(57)【要約】【課題】複数の分散電源を通常時には電力系統の電圧位相、電流に従動運転し、停電時には協調した自立運転に切り換わる分散電源システムと、分散電源の自立運転制御装置を提供する。【解決手段】分散電源システム１００は、分電盤１０を介して電力系統１と接続された構内の主回路２に設置される。この分散電源システム１００は、複数の分散電源３と連系遮断器１６と運転切換部５５０とを備えている。各分散電源３は、電流制御及び電圧制御の切り替えが可能なインバータ装置と、太陽光発電機や二次電池等の発電機３００を備えている。連系遮断器１６は、分電盤１０に設けられ、電力系統１側の電圧が一定値以下となると、電力系統１と構内の主回路２とを切り離す。また、運転切換部５５０は、遮断器の切り離しを契機として、複数のインバータ装置のうちの一部を電圧制御に切り換える。【選択図】図１
2014050292.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分電盤を介して電力系統と接続された構内の主回路に設置される分散電源システムであって、
電流制御及び電圧制御の切り替えが可能なインバータ装置と発電機とを有し、構内の主回路に接続される複数の分散電源と、
前記分電盤に設けられ、前記電力系統側の電圧が一定値以下となると、前記電力系統と前記構内の主回路との切り離しをする遮断器と、
前記遮断器の前記切り離しを契機として、前記複数のインバータ装置のうちの一部を電圧制御に切り換える運転切換部と、
を備えること、
を特徴とする分散電源システム。
【請求項２】
電圧制御に切り換えるインバータ装置を示す切換制御情報を記憶する記憶部を更に備え、
前記運転切換部は、
前記記憶部に記憶された切換制御情報に従って、前記電圧制御への切り換えをする前記インバータ装置を選択すること、
を特徴とする請求項１記載の分散電源システム。
【請求項３】
前記遮断器よりも前記電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、
前記系統側電圧検出部が一定値以下の電圧を検出すると、前記遮断器を開にする開閉制御部と、
を更に備え、
前記運転切換部と前記開閉制御部とは同時に前記切り換えと前記遮断器の開処理を行うこと、
を特徴とする請求項１又は２に記載の分散電源システム。
【請求項４】
前記遮断器よりも前記電力系統側の交流電圧波形を検出する系統側電圧検出部と、
前記電力系統と前記構内の主回路とが切り離されている状況で、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形に基づいて一定値以上の電圧の回復を判定する電圧監視部と、
前記判定部が前記回復を検出すると、前記分散電源の全てを一旦停止させる停止制御部と、
を更に備え、
前記運転切換部は、
前記停止制御部が前記分散電源の全てを停止させると、前記電圧制御の分散電源を電流制御に戻し、
前記開閉制御部は、
前記停止制御部が前記分散電源の全てを停止させると、前記遮断器を閉にし、前記電力系統と前記構内の主回路とを接続すること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の分散電源システム。
【請求項５】
前記遮断器よりも前記電力系統側の交流電圧波形を検出する系統側電圧検出部と、
前記遮断器よりも前記構内の主回路側の交流電圧波形を検出する構内側電圧検出部と、
前記電力系統と前記構内の主回路とが切り離されている状況で、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形に基づいて一定値以上の電圧の回復を判定する電圧監視部と、
前記判定部が前記回復を検出すると、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形の情報を、前記電圧制御に切り換えられている分散電源に入力する構内波形制御部と、
前記分散電源に備えられ、前記構内波形制御部から入力された前記交流電圧波形の情報に倣った電圧及び位相の交流電圧波形を前記インバータ装置に出力させる電圧制御部と、
前記系統側電圧検出部と前記構内電圧検出部が検出した交流電圧波形の一致を判定する一致判定部と、
を更に備え
前記開閉制御部は、
前記一致判定部が一致と判定すると、前記遮断器を閉にし、前記電力系統と前記構内の主回路とを接続すること、
を特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載の分散電源システム。
【請求項６】
前記運転切換部は、
前記開閉制御部による前記一致判定部の一致判定に基づいた前記遮断器の閉処理と同時に、前記電圧制御の分散電源を電流制御に戻すこと、
を特徴とする請求項５記載の分散電源システム。
【請求項７】
分電盤を介して電力系統と接続された構内の主回路に設置されるとともに、電流制御及び電圧制御の切り替えが可能なインバータ装置と発電機とを有する複数の分散電源と、前記分電盤に設置される遮断器とを制御する自立運転制御装置であって、
前記電力系統側の電圧が一定値以下となると、前記遮断器を開にし、前記電力系統と前記構内の主回路との切り離しをする開閉制御部と、
前記遮断器の前記切り離しを契機として、前記複数のインバータ装置のうちの一部を電圧制御に切り換える運転切換部と、
を備えること、
を特徴とする自立運転制御装置。
【請求項８】
電圧制御に切り換えるインバータ装置を示す切換制御情報を記憶する記憶部を更に備え、
前記運転切換部は、
前記記憶部に記憶された切換制御情報に従って、前記電圧制御への切り換えをする前記インバータ装置を選択すること、
を特徴とする請求項７記載の自立運転制御装置。
【請求項９】
前記遮断器よりも前記電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、
前記系統側電圧検出部が一定値以下の電圧を検出すると、前記遮断器を開にする開閉制御部と、
を更に備え、
前記運転切換部と前記開閉制御部とは同時に前記切り換えと前記遮断器の開処理を行うこと、
を特徴とする請求項７又は８に記載の自立運転制御装置。
【請求項１０】
前記遮断器よりも前記電力系統側の交流電圧波形を検出する系統側電圧検出部と、
前記電力系統と前記構内の主回路とが切り離されている状況で、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形に基づいて一定値以上の電圧の回復を判定する電圧監視部と、
前記判定部が前記回復を検出すると、前記分散電源の全てを一旦停止させる停止制御部と、
を更に備え、
前記運転切換部は、
前記停止制御部が前記分散電源の全てを停止させると、前記電圧制御の分散電源を電流制御に戻し、
前記開閉制御部は、
前記停止制御部が前記分散電源の全てを停止させると、前記遮断器を閉にし、前記電力系統と前記構内の主回路とを接続すること、
を特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の自立運転制御装置。
【請求項１１】
前記遮断器よりも前記電力系統側の交流電圧波形を検出する系統側電圧検出部と、
前記遮断器よりも前記構内の主回路側の交流電圧波形を検出する構内側電圧検出部と、
