(57)【要約】【課題】単独運転に移行した発電機装置に流れる逆相分または高調波成分を補償することができ、かつ電圧、周波数を安定に維持する分散型電源装置を提供する。【解決手段】分散型電源装置は、常時電力の供給を要する重要負荷および商用系統からの電力の供給が絶えたときに上記重要負荷に供給する電力を発電する発電機が接続され、上記商用系統に対して遮断器を介して接続・解列される重要負荷系統に接続されている分散型電源装置において、少なくとも上記商用系統からの上記重要負荷への電力の供給が絶えたとき、上記重要負荷から発生する逆相分および高調波成分の電流を補償する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
常時電力の供給を要する重要負荷および商用系統からの電力の供給が絶えたときに上記重要負荷に供給する電力を発電する発電機が接続され、上記商用系統に対して遮断器を介して接続・解列される重要負荷系統に接続されている分散型電源装置において、
少なくとも上記商用系統からの上記重要負荷への電力の供給が絶えたとき、上記重要負荷から発生する逆相分および高調波成分の電流を補償することを特徴とする分散型電源装置。
【請求項２】
上記商用系統からの上記重要負荷への電力の供給が絶えたとき、上記重要負荷系統の電圧および周波数を制御することを特徴とする請求項１に記載する分散型電源装置。
【請求項３】
上記重要負荷系統が上記商用系統に接続されているとき、負荷平準化することを特徴とすることを特徴とする請求項１に記載する分散型電源装置。
【請求項４】
ナトリウム−硫黄電池、レドックスフロー電池、超電導コイル電力貯蔵装置、フライホイール電力貯蔵装置、電気二重層コンデンサまたはリチウムイオン電池が備えられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載する分散型電源装置。
【請求項５】
上記重要負荷系統を上記商用系統から切り離すことが必要なとき、上記重要負荷に供給される電力と上記発電機で発電される電力との差分を上記分散型電源装置から補償し、上記遮断器に流れる電力が予め定められた値以下になったとき上記遮断器を開放することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載する分散型電源装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、停電を極力防ぐ必要のある重要負荷を瞬時電圧低下対策機能および停電対策機能を有する発電機装置が具備されている構内系統に備えられる分散型電源装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションなどの発電機を設置している需要家において、雷警報発令時に、瞬低の影響を最小限にするため、区分遮断器の解列操作により、発電機を重要負荷を伴って単独運転させている。
また、系統連系中に瞬低または停電が発生した場合、電圧低下を高速に検出し、区分遮断器を１サイクル以内で解列させて単独運転させることがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１２６２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、単独運転時において、重要負荷での負荷変動が大きい場合、常用発電機からの電圧や周波数の変動が大きくなるという問題がある。
また、重要負荷として単相負荷や整流器などが多く接続されている場合、３相間で不平衡になったり、高調波が多くなったりするため、単独運転時において、常用発電機の回転子の過熱が懸念されるので、発電機の出力を低下させなければならないという問題がある。
また、区分遮断器で発電機と重要負荷とを商用系統から解列させるとき、発電機の自動電圧調整器（ＡＶＲ）や周波数調整器（ガバナー）の応答性が遅いため、単独運転移行時に重要負荷の一部に影響がでるという問題がある。
【０００５】
