(57)【要約】  系統安定化装置の制御部には、系統電流から電流指令を求める変動検出ブロック２００が用いられる。変動検出部３００は、系統電流の有効分Ｉｓｄからその変動分である共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０を求める。第１の電流指令作成部４００は、電流指令Ｉｒｅｆｄ０を入力し、信号幅がＴ４と小さく且つ瞬時に立ち上がってから漸減する電流指令Ｉｒｅｆｄ１を出力する。第２の電流指令作成部５００は、電流指令Ｉｒｅｆｄ０を入力し、時間Ｔ４で漸増してから時間（Ｔ３−Ｔ４）で漸減する電流指令Ｉｒｅｆｄ２を出力する。充放電時間の短い系統安定化装置は、電流指令Ｉｒｅｆｄ１により制御し、充放電時間の長い系統安定化装置は、電流指令Ｉｒｅｆｄ２により制御して、干渉なく系統安定化制御ができる。これにより、充放電特性の異なる系統安定化装置を備えても、干渉なく系統安定化制御を行うことができる。
2009136641.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
共通の電流指令を出力する変動検出部(300)と、前記共通の電流指令を入力して第１の電流指令を出力する第１の電流指令作成部(400)と、前記共通の電流指令を入力して第２の電流指令を出力する第２の電流指令作成部(500)とで構成され、
前記変動検出部(300)は、ノイズ除去を目的として決定した時定数が設定されているローパスフィルタ(301)と、入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして信号を出力するクッション回路(310)と、前記ローパスフィルタ(301)の出力信号から前記クッション回路(301)の出力信号を減算して前記共通の電流指令を出力する減算器(303)を有し、
前記第１の電流指令作成部(400)は、前記共通の電流指令が入力されると共に入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路(310)の信号変化値よりも大きくして信号を出力するクッション回路(410)と、前記共通の電流指令から前記クッション回路(410)の出力信号を減算して出力する減算器(401)と、前記減算器(401)の出力信号を増幅するアンプ(402)と、前記クッション回路(410)の出力信号を増幅するアンプ(403)と、前記アンプ(403)の出力信号をリミットする定格リミッタ(404)と、前記定格リミッタ(404)の出力信号が入力されると共に入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路(310)の信号変化値よりも大きくして信号を出力するクッション回路(420)と、前記定格リミッタ(404)の出力信号から前記クッション回路(420)の出力信号を減算して出力する減算器(405)と、前記アンプ(402)の出力信号と前記減算器(405)の出力信号を加算して前記第1の電流指令を出力する加算器(406)を有し、
前記第２の電流指令作成部(500)は、前記共通の電流指令を増幅するアンプ(501)と、前記アンプ(501)の出力信号をリミットする定格リミッタ(502)と、前記定格リミッタ(502)の出力信号が入力されると共に入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路(310)の信号変化値よりも大きくして前記第2の電流指令を出力するクッション回路(510)を有する、
ことを特徴とする系統安定化装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の電流指令作成部(400)には、前記減算器(405)と前記加算器(406)の間に切替スイッチ(408)が介装されており、
この切替スイッチ(408)は、
前記電力変換器に接続された直流充電部が電気二重層キャパシタで形成されている系統安定化装置と、前記電力変換器に接続された直流充電部が鉛蓄電池で形成されている系統安定化装置とが協調運転しているときには投入状態となり、
前記電力変換器に接続された直流充電部が電気二重層キャパシタで形成されている系統安定化装置のみが単独運転しているときには遮断状態となることを特徴とする系統安定化装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記クッション回路(310),(410),(420),(510)は、クッション時間をＴｃ、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、±（Ｘ・Ｔｓ／Ｔｃ）となったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、減算器と、加算器を有し
前記減算器は、当該クッション回路の入力信号から前記遅延回路の出力信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタの出力信号と前記遅延回路の出力信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
しかも、前記クッション回路(310)のリミッタに設定したクッション時間(Ｔ3)は、前記クッション回路(410),(420),(510) のリミッタに設定したクッション時間(Ｔ4)よりも長く設定していることを特徴とする系統安定化装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の系統安定化装置であって、
第１から第４の変動検出ブロックには、ノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、任意に設定した第１のクッションがＴ３として設定され、第１のクッション時間Ｔ３よりも短い第２のクッション時間がＴ４として設定され、
前記変動検出部(300)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ１とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ２とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第２のフィルタ信号を、第１のクッション時間Ｔ３を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ａ）を求め、
第１のフィルタ信号からクッション信号（ａ）を減算して、共通の電流指令（Ｉrdfd0）を求め、
前記第１の電流指令作成部(400)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）を、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ｂ）を求め、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）からクッション信号（ｂ）を減算して減算信号（ｃ）を求め、この減算信号（ｃ）を増幅して電流指令（Ｉfdfd11）を求め、
クッション信号（ｂ）を予め設定した定格値でリミットしてリミッタ信号（ｄ）を求め、
リミッタ信号（ｄ）を、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ｅ）を求め、
リミッタ信号（ｄ）からクッション信号（ｅ）を減算して電流指令（Ｉfdfd12）を求め、
電流指令（Ｉfdfd11）と電流指令（Ｉfdfd12）を加算して電流指令（Ｉfdfd1）を求め、または電流指令（Ｉfdfd11）をそのまま電流指令（Ｉfdfd1）として求め、求めた電流指令（Ｉfdfd1）を出力し、
前記第２の電流指令作成部(500)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）を予め設定した定格値でリミットした後、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、電流指令（Ｉfdfd2）を求め、この電流指令（Ｉfdfd2）を出力する、
