５０１と、差分ベクトル算出部３０２と、差分ベクトル積分部３０３と、高調波積分部４１０と、積分値差分算出部４２０と、セレクタ５０２とを備えている。
【００７５】
高調波振幅判定部５０１は、高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）から高調波ベクトルの大きさを算出し、差分ベクトル算出部３０２と高調波積分部４１０とのいずれに高調波ベクトルＶｎを出力するか決定し、セレクタ５０２を操作する。
セレクタ５０２は、高調波振幅判定部５０１の指示により、差分ベクトル積分部３０３と積分値差分算出部４２０とのいずれかが出力した差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxを高調波急増判定部３２０に出力する。
【００７６】
≪動作≫
本実施の形態に係るパワーコンディショナの動作は、高調波急増の検出動作がＳ１０１と異なることを除き、パワーコンディショナ１００の動作と同一である。そのため、Ｓ１０１に代えて行う、高調波検出部５００の動作のみについて説明する。
（高調波検出部５００の動作）
高調波検出部５００は、Ｓ２０１と同じく、ＨＰＦ３０１を用いてベクトル（Ｖd，Ｖq）から高調波ベクトルＶｎ（Ｖｎd，Ｖｎq）を抽出する。
【００７７】
次に、高調波検出部５００は、高調波振幅判定部５０１において、高調波ベクトルＶｎの大きさを判定する。具体的には、上述の数５を用いて高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗を算出し、予め設定されたしきい値Ｄと比較する。本変形例において、しきい値Ｄは、しきい値Ａの１００倍、すなわち４００Ｖ2とする。
高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗がしきい値Ｄ以上、すなわち４００Ｖ2以上である場合、高調波振幅判定部５０１はセレクタ５０２に差分ベクトル積分部３０３を高調波急増判定部３２０と接続させ、高調波ベクトルＶｎを差分ベクトル算出部３０２に出力する。以降の動作は、実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００７８】
一方、高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗がしきい値Ｄ未満、すなわち４００Ｖ2未満である場合、高調波振幅判定部５０１はセレクタ５０２に積分値差分算出部４２０を高調波急増判定部３２０と接続させ、高調波ベクトルＶｎを高調波積分部４１０に出力する。以降の動作は、実施の形態２と同様であるので説明を省略する。
高調波検出部５００は、差分ベクトル算出部３０３と積分値差分算出部４２０とのうち選択された側が、セレクタ５０２を介して高調波急増判定部３２０に差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxを出力すると、再度、高調波振幅判定部５０１により高調波ベクトルＶｎの大きさを判定し、「差分ベクトル算出部３０２と差分ベクトル積分部３０３との組み合わせ」と、「高調波積分部４１０と、積分値差分算出部４２０との組み合わせ」の何れを使用するか決定する。
【００７９】
≪まとめ≫
以上説明したように、本変形例では、高調波ベクトルＶｎの積分値の差分を算出する方法と、差分高調波ベクトルΔＶｎの積分値を算出する方法とを、高調波ベクトルＶｎの大きさにより使い分ける。このようにすることで、平常時の高調波の振幅が大きい場合は、精度の高い差分高調波ベクトルΔＶｎの積分値を算出する方法を用いて単独運転に起因する高調波を高精度で抽出するとともに、平常時の高調波の振幅が小さい場合は、高調波ベクトルＶｎの積分値の差分を算出する方法を用いることで、保持しておくべき情報量の削減と、単独運転に起因する高調波検出の高速化とを図ることができる。
【００８０】
（実施の形態３）
実施の形態１、２および変形例において、高調波急増、または、基本波急増を検出したとき、周波数変化を助長させるための位相シフト量を、予め定められたθsft1と決定する場合について説明した。本実施の形態は、高調波急増、または、基本波急増を検出したとき、差分高調波の振幅、または、基本波振幅の増大量に依存した大きさの無効電力をパワーコンディショナが出力することを特徴とする。