前記電力系統と前記構内の主回路とが切り離されている状況で、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形に基づいて一定値以上の電圧の回復を判定する電圧監視部と、
前記判定部が前記回復を検出すると、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形の情報を、前記電圧制御に切り換えられている分散電源に入力する構内波形制御部と、
前記分散電源に備えられ、前記構内波形制御部から入力された前記交流電圧波形の情報に倣った電圧及び位相の交流電圧波形を前記インバータ装置に出力させる電圧制御部と、
前記系統側電圧検出部と前記構内電圧検出部が検出した交流電圧波形の一致を判定する一致判定部と、
を更に備え
前記開閉制御部は、
前記一致判定部が一致と判定すると、前記遮断器を閉にし、前記電力系統と前記構内の主回路とを接続すること、
を特徴とする請求項７乃至９の何れかに記載の自立運転制御装置。
【請求項１２】
前記運転切換部は、
前記開閉制御部による前記一致判定部の一致判定に基づいた前記遮断器の閉処理と同時に、前記電圧制御の分散電源を電流制御に戻すこと、
を特徴とする請求項１１記載の自立運転制御装置。
【請求項１３】
前記遮断器が設置された前記分電盤を更に備えること、
を特徴とする請求項７乃至１２の何れかに記載の自立運転制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、分電盤を介して電力系統と接続された構内の主回路に設置される分散電源システム、及び分散電源システムの連系遮断器と分散電源を制御する自立運転制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散電源システムは、主幹となる電力系統に加えて、分散電源から電力を供給するためのシステムである。例えば、太陽光発電機等の分散電源を構内の主回路に接続し、分散電源を電力系統に倣って従動運転させ、構内の主回路に電力供給を行う。近年の環境保護や節電への意識の高まりから、一戸建てやマンション等の一般住宅やオフィスビルや工場等の商業施設への分散電源システムの普及が急進している。
【０００３】
現状では、分散電源システムは単一の分散電源、言い換えると単一のインバータ装置を有し、この分散電源を構内の主回路とは異なる別の配電路に設置し、構内の主回路と切り離されている場合が多いが、分散電源の多様化の要求や統一的運用の供給から複数の分散電源を構内の主回路に直接接続してコントロールする分散電源システムも将来的には検討されるべきところである。
【０００４】
複数の分散電源を備えた分散電源システムの構内への主回路に対する将来的な設置態様を考察してみる。図９は、本発明者による、複数の分散電源３を備えた分散電源システムの一案である。分散電源システムは、電力系統１の電力を構内に配電する主回路２に設置され、当該主回路２を含む分電盤１０と、複数の分散電源３とから構成され得る。ここで、構内とは、一戸建てやマンション等の一般住宅やオフィスビルや工場等の商業施設といった電力消費地たる建物の内部を意味する。
【０００５】
複数の分散電源３は、構内に設置可能な発電機３００とインバータ装置４００を含み、ここでは、太陽光発電機、二次電池及び燃料電池が設けられている。これらの複数の発電機３００によって発電される電力は直流電力であるが、インバータ装置４００が付設されて構内の主回路２に至る前に交流電力に変換される。なお、本例では、太陽光発電機は負荷用の配線及びその他の分散電源３よりも、主回路２の電力系統１に近い側に接続されている。
【０００６】
分電盤１０には、電力系統１、各分散電源３、及び負荷に接続する各配線用の遮断器１１〜１４が設けられている。契約用電流制限器１２及び主幹漏電遮断器１３は、主回路２の電力系統１側に接続されている。契約用電流制限器１２は、あらかじめ定められた電力会社との契約電力の上限を超える電流が流れた場合に、電流を遮断する。主幹漏電遮断器１３は、構内で漏電や過電流が検出された場合に電流を遮断する。各分散電源用遮断器１４は、電力会社との契約によっては余剰分の逆潮流を制限する必要があるため、構内負荷で消費される電力を上回らないように電流を遮断して発電出力を制御する。配線用遮断器１１は、各負荷に接続され、各負荷の漏電保護及び過電流保護を行う。
【０００７】
分電盤１０の、太陽光発電インバータ用遮断器１４と、配線用遮断器１１及びその他の分散電源用遮断器１４との間には、逆潮流検出用ＣＴ１５が設けられている。逆潮流検出用ＣＴ１５は、構内の負荷と構内の分散電源３の発電電力の合計で決まる電力潮流を計測する装置である。
【０００８】
このような分散電源システムは、商用の電力系統１と連系して電力供給を行う。電力系統１は、配電用変電所から出力された高圧電力を順次電圧を下げて住宅の構内に供給する。電力系統１において、６，６００Ｖの三相交流電力は、三本の架空線からなる高圧配電線によって送電される。住宅の近くには不図示の配電柱が設置され、その上に柱上変圧器が設置されている。高圧配電線の３相交流の内、１相分の２本の架空線から電力が取り出され、柱上変圧器に入力される。柱上変圧器は、６，６００Ｖの電圧を２００Ｖの単相電圧に降圧するとともに，２００Ｖの中間のタップを中性線として取り出すことにより、片線と中性線の間で１００Ｖ、線間で２００Ｖの電圧を得る。
【０００９】
中性線は配電柱の近くで、中性線接地極と接続され接地される。これが中性線を接地した単相３線２００Ｖ／１００Ｖの電力であり、配電柱に架設された低圧配電線に出力される。３本の低圧配電線にはそれぞれ低圧引き込み線が接続され、この低圧引き込み線が構内の主回路２に接続して、単相３線２００Ｖ／１００Ｖの電力が構内に供給される。なお、低圧引き込み線には買電用電力量計と売電用電力量計が接続され、電力系統１から構内に供給される電力と、構内から電力系統１に供給される電力とをそれぞれ計測している。
【００１０】
このような分散電源システムにおいては、通常運転時、複数の分散電源３は電力系統１に倣って従動運転するように電流制御されるであろう。そして、各分散電源３は発電を行って構内の負荷へ電力供給を行うが、発電量が負荷の電力消費量に対して不足しているときは、不足分は電力系統１からの供給を受ける。太陽光発電機の発電量が負荷への供給量を賄った上で余剰分があるときは、二次電池や燃料電池への充電を行ったり、電力系統１へ逆潮流して売電することもできる。二次電池や燃料電池については、充電された電力を売電することは認められていない場合もあるため、逆潮流検出用ＣＴ１５で電力潮流を計測して、これらの電池からの逆潮流を防止している。
【００１１】
以上のような、分散電源システムにおいては、通常運転時の電力系統１に対する補助電源としての役割の他、短絡や地絡等の故障や計画停電によって電力系統１が停電しても、電力系統１と構内の主回路２とを遮断した上で自立運転し、構内の電力を維持することが期待されるであろう。
【００１２】
そこで、従来の技術を鑑みると、分散電源３を電圧制御方式に切り換える案が浮上する（例えば、特許文献１、２参照）。しかしながら、従来は、単一の分散電源３を独自に自立運転させることを念頭においたものであり、複数の分散電源３が構内の主回路２に接続された場合に如何にして自立運転させるかについては全く考えられていない。