この発明の目的は、単独運転に移行したときの電圧や周波数を安定に維持し、発電機装置に流れる逆相分または高調波成分を補償することのできる分散型電源装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明に係わる分散型電源装置は、常時電力の供給を要する重要負荷および商用系統からの電力の供給が絶えたときに上記重要負荷に供給する電力を発電する発電機が接続され、上記商用系統に対して遮断器を介して接続・解列される重要負荷系統に接続されている分散型電源装置において、少なくとも上記商用系統からの上記重要負荷への電力の供給が絶えたとき、上記重要負荷から発生する逆相分および高調波成分の電流を補償する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明に係わる分散型電源装置の効果は、重要負荷から発生する逆相分や高調波成分を分散型電源装置から補償するので、発電機に逆相分や高調波成分の電流が流れ込まないので、発電機の回転子での発熱が抑えられ、発電機の能力一杯の発電ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
実施の形態
図１は、この発明の実施の形態に係わる分散型電源装置が備えられている所内系統のブロック図である。
この実施の形態に係わる構内系統１は、図１に示すように、連系点３において商用系統２と連系用遮断器４を介して連系されている。そして、構内系統１には、商用系統２が瞬低または停電しているとき電力の供給が絶たれる一般負荷５と商用系統２が瞬低または停電しているときも電力の供給が必要な重要負荷６とが接続されている。
そして、重要負荷６が接続されている重要負荷系統７は、高速遮断器１０が開放、投入されることにより、構内系統１と接続・解列される。
また、重要負荷系統７は、重要負荷６以外に、商用系統２が停電しているときに重要負荷６に対する瞬時電圧低下対策機能および停電対策機能を合わせ持った発電機装置１１と、負荷平準化機能を有した分散型電源装置１２が接続されている。
【０００９】
重要負荷６に対する瞬時電圧低下対策機能および停電対策機能は、通常は商用系統２から電力が重要負荷６に供給されているが、商用系統２が瞬低または停電になったとき、発電機装置１１から重要負荷６に電力を供給してバックアップすることである。
また、負荷平準化機能は、一般負荷５および重要負荷６の消費電力が小さくなる夜間に分散型電源としてのナトリウム−硫黄電池１３に直流電力を充電し、一般負荷５および重要負荷６の消費電力が大きくなる昼間にナトリウム−硫黄電池１３から放電して重要負荷６に電力を供給し、その余剰分を一般負荷５に電力を供給することにより商用系統２から供給されるデマンド量を減少して電気料金を低減することである。
【００１０】
この分散型電源装置１２では分散型電源としてナトリウム−硫黄電池１３を用いている。なお、分散型電源は、ナトリウム−硫黄電池１３以外にもレドックスフロー電池、超電導コイル電力貯蔵装置、フライホイール電力貯蔵装置、電気二重層コンデンサ、リチウムイオン電池など商用系統２から電力を受電して貯蔵し、逆に電力を放電して一般負荷５および重要負荷６に供給できるものであれば、この発明をナトリウム−硫黄電池１３と同様に適用することができる。
【００１１】
発電機装置１１は、発電機８と図示しない発電機制御装置から構成されている。そして、発電機制御装置は、自動力率調整機能（ＡＰＦＲ）、自動電圧調整制御機能（ＡＶＲ）、同期調整機能を合わせもった一般的な装置である。そして、分散型電源装置１２の制御装置１４から送信されてくる発電機制御信号および同期指令信号に基づいて発電機制御装置が動作する。発電機制御信号の論理が「０」のとき、自動力率調整機能が発揮し、発電機制御信号の論理が「１」のとき、自動電圧調整制御機能が発揮される。また、同期指令信号の論理が「０」から「１」に変わると、発電機装置１１の出力電圧が商用系統２の電圧に振幅と位相とに関して同期される。
【００１２】
次に、分散型電源装置１２について説明する。