【００８１】
≪構成≫
本実施の形態に係るパワーコンディショナは、単独運転検出装置が位相シフト設定部２０５に代えて位相シフト設定部６００を備える他は、パワーコンディショナ１００と同様の構成である。
図１１は、本実施の形態に係る位相シフト設定部６００の構成を示す。位相シフト設定部６００は、無効電力供給制御部３７０に代えて、高調波検出部３１０と基本波検出部３３０とにも接続されている無効電力供給制御部６１０を備え、ＯＲゲート３５０がなく高調波急増判定部３２０と基本波急増判定部３４０とが直接、無効電力供給制御部６１０と接続されていることを特徴とする。その他の構成は、位相シフト設定部２０５と同様の構成である。
【００８２】
無効電力供給制御部６１０は、周波数変化を助長させるための位相シフト量θsft1とスリップモード周波数シフト、または周波数フィードバック機能による位相シフト量θsft2とを生成し、その合算値を位相シフト量θsftとして出力する（θsft＝θsft1＋θsft2）。
（動作）
本実施の形態に係るパワーコンディショナの動作は、無効電力の大きさの決定処理であるＳ１０８の動作を除いて、パワーコンディショナ１００の動作と同一である。そのため、Ｓ１０８に代えて行う、無効電力の大きさの決定処理のみについて説明する。
【００８３】
図１２は、無効電力供給制御部６１０がＳ１０８に代えて行う動作のうち、周波数助長のための無効電力を決定する処理を示したフローチャートである。
以下、周波数助長のための無効電力を決定する処理について説明する。
無効電力供給制御部６１０は、高調波急増検出信号を受信したか否かを判定する（Ｓ３０１）。
【００８４】
無効電力供給制御部６１０は、高調波急増検出信号を受信している場合には、さらに、基本波急増検出信号を受信しているか否かを判定する（Ｓ３０２）。
無効電力供給制御部６１０は、高調波急増検出信号と、基本波急増検出信号の双方を受信している場合は、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxとしきい値Ａとの差分、基本波の振幅Ｖ0としきい値Ｃとの差分を比較する（Ｓ３０３）。
【００８５】
差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxとしきい値Ａとの差分が、基本波の振幅Ｖ0としきい値Ｃとの差分より大きい場合（Ｓ３０３でＹｅｓ）、または、高調波急増信号を受信しているが基本波急増信号を受信していない場合（Ｓ３０２でＮｏ）、無効電力供給制御部６１０は、次の式を用いて周波数助長のための無効電力に対応する位相シフト量を決定する（Ｓ３０４）。
【００８６】
【数９】
2014117016.tif 000011
ここで、Ｋ１およびＢ１は予め設定された係数である。
一方、無効電力供給制御部６１０は、高調波急増信号を受信していない場合、基本波急増信号を受信したか否かを検出する（Ｓ３０６）。
【００８７】
差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxとしきい値Ａとの差分が、基本波の振幅Ｖ0としきい値Ｃとの差分より小さい場合（Ｓ３０３でＮｏ）、または、基本波急増信号を受信しているが高調波急増信号を受信していない場合（Ｓ３０６でＮｏ）、無効電力供給制御部６１０は、次の式を用いて周波数助長のための無効電力に対応する位相シフト量を決定する（Ｓ３０５）。
【００８８】
【数１０】
2014117016.tif 000012
ここで、Ｋ２およびＢ２は予め設定された係数である。
なお、高調波急増信号も基本波急増信号も受信していない場合（Ｓ３０６でＮｏ）、無効電力供給制御部６１０は、周波数助長のための無効電力に対応する位相シフト量をゼロと決定する（Ｓ３０７）。
θsft1＝０
以上の動作により、無効電力供給制御部６１０は、周波数助長のための無効電力に対応する位相シフト量θsft1を決定する。
【００８９】
最後に、無効電力供給制御部６１０は、算出したθsft1と、スリップモード周波数シフト、または周波数フィードバック機能による位相シフト量θsft2とを合算し、その合算値を位相シフト量θsftとして出力する
≪まとめ≫