【００１３】
すなわち、従来の技術に倣って複数の分散電源３を電圧制御方式に切り換えると、複数の分散電源３が独自の交流電圧位相で運転するので、分散電源相互の間の運転電圧位相の差によって相互に大きな電流が流れ込み、過電流が流れて分散電源３が損傷したり、過電流保護機能によって分散電源３が停止して安定な運転を継続することができなくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開平８−１８２３４３号公報
【特許文献２】特開平９−１８２４５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明の実施形態は、上述の課題を解決するために提案されたものであり、複数の分散電源を、通常時には電力系統の電圧位相、電流に従動運転し、停電時には協調した自立運転に切り換わる有用性の高い分散電源システムと、分散電源の自立運転制御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】
【００１６】
上記の目的を達成するために、実施形態の分散電源システムは、分電盤を介して電力系統と接続された構内の主回路に設置される分散電源システムであって、電流制御及び電圧制御の切り替えが可能なインバータ装置と発電機とを有し、構内の主回路に接続される複数の分散電源と、前記分電盤に設けられ、前記電力系統側の電圧が一定値以下となると、前記電力系統と前記構内の主回路との切り離しをする遮断器と、前記遮断器の前記切り離しを契機として、前記複数のインバータ装置のうちの一部を電圧制御に切り換える運転切換部と、を備える。
【００１７】
また、実施形態の自立運転制御装置は、分電盤を介して電力系統と接続された構内の主回路に設置されるとともに、電流制御及び電圧制御の切り替えが可能なインバータ装置と発電機とを有する複数の分散電源と、前記分電盤に設置される遮断器とを制御する自立運転制御装置であって、前記電力系統側の電圧が一定値以下となると、前記遮断器を開にし、前記電力系統と前記構内の主回路との切り離しをする開閉制御部と、前記遮断器の前記切り離しを契機として、前記複数のインバータ装置のうちの一部を電圧制御に切り換える運転切換部と、を備える。
【００１８】
また、この分散電源システム又は自立運転制御装置は、遮断器よりも前記電力系統側の交流電圧波形を検出する系統側電圧検出部と、前記遮断器よりも前記構内の主回路側の交流電圧波形を検出する構内側電圧検出部と、前記電力系統と前記構内の主回路とが切り離されている状況で、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形に基づいて一定値以上の電圧の回復を判定する電圧監視部と、前記判定部が前記回復を検出すると、前記系統側電圧検出部が検出した交流電圧波形の情報を、前記電圧制御に切り換えられている分散電源に入力する構内波形制御部と、前記分散電源に備えられ、前記構内波形制御部から入力された前記交流電圧波形の情報に倣った電圧及び位相の交流電圧波形を前記インバータ装置に出力させる電圧制御部と、前記系統側電圧検出部と前記構内電圧検出部が検出した交流電圧波形の一致を判定する一致判定部と、を更に備え、前記開閉制御部は、前記一致判定部が一致と判定すると、前記遮断器を閉にし、前記電力系統と前記構内の主回路とを接続するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態に係る分散電源システムを示す模式図である。
【図２】インバータ装置の構成を示すブロック図である。
【図３】第１の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】第１の実施形態に係る分散電源システムの全体動作を示すフローチャートである。
【図５】第１の実施形態に係り、電圧制御に切り換えられる分散電源の優先順位を記した切換表を示す図である。
【図６】第１の実施形態に係り、制御装置による電圧制御への切り換え動作を示すフローチャートである。
【図７】第２の実施形態に係る制御装置の構成を示すブロック図である。
【図８】第２の実施形態に係る分散電源システムの全体動作を示すフローチャートである。
【図９】想定し得る一般的な構内主回路を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係る分散電源システム１００の全体構成を示す模式図である。分散電源システム１００は、電力系統１の電力を構内に配電する主回路２に設置され、構内及び電力系統１に電力を供給する。この分散電源システム１００は、複数の分散電源３を有する。そして、この分散電源システム１００は、複数の分散電源３を有する場合に、電力系統１と構内の主回路２との連系と切り離しとの態様変化に応答して、複数の分散電源３の協調した自立運転と、電力系統１に倣った従動運転とを切り換えていく。電力系統１と構内の主回路２とが連系している場合には、複数の分散電源３を電力系統１の交流電圧に倣った電流制御方式の従動運転に切り換える。一方、電力系統１と構内の主回路２が切り離される場合には、複数の分散電源３が備える複数のインバータ装置４００のうちの一部を電圧制御方式に切り換え、電圧制御方式のインバータ装置４００を基準として、他のインバータ装置４００は電流制御方式により従動運転を行うことで、複数の分散電源３を協調させて自立運転させる。
【００２１】
すなわち、この分散電源システム１００は、分電盤１０と、複数の分散電源３と、自立運転制御装置５００とから構成されている。分電盤１０には、構内の主回路２と契約用電流制限器１２と主幹漏電遮断器１３の他、連系遮断器１６が設けられている。各分散電源３は、発電機３００を有し、発電機３００にはインバータ装置４００が付設されている。各インバータ装置４００は、構内の主回路２にそれぞれ電力線を介して接続されている。自立運転制御装置５００は、制御信号やその他の信号を伝送する信号線を介して、インバータ装置４００と連系遮断器１６に接続されており、インバータ装置４００と連系遮断器１６の動作を制御する。
【００２２】
連系遮断器１６は、所謂スイッチである。この連系遮断器１６は、契約用電流制限器１２や主幹漏電遮断器１３と同じように、構内の主回路２上の低圧引き込み線側に設けられ、電力系統１と構内の主回路２との連系及び切り離しを行う。この連系遮断器１６は、外部信号によって開閉が制御されるものであればよく、例えば、電磁接触器であり、電磁コイルに対する電流注入に応じて電磁コイルに可動鉄片を磁力で引き寄せ、その可動鉄片の動きに連動させて、接点を開閉する。尚、構内の主回路２から常時投入用の電源をとる場合には、分散電源３の不足電圧検出が動作する前にオフとならないように、遅延釈放用コンデンサ等を備えておくことが望ましい。
【００２３】
発電機３００は、太陽電池モジュールを直列及び並列に接続して組み合わせた太陽電池アレイ回路、二次電池、燃料電池、電気自動車の二次電池、エンジン発電機等の直流電力を出力する直流電源である。分散電源システム１００は、分散電源３を複数備えており、それらの発電機３００が全て同一種類であっても、異なる種類であってもよく、同一の定格出力を有するものであっても、異なる定格出力を有するものであってもよい。発電機３００の直流電力は、構内の主回路２の前にインバータ装置４００に入力される。