分散型電源装置１２は、分散型電源装置１２を重要負荷系統７に接続・解列させるための連系用遮断器１５、分散型電源装置１２に入出力する電源側電流を計測する電源側計器用変流器１６、電源側電圧を計測する電源側計器用変圧器１７、電源側計器用変流器１６からの電源側電流と電源側計器用変圧器１７からの電源側電圧とから分散型電源有効電力検出値と分散型電源無効電力検出値とを算出する電力計１８、重要負荷系統７の電圧を交直変換装置２０に適する電圧に変換する変圧器２１、交流電力を直流電力に変換してナトリウム−硫黄電池１３に充電し、逆にナトリウム−硫黄電池１３から放電された直流電力を交流電力に変換する交直変換装置２０、交直変換装置２０に入出力するＰＣＳ電流を計測するためのＰＣＳ計器用変流器２２、交直変換装置２０が発生する高調波を抑制するためのフィルタコンデンサ２３および直列リアクトル２４、分散型電源装置１２を制御する制御装置１４が備えられている。
【００１３】
また、構内系統１には、高速遮断器１０の商用系統２側の系統側電圧を計測する系統側計器用変圧器２７、高速遮断器１０を流れる系統側電流を計測するための系統側計器用変流器２８、系統側計器用変圧器２７で計測された系統側電圧が所定の値以下のとき不足電圧信号の論理を「０」から「１」に変化する系統不足電圧継電器２９、系統側計器用変圧器２７からの系統側電圧と系統側計器用変流器２８からの系統側電流から系統側有効電力検出値と系統側無効電力検出値とを算出する電力計３０が備えられている。
【００１４】
また、重要負荷６の入出力端には、重要負荷６に流れる負荷側電流を計測する負荷側計器用変流器３２が備えられている。
また、発電機装置１１の入出力端には、発電機装置１１の入出力端の発電機電圧を計測するための発電機側計器用変圧器３３が備えられている。
また、重要負荷系統７には、重要負荷系統７の重要負荷系統電圧を計測するための重要負荷系統側計器用変圧器３４が備えられている。
また、高速遮断器１０は、高速遮断器開放許可信号ζ６の論理が「０」から「１」に変化したとき、開放され、論理が「１」から「０」に変化したとき、投入される。そして、開放が完了すると、高速遮断器開放状態信号ξ４の論理が「０」から「１」に変化し、投入が完了すると、高速遮断器開放状態信号ξ４の論理が「１」から「０」に変化する。
【００１５】
制御装置１４は、商用系統２が正常なときには有効電力基準値およびフィルタ容量から有効電流指令値および無効電流指令値を出力する電力制御部３５、商用系統２が瞬低または停電して発電機装置１１が単独運転されているとき重要負荷６が発生する逆相分および高調波分を補償する逆相補償部３６、有効電流指令値および無効電流指令値に基づいてｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を算出する交流電流制御部３７、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値に基づいて交直変換装置２０をＰＷＭ制御するゲートパルスを出力するＰＷＭ制御部３８、分散型電源装置１２の運転モードを切り替える運転モード切替部３９を有している。
【００１６】
次に、制御装置１４の電力制御部３５、逆相補償部３６、交流電流制御部３７、ＰＷＭ制御部３８について図２を参照して説明する。図２は、電力制御部３５、逆相補償部３６、交流電流制御部３７、ＰＷＭ制御部３８の制御に係わるブロック線図であり、四角や丸が演算要素を表している。さらに、矢印線は信号の出力から入力を表している。なお、３相静止座標系では、Ｒ相が基準に採られており、Ｓ相がＲ相から電気角で１２０度遅れ、さらにＴ相はＳ相から１２０度遅れている。
【００１７】
電力制御部３５は、単独操作信号ζ１の論理が「１」のとき単独操作側に、論理が「０」のとき連系操作側に切り換えられる第１のスイッチ（ＳＷ１）４１、単独中信号ζ１２の論理が「０」のとき連系中側に、論理が「１」のとき単独中側に切り換えられる第２のスイッチ（ＳＷ２）４２を有している。
【００１８】