ことを特徴とする系統安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は系統安定化装置に関し、配電系統に充放電特性の異なる複数の系統安定化装置を備えていても、系統安定化装置どうしの干渉を防止して安定した系統安定化制御ができるように工夫したものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光や風力などの自然エネルギーによる発電が利用されてきている。
図４に、既存の電力系統（配電系統よりも上位の系統）１と配電系統（マイクログリッド）１０とが、線路インピーダンスＬｓと遮断器２を介して接続された例を示す。【０００３】
マイクログリッドである配電系統１０には、分散電源１１と負荷１２が接続されている。分散電源１１は、図４では１つの発電機として図示しているが、実際には、自然エネルギーを利用した自然エネルギー型発電設備（太陽光発電設備や風力発電設備など）と、内燃機関により駆動される内燃機関型発電設備（ディーゼル発電設備など）を含む、分散した複数の発電設備により構成されている。また、負荷１２も、実際には分散した複数の負荷である。【０００４】
図４に示すようなマイクログリッド１０では、自然エネルギー型発電設備を持っているため、天候や風速などにより、発電量が大きく変動する。
そこで、この発電量の変動を吸収する目的で系統安定化装置が用いられる。【０００５】
また、内燃機関型発電設備では、ガバナ制御により出力電力の調整をしている。しかし、ガバナ制御は応答が遅いため、負荷１２で消費する電力が急に変動した場合には、このような電力の急変動（急な過不足）に対して、内燃機関型発電設備では追従することができない。このような電力の急変動に応答性良く追従することにより、内燃機関型発電設備をアシストして、電力の需要と供給のバランスをとるといった目的のためにも、系統安定化装置が用いられている。【０００６】
系統安定化装置は、電力蓄積機能を有する電力変換装置であり、配電系統に設置され、前述した電力補償を行なう装置である。【０００７】
図５は、図４に示す配電系統（マイクログリッド）１０に、１台の系統安定化装置２０を備えた例である。系統安定化装置２０は、分散電源１１及び負荷１２に対して、並列に接続されている。【０００８】
系統安定化装置２０は、制御部２１と、逆変換動作と順変換動作ができる電力変換器２２と、電気二重層キャパシタや鉛蓄電池などの直流充電部２３を有している。
電力変換器２２は、制御部２１から送られてくるゲート信号ｇに応じて動作し、順変換動作をするときには、配電系統１０から得た交流電力を直流電力に変換してこの直流電力を直流充電部２３に充電し、逆変換動作をするときには、直流充電部２３に充電していた直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を配電系統１０に送る。【０００９】
系統安定化装置２０では、電力系統１から配電系統１０に流入してくる系統電流Ｉｓを電流検出器２４により検出し、配電系統１０の電圧である系統電圧Ｖｓを電圧検出器２５により検出し、電力変換器２２が入出力する変換器電流Ｉｉｎｖを電流検出器２６により検出する。【００１０】
この系統安定化装置２０では、電力系統１に故障などが発生していない正常時には、遮断器２が接続状態となって、配電系統１０が電力系統１に繋がった状態で運転を行なう「系統連系運転」が行なわれる。この系統連系運転時には、電力系統１と分散電源１１と系統安定化装置２０により、負荷１２に電力が供給される。【００１１】
一方、電力系統１に故障が発生した異常時には、遮断器２が遮断状態となって、配電系統１０が電力系統１から切り離された状態で運転を行なう「自立運転」が行なわれる。この自立運転時には、分散電源１１と系統安定化装置２０により負荷１２に電力が供給される。【００１２】
系統安定化装置２０は、系統連系運転時と、自立運転時において、次のような動作をする。
（１）系統連系運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０に流入する系統電流Ｉｓを検出し、この系統電流Ｉｓから系統電力を求めて、この系統電力の変動を抑制するように動作する。
（２）自立運転時には、系統安定化装置２０は、配電系統１０内の系統電圧Ｖｓを検出し、この系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数が安定となるように補償動作を行なう。【００１３】
ここで、系統安定化装置２０の制御部２１の詳細を、図６を参照して説明する。
位相同期回路（ＰＬＬ）１０１は、系統電圧Ｖｓから系統電圧Ｖｓの位相を示す基準位相信号θを出力する。正弦波発生器１０２は、基準位相信号θに同期した定格電圧となっている基準正弦波信号Ｋを出力する。【００１４】
切替スイッチ１０３は、系統連系運転時には図中で実線で示すように、可動接点１０３ａ，１０３ｂがＡ側に投入され、自立運転時には図中で点線で示すように、可動接点１０３ａ，１０３ｂがＢ側に投入される。【００１５】
次に、図６を参照して、系統連系時に作動する各機能ブロックの説明と、系統連系時の制御動作を併せて説明する。【００１６】
ｄｑ変換部１０４は、系統電流Ｉｓを、基準位相信号θで示す位相で回転する回転座標系にｄｑ変換して系統電流の有効分Ｉｓｄと系統電流の無効分Ｉｓｑを出力する。【００１７】
第１の変動検出ブロック１０５は、ｄｑ軸上の系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分を検出してこれを有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄとして出力し、第２の変動検出ブロック１０６は、ｄｑ軸上の系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分を検出してこれを無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力する。
変動検出ブロック１０５，１０６は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。【００１８】
ｄｑ変換部１０７は、変換器電流Ｉｉｎｖを、基準位相信号θで示す位相で回転する回転座標系にｄｑ変換して変換器電流の有効分Ｉｉｎｖｄと変換器電流の無効分Ｉｉｎｖｑを出力する。【００１９】
減算部１０８は、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄから変換器電流の有効分Ｉｉｎｖｄを減算して有効分の電流偏差Δｄを出力する。減算部１０９は、無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑから変換器電流の無効分Ｉｉｎｖｑを減算して無効分の電流偏差Δｑを出力する。【００２０】
電流制御部１１０は、有効分の電流偏差Δｄを比例積分（ＰＩ）制御して、有効分の電圧指令Ｖｄを出力する。電流制御部１１１は、無効分の電流偏差Δｑを比例積分（ＰＩ）制御して、無効分の電圧指令Ｖｑを出力する。【００２１】
ｄｑ逆変換部１１２は、有効分の電圧指令Ｖｄと無効分の電圧指令Ｖｑに対して、ｄｑ逆変換を施して固定座標系の電圧指令を出力する。加算部１１３は、ｄｑ逆変換部１１２から出力された固定座標系の電圧指令に、基準正弦波信号Ｋを加算して、固定座標系の電圧指令Ｖ*を出力する。【００２２】
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調器１１４は、電圧指令Ｖ*をＰＷＭ変調してゲート信号ｇを出力する。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、系統連系運転時において、系統電流Ｉｓの変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。【００２３】
次に、図６を参照して、自立運転時に作動する各機能ブロックの説明と、自立運転時の制御動作を併せて説明する。【００２４】