以上説明したように、本実施の形態においては、周波数助長のための無効電力に対応する位相シフト量θsft1を、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmax、および、基本波振幅Ｖ0に基づいて算出する。
【００９０】
差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmax、および、基本波振幅Ｖ0の少なくとも一方が大きい場合には、分散型電源１０１が単独運転の状態にある可能性が高い。このような場合に、周波数助長のための無効電力として大きな無効電力を注入させることにより、単独運転である場合には、スリップモード周波数シフト機能、または、周波数フィードバック機能による周波数変動をいち早く生じさせ、単独運転をより早く検出することが可能になる。
【００９１】
また、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmax、および、基本波振幅Ｖ0がいずれも小さい場合には、平常時の高調波の変動を単独運転に起因する高調波と誤検出した可能性が高く分散型電源１０１が単独運転の状態にある可能性が低いため、このような場合に、不必要に大きな無効電流の注入が行われることを抑止することができる。
＜実施の形態に係るその他の変形例＞
（１）実施の形態１または３において、高調波検出部３１０は、座標変換部２０１より取得したベクトル（Ｖd，Ｖq）から高調波ベクトルＶｎを抽出するためのＨＰＦ３０１を備えるとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、高調波検出部３１０はＨＰＦ３０１を備えていなくてもよい。基本波ベクトル（Ｖ0，０）の変動がなければ、ベクトル（Ｖd，Ｖq）と、ちょうど基本波の２周期前のベクトル（Ｖd，Ｖq）との差分を取ることにより、差分高調波ベクトルΔＶｎが得られるからである。
【００９２】
ここで、基本波ベクトル（Ｖ0，０）の変動があれば差分高調波ベクトルΔＶｎに差分基本ベクトルが混入することになるが、そのような場合は基本波急増が発生しているため（Ｓ１０３でＹｅｓ、または、Ｓ３０２もしくはＳ３０６がＹｅｓ）、周波数助長のための無効電力として大きな無効電力を注入する必要がある状況であり、高調波急増を誤検出したとしても、無効電力供給制御部３７０または６１０の動作に大きな影響を与えない。
【００９３】
なお、実施の形態２においても、高調波検出部４００または５００はＨＰＦ３０１を備えていなくてもよいが、積分結果ＳＶｎに基本波成分の積分結果が加算されるため、Ｖｎａ＿ｍａｘ、Ｖｎｂ＿ｍａｘがΔＶｎmaxに対して粗大となり、桁落ち等による精度低下が発生しやすくなることに留意する必要がある。
（２）実施の形態１において、高調波ベクトルＶｎ2がＶｎよりちょうど基本波のｍ周期だけ前（ｍは２以上の整数）の時刻である、としたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。ｍは定数に限られず、例えば、ｍの値は、基本波の１周期ごとに、２、３、２、３と周期的に変化してもよい。このようにすることで、保持しておくべき高調波ベクトルＶｎ2の情報量を削減することができる。
【００９４】
（３）実施の形態２において、ベクトル積分器と振幅値変換器とが４セット、所定時間が基本波の１／４周期の場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、ベクトル積分器と振幅値変換器とがｐセット、所定時間が基本波の１／ｐ周期に相当する時間（ｐは１以上の整数）としてもよい。また、各積分器の積分開始時刻は基本波の１／ｐ周期ごとのずれに限られず、所定時間に含まれない時刻が存在しないような設定であれば、任意に設定することが可能である。なお、複数の所定時間は、互いに重複していてもよい。
【００９５】