【００２４】
インバータ装置４００は、発電機３００からの直流電力を交流電力に変換し、構内の主回路２に供給する。例えば、分散電源システム１００の太陽電池アレイ回路には太陽光発電インバータ、二次電池には二次電池インバータ、燃料電池には燃料電池インバータが付設されている。出力の大きい分散電源３に対しては、１機の発電機３００に対して複数のインバータ装置４００が並列に付設されている場合もある。
【００２５】
図２は、インバータ装置４００の構成を示すブロック図である。発電機３００と構内の主回路２とを結ぶ主要電路には、インバータ回路４１０と高調波フィルタ回路４２０とが直列に配置され、発電機３００の直流電力は、インバータ回路４１０と高調波フィルタ回路４２０を経て交流電力として主回路２に出力される。
【００２６】
インバータ回路４１０は、トランジスタ等の複数のスイッチング素子４１１を有し、ＰＷＭ制御方式により駆動する。このインバータ回路４１０は、スイッチング素子４１１を各種の組み合わせでオンオフすることにより、そのオンオフのタイミングとオンオフの時間に基づき直流電力から交流電力を生成する。スイッチング素子４１１のオンオフタイミングは、パルス発生器４３０が出力するパルス信号に応じている。
【００２７】
高調波フィルタ回路４２０は、インバータ回路４１０の出力側に設置されている。インバータ回路４１０が生成する交流電流波形には、スイッチング素子４１１の切り換え過渡期に生じた変動が高調波成分として含まれている。高調波フィルタ回路４２０は、直列接続のリアクトル４２１と並列接続のコンデンサ４２２からなり、インバータ回路４１０から出力された交流電流に含まれる高調波成分を除去することで、インバータ回路４１０から出力された交流電流を構内の主回路２に供給しても問題のない電流波形に調整している。
【００２８】
パルス発生器４３０は、主要電路とは別に設けられ、インバータ回路４１０と信号線で接続されている。パルス発生器４３０が出力するパルス信号は、スイッチング素子４１１のオンオフのタイミングと時間を定義している。すなわち、インバータ回路４１０のスイッチング素子４１１は、パルス信号の立ち上がり及び立ち下がりに合わせてオンオフされ、パルス信号のパルス幅に応じて状態が維持される。
【００２９】
このパルス発生器４３０は、インバータ回路４１０が出力する交流電圧を定義する電圧制御信号、若しくはインバータ回路４１０が出力する交流電流を定義する電流制御信号を元にパルス信号を生成する。この電圧制御信号は電圧制御部４４０により生成され、電流制御信号は電流制御部４５０により生成される。
【００３０】
すなわち、パルス発生器４３０には、運転方式切換スイッチ４３１を介して電圧制御部４４０と電流制御部４５０とが並列に接続されている。運転方式切換スイッチ４３１は、パルス発生器４３０へ至る信号線路を電圧制御部４４０と電流制御部４５０の何れかに切り換えるスイッチである。運転方式切換スイッチ４３１は、外部信号によって切り換えられるものであればよく、例えば、電磁リレーであり、電磁コイルに対する電流注入に応じて電磁コイルに可動鉄片を磁力で引き寄せ、その可動鉄片の動きに連動させて、接点を切り換える。
【００３１】
電流制御部４５０は、主にマイコンを含み構成され、構内の主回路２に印加されている交流電圧の位相に揃速した交流電流をインバータ回路４１０が出力するための電流制御信号を生成し、パルス発生器４３０に入力する。すなわち、電流制御部４５０は、構内の主回路２に印加されている交流電圧の位相と同期又は一定の位相差の交流電流をインバータ回路４１０が出力するための電流制御信号を生成し、パルス発生器４３０に入力する。
【００３２】
高調波フィルタ回路４２０の出力側には電流検出部６００と電圧検出部７００が設けられている。電流検出部６００は、高調波フィルタ回路４２０を経たインバータ回路４１０の交流電流を検出している。電圧検出部７００は、構内の主回路２の交流電圧を検出している。電流制御部４５０は、電圧検出部７００から交流電圧波形データを受信し、電流検出部６００からの交流電流波形データを受信する。そして、交流電圧波形データと交流電流波形データの偏差を検出して、この偏差を縮める電流制御信号を生成する。偏差の検出では、正負に交番する交流波形の値がゼロとなる時刻から位相と周波数を検出し、検出した位相同士及び周波数同士の差分をとればよい。
【００３３】
電圧制御部４４０は、主にマイコンを含み構成され、所望の交流電圧に揃圧及び揃速した交流電圧をインバータ回路４１０が出力するための電圧制御信号を生成し、パルス発生器４３０に入力する。すなわち、所望の交流電圧と同じ電圧の交流電圧をインバータ回路４１０が出力するための電圧制御信号を生成し、パルス発生器４３０に入力する。
【００３４】
所望の交流電圧は、電圧制御部４４０のメモリ内に確保された参照領域にセットされた交流電圧波形のセットデータに倣う。第１に、電圧制御部４４０には、定電圧及び５０／６０Ｈｚの電圧波形を示すプリセットデータがメモリ内に予め用意されている。第２に、電圧制御部４４０には、外部から交流電圧波形データの入力が可能となっている。このプリセットデータ又は外部入力データが参照領域内に展開され、セットデータとなる。電圧制御部４４０は、外部入力データが存在しなければ、プリセットデータを参照領域に展開し、外部入力データを受信すると、その外部入力データを参照領域に展開する。
【００３５】
そして、電圧制御部４４０は、電圧検出部７００から構内の主回路２に印加されている交流電圧波形データを受信し、セットデータとの偏差を検出して、この偏差を縮める電圧制御信号を生成する。偏差の検出では、交流波形の波高値や正負に交番する交流波形の値がゼロとなる時刻から電圧と位相と周波数を検出して、検出した電圧値同士、位相同士、及び周波数同士の差分をとればよい。
【００３６】
更に、インバータ装置４００には、単独運転検出部４６０が設けられている。単独運転検出部４６０は、電圧検出部７００の交流電圧波形データを受信する。この単独運転検出部４６０は、分散電源３の単独運転を検出する。単独運転とは、電力系統１が給電を停止した状態で分散電源３が単独で運転を継続している状態である。単独運転検出部４６０は、能動方式で単独運転を検出してもよいし、受動方式で単独運転を検出してもよいし、その両方であってもよい。
【００３７】
また、インバータ装置４００には、ゲートブロック信号出力部４７０が設けられている。ゲートブロック信号出力部４７０は、パルス発生器４３０にゲートブロック信号を出力する。ゲートブロック信号が入力されている間は、パルス発生器４３０は動作を停止させる。すなわち、ゲートブロック信号が出力されている間は、分散電源３の運転は停止する。このゲートブロック信号出力部４７０は、第１に、単独運転検出部４６０が単独運転を検出すると、ゲートブロック信号を出力する。また、第２に、外部からの制御に応答してゲートブロック信号を出力する。
【００３８】
このインバータ装置４００は、外部装置の制御信号を受信するコントローラ４８０を備えており、外部から制御可能となっている。コントローラ４８０は、マイコンを含み構成され、制御信号の種別に応じて、運転方式切換スイッチ４３１、電圧制御部４４０、及びゲートブロック信号出力部４７０に制御信号を中継する。
【００３９】