周波数検出部１２１は、系統電圧Ｖｓの周波数を検出して周波数信号Ｆを出力する。なお、系統電圧Ｖｓの周波数は有効電力に対応しており、有効電力が低下すると系統電圧Ｖｓの周波数が低下し、有効電力が増加すると系統電圧Ｖｓの周波数が増加する対応関係になっている。【００２５】
振幅検出部１２２は、系統電圧Ｖｓの振幅を検出して振幅信号Ｌを出力する。なお、系統電圧Ｖｓの振幅は無効電力に対応しており、無効電力が低下すると系統電圧Ｖｓの振幅が低下し、無効電力が増加すると系統電圧Ｖｓの振幅が増加する対応関係になっている。【００２６】
第３の変動検出ブロック１２３は、周波数信号Ｆの変動分を検出してこれを有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄとして出力し、第４の変動検出ブロック１２４は、振幅信号Ｌの変動分を検出してこれを無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑとして出力する。
変動検出ブロック１２３，１２４は、微分機能とフィルタ機能を有するバンドバスフィルタであり、その構造の詳細は後述する。【００２７】
減算部１０８は、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄから変換器電流の有効分Ｉｉｎｖｄを減算して有効分の電流偏差Δｄを出力する。減算部１０９は、無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑから変換器電流の無効分Ｉｉｎｖｑを減算して無効分の電流偏差Δｑを出力する。【００２８】
電流制御部１１０は、有効分の電流偏差Δｄを比例積分（ＰＩ）制御して、有効分の電圧指令Ｖｄを出力する。電流制御部１１１は、無効分の電流偏差Δｑを比例積分（ＰＩ）制御して、無効分の電圧指令Ｖｑを出力する。【００２９】
ｄｑ逆変換部１１２は、有効分の電圧指令Ｖｄと無効分の電圧指令Ｖｑに対して、ｄｑ逆変換を施して固定座標系の電圧指令を出力する。加算部１１３は、ｄｑ逆変換部１１２から出力された固定座標系の電圧指令に、基準正弦波信号Ｋを加算して、固定座標系の電圧指令Ｖ*を出力する。【００３０】
ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）変調器１１４は、電圧指令Ｖ*をＰＷＭ変調してゲート信号ｇを出力する。
このゲート信号ｇにより電力変換器２２の動作制御が行なわれ、自立運転時において、系統電圧Ｖｓの電圧振幅と周波数の変動を抑制するために、電力変換器２２から電力が出力される。【００３１】
変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４は、前述したように、バンドパスフィルタにより構成されている。
ここで、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４として用いることができる、従来のバンドパスフィルタ５０の構成を図７を参照して説明する。なお図７においてｓは微分機能を示すラプラス演算子である。【００３２】
図７に示すように、このバンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０は、ローパスフィルタ５１とローパスフィルタ５２と減算器５３とで構成されている。
なお、バンドパスフィルタ５０の通過帯域周波数は、各変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４に要求されるフィルタリング特性に応じて決定される。また、決定された通過帯域周波数の高周波数側の遮断周波数をｆ１、低周波数側の遮断周波数をｆ２とする。
このため、ノイズ除去用ローパスフィルタ５１は、その遮断周波数をｆ１としており、その時定数をＴ１としている。また、変動検出時間を設定するためのローパスフィルタ５２は、その遮断周波数をｆ２としており、その時定数をＴ２としている。なおｆ１＝１／Ｔ１となっており、ｆ２＝１／Ｔ２となっている。【００３３】
ローパスフィルタ５１は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、ノイズ除去を目的として決定した時定数Ｔ１となっている。
ローパスフィルタ５２は、一次遅れ特性を有するフィルタであり、その時定数は、変動検出する時間を設定する目的として決定した時定数Ｔ２となっている。
両フィルタ５１，５２は、入力信号が入力されると、それぞれのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
なお、バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば、入力信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば、入力信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば、入力信号は、周波数信号Ｆである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば、入力信号は、振幅信号Ｌである。【００３４】
減算器５３は、ローパスフィルタ５１から出力された信号から、ローパスフィルタ５２から出力された信号を減算した信号を出力する。この減算器５３から出力される信号が、変動分信号である。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０５であれば、変動分信号は、系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１０６であれば、変動分信号は、系統電流の無効分Ｉｓｑの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２３であれば、変動分信号は、周波数信号Ｆの変動分である有効分の電流指令Ｉrefdである。
バンドパスフィルタ（変動検出ブロック）５０が変動検出ブロック１２４であれば、変動分信号は、振幅信号Ｌの変動分である無効分の電流指令Ｉrefqである。【００３５】
図８は、図４に示す配電系統（マイクログリッド）１０に、２台の系統安定化装置２０−１，２０−２を備えた例である。系統安定化装置２０−１，２０−２は、分散電源１１及び負荷１２に対して、並列に接続されている。【００３６】
系統安定化装置２０−１，２０−２は、図５に示す系統安定化装置２０と同様な構成になっている。なお、系統安定化装置２０−１に備えた直流充電部２３−１は電気二重層キャパシタであり、系統安定化装置２０−２に備えた直流充電部２３−２は、鉛蓄電池である。【００３７】
系統安定化装置２０−１の制御部２１−１は、図６に示す制御部２１と同様な構成となっており、電流検出器２４により検出した系統電流Ｉｓと、電圧検出器２５−１により検出した系統電圧Ｖｓ１と、電流検出器２６−１により検出した変換器電流Ｉｉｎｖ１を取り込み、ゲート信号ｇ１を出力する。電力変換器２２−１は、ゲート信号ｇ１に応じて、順変換動作をするときには、配電系統１０から得た交流電力を直流電力に変換してこの直流電力を直流充電部（電気二重層キャパシタ）２３−１に充電し、逆変換動作をするときには、直流充電部（電気二重層キャパシタ）２３−１に充電していた直流電力を交流電力に変換してこの交流電力を配電系統１０に送る。
なお、制御部２１−１は、図６に示す制御部２１と同様に、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４を有している。【００３８】
系統安定化装置２０−１の直流充電部２３−１は、高速な充放電を行っても寿命に影響はないが、蓄電容量が小さい電気二重層キャパシタである。このため、直流充電部２３−１として電気二重層キャパシタを用いた系統安定化装置２０−１は、短時間で且つ高速な充放電を行って電力変動の補償を行っている。【００３９】
系統安定化装置２０−２の制御部２１−２は、図６に示す制御部２１と同様な構成となっており、電流検出器２４により検出した系統電流Ｉｓと、電圧検出器２５−２により検出した系統電圧Ｖｓ２と、電流検出器２６−２により検出した変換器電流Ｉｉｎｖ２を取り込み、ゲート信号ｇ２を出力する。電力変換器２２−２は、ゲート信号ｇ２に応じて、順変換動作をするときには、配電系統１０から得た交流電力を直流電力に変換してこの直流電力を直流充電部（鉛蓄電池）２３−２に充電し、逆変換動作をするときには、直流充電部（鉛蓄電池）２３−２に充電していた直流電力を交流電力に変換してこの交流電力を配電系統１０に送る。