（４）実施の形態１〜３において、ベクトル積分器の出力ＳＶｎまたはＳΔVnを振幅値変換器がＶｎmaxまたはΔＶｎmaxに変換するものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、高調波積分部は振幅値変換器を含まず、高調波急増判定部３２０は、例えば、第１の期間のＳＶｎと第２の期間のＳＶｎとの差分値、または、ＳΔVnが予め定められたしきい値以上であるか否かを判定してもよい。この場合、しきい値は、上述のしきい値Ａに数４または数７で示された係数の逆数（２Ｔ／π）を織り込んでおくことで、本実施の形態１〜３と同様の動作を行うことができる。また同様に、例えば、ベクトル積分器は、積分期間における高調波ベクトルＶｎまたは差分高調波ベクトルΔＶｎの大きさの２乗の積算値（＝ＳＶｎまたはＳΔVnに、計測部１０６のＡ／Ｄ変換周波数を乗じたもの）を出力し、高調波急増判定部３２０は、差分高調波ベクトルΔＶｎの大きさの２乗の積算値、または、第１の期間における高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗の積算値と第２の期間における高調波ベクトルＶｎの大きさの２乗の積算値との差分値が予め定められたしきい値以上であるか否かを判定してもよい。
【００９６】
なお、実施の形態２において、例えば、高調波積分部４１０は、振幅値変換器４０２、４１２、４２２、４３２を含まず、積分結果保持部４０５と積分値差分算出部４２０の間に振幅値変換器を備えるとしてもよいし、あるいは、振幅値変換器は積分値差分算出部４２０に含まれるとしてもよい。
（５）実施の形態３において、高調波急増と基本波急増との双方を検出した場合、差分高調波振幅の最大値ΔＶｎmaxとしきい値Ａとの差分、基本波の振幅Ｖ0としきい値Ｃとの差分、のいずれか大きい側に基づいて位相シフト量θsft1を決定するとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、Ｓ３０４とＳ３０５とは上述の式に限られず、ΔＶｎmaxまたはＶ0が大きくなるほどθsft1が大きくなる任意の関数を用いてよい。あるいは、例えば、Ｓ３０４とＳ３０５とのいずれか一方において、θsft1を固定値としてもよい。
【００９７】
また、例えば、高調波急増を検出した時点でΔＶｎmaxに基づく位相シフト量θsft1を算出し、基本波急増を検出した時点ではＶ0に基づく位相シフト量θsft1を算出し、高調波急増と基本波急増との双方を検出した場合には、ΔＶｎmaxに基づく位相シフト量θsft1とＶ0に基づく位相シフト量θsft1とのいずれか大きい値、あるいは、平均値もしくは合算値を位相シフト量θsft1として用いてもよい。
【００９８】
（６）実施の形態３において、位相シフト設定部６００は高調波検出部３１０を備えるとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、位相シフト設定部６００は、高調波検出部３１０に代えて実施の形態２に係る高調波検出部４００、または変形例に係る高調波検出部５００を備えていてもよい。この場合、上述の（１）〜（４）を適用してもよいのは勿論である。
【００９９】
（７）実施の形態１〜３において、高調波成分急増検出（Ｓ１０１またはその代用動作）と、基本波成分急増検出（Ｓ１０２）とをこの順に実施するものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、Ｓ１０２の基本波成分急増検出をＳ１０１（またはその代用動作）に先行して行ってもよいし、高調波成分急増検出（Ｓ１０１またはその代用動作）と基本波成分急増検出（Ｓ１０２）とを並行して行ってもよい。
【０１００】
また、Ｓ１０６〜Ｓ１０８は基本波の１周期ごとに行うものとしたが、例えば、Ｓ１０６〜Ｓ１０８は、計測部１０６が電圧値Ｖsを１つ出力するごとに行い、Ｓ１０８においてθsft1の値の更新だけを基本波の１周期ごとに行うものとしてもよい。なお、Ｓ１０２〜Ｓ１０５も計測部１０６が電圧値Ｖsを１つ出力するごとに行い、高調波急増判定部３２０は高調波の急増を検出してから基本波の１周期の間、高調波検出信号を送出し続けるとしてもよい。
【０１０１】
（８）実施の形態１〜３において、受動的単独運転検出部２０４は、電圧位相の跳躍を検出するとゲート回路２０９にゲートブロック信号Ｓｂを送出するものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、受動的単独運転検出部２０４は、周波数変化率がしきい値以上であることを検出するとゲート回路２０９にゲートブロック信号Ｓｂを送出するとしてもよい。なお、受動的単独運転検出部２０４は、周波数変化率に限られず、任意の受動的単独運転検出方法を用いてよい。