次に、図３は、自立運転制御装置５００の構成を示すブロック図である。自立運転制御装置５００は、外部インタフェースと電圧計を備えた所謂コンピュータであり、電力系統１と構内の主回路２との連系と切り離しのタイミングを図り、また、連系時と切り離し時とで一部の分散電源３の制御方式を切り換える。すなわち、この自立運転制御装置５００は、系統側電圧検出部５１０と、構内側電圧検出部５２０と、電圧監視部５３０と、開閉制御部５４０と、運転切換部５５０と、記憶部５５１と、停止制御部５６０とを備えている。
【００４０】
系統側電圧検出部５１０は、電力系統１と連系遮断器１６との間に設けられる電圧計であり、電力系統１側の交流電圧を検出し、系統側交流電圧波形データとして自立運転制御装置５００のコンピュータ本体へ出力する。
【００４１】
構内側電圧検出部５２０は、構内の主回路２と連系遮断器１６との間に設けられる電圧計であり、構内の主回路２側の交流電圧を検出し、構内側交流電圧波形データとして自立運転制御装置５００のコンピュータ本体へ出力する。
【００４２】
電圧監視部５３０は、主にＣＰＵを含み構成され、系統側電圧検出部５１０及び構内側電圧検出部５２０から入力された系統側交流電圧波形データと構内側交流電圧波形データとを解析する。この電圧監視部５３０は、閾値データを有しており、閾値データは、電力系統１と構内の主回路２とを切り離す目安となる電力系統１側の電圧値を示している。電圧監視部５３０は、系統側電圧検出部５１０の系統側交流電圧波形データが示す電圧値と閾値データが示す電圧値とを比較し、比較結果を出力する。また、電圧監視部５３０は、構内側電圧検出部５２０の系統側交流電圧波形データが示す電圧値がゼロであるか確認し、確認結果を出力する。
【００４３】
開閉制御部５４０は、主にＣＰＵを含み構成され、電圧監視部５３０の比較結果に応じて連系遮断器１６の開閉を切り換える。系統側交流電圧波形データが示す電圧値が閾値データの示す電圧値以下となると、連系遮断器１６に制御信号を出力することで、連系遮断器１６を開にし、電力系統１と構内の主回路２とを切り離す。この制御信号が連系遮断器１６の電磁コイルに対する電流注入となる。
【００４４】
また、開閉制御部５４０は、系統側交流電圧波形データが示す電圧値が閾値データの示す電圧値超となると、連系遮断器１６を閉にし、電力系統１と構内の主回路２とを再連系させる。
【００４５】
運転切換部５５０は、主にＣＰＵを含み構成され、電圧監視部５３０の比較結果に応じてインバータ装置４００の一部について制御方式を切り換える。
【００４６】
分散電源３は、電力系統１と連系中は電流制御方式で運転されている。運転切換部５５０は、系統側交流電圧波形データが示す電圧値が閾値データの示す電圧値以下となると、このうちの一部のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える。換言すると、電力系統１と構内の主回路２との切り離しが必要な際に、一部のインバータ装置４００を電流制御方式から電圧制御方式に切り換える。
【００４７】
一部のインバータ装置４００とは、構内の主回路２に接続されている複数のインバータ装置４００のうちの１台、若しくは全部ではない複数台である。この運転切換部５５０は、メモリを含み構成される記憶部５５１を有している。記憶部５５１には、電圧制御方式に切り換えるインバータ装置４００を示す切換制御情報が記憶されている。運転切換部５５０は、この切換制御情報を参照し、電圧制御方式に切り換えるインバータ装置４００を決定し、そのインバータ装置４００に対して、切換制御信号を出力する。
【００４８】
この切換制御信号は、インバータ装置４００のコントローラ４８０を介して運転方式切換スイッチ４３１に作用し、電圧制御部４４０とパルス発生器４３０とを開通させ、電流制御部４５０とパルス発生器４３０とを切り離す。電圧制御部４４０では、プリセットデータを参照領域に展開し、このプリセットデータをセットデータとして、定電圧及び５０／６０Ｈｚの電圧波形をインバータ装置４００が出力するための電圧制御信号を生成する。
【００４９】
また、運転切換部５５０は、系統側交流電圧波形データが示す電圧値が閾値データの示す電圧値超となると、電圧制御方式に切り換えたインバータ装置４００に対して、電流制御方式に戻す切換制御信号を出力する。換言すると、電力系統１と構内の主回路２とを再連系させるときに、電圧制御方式に切り換えたインバータ装置４００を電流制御方式に戻す。
【００５０】
停止制御部５６０は、主にＣＰＵを含み構成され、電圧監視部５３０の比較結果に応じて全インバータ装置４００を一旦停止させる。この停止制御部５６０は、系統側交流電圧波形データが示す電圧値が閾値データの示す電圧値超となると、全インバータ装置４００に対して、停止制御信号を出力する。換言すると、電力系統１と構内の主回路２とを再連系させるときに、全インバータ装置４００を一旦停止させる。
【００５１】
この停止制御信号は、インバータ装置４００のコントローラ４８０を介してゲートブロック信号出力部４７０に作用し、ゲートブロック信号を出力させる。ゲートブロック信号が入力されたパルス発生器４３０は、パルス信号の生成を一定時間停止する。
【００５２】
尚、このような自立運転制御装置５００において、開閉制御部５４０と運転切換部５５０と停止制御部５６０とは同期して動作する。開閉制御部５４０による連系遮断器１６の開制御と運転切換部５５０による電圧制御方式への切換制御は同時に行われ、停止制御部５６０による全停止制御の後、運転切換部５５０による電流制御方式への戻し制御が実施され、その後、開閉制御部５４０による連系遮断器１６の閉制御が行われる。
【００５３】
図４は、この分散電源システム１００の全体動作を示すフローチャートである。分散電源システム１００は、次のように動作する。本動作においては、予め、連系遮断器１６が閉となっており、電力系統１と構内の主回路２とは連系されているものとする。また、各インバータ装置４００は、電流制御方式により構内の主回路２に及んだ電力系統１の交流電圧波形に倣った交流電流を出力しているものとする。
【００５４】
まず、電力系統１で何らかの故障や作業のために停電が発生した場合には、系統側電圧検出部５１０が出力する系統側交流電圧波形データが示す電圧値は、閾値データの示す電圧値以下となる。このとき、電圧監視部５３０は、系統側交流電圧波形データと閾値データとを比較し、電力系統１側の電圧がゼロを含む一定値以下を検出する（ステップＳ１０１）。
【００５５】
電力系統１側の電圧がゼロを含む一定値以下となっているときには、分散電源３の単独運転検出部４６０も単独運転を検出し（ステップＳ１０２）、分散電源３が停止している（ステップＳ１０３）。すなわち、単独運転検出部４６０による単独運転の検出を受けて、ゲートブロック信号出力部４７０がゲートブロック信号をパルス発生器４３０に出力しており、パルス発生器４３０がパルス信号をインバータ回路４１０に出力せず、インバータ回路４１０から交流電力が出力されていない。
【００５６】
電圧監視部５３０が電力系統１側の電圧が一定値以下であることを検出すると、開閉制御部５４０は、連系遮断器１６を開にする（ステップＳ１０４）。開閉制御部５４０は、電圧監視部５３０の比較結果を受けて、連系遮断器１６の電流コイルへの電流注入を解除させることで、連系遮断器１６の接点を切り換えている。これにより、電力系統１と構内の主回路２とは切り離される。