なお、制御部２１−２は、図６に示す制御部２１と同様に、変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４を有している。【００４０】
系統安定化装置２０−２の直流充電部２３−２は、長時間の充放電が可能であるが、短時間で深い充放電を行うと寿命を劣化させる鉛蓄電池である。このため、直流充電部２３−２として電気二重層キャパシタを用いた系統安定化装置２０−２は、短時間で且つ高速な充放電は行わずに、時間をかけて充放電を立ち上げ、長時間の充放電を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４１】
【特許文献１】特開平１０−１４２５１号公報
【特許文献２】特開２００６−３３３５６３
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００４２】
ところで図８に示すように、１つの配電系統１０に、２台の系統安定化装置２０−１，２０−２を配置した場合には、両者を協調運転させなければ、系統安定化装置２０−１の出力電力と、系統安定化装置２０−２の出力電力とが干渉して、系統電流の変動を補償することができないという問題がある。【００４３】
２台の系統安定化装置２０−１，２０−２が干渉することなく系統安定化制御をするためには、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２と分散電源１１の出力電力及び出力電流を監視して、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２と分散電源１１がそれぞれ出力すべき出力電力及び出力電流を指令して、各指令に応じて系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２と分散電源１１を運転制御する必要がある。【００４４】
例えば特許文献２（特開２００６−３３３５６３）には、複数種類の分散電源を協調運転する技術が開示されており、この特許文献２に示す技術を利用して、２台の系統安定化装置２０−１，２０−２を運転することは可能である。【００４５】
しかし、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２と分散電源１１の出力電力及び出力電流を監視するための監視手段や、各系統安定化装置や分散電源を監視結果に応じて運転制御するための制御手段が更に必要になってくるという問題がある。【００４６】
本発明は、上記従来技術に鑑み、配電系統に充放電特性の異なる複数の系統安定化装置が備えられていても、各系統安定化装置や分散電源を監視することなく、系統安定化装置どうしの干渉を防止して安定した系統安定化制御ができる系統安定化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】
【００４７】
上記課題を解決する本発明の構成は、
電力系統が正常であるときには前記電力系統に接続され、前記電力系統に異常が発生したときには前記電力系統から遮断され、しかも分散電源と負荷が接続された配電系統に備えられる系統安定化装置であって、
前記系統安定化装置は、制御部と、前記制御部から送られてくるゲート信号に応じて順変換動作と逆変換動作をする電力変換器を有し、
前記制御部は、
前記電力系統が正常であるときには、
前記電力系統から前記配電系統に流入する系統電流から、系統電流の有効分と系統電流の無効分を求め、
第１の変動検出ブロックにより前記系統電流の有効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第２の変動検出ブロックにより前記系統電流の無効分に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から、変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
前記電力系統に異常が発生したときには、
前記配電系統の系統電圧から、系統電圧の周波数を示す周波数信号と系統電圧の振幅を示す振幅信号を求め、
第３の変動検出ブロックにより前記周波数信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を有効分の電流指令とし、
第４の変動検出ブロックにより前記振幅信号に含まれる変動分を求めて、この変動分を無効分の電流指令とし、
更に、前記電力変換器が入出力する変換器電流から変換器電流の有効分と変換器電流の無効分を求め、
前記有効分の電流指令と前記変換器電流の有効分との偏差である有効分の電流偏差を零とし、且つ、前記無効分の電流指令と前記変換器電流の無効分との偏差である無効分の電流偏差を零とするゲート信号を出力し、
しかも、第１から第４の変動検出ブロックは、
共通の電流指令を出力する変動検出部(300)と、前記共通の電流指令を入力して第１の電流指令を出力する第１の電流指令作成部(400)と、前記共通の電流指令を入力して第２の電流指令を出力する第２の電流指令作成部(500)とで構成され、
前記変動検出部(300)は、ノイズ除去を目的として決定した時定数が設定されているローパスフィルタ(301)と、入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして信号を出力するクッション回路(310)と、前記ローパスフィルタ(301)の出力信号から前記クッション回路(301)の出力信号を減算して前記共通の電流指令を出力する減算器(303)を有し、
前記第１の電流指令作成部(400)は、前記共通の電流指令が入力されると共に入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路(310)の信号変化値よりも大きくして信号を出力するクッション回路(410)と、前記共通の電流指令から前記クッション回路(410)の出力信号を減算して出力する減算器(401)と、前記減算器(401)の出力信号を増幅するアンプ(402)と、前記クッション回路(410)の出力信号を増幅するアンプ(403)と、前記アンプ(403)の出力信号をリミットする定格リミッタ(404)と、前記定格リミッタ(404)の出力信号が入力されると共に入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路(310)の信号変化値よりも大きくして信号を出力するクッション回路(420)と、前記定格リミッタ(404)の出力信号から前記クッション回路(420)の出力信号を減算して出力する減算器(405)と、前記アンプ(402)の出力信号と前記減算器(405)の出力信号を加算して前記第1の電流指令を出力する加算器(406)を有し、
前記第２の電流指令作成部(500)は、前記共通の電流指令を増幅するアンプ(501)と、前記アンプ(501)の出力信号をリミットする定格リミッタ(502)と、前記定格リミッタ(502)の出力信号が入力されると共に入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路(310)の信号変化値よりも大きくして前記第2の電流指令を出力するクッション回路(510)を有する、ことを特徴とする。【００４８】
また本発明の構成は、
前記第１の電流指令作成部(400)には、前記減算器(405)と前記加算器(406)の間に切替スイッチ(408)が介装されており、
この切替スイッチ(408)は、
前記電力変換器に接続された直流充電部が電気二重層キャパシタで形成されている系統安定化装置と、前記電力変換器に接続された直流充電部が鉛蓄電池で形成されている系統安定化装置とが協調運転しているときには投入状態となり、
前記電力変換器に接続された直流充電部が電気二重層キャパシタで形成されている系統安定化装置のみが単独運転しているときには遮断状態となることを特徴とする。【００４９】