また、電力制御部３５は、分散型電源有効電力検出値Ｐｎａｓから系統側有効電力検出値ＰＳＷを減算して有効電力基準値Ｐｒｅｆを求める有効潮流減算器４４、基準周波数からＲ相重要負荷系統の周波数ＦＬを減算して周波数差分Δｆを求める周波数減算器４５、周波数差分Δｆを比例制御して有効電力基準値Ｐｒｅｆを求める比例演算部４６、分散型電源有効電力検出値Ｐｎａｓから有効電力基準値Ｐｒｅｆを減算して有効電力指令値Ｐｐｒｅを求める有効指令値演算部４７、有効電力指令値ＰｐｒｅをＰＩ制御してｄ軸電流基準値ＩｄＲＥＦを求める有効電力調整器４８を有している。
【００１９】
有効指令値演算部４７に入力される有効電力基準値Ｐｒｅｆは、第１のスイッチ４１が連系操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、予め定められた電池電力計画値Ｐｒｅｆ、第１のスイッチ４１が単独操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、有効潮流減算器４４から求められる有効電力基準値Ｐｒｅｆ、第２のスイッチ４２が単独中側に切り換えられているとき、比例演算部４６から求められる有効電力基準値Ｐｒｅｆである。そして、第１のスイッチ４１が連系操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、負荷平準化（ＡＰＲ）が行われており、第１のスイッチ４１が単独操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、潮流零制御が行われており、第２のスイッチ４２が単独中側に切り換えられているとき、重要負荷系統７の周波数制御（ＡＦＣ）が行われている。
【００２０】
また、電力制御部３５は、系統側無効電力検出値ＱＳＷから分散型電源無効電力検出値Ｑｎａｓを減算して無効電力基準値Ｑｒｅｆを求める無効潮流減算器５１、分散型電源無効電力検出値Ｑｎａｓからフィルタ容量を減算して無効電力指令値Ｑｐｒｅを求める無効指令値演算部５２、無効電力指令値ＱｐｒｅをＰＩ制御してｑ軸電流基準値ＩｑＲＥＦを求める無効電力調整器５３、重要負荷系統電圧ＶＬＲ、ＶＬＳ、ＶＬＴから電圧実効値を求める実効値演算部５４、系統電圧基準値から電圧実効値を減算して電圧差分ΔＶを求める電圧減算器５５、電圧差分ΔＶをＰＩ制御してｑ軸電流基準値ＩｑＲＥＦを求める電圧調整器５６を有する。
【００２１】
電力制御部３５から出力されるｑ軸電流基準値ＩｑＲＥＦは、第１のスイッチ４１が連系操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、分散型電源無効電力検出値Ｑｎａｓとフィルタ容量とに係わるｑ軸電流基準値、第１のスイッチ４１が単独操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、系統側無効電力検出値と分散型電源無効電力検出値に係わるｑ軸電流基準値、第２のスイッチ４２が単独中側に切り換えられているとき、電圧調整器５６からのｑ軸電流基準値である。そして、第１のスイッチ４１が連系操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、フィルタ容量を補償しており、第１のスイッチ４１が単独操作側、第２のスイッチ４２が連系中側に切り換えられているとき、潮流零制御が行われており、第２のスイッチ４２が単独中側に切り換えられているとき、発電機電圧制御（ＡＶＲ）が行われている。
【００２２】
逆相補償部３６は、単独中信号が論理「１」のときＯＮされる第３のスイッチ（ＳＷ３）５８が出力端に備えられ、第３のスイッチ５８からの信号は交流電流制御部３７に入力される。
また、逆相補償部３６は、３相の負荷側電流ＩＬＲ、ＩＬＳ、ＩＬＴをｄ軸負荷側電流Ｉｄとｑ軸負荷側電流Ｉｑとに変換する負荷側３相／ｄｑ変換部５９、ｄ軸負荷側電流Ｉｄからｄ軸基本波成分電流を求めるｄ軸フィルタ６０、ｑ軸負荷側電流Ｉｑからｑ軸基本波成分電流を求めるｑ軸フィルタ６１、ｄ軸負荷側電流Ｉｄからｄ軸基本波成分電流を減算してｄ軸高調波逆相成分電流を求めるｄ軸電流減算器６２、ｑ軸負荷側電流Ｉｑからｑ軸基本波成分電流を減算してｑ軸高調波逆相成分電流を求めるｑ軸電流減算器６３を有している。
【００２３】