【００５７】
次に、電圧監視部５３０は、構内側電圧検出部５２０が出力する構内側交流電圧波形データを解析し、構内の主回路２に印加されている電圧がゼロであることが確認されると（ステップＳ１０５）、自立運転制御装置５００は、分散電源３の自立運転制御を行う。
【００５８】
自立運転制御において、運転切換部５５０は、記憶部５５１の切換制御情報に従い、一台のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換えて起動させ、続けて他のインバータ装置４００を電流制御方式のまま順次起動する（ステップＳ１０６）。
【００５９】
具体的には、一台のインバータ装置４００に対して切換制御信号を送信する。切換制御信号は、インバータ装置４００のコントローラ４８０を介して運転方式切換スイッチ４３１に作用し、電圧制御部４４０とパルス発生器４３０とを開通させ、電流制御部４５０とパルス発生器４３０とを切り離す。電圧制御部４４０では、プリセットデータを参照領域に展開し、このプリセットデータをセットデータとして、定電圧及び５０／６０Ｈｚの電圧波形をインバータ装置４００が出力するための電圧制御信号を生成する。
【００６０】
そして、運転切換部５５０は、ゲートブロック信号出力部４７０のゲートブロック信号の出力解除を指示する運転開始信号を、電圧制御方式に切り換えられたインバータ装置４００に対して出力する。運転開始信号は、当該インバータ装置４００のコントローラ４８０を介してゲートブロック信号出力部４７０に作用し、ゲートブロック信号出力部４７０は、ゲートブロック信号の出力を停止する。
【００６１】
ゲートブロック信号の受信が途絶すると、パルス発生器４３０は、電圧制御部４４０から受けた電圧制御信号を元にパルス信号を生成して、インバータ回路４１０に出力する。インバータ回路４１０では、パルス信号を受けてスイッチング素子４１１のオンオフが再開され、発電機３００の直流電力を交流電圧を変換し、構内の主回路２に送出する。
【００６２】
更に、運転切換部５５０は、ゲートブロック信号出力部４７０のゲートブロック信号の出力解除を指示する運転開始信号を、電流制御方式のままのインバータ装置４００に対して出力する。運転開始信号は、当該インバータ装置４００のコントローラ４８０を介してゲートブロック信号出力部４７０に作用し、ゲートブロック信号出力部４７０は、ゲートブロック信号の出力を停止する。
【００６３】
ゲートブロック信号の受信が途絶すると、パルス発生器４３０は、電流制御部４５０から受けた電流制御信号を元にパルス信号を生成して、インバータ回路４１０に出力する。インバータ回路４１０では、パルス信号を受けてスイッチング素子４１１のオンオフが再開され、発電機３００の直流電力を交流電圧を変換し、構内の主回路２に送出する。
【００６４】
このとき、電流制御方式のままのインバータ装置４００は、電圧検出部７００により、電圧制御方式に切り換えられたインバータ装置４００が出力する交流電圧波形データに揃速した交流電流を生成することとなり、分散電源システム１００が備える全分散電源３が協調して自立運転することとなる。
【００６５】
次に、一定時間が経過し、電力系統１の電圧が戻ると、系統側電圧検出部５１０が出力する系統側交流電圧波形データが示す電圧値は、閾値データの示す電圧値超となる。このとき、電圧監視部５３０は、系統側交流電圧波形データと閾値データとを比較し、電力系統１側の電圧がゼロを含む一定値超を検出する（ステップＳ１０７）。
【００６６】
電圧監視部５３０が電力系統１側の電圧が一定値超であることを検出すると、停止制御部５６０は、全インバータ装置４００を一旦停止させる（ステップＳ１０８）。具体的には、停止制御部５６０は、全インバータ装置４００に対して、停止制御信号を出力する。停止制御信号は、インバータ装置４００のコントローラ４８０を介してゲートブロック信号出力部４７０に作用し、ゲートブロック信号を出力させる。ゲートブロック信号が入力されたパルス発生器４３０は、パルス信号の生成を一定時間停止する。
【００６７】
全インバータ装置４００が停止すると、すなわち、電圧監視部５３０により、構内側電圧検出部５２０が出力する構内側交流電圧波形データが示す電圧値がゼロであることが確認されると（ステップＳ１０９）、自立運転制御装置５００は、分散電源３の連系運転への切り換え制御を行う。
【００６８】
連系運転への切り換えでは、開閉制御部５４０は、連系遮断器１６を閉にする（ステップＳ１１０）。開閉制御部５４０は、構内側交流電圧波形データが示す電圧値がゼロであることが確認されると、連系遮断器１６の電流コイルに電流注入を行うことで連系遮断器１６の接点を切り換え、電力系統１と構内の主回路２とを接続する。
【００６９】
開閉制御部５４０により連系遮断器１６が閉にされると同時に、運転切換部５５０は、電圧制御方式に切り換えているインバータ装置４００を電流制御方式に切り換え（ステップＳ１１１）、全インバータ装置４００を再起動する（ステップＳ１１２）。
【００７０】
具体的には、運転切換部５５０は、電流制御方式に切り換える切換制御信号を電圧制御方式のインバータ装置４００に送信する。この切換制御信号は、インバータ装置４００のコントローラ４８０を介して運転方式切換スイッチ４３１に作用し、電流制御部４５０とパルス発生器４３０とを開通させ、電圧制御部４４０とパルス発生器４３０とを切り離す。
【００７１】
そして、運転切換部５５０は、全インバータ装置４００に対して、ゲートブロック信号出力部４７０のゲートブロック信号の出力解除を指示する運転開始信号を出力する。運転開始信号は、当該インバータ装置４００のコントローラ４８０を介してゲートブロック信号出力部４７０に作用し、ゲートブロック信号出力部４７０は、ゲートブロック信号の出力を停止する。
【００７２】
ゲートブロック信号の出力が停止したときには、開閉制御部５４０により連系遮断器１６が閉にされて、電力系統１と構内の主回路２とが接続され、電力系統１の交流電圧が構内の主回路２に及んでいる。各インバータ装置４００では、この交流電圧を参照して電流制御部４５０が電流制御信号を生成してパルス発生器４３０に入力する。
【００７３】
ゲートブロック信号の受信が途絶したパルス発生器４３０は、電流制御信号を元にパルス信号を生成して、インバータ回路４１０に出力する。インバータ回路４１０では、パルス信号を受けてスイッチング素子４１１のオンオフが再開され、発電機３００の直流電力を交流電圧を変換し、構内の主回路２に送出する。従って、各分散電源３は、電力系統１の電力が復帰すると、電流制御方式に切り換えられて、電力系統１の交流電圧に揃速した交流電流を生成し、電力系統１に従動して運転することとなる。
【００７４】
図５及び６を参照して、運転切換部５５０による電圧制御方式への切り換え制御を更に詳細に説明する。図５は、記憶部５５１に記憶されている切換制御情報を示す模式図である。図６は、電圧制御方式へ切り換えるインバータ装置４００の選択動作を示すフローチャートである。
【００７５】