また本発明の構成は、
前記クッション回路(310),(410),(420),(510)は、クッション時間をＴｃ、１サンプル周期をＴｓ、Ｘをリミット値としたときに、±（Ｘ・Ｔｓ／Ｔｃ）となったリミット特性を有するリミッタと、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する遅延回路と、減算器と、加算器を有し
前記減算器は、当該クッション回路の入力信号から前記遅延回路の出力信号を減算して前記リミッタに送り、
前記加算器は、前記リミッタの出力信号と前記遅延回路の出力信号とを加算して出力し、
前記遅延回路は、前記加算器から出力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力し、
しかも、前記クッション回路(310)のリミッタに設定したクッション時間(Ｔ3)は、前記クッション回路(410),(420),(510) のリミッタに設定したクッション時間(Ｔ4)よりも長く設定していることを特徴とする。【００５０】
また本発明の構成は、
前記の系統安定化装置であって、
第１から第４の変動検出ブロックには、ノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、任意に設定した第１のクッションがＴ３として設定され、第１のクッション時間Ｔ３よりも短い第２のクッション時間がＴ４として設定され、
前記変動検出部(300)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ１とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ２とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第２のフィルタ信号を、第１のクッション時間Ｔ３を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ａ）を求め、
第１のフィルタ信号からクッション信号（ａ）を減算して、共通の電流指令（Ｉrdfd0）を求め、
前記第１の電流指令作成部(400)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）を、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ｂ）を求め、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）からクッション信号（ｂ）を減算して減算信号（ｃ）を求め、この減算信号（ｃ）を増幅して電流指令（Ｉfdfd11）を求め、
クッション信号（ｂ）を予め設定した定格値でリミットしてリミッタ信号（ｄ）を求め、
リミッタ信号（ｄ）を、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ｅ）を求め、
リミッタ信号（ｄ）からクッション信号（ｅ）を減算して電流指令（Ｉfdfd12）を求め、
電流指令（Ｉfdfd11）と電流指令（Ｉfdfd12）を加算して電流指令（Ｉfdfd1）を求め、または電流指令（Ｉfdfd11）をそのまま電流指令（Ｉfdfd1）として求め、求めた電流指令（Ｉfdfd1）を出力し、
前記第２の電流指令作成部(500)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）を予め設定した定格値でリミットした後、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、電流指令（Ｉfdfd2）を求め、この電流指令（Ｉfdfd2）を出力する、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００５１】
本発明によれば、系統安定化装置の制御部に組み込んだ変動検出ブロックから、充放電時間の短い第１の電流制御指令と、充放電時間の長い第２の電流制御指令が得られるため、電気二重層キャパシタを直流充電部とした系統安定化装置では第１の電流指令を用いることにより、電気二重層キャパシタの充放電特性に適した、短時間で高速な充放電を行うことができ、鉛蓄電池を直流充電部とした系統安定化装置では第２の電流指令を用いることにより、鉛蓄電池の充放電特性に適した、時間をかけて充放電を立ち上げて長時間の充放電を行うことができる。【００５２】
また、クッション回路を、リミッタと遅延回路と減算器と加算器により構成することにより、得られる電流指令の変化は直線状の特性（線形変化）となるため、系統安定化装置の制御のみならず、この系統安定化装置と連動して動作する各種機器（発電機）などの制御を容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施例１に係る変動検出ブロックを示す回路図。
【図２】実施例１を用いたときの電流特性を示す特性図。
【図３】本発明の実施例２に係る変動検出ブロックを示す回路図。
【図４】マイクログリッドを示す回路構成図。
【図５】１台の系統安定化装置を備えたマイクログリッドを示す回路構成図。
【図６】系統安定化装置の制御部を示す回路図。
【図７】従来の変動検出ブロックを示す回路図。
【図８】２台の系統安定化装置を備えたマイクログリッドを示す回路構成図。
【発明を実施するための形態】
【００５４】
以下、本発明の実施の形態について、実施例に基づき詳細に説明する。
【実施例１】
【００５５】
図１は、本発明の実施例１に係る変動検出ブロック２００を示す。この変動検出ブロック２００は、系統安定化装置２０−１，２０−２の制御部２１−１，２１−２（図８参照）に組み込んだ、第１〜第４の変動検出ブロック１０５，１０６，１２３，１２４（図６参照）に適用するものである。【００５６】
図１に示すように、この変動検出ブロック２００は、変動検出部３００と、第１の電流指令作成部４００と、第２の電流指令作成部５００とで構成されている。【００５７】
この変動検出ブロック２００は、図６に示す変動検出ブロック１０５，１０６，１２３０，１２４として使用することができる。
（１）変動検出ブロック２００を変動検出ブロック１０５（図６参照）として使用する場合には、変動検出部３００には、系統電流の有効分Ｉｓｄが入力され、第１，第２の電流指令作成部４００，５００からは有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄが出力される。
（２）変動検出ブロック２００を変動検出ブロック１０６（図６参照）として使用する場合には、変動検出部３００には、系統電流の無効分Ｉｓｑが入力され、第１，第２の電流指令作成部４００，５００からは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑが出力される。
（３）変動検出ブロック２００を変動検出ブロック１２３（図６参照）として使用する場合には、変動検出部３００には、周波数信号Ｆが入力され、第１，第２の電流指令作成部４００，５００からは有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄが出力される。
（４）変動検出ブロック２００を変動検出ブロック１２４（図６参照）として使用する場合には、変動検出部３００には、振幅信号Ｌが入力され、第１，第２の電流指令作成部４００，５００からは無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑが出力される。【００５８】
更に、変動検出ブロック２００の第１，第２の電流指令作成部４００，５００からは、それぞれ電流指令Ｉｒｅｆｄまたは電流指令Ｉｒｅｆｑが出力される。この場合、電流指令の使用状態は次のようになる。
（１）変動検出ブロック２００を、電気二重層キャパシタを直流充電部とする系統安定化装置２０−１の変動検出ブロックとして使用する場合には、第１の電流指令作成部４００から出力される電流指令Ｉｒｅｆｄ１または電流指令Ｉｒｅｆｑ１を使用し、第２の電流指令作成部５００から出力される電流指令Ｉｒｅｆｄ２または電流指令Ｉｒｅｆｑ２は使用しない。