交流電流制御部３７は、図２に示すように、ｄ軸電流基準値とｑ軸電流基準値とに基づき分散型電源装置１２から出力される有効電力または無効電力を制限するリミッタ回路６６、ｄ軸電流基準値からｄ軸高調波逆相成分電流を加算して補償済ｄ軸電流基準値を求めるｄ軸電流加算器６７、ｑ軸電流基準値からｑ軸高調波逆相成分電流を加算して補償済ｑ軸電流基準値を求めるｑ軸電流加算器６８、３相ＰＣＳ電流ＩＰＲ、ＩＰＳ、ＩＰＴをｄ軸ＰＣＳ電流ＩＰｄおよびｑ軸ＰＣＳ電流ＩＰｑに変換するＰＣＳ３相／ｄｑ変換部７０、補償済ｄ軸電流基準値からｄ軸ＰＣＳ電流ＩＰｄを減算してｄ軸電流差分ΔＩｄを算出するｄ軸電流減算器７１、補償済ｑ軸電流基準値からｑ軸ＰＣＳ電流ＩＰｑを減算してｑ軸電流差分ΔＩｑを算出するｑ軸電流減算器７２、ｄ軸電流差分ΔＩｄをＰＩ制御するｄ軸電流調整器７３、ｑ軸電流差分ΔＩｑをＰＩ制御するｑ軸電流調整器７４、交直変換装置２０の交流側の３相電源側電圧ＶＰＲ、ＶＰＳ、ＶＰＴをｄ軸電源側電圧ＶＰｄおよびｑ軸電源側電圧ＶＰｑに変換する電源側３相／ｄｑ変換部７６、ｄ軸電流差分ΔＩｄをｄ軸電流調整器７３でＰＩ制御された信号とｄ軸電源側電圧ＶＰｄとを加算してｄ軸電圧指令値ＶｄＲＥＦｄを求めるｄ軸加算器７７、ｑ軸電流差分ΔＩｑをｑ軸電流調整器７４でＰＩ制御された信号とｑ軸ＰＣＳ電圧ＶＰｑとを加算してｑ軸電圧指令値ＶｑＲＥＦｑを求めるｑ軸加算器７８から構成されている。
【００２４】
ＰＷＭ制御部３８は、図２に示すように、ｄ軸電圧指令値ＶｄＲＥＦｄとｑ軸電圧指令値ＶｑＲＥＦｑとを３相電圧指令値Ｖ（ハット）Ｒ、Ｖ（ハット）Ｓ、Ｖ（ハット）Ｔに変換するｄｑ／３相変換部８１、３相電圧指令値Ｖ（ハット）Ｒ、Ｖ（ハット）Ｓ、Ｖ（ハット）Ｔに基づき交直変換装置２０の半導体素子のゲートをＯＮ／ＯＦＦするゲートパルスを発生するＰＷＭ制御部８２から構成されている。
【００２５】
次に、運転モード切替部３９について図３を参照して説明する。図３は、運転モード切替部３９の動作に関する論理図である。
運転モード切替器８５のＳ入力に単独操作指令信号ξ１が入力され、Ｒ入力に連系操作指令信号ξ２が入力され、Ｑ出力から単独操作信号ζ１が出力される。そして、単独操作指令信号ξ１が論理「０」から論理「１」に変化すると、単独操作信号ζ１が論理「０」から論理「１」に変化する。
有効電力比較部８６のプラス入力に電力計３０から系統側有効電力検出値ＰＳＷが入力され、マイナス入力に有効電力上限値εＰが設定され、出力から有効電力零信号ζ２が出力される。そして、系統側有効電力検出値ＰＳＷが有効電力上限値εＰより小さいとき、有効電力零信号ζ２が論理「０」から論理「１」に変化する。
無効電力比較部８７のプラス入力に電力計３０から系統側無効電力検出値ＱＳＷが入力され、マイナス入力に無効電力上限値εＱが設定され、出力から無効電力零信号ζ３が出力される。そして、系統側無効電力検出値ＱＳＷが無効電力上限値εＱより小さいとき、無効電力零信号ζ３が論理「０」から論理「１」に変化する。
潮流零制御部８８には単独操作信号ζ１、有効電力零信号ζ２、無効電力零信号ζ３が入力され、潮流零信号ζ４が出力される。そして、単独操作信号ζ１、有効電力零信号ζ２、無効電力零信号ζ３がすべて論理「１」になったとき、潮流零信号ζ４が論理「０」から論理「１」に変化する。
【００２６】
論理積部８９には、単独操作指令信号ξ１と潮流零信号ζ４が入力され、切替完了信号ζ５が出力される。そして、単独操作指令信号ξ１と潮流零信号ζ４がともに論理「１」になったとき、切替準備完了信号ζ５が論理「０」から論理「１」に変化する。
論理和部９０には、系統不足電圧継電器２９からの不足電圧信号ξ３と切替完了信号ζ５が入力され、高速遮断器開放許可信号ζ６が出力される。そして、不足電圧信号ξ３または切替完了信号ζ５の少なくとも一方の論理が「０」から「１」になったとき、高速遮断器開放許可信号ζ６が論理「０」から論理「１」に変化する。高速遮断器開放許可信号ζ６が論理「１」に変化すると、高速遮断器１０が開放される。
【００２７】