図５に示すように、切換制御情報は、制御方式を示す情報を、インバータ装置４００を識別する情報とパターンを識別する情報とに関連づけている。すなわち、切換制御情報は、インバータ装置４００とパターンのマトリックスとなっており、インバータ装置４００及びパターン毎に電圧制御方式か電流制御方式を指定している。パターンは複数存在する。パターン別に電圧制御方式に切り換えられる１台のインバータ装置４００が指定されている。各パターンは、他のパターンと異なるインバータ装置４００を電圧制御方式に指定している。このパターンは、分散電源システム１００が備えるインバータ装置４００の数だけ存在する。
【００７６】
運転切換部５５０は、自立運転への切り換えの際には、一のパターンを参照して、そのパターンにおいて電圧制御方式と定められたインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える。この運転切換部５５０は、予め定められた順番でパターンを参照する。換言すると、パターンには優先順位が定められている。電圧制御方式に切り換えるインバータ装置４００には、優先順位が定められているともいえる。運転切換部５５０は、自立運転が成功しなかったと判断した場合に、参照するパターンを変更する。
【００７７】
すなわち、図５及び図６に示すように、運転切換部５５０は、まず、Ａパターンを参照して二次電池のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える（ステップＳ２０１）。二次電池は、他の発電機３００に対して容量が最大であり、出力が大きいためである。
【００７８】
運転切換部５５０は、二次電池のインバータ装置４００に対する電圧制御方式への切り換えが成功すると（ステップＳ２０２）、他のインバータ装置４００を予め定めた順番で電流制御方式により再起動させる（ステップＳ２０３）。切り換えは、構内側電圧検出部５２０の構内側交流電圧波形データを解析し、構内の主回路２に一定値以上の電圧が印加されていれば、成功と判断する。
【００７９】
切り換えが不成功の場合（ステップＳ２０４）、運転切換部５５０は、次のＢパターンを参照して電気自動車のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える（ステップＳ２０５）。切換の不成功は、そもそも電圧制御方式に切り換える対象となっている分散電源３が存在しない場合、存在しても故障や発電出力不足により機能していない等がある。
【００８０】
運転切換部５５０は、電気自動車のインバータ装置４００に対する電圧制御方式への切り換えが成功すると（ステップＳ２０６）、他のインバータ装置４００を予め定めた順番で電流制御方式により再起動させる（ステップＳ２０７）。
【００８１】
切り換えが不成功の場合（ステップＳ２０８）、運転切換部５５０は、次のＣパターンを参照してエンジン発動機のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える（ステップＳ２０９）。運転切換部５５０は、エンジン発動機のインバータ装置４００に対する電圧制御方式への切り換えが成功すると（ステップＳ２１０）、他のインバータ装置４００を予め定めた順番で電流制御方式により再起動させる（ステップＳ２１１）。
【００８２】
切り換えが不成功の場合（ステップＳ２１２）、運転切換部５５０は、次のＤパターンを参照して太陽光発動機のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える（ステップＳ２１３）。運転切換部５５０は、太陽光発動機のインバータ装置４００に対する電圧制御方式への切り換えが成功すると（ステップＳ２１４）、他のインバータ装置４００を予め定めた順番で電流制御方式により再起動させる（ステップＳ２１５）。
【００８３】
切り換えが不成功の場合（ステップＳ２１６）、運転切換部５５０は、次のＥパターンを参照して燃料電池のインバータ装置４００を電圧制御方式に切り換える（ステップＳ２１７）。運転切換部５５０は、燃料電池のインバータ装置４００に対する電圧制御方式への切り換えが成功すると（ステップＳ２１８）、他のインバータ装置４００を予め定めた順番で電流制御方式により再起動させる（ステップＳ２１９）。
【００８４】
以上のような分散電源システム１００によれば、複数の分散電源３が構内の主回路２に接続されている場合であって、電力系統１が短絡や地絡等の故障や計画停電等によって停電を起こしても、複数の分散電源３が協調して自立運転を行うことができため、構内の分散電源システム１００を活用して構内の電力を維持することができる。
【００８５】
すなわち、この分散電源システム１００は、複数の分散電源３と連系遮断器１６と運転切換部５５０とを備えている。分散電源３は、電流制御及び電圧制御の切り替えが可能なインバータ装置４００と発電機３００とを備えている。連系遮断器１６は、分電盤１０に設けられ、電力系統１側の電圧が一定値以下となると、電力系統１と構内の主回路２とを切り離す。また、運転切換部５５０は、遮断器の切り離しを契機として、複数のインバータ装置４００のうちの一部を電圧制御に切り換える。
【００８６】
これにより、一部のインバータ装置４００は、電圧制御方式によって自立運転を行い、他のインバータ装置４００は、電圧制御方式のインバータ装置４００が構内の主回路２に送出した交流電圧を参照して電流制御方式で運転することとなる。すなわち、電圧制御方式の一部のインバータ装置４００が自立して運転を行うことで、構内の主回路２において拍子をコントロールする指揮者としての役割を担い、他のインバータ装置４００が其の拍子に合わせて追従運転を行う。このため、構内の主回路２に接続された複数の分散電源３が、構内の主回路２の交流電力の同期を攪乱したり、同期を図ろうとする復元力が攪乱を助長するようなこともない。従って、この分散電源システム１００によると、複数の分散電源３が其の構成態様に依存することなく協調して自立運転することができ、電力系統１が停電していても構内の分散電源３を活用でき、構内の停電を阻止することができる。
【００８７】
また、電圧制御に切り換えるインバータ装置４００を示す切換制御情報を記憶する記憶部５５１を更に備え、運転切換部５５０は、記憶部５５１に記憶された切換制御情報に従って、電圧制御に切り換える分散電源３を選択するようにした。これにより、各分散電源３が如何様な状態であろうとも、分散電源３が自立運転を達成する可能性が高まり、自立運転の実効性に富む。
【００８８】
更に、開閉制御部５４０による連系遮断器１６の開制御と、運転切換部５５０による電圧制御方式への切換制御は、概略同時に行うようにした。これにより、電力系統１で停電が発生しても、その影響により構内が長時間停電してしまう事態を防止することができる。
【００８９】
尚、本実施形態では、複数のインバータ装置４００のうちの一台を電圧制御方式に切り換えたが、全インバータ装置４００のうちの複数台を電圧制御方式に切り換えてもよい。この場合、複数台のインバータ装置４００は同期を図って交流電圧を生成する必要がある。例えば、自立運転制御装置５００側から同期クロック信号を送信し、電圧制御部４４０は、この同期クロック信号に合わせて交流電圧を生成するようにすることができる。また、共通の電圧制御部４４０を自立運転制御装置５００側に設け、自立運転制御装置５００側で、自立運転制御装置５００の構内側電圧検出部５２０による構内側交流波形電圧データとセットデータとを参照して電圧制御信号を生成し、電圧制御に切り換えられた複数のインバータ装置４００のパルス発生器４３０に送信するようにしてもよい。