（２）変動検出ブロック２００を、鉛蓄電池を直流充電部とする系統安定化装置２０−２の変動検出ブロックとして使用する場合には、第２の電流指令作成部５００から出力される電流指令Ｉｒｅｆｄ２または電流指令Ｉｒｅｆｑ２を使用し、第１の電流指令作成部４００から出力される電流指令Ｉｒｅｆｄ１または電流指令Ｉｒｅｆｑ１は使用しない。【００５９】
以下の説明では、変動検出ブロック２００を、変動検出ブロック１０５（図６参照）として使用する場合について説明するが、変動検出ブロック２００を、変動検出ブロック１０６，１２３，１２４（図６参照）としても使用することができる。【００６０】
この変動検出ブロック２００を、変動検出ブロック１０５（図６参照）として使用する場合には、変動検出ブロック２００には系統電流の有効分Ｉｓｄが入力され、変動検出ブロック２００は、電流指令Ｉｒｅｆｄ１及び電流指令Ｉｒｅｆｄ２を出力する。
この変動検出ブロック２００の各部３００，４００，５００の入出力状態を先に説明すると、次のとおりである。【００６１】
変動検出部３００は、系統電流の有効分Ｉｓｄを入力して共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０を出力する。【００６２】
第１の電流指令作成部４００は、共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０を入力して、電流指令Ｉｒｅｆｄ１を出力する。この電流指令Ｉｒｅｆｄ１は、負荷変動があった場合に瞬時に立ち上がり、時間Ｔ４をかけて直線的に減少（漸減）する特性となっている。この電流指令Ｉｒｅｆｄ１は、電気二重層キャパシタで構成した直流充電部２３−１を備えた系統安定化装置２０−１の電流指令として用いる。【００６３】
第２の電流指令作成部５００は、共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０を入力して、電流指令Ｉｒｅｆｄ２を出力する。この電流指令Ｉｒｅｆｄ２は、負荷変動があった場合に時間Ｔ４をかけて直線的に増加（漸増）し、その後、時間（Ｔ３−Ｔ４）をかけて直線的に減少（漸減）する特性となっている。この電流指令Ｉｒｅｆｄ２は、鉛蓄電池で構成した直流充電部２３−２を備えた系統安定化装置２０−２の電流指令として用いる。【００６４】
次に、各部３００，４００，５００について詳細に説明する。【００６５】
まず変動検出部３００について説明する。
変動検出部３００は、ローパスフィルタ３０１と、ローパスフィルタ３０２と、減算器３０３と、クッション回路３１０とで構成されている。
クッション回路３１０は、リミッタ３１１と、遅延回路３１２と、減算器３１３と、加算器３１４とで構成されている。【００６６】
ローパスフィルタ３０１は、時定数が、時定数Ｔ１となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。時定数Ｔ１は、ノイズ除去を目的として決定した時定数である。
ローパスフィルタ３０１は、入力信号（系統電流の有効分Ｉｓｄ）が入力されると、そのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。
ローパスフィルタ３０２は、時定数が、時定数Ｔ２となっている、一次遅れ特性を有するフィルタである。時定数Ｔ２は、変動検出時間を設定することを目的として決定した時定数である。
ローパスフィルタ３０２は、入力信号（系統電流の有効分Ｉｓｄ）が入力されると、そのフィルタ特性を利用して、入力信号をフィルタリングする。【００６７】
クッション回路３１０のリミッタ３１１は、±（Ｘ・Ｔｓ／Ｔ３）となったリミット特性を有している。
なお、Ｔ３は、任意の時間に設定したクッション時間であり、Ｔｓは１サンプル周期であり、Ｘはリミット値である。
なお、クッション時間Ｔ３により、鉛蓄電池による直流充電部２３−２を備えた系統安定化装置２０−２の充放電時間が設定される。【００６８】
このリミッタ３１１は、１サンプル周期Ｔｓあたりの変化量を制限するものである。リミッタ３１１は、リミッタ３１１に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）と−Ｘ（下限のリミット値）の間の値であるときには、入力信号の信号値をそのまま保持して出力し、リミッタ３１１に入力される信号の信号値が、＋Ｘ（上限のリミット値）以上である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで増加し、その後は値を＋Ｘに制限し、リミッタ３１１に入力される信号の信号値が、−Ｘ（下限のリミット値）以下である場合には、所定の時間は値が一定の傾きで減少し、その後は値を−Ｘに制限する。【００６９】
遅延回路３１２は、入力された信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力する特性を有している。この遅延回路３１２は、例えば、Ｚ-1となった特性を有するＺ変換回路などにより構成することができる。【００７０】
減算器３１３は、一次遅れ特性のローパスフィルタ３０２の出力信号から、遅延回路３１２の出力信号を減算して、減算した信号をリミッタ３１１に送る。
つまり、遅延回路３１２の出力信号を、リミッタ３１１の前段で負帰還している。【００７１】
加算器３１４は、リミッタ３１１から出力された信号と遅延回路３１２から出力された信号とを加算して出力する。
つまり、遅延回路３１２の出力信号を、リミッタ３１１の後段で正帰還している。【００７２】
遅延回路３１２は、加算器３１４の出力信号を１サンプル周期Ｔｓだけ遅延させて出力している。【００７３】
このように、遅延回路３１２から出力された信号を、リミッタ３１１の前段で負帰還し、リミッタ８３の後段で正帰還しているため、信号状態は次のようになる。【００７４】
減算器３１３の出力は、「現在のサンプル値−１サンプル周期前のリミッタ処理後の値」となる。
したがって、ローパスフィルタ３０２から減算器３１３に入力される信号値が、＋Ｘ以下で−Ｘ以上である場合には、リミッタ３１１から出力される信号値は０となる。
一方、ローパスフィルタ３０２から減算器３１３に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、リミッタ３１１から出力される信号値は、その上限値・下限値がリミット値（＋Ｘ，−Ｘ）で制限された値となる。【００７５】
加算器３１４の出力は、「リミッタの出力＋１サンプル周期前のリミッタ処理後の値」となる。
したがって、ローパスフィルタ３０２から減算器３１３に入力される信号値が、＋Ｘ以上または−Ｘ以下である場合には、加算器３１４から出力される信号値は、直線的に増加していく。即ち、加算器３１４から出力される信号値は、１サンプル周期Ｔｓ毎に、リミット値の値（＋Ｘまたは−Ｘ）だけ段階的に変化（増加または減少）していく。【００７６】
結局、クッション回路３１０は、入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして信号を出力する。【００７７】
減算器３０３は、一次遅れ特性のローパスフィルタ３０１の出力信号から加算器３１４の出力信号を減算して出力する。この減算器３０３からは、入力信号に含まれている、変動分が出力される。
この例では、系統電流の有効分Ｉｓｄの変動分に相当する、共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０が、減算器３０３（変動検出部３００）から出力される。【００７８】
上記構成となっている変動検出部３００における信号状態を、図２を参照して説明する。なお、図２において、「ｐ．ｕ．」は単位記号であり、１ｐ．ｕ．は定格値を示している。【００７９】
図２に示す信号状態は、図２（ａ）に示すように、負荷が急増して負荷電流ＩＬがステップ状に増加したときの状態である。【００８０】
図２（ｂ）に示すように、系統電流の有効分Ｉｓｄは、負荷変動時点ｔ１において瞬間的に立ち上がり、その後は時間Ｔ３をかけて時点ｔ３まで直線的に増加（漸増）する。なお、このときには、系統安定化装置２０−１，２０−２による系統安定化制御（電流補償）動作が行われている。【００８１】