【０１０２】
（９）実施の形態１〜３において、位相シフト設定部２０５、６００はインバータ駆動装置１１０に位相シフト量θsftを出力するものとしたが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、位相シフト設定部２０５または６００は無効電力の向き（進み、または、遅れ）と大きさを直接出力してもよいし、無効電力の向きとインバータ１０４の力率（＝ｃｏｓ  θsft）を出力してもよい。あるいは、例えば、インバータ駆動装置１１０は周波数検出部２０２と位相検出部２０３とを単独運転検出装置１２０と共有し、インバータ駆動装置１１０は単独運転検出装置１２０から電圧位相θvと位相シフト量θsftとの加算値と、周波数ｆvとを受け取るとしてもよい。
【０１０３】
（１０）実施の形態１〜３において、計測部１０６が所定の周波数１７．５ｋＨｚで系統電圧値Ｖs、出力電流値ＩsをＡ／Ｄ変換する場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。Ａ／Ｄ変換の周波数は、電圧周波数の周波数検出と位相検出、電流値の座標変換が行え、かつ、分散型電源１０１が単独運転になった際に解列時限内に解列が行うことができればよく、例えば、２０ｋＨｚであってもよい。
【０１０４】
（１１）実施の形態１〜３において、周波数リレー２０６、および、電圧リレー２０７が、ゲートブロック信号Ｓｂと解列信号Ｓｒとの両方を送出する場合について説明したが、本発明は必ずしもこの場合に限定されない。例えば、周波数リレー２０６は、検出時限以上継続して周波数上昇を検出した際にゲートブロック信号Ｓｂのみを送出するとしてもよい。なお、周波数リレー２０６および電圧リレー２０７がゲートブロック信号Ｓｂのみを送出するかゲートブロック信号Ｓｂと解列信号Ｓｒとの両方を送出するかは、電圧の整定値（上限値、下限値）と周波数の整定値とそれぞれに対して個別に定めてもよい。また、周波数上限値と周波数下限値とのそれぞれに対して個別に定めてもよい。
【０１０５】
（１２）実施の形態１〜３の位相シフト決定部、単独運転検出装置、系統連系保護装置のそれぞれは、典型的には集積回路であるＬＳＩ（Ｌａｒｇｅ  Ｓｃａｌｅ  Ｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ）として実現されてよい。各回路を個別に１チップとしてもよいし、全ての回路又は一部の回路を含むように１チップ化されてもよい。例えば、リレー動作設定装置は他の回路部とともに同一の集積回路に系統連系保護装置として集積されてもよいし、別の集積回路としてもよい。
【０１０６】
ここでは、ＬＳＩとして記載したが、集積度の違いにより、ＩＣ（Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）、システムＬＳＩ、スーパＬＳＩ、ウルトラＬＳＩと呼称されることもある。
また、集積回路化の手法はＬＳＩに限るものではなく、専用回路又は汎用プロセッサで実現してもよい。ＬＳＩ製造後にプログラム化することが可能なＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ  Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ  Ｇａｔｅ  Ａｒｒａｙ）、ＬＳＩ内部の回路セルの接続や設定を再構成可能なリコンフィギュラブル・プロセッサを利用してもよい。
【０１０７】
さらには、半導体技術の進歩又は派生する別技術によりＬＳＩに置き換わる集積回路化の技術が登場すれば、当然、その技術を用いて機能ブロックの集積化を行ってもよい。
（１３）実施の形態１〜３の説明は本発明の例示に過ぎず、本発明の範囲を逸脱することなく種々の改良や変形を行うことができる。
（補足）
以下に、実施の形態に係る単独運転検出装置および単独運転検出方法の構成および効果について説明する。
【０１０８】