【００９０】
（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る分散電源システム１００について図７及び８を参照して説明する。第２の実施形態に係る分散電源システム１００は、第１の実施形態と比べて自立運転から従動運転に復帰する態様が異なる。その他の構成及び動作については第１の実施形態と同様に付き、同一符号を付して詳細な説明を省略する。
【００９１】
図７は、第２の実施形態に係る自立運転制御装置５００の構成を示すブロック図である。この自立運転制御装置５００は、電圧制御方式によって構内の主回路２に印加される交流電圧を、電力系統１の交流電圧に合わせてから、連系遮断器１６を閉にして電力系統１と構内の主回路２とを接続し、電力系統１に対する分散電源３の従動運転に復帰させるものである。この自立運転制御装置５００は、構内波形制御部５７０と一致判定部５８０とを更に備えている。
【００９２】
構内波形制御部５７０は、主にＣＰＵを含み構成され、電圧制御のインバータ装置４００に対して交流電圧波形の外部入力データを送信する。この外部入力データは、電力系統１の交流電圧波形を示している。電圧監視部５３０により電力系統１の電力復帰が検出されると、系統側電圧検出部５１０から系統側交流電圧波形データを取り込み、電圧制御のインバータ装置４００に出力する。
【００９３】
この外部入力データは、電圧制御のインバータ装置４００のコントローラ４８０を介して電圧制御部４４０のメモリ内に確保された参照領域にセットされ、電圧制御部４４０は、電力系統１の交流電圧波形に倣った交流電圧を当該インバータ装置４００が出力するための電圧制御信号を生成することとなる。
【００９４】
一致判定部５８０は、主にＣＰＵを含み構成され、自立運転時に電力系統１と構内の主回路２の交流電圧波形の一致を判定する。この一致判定部５８０は、系統側電圧検出部５１０から系統側交流電圧波形データを取り込み、構内側電圧検出部５２０からの構内側交流電圧波形データを取り込み、両者を比較する。比較の結果、両者が揃圧及び揃速していると、すなわち、電圧、位相、周波数が一致していると、一致を示す情報を出力する。
【００９５】
開閉制御部５４０及び運転切換部５５０は、一致判定部５８０による一致を示す情報の出力を契機に、連系遮断器１６を閉にして電力系統１と構内の主回路２とを接続し、また、電圧制御の分散電源３を電流制御方式に切り換える。
【００９６】
図８は、この第２の実施形態に係る分散電源システム１００の動作を示すフローチャートである。尚、第１の実施形態のステップＳ０７までの動作は同一につき、説明を省略する。第２の実施形態においては、電力系統１の電圧が戻り、電圧監視部５３０が電力系統１側の電圧が一定値超であることを検出すると（ステップＳ０７）、自立運転制御装置５００は、連系遮断器１６を閉にする前に、各インバータ装置４００が出力する交流力を電力系統１の交流電圧に揃圧及び揃速する。
【００９７】
すなわち、構内波形制御部５７０は、系統側電圧検出部５１０から系統側交流電圧波形データを取り込み（ステップＳ３０１）、電力系統１の電圧、位相、及び周波数を示す外部入力データを電圧制御のインバータ装置４００に送信する（ステップＳ３０２）。
【００９８】
電圧制御のインバータ装置４００は、電圧検出部７００が検出した交流電圧を元にしたフィードバック制御することにより、電力系統１に倣った交流電圧波形に近づけた交流電圧を構内の主回路２に出力する（ステップＳ３０３）。
【００９９】
具体的には、電圧制御部４４０のメモリ内に確保された参照領域に外部入力データがセットされる。電圧制御部４４０は、この外部入力データをセットデータとして、電圧検出部７００が検出した交流電圧波形データとの偏差を検出し、電力系統１の電圧、位相、及び周波数の偏差を縮める電圧制御信号を生成する。電圧制御部４４０は、この電圧制御部４４０をパルス発生器４３０に出力し、パルス発生器４３０は、この電圧制御信号を元にしたパルス信号をインバータ回路４１０に出力する。
【０１００】
一致判定部５８０は、系統側電圧検出部５１０からの系統側交流電圧波形データと構内側電圧検出部５２０からの構内側交流電圧波形データとを比較する（ステップＳ３０４）。比較の結果、電力系統１と構内の主回路２との交流電圧波形が一致すると（ステップＳ３４，Ｙｅｓ）、開閉制御部５４０は、連系遮断器１６を閉にし（ステップＳ３０５）、同時に、運転切換部５５０は、電圧制御方式に切り換えているインバータ装置４００を電流制御方式に切り換える（ステップＳ３０６）。
【０１０１】
以上のように、第２の実施形態によると、系統側電圧検出部５１０が検出した交流電圧波形の情報を、電圧制御されているインバータ装置４００に入力することで、このインバータ装置４００に電力系統１に倣った交流電圧を構内の主回路２に送出させることができる。そして、他のインバータ装置４００は、この電圧制御されているインバータ装置４００の交流電圧に倣って電流制御されているので、電力系統１と構内の主回路２とは再接続前に同期がとれていることとなる。
【０１０２】
そのため、分散電源３を一旦停止させずとも、電力系統１と構内の主回路２を再接続させることができる。従って、電力系統１の電力が戻り、電力系統１と構内の主回路２とを再接続させる際には、構内への給電が途絶える時間をゼロか最小限に抑えることが可能となる。
【０１０３】
（その他の実施の形態）
本明細書においては、本発明に係る複数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って、発明の範囲を限定することを意図していない。具体的には、第１及び２の実施形態を全て又はいずれかを組み合わせたものも包含される。以上のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、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ものである。
【符号の説明】
【０１０４】
１  電力系統
２  主回路
３  分散電源
１０  分電盤
１１  配線用遮断機
１２  契約用電流制限器
１３  主幹漏電遮断機
１４  分散電源用遮断機
１５  逆潮流検出用ＣＴ
１６  連系遮断機
１００  分散電源システム
３００  発電機
４００  インバータ装置
４１０  インバータ回路
４１１  スイッチング素子
４２０  高調波フィルタ回路
４２１  リアクトル
４２２  コンデンサ
４３０  パルス発生器
４３１  運転方式切換スイッチ
４４０  電圧制御部
４５０  電流制御部
４６０  単独運転検出部
４７０  ゲートブロック信号出力部
４８０  コントローラ
５００  自立運転制御装置
５１０  系統側電圧検出部
５２０  構内側電圧検出部
５３０  電圧監視部
５４０  開閉制御部
５５０  運転切換部
５５１  記憶部
５６０  停止制御部
６００  電流検出部
７００  電圧検出部
【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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