系統電流の有効分Ｉｄｓは、ローパスフィルタ３０２でフィルタリングされ、更に、クッション回路３１０にてクッション処理がされて単位時間当たりの信号変化値が緩やかにされるため、クッション回路３１０からは、図２（ｃ）に示すようなクッション信号ａが出力される。【００８２】
減算器３０３は、系統電流の有効分Ｉｓｄからクッション信号ａを減算することにより、図２（ｄ）に示すような共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０を出力する。【００８３】
次に第１の電流指令作成部４００について説明する。
第１の電流指令作成部４００は、減算器４０１と、アンプ４０２，４０３と、定格リミッタ４０４と、減算器４０５と、加算器４０６と、定格リミッタ４０７と、クッション回路４１０，４２０とで構成されている。
クッション回路４１０，４２０は、それぞれ、リミッタ４１１，４２１と、遅延回路４１２，４２２と、減算器４１３，４２３と、加算器４１４，４２４とで構成されている。【００８４】
クッション回路４１０，４２０のリミッタ４１１，４２１は、それぞれ、±（Ｘ・Ｔｓ／Ｔ４）となったリミット特性を有している。
なお、Ｔ４は、時間Ｔ３よりも短い任意の時間に設定したクッション時間であり、Ｔｓは１サンプル周期であり、Ｘはリミット値である。
なお、クッション時間Ｔ４により、電気二重層キャパシタによる直流充電部２３−１を備えた系統安定化装置２０−１の充放電時間が設定される。【００８５】
クッション回路４１０，４２０の動作は、クッション時間は違うが、基本的にクッション回路３１０と同様な動作をする。つまり、入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路３１０の信号変化値よりも大きくして信号を出力する。【００８６】
上記構成となっている第１の電流指令作成部４００における信号状態を、図２を参照して説明する。【００８７】
変動検出部３００から出力された共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０は、クッション回路４１０にてクッション処理がされて単位時間当たりの信号変化値が緩やかにされるため、クッション回路４１０からは、図２（ｅ）に示すようなクッション信号ｂが出力される。【００８８】
減算器４０１は、共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０からクッション信号ｂを減算することにより、図２（ｆ）に示すような共通の減算信号ｃを出力する。
アンプ４０２は、減算信号ｃを増幅して、図２（ｇ）に示すような電流指令Ｉｒｅｆｄ１１を出力する。【００８９】
またクッション信号ｂは、アンプ４０３により増幅され、定格リミッタ４０４により信号値が定格値にリミットされることにより、図２（ｈ）に示すようなリミッタ信号ｄとなる。【００９０】
リミッタ信号ｄは、クッション回路４２０にてクッション処理がされて単位時間当たりの信号変化値が緩やかにされるため、クッション回路４２０からは、図２（ｉ）に示すようなクッション信号ｅが出力される。
クッション信号ｅは、時点ｔ１から時点ｔ２まで時間Ｔ４をかけて直線的に増加（漸増し）時点ｔ２から時点ｔ３まで時間（Ｔ３−Ｔ４）をかけて直正的に減少（漸減）する特性となっている。【００９１】
減算器４０５は、リミッタ信号ｄからクッション信号ｅを減算することにより、図２（ｊ）に示すような電流指令Ｉｒｅｆｄ１２を出力する。この電流指令Ｉｒｅｆｄ１２が出力される時間はＴ４である。
この電流指令Ｉｒｅｆｄ１2は、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２が協調運転しているときに、系統電流変動の残留を抑制する電流指令となっている。【００９２】
加算器４０６は、電流指令Ｉｒｅｆｄ１１と電流指令Ｉｒｅｆｄ１２を加算することにより、図２（ｋ）に示すような電流指令Ｉｒｅｆｄ１を出力する。この電流指令Ｉｒｅｆｄ１は定格リミッタ４０７により信号値が定格値にリミットされてから出力される。【００９３】
電流指令Ｉｒｅｆｄ1は、信号幅（時間軸の長さ）がＴ４と小さく、短時間で立ち上がって短時間で立ち下がる特性となっているため、短時間で且つ高速な充放電を行う系統安定化装置２０−１の電流指令として用いるのに適している。【００９４】
ここで電流指令Ｉｒｅｆｄ１１と電流指令Ｉｒｅｆｄ１２と電流指令Ｉｒｅｆｄ１の関係を説明する。【００９５】
電流指令Ｉｒｅｆｄ１１は図２（ｇ）に示すように、信号幅（時間軸の長さ）が極めて小さく（Ｔ４に対して更に小さく）、極めて短時間で立ち上がって短時間で立ち下がる特性となっている。したがって、変動に対して電流指令Ｉｒｅｆｄ１１は敏感に反応して出力されたり、出力が停止されたりする。
このため、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２が協調運転しているときには、系統安定化装置２０−２側の安定化制御により影響を受けて適切な電流指令Ｉｒｅｆｄ１１が得られなくなる可能性がある。
そこで、電流指令Ｉｒｅｆｄ１１が過敏反応して適切な電流指令とならなくなることを防止するため、電流指令Ｉｒｅｆｄ１１に電流指令Ｉｒｅｆｄ１２を加算して、電流指令Ｉｒｅｆｄ１としている。【００９６】
次に第２の電流指令作成部５００について説明する。
第２の電流指令作成部５００は、アンプ５０１と、定格リミッタ５０２，５０３と、クッション回路５１０とで構成されている。【００９７】
クッション回路５１０のリミッタ５１１は、±（Ｘ・Ｔｓ／Ｔ４）となったリミット特性を有している。
なお、Ｔ４は、時間Ｔ３よりも短い任意の時間に設定したクッション時間であり、Ｔｓは１サンプル周期であり、Ｘはリミット値である。【００９８】
クッション回路５１０の動作は、クッション時間は違うが、基本的にクッション回路３１０と同様な動作をする。つまり、入力信号の値に変化が生じたときに単位時間当たりの信号変化値を前記クッション回路３１０の信号変化値よりも大きくして信号を出力する。【００９９】
上記構成となっている第２の電流指令作成部５００における信号状態を、図２を参照して説明する。【０１００】
共通の電流指令Ｉｒｅｆｄ０は、アンプ５０１により増幅され、定格リミッタ５０２により信号値が定格値にリミットされ、更に、クッション回路５１０にてクッション処理がされて単位時間当たりの信号変化値が緩やかにされるため、クッション回路５１０からは、図２（ｌ）に示すような電流指令Ｉｒｅｆｄ２が出力される。この電流指令Ｉｒｅｆｄ２は定格リミッタ５０３により信号値が定格値にリミットされてから出力される。【０１０１】
電流指令Ｉｒｅｆｄ２は、信号幅（時間軸の長さ）がＴ３と長く、時間Ｔ４で立ち上がった後、時間（Ｔ３−Ｔ４）で立ち下がる特性となっているため、時間をかけて充放電を立ち上げ長時間の充放電を行う系統安定化装置２０−２の電流指令として用いるのに適している。【０１０２】
ここで電流指令Ｉｒｅｆｄ１と電流指令Ｉｒｅｆｄ２の関係について説明する。
電流指令流Ｉｒｅｆｄ１は期間Ｔ４（ｔ１〜ｔ２）においてのみ出力され、電流指令Ｉｒｅｆｄ２は、期間Ｔ４（ｔ１〜ｔ２）においては徐々に増加し、期間Ｔ４−Ｔ３（ｔ２〜ｔ３）において徐々に増加する。
期間Ｔ４に着目すると、電流指令Ｉｒｅｆｄ１は時点ｔ１にて瞬時に立ち上がってその後は徐々に減少するのに対して、電流指令Ｉｒｅｆｄ２は時点ｔ１から徐々に増加している。このように、期間Ｔ４では、電流指令Ｉｒｅｆｄ１が減少し、電流指令Ｉｒｅｆｄ２が逆に増加しているため、電流指令Ｉｒｅｆｄ１から電流指令Ｉｒｅｆｄ２の入れ替えをスムーズに行うことができる。【０１０３】
したがって、電気二重層キャパシタで構成した直流充電部２３−１を有するため短時間の充放電をする系統安定化装置２０−１を電流指令Ｉｒｅｆｄ１により制御し、鉛蓄電池で構成した直流充電部２３−２を有するため長時間の充放電をする系統安定化装置２０−２を電流指令Ｉｒｅｆｄ２により制御することで、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２による系統安定化制御が干渉することなく、良好な制御ができる。