（１）実施の形態に係る単独運転検出装置は、分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、前記分散型電源が系統連系された電力系統の交流電圧を検出する電圧検出部と、前記電力系統の交流電圧の１周期に相当する時間長を有する第１の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさと、前記第１の期間と同じ時間長を有し前記第１の期間の終了より所定時間後に開始される第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさとの差分値を求める高調波差分算出部と、前記高調波差分算出部で算出された差分値がしきい値以上である場合、周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給し、前記差分値が前記しきい値未満である場合、前記周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給しない無効電力供給制御部とを備える。
【０１０９】
また、実施の形態に係る単独運転検出方法は、周波数変化を助長するために無効電力の供給量を変動させる処理を行う単独運転検出方法であって、分散型電源が系統連系された電力系統の交流電圧を検出する電圧検出ステップと、前記電力系統の交流電圧の１周期に相当する時間長を有する第１の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさと、前記第１の期間と同じ時間長を有し前記第１の期間の終了より所定時間後に開始される第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさとの差分値を求める高調波差分算出ステップと、前記高調波差分算出ステップで算出された差分値がしきい値以上である場合、周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給し、前記差分値が前記しきい値未満である場合、前記周波数変化を助長させるための無効電力を前記電力系統に供給しない無効電力供給制御ステップとを含む。
【０１１０】
このようにすることで、分散型電源が単独運転状態であるか否かに係らず存在する高調波の影響を排除して、単独運転によって生じる高調波の有無を検出することができるため、高調波変動の誤検出による周波数変化助長のための無効電力の注入が不必要な場合の注入を抑止することができる。
（２）また、実施の形態に係る上記（１）の単独運転検出装置は、前記高調波差分算出部は、前記交流電圧の瞬時値を前記交流電圧の基本波周期で回転するｄｑ座標系にｄｑ座標変換を行って求めたベクトルと、これより前記所定時間だけ前の前記交流電圧の瞬時値に前記ｄｑ座標変換を行って求めたベクトルとの差分ベクトルを、前記第２の期間において複数回算出する差分ベクトル算出部と、前記差分ベクトルの大きさを前記第２の期間で積分した結果を用いて前記差分値を算出する差分ベクトル積分部とを含む、としてもよい。
【０１１１】
このようにすることで、第２の期間に含まれる瞬間のベクトルから、第１の期間における平常時の高調波成分を取り除くことができるので、所定時間中に分散型電源が単独運転に移行した場合に、差分ベクトルの大きさの２乗を積分した結果は単独運転に起因する高調波成分だけを含み、単独運転に起因する高調波成分を高精度で検出することができる。
（３）また、実施の形態に係る上記（２）の単独運転検出装置は、前記所定時間は、前記第１の期間の時間長のｎ倍（ｎは１以上の整数）である、としてもよい。
【０１１２】
このようにすることで、第２の期間に含まれる瞬間のベクトルから、第１の期間に含まれ、かつ、周波数、位相、及び振幅を同じくする高調波ベクトルを確実に取り除くことができ、差分ベクトルを単独運転に起因する高調波ベクトルだけにすることができる。
（４）また、実施の形態に係る上記（１）の単独運転検出装置は、前記高調波差分算出部は、前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第１の期間で積分し、前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第２の期間で積分する高調波積分部と、前記高調波積分部が算出した前記第２の期間における積分値と、前記高調波積分器が算出した前記第１の期間における積分値との差を用いて、前記差分値を算出する積分値差分算出部とを含む、としてもよい。