しかも、この場合には、系統安定化装置２０−１と系統安定化装置２０−２と分散電源１１の出力電力及び出力電流を監視する必要はない。【０１０４】
また、本実施例では、クッション回路３１０，４１０，４２０，４３０を、リミッタ３１１，４１１，４２１，４３１と遅延回路３１２，４１２，４２２，４３２と減算器３１３，４１３，４２３，４３３と加算器３１４，４１４，４２４，４３４により構成することにより、得られる電流指令Ｉｒｅｆｄ１，Ｉｒｅｆｄ２の変化は直線状の特性となる。
このため、系統安定化装置２０−１，２０−２の制御のみならず、この系統安定化装置と連動して動作する各種機器（発電機）などの制御を容易に行うことができる。
【実施例２】
【０１０５】
図３は本発明の実施例２にかかる変動検出ブロック２００Ａを示す。この変動検出ブロック２００Ａは、図１に示す変動検出ブロック２００に、更に、切替スイッチ４０８を備えたものである。【０１０６】
この切替スイッチ４０８は、減算器４０５と加算器４０６との間に介装されている。切替スイッチ４０８は、電気二重層キャパシタにより直流充電部２３−１が形成されている系統安定化装置２０−１と、鉛蓄電池により直流充電部２３−２が形成されている系統安定化装置２０−２とが協調運転しているときには投入され、電気二重層キャパシタにより直流充電部２３−１が形成されている系統安定化装置２０−１のみが単独運転されているときには遮断状態となる。【０１０７】
したがって協調運転時には、Ｉｒｅｆｄ１＝Ｉｒｅｆｄ１１＋Ｉｒｅｆｄ１２となるが、単独運転時にはＩｒｅｆｄ１＝Ｉｒｅｆｄ１１となる。
このように、単独運転時にはＩｒｅｆｄ１＝Ｉｒｅｆｄ１１となるため、電流指令Ｉｒｅｆｄ１には、系統電流変動の残留を抑制する電流指令Ｉｒｅｆｄ１２が含まれない。【０１０８】
系統安定化装置２０−１のみが単独運転されているときには、Ｉｒｅｆｄ１＝Ｉｒｅｆｄ１１＋Ｉｒｅｆｄ１２とすると、系統安定化装置２０−１は時間Ｔ４よりも長い時間にわたって充放電をする場合が。
しかし、本願のように、系統安定化装置２０−１のみが単独運転されているときに切替スイッチ４０８を遮断して、電流指令Ｉｒｅｆｄ１＝Ｉｒｅｆｄ１１として、系統電流変動の残留を抑制する電流指令Ｉｒｅｆｄ１２を含まないようにすれば、短時間の充放電を行う系統安定化装置２０−１が、時間Ｔ４よりも長い時間にわたって充放電動作を行うことを防止することができる。【０１０９】
なお、上記の実施例１，２の例は、変動検出ブロック２００，２００Ａを変動検出ブロック１０５として使用した場合の例であるが、変動検出ブロック２００，２００Ａを、回路構成に変更を加えることなく、変動検出ブロック１０６，１２３，１２４として使用することができる。【０１１０】
変動検出ブロック２００，２００Ａを変動検出ブロック１０６として使用する場合には、図１，図３において、系統電流の有効分Ｉｃｓを系統電流の無効分Ｉｃｄに、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄ０，Ｉｒｅｆｄ１１，Ｉｒｅｆｄ１２，Ｉｒｅｆｄ１，Ｉｒｅｆｄ２を無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑ０，Ｉｒｅｆｑ１１，Ｉｒｅｆｑ１２，Ｉｒｅｆｑ１，Ｉｒｅｆｑ２に置き換えればよい。【０１１１】
変動検出ブロック２００，２００Ａを変動検出ブロック１２３として使用する場合には、図１，図３において、系統電流の有効分Ｉｃｓを周波数信号Ｆに置き換えればよい。【０１１２】
変動検出ブロック２００，２００Ａを変動検出ブロック１２４として使用する場合には、図１，図３において、系統電流の有効分Ｉｃｓを振幅信号Ｌに、有効分の電流指令Ｉｒｅｆｄ０，Ｉｒｅｆｄ１１，Ｉｒｅｆｄ１２，Ｉｒｅｆｄ１，Ｉｒｅｆｄ２を無効分の電流指令Ｉｒｅｆｑ０，Ｉｒｅｆｑ１１，Ｉｒｅｆｑ１２，Ｉｒｅｆｑ１，Ｉｒｅｆｑ２に置き換えればよい。【０１１３】
また前記実施例１，２は、コンピュータに予め設定した演算処理プログラム（ソフトウエア）を用いて演算することにより、実現することもできる。【０１１４】
つまり、ソフトウエアを利用した実施例では、変動検出ブロック２００，２００Ａとしては、ハードウエアであるコンピュータに、変動検出ブロック２００，２００Ａとして必要な演算処理をする演算処理プログラム（ソフトウエア）を組み込んだ（設定した）ものとして構成することができる。【０１１５】
このようなソフトウエアを利用した実施例に係る変動検出ブロック２００，２００Ａでは、次の様な演算処理を、演算処理プログラムにより実行する。【０１１６】
（１）  演算処理プログラムには、ノイズ除去用の時定数がＴ１として設定され、変動検出時間を設定するための時定数がＴ２として設定され、任意に設定した第１のクッションがＴ３として設定され、第１のクッション時間Ｔ３よりも短い第２のクッション時間がＴ４として設定される。
上記設定が完了後、変動検出ブロック２００，２００Ａは、演算処理プログラムを用いた演算処理により、次のような演算処理をする。【０１１７】
（２）  変動検出部(300)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ１とした一次遅れフィルタ処理して、第１のフィルタ信号を求め、
当該変動検出ブロックに入力される入力信号を、時定数をＴ２とした一次遅れフィルタ処理して、第２のフィルタ信号を求め、
第２のフィルタ信号を、第１のクッション時間Ｔ３を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ａ）を求め、
第１のフィルタ信号からクッション信号（ａ）を減算して、共通の電流指令（Ｉrdfd0）を求める。【０１１８】
第１の電流指令作成部(400)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）を、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ｂ）を求め、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）からクッション信号（ｂ）を減算して減算信号（ｃ）を求め、この減算信号（ｃ）を増幅して電流指令（Ｉfdfd11）を求め、
クッション信号（ｂ）を予め設定した定格値でリミットしてリミッタ信号（ｄ）を求め、
リミッタ信号（ｄ）を、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、クッション信号（ｅ）を求め、
リミッタ信号（ｄ）からクッション信号（ｅ）を減算して電流指令（Ｉfdfd12）を求め、
電流指令（Ｉfdfd11）と電流指令（Ｉfdfd12）を加算して電流指令（Ｉfdfd1）を求め、または電流指令（Ｉfdfd11）をそのまま電流指令（Ｉfdfd1）として求め、求めた電流指令（Ｉfdfd1）を出力する。【０１１９】
第２の電流指令作成部(500)は、演算処理プログラムを用いた演算処理により、
共通の電流指令（Ｉrdfd0）を予め設定した定格値でリミットした後、第２のクッション時間Ｔ４を用いて単位時間当たりの信号変化値を緩やかにして、電流指令（Ｉfdfd2）を求め、この電流指令（Ｉfdfd2）を出力する。
【符号の説明】
【０１２０】
１  電力系統
２  遮断器
１０  配電系統
１１  分散電源
１２  負荷
２０，２０−１，２０−２  系統安定化装置
２１，２１−１，２１−２  制御部
２２，２２−１，２２−２  電力変換器
２３，２３−１，２３−２  直流充電部
２４，２６，２６−１，２６−２  電流検出器
２５，２５−１，２５−２  電圧検出器
１０５，１０６，１２３，１２４，２００，２００Ａ  変動検出ブロック
３００  変動検出部
４００  第１の電流指令作成部
５００  第２の電流指令作成部
【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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【国際調査報告】
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