【０１１３】
このようにすることで、第１の期間に関する情報は積分値のみ保持すればよいので、単独運転検出装置が保持すべき情報量を削減することができる。また、所定時間が第１の期間の時間長のｎ倍に限られず、より短い時間とすることができ、高速に単独運転に起因する高調波を検出することができる。
（５）また、実施の形態に係る上記（１）の単独運転検出装置は、前記高調波差分算出部は、前記交流電圧の瞬時値に座標変換を行って求めたベクトルと、これより前記所定時間だけ前の前記交流電圧の瞬時値に座標変換を行って求めたベクトルとの差分ベクトルを、前記第２の期間において複数回算出する差分ベクトル算出部と、前記差分ベクトルの大きさの２乗を前記第２の期間で積分した結果を用いて前記差分値を算出する差分ベクトル積分部と、前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第１の期間で積分し、前記交流電圧の高調波成分の振幅値の２乗を前記第２の期間で積分する高調波積分部と、前記高調波積分器が算出した前記第２の期間における積分値と、前記高調波積分器が算出した前記第１の期間における積分値との差を用いて、前記差分値を算出する積分値差分算出部とを含み、前記第２の期間における前記交流電圧の高調波成分の大きさが基準値以上の場合、前記差分ベクトル算出部と差分積分器とを用いて前記差分値を算出し、前記第２の期間における前記交流電圧値の高調波成分の大きさが前記基準値未満の場合、前記高調波積分器と前記積分値差分算出部とを用いて前記差分値を算出する、としてもよい。
【０１１４】
このようにすることで、平常時の高調波の振幅が小さい場合は、積分値の差を用いる方法により保持すべき情報量の削減と単独運転に起因する高調波検出の高速化を図り、平常時の高調波の振幅が大きい場合は、差分ベクトルを積分する方法により、桁落ち等の演算精度の低下を防ぐことで単独運転に起因する高調波検出の高精度化を図ることができる。
（６）また、実施の形態に係る上記（１）の単独運転検出装置は、前記無効電力供給制御部は、前記差分値の大きさに応じて、前記無効電力の大きさを決定する、としてもよい。
【０１１５】
このようにすることで、平常時の高調波の変動を単独運転に起因する高調波と誤検出した可能性が高い場合に負荷に供給する無効電力の大きさを小さくし、不要な無効電力の注入を抑止することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１６】
本明細書において開示される単独運転検出装置、および、高調波の検出方法は、例えば、電力系統と連系した分散型電源等において有用である。
【符号の説明】
【０１１７】
１００  パワーコンディショナ
１０１  分散型電源
１０２  電力系統
１０３  負荷
１０４  インバータ
１０５  連系リレー
１０６  計測部
１０７，２００  パワーコンディショナ制御装置
１１０  インバータ駆動装置
１２０，２２０  系統連系保護装置
１３０，２１０  リレー動作設定装置
１１１，１１２  座標変換部
１１３  有効電流制御部
１１４  無効電流制御部
１１５  ＰＷＭ信号生成部
１１６  ゲート回路
１２１  周波数検出部
１２２  位相検出部
１２３  受動的単独運転検出部
１２４，２２４  位相シフト付加部
１２５  角加速度算出部
１２６  保護リレー設定決定部
１２７  周波数リレー
１２８  電圧リレー
２２１  符号変化カウント部
【図１】
2014117016.tif 000013
【図２】
2014117016.tif 000014
【図３】
2014117016.tif 000015
【図４】
2014117016.tif 000016
【図５】
2014117016.tif 000017
【図６】
2014117016.tif 000018
【図７】
2014117016.tif 000019
【図８】
2014117016.tif 000020
【図９】
2014117016.tif 000021
【図１０】
2014117016.tif 000022
【図１１】
2014117016.tif 000023
【図１２】
2014117016.tif 000024