また、Ｒ相電流比較部９１には、プラス入力に、高速遮断器１０を流れるＲ相系統側電流ＩＳＷＲが入力され、マイナス入力に電流上限値εＩが設定されており、出力からＲ相電流零信号ζ８が出力されている。Ｒ相系統側電流ＩＳＷＲが電流上限値εＩより小さいとき、Ｒ相電流零信号ζ８の論理が「０」から「１」に変化する。
Ｓ相電流比較部９２には、プラス入力に、高速遮断器１０を流れるＳ相系統側電流ＩＳＷＳが入力され、マイナス入力に電流上限値εＩが設定されており、出力からＳ相電流零信号ζ９が出力されている。Ｓ相系統側電流ＩＳＷＳが電流上限値εＩより小さいとき、Ｓ相電流零信号ζ９の論理が「０」から「１」に変化する。
Ｔ相電流比較部９３には、プラス入力に、高速遮断器１０をＴ相系統側電流ＩＳＷＴが入力され、マイナス入力に電流上限値εＩが設定されており、出力からＴ相電流零信号ζ１０が出力されている。Ｔ相系統側電流ＩＳＷＴが電流上限値εＩより小さいとき、Ｔ相電流零信号ζ１０の論理が「０」から「１」に変化する。
論理積部９４には、Ｒ相電流零信号ζ８、Ｓ相電流零信号ζ９、Ｔ相電流零信号ζ１０が入力され、電流零信号ζ１１が出力されている。そして、Ｒ相電流零信号ζ８、Ｓ相電流零信号ζ９、Ｔ相電流零信号ζ１０がともに論理「１」のとき、電流零信号ζ１１の論理が「１」に変化する。
【００２８】
論理積部９５には、電流零信号ζ１１と高速遮断器開放状態信号ξ４が入力され、単独中信号ζ１２が出力されている。そして、電流零信号ζ１１と高速遮断器開放状態信号ξ４がともに論理「１」のとき、単独中信号ζ１２の論理が「１」に変換する。
また、発電機制御部９６には、高速遮断器開放許可信号ζ６と高速遮断器開放状態信号ξ４が入力され、発電機制御信号ζ１３が出力される。そして、高速遮断器開放許可信号ζ６と高速遮断器開放状態信号ξ４がともに論理「１」のとき、発電機制御信号ζ１３の論理が「０」から「１」に変化する。
【００２９】
次に、分散型電源装置１２と発電機装置１１とが商用系統２に連系運転しているとき、雷警報が発せられ、そのために図示しないスイッチが切り換えられて、単独運転指令信号ξ１の論理が「０」から「１」に変わったときの分散型電源装置１２と発電機装置１１の動作について図４を参照して説明する。図４は、連系運転中の分散型電源装置１２と発電機装置１１を単独運転に切り替える手順を示すフローチャートである。
Ｓ１０１で、分散型電源装置１２と発電機装置１１が連系運転中において、例えば、雷警報が発せられて、単独運転指令信号ξ１の論理が「０」から「１」に変化する。
Ｓ１０２で、電力制御部３５の第１のスイッチ４１が単独操作側に切り換えられ、高速遮断器１０に流れる電力が零になるように分散型電源装置１２の電力が制御される。
Ｓ１０３で、高速遮断器１０に流れる電力が所定の電力以下か否かを判断し、以下のときＳ１０４に進み、超えているときＳ１０３を繰り返す。
Ｓ１０４で、高速遮断器開放許可信号ζ６を高速遮断器１０に送出し、高速遮断器１０が開放される。
Ｓ１０５で、高速遮断器１０から高速遮断器開放状態信号ξ４の論理が「０」から「１」に変化し、それが制御装置１４に送信される。
Ｓ１０６で、高速遮断器開放状態信号ξ４が論理「１」に変化すると、発電機制御信号ζ１３の論理が「０」に切り替えられて、発電機装置１１に送信される。発電機装置１１は、自動力率調整制御から自動電圧調整制御に運転が切り替えられる。
Ｓ１０７で、電力制御部３５の第２のスイッチ４２が「連系中」から「単独中」に切り換えられ、電力制御部３５での有効電力の制御が電力制御から周波数制御に切り替えられる。また、電力制御部３５での無効電力の制御がフィルタ補償制御から電圧制御に切り替えられる。また、重要負荷６から発生する高調波および逆相成分の電流を補償する。
【００３０】
このようにして、重要負荷６から発生する逆相分や高調波成分を分散型電源装置１２から補償するので、発電機装置１１に逆相分や高調波成分が流れ込まないので、回転子での発熱が抑えられ、発電機装置１１の能力一杯の発電ができる。
また、例えば、雷警報が発せられたとき、予め重要負荷系統７を構内系統１から解列し、発電機装置１１と分散型電源装置１２を単独運転することにより、重要負荷６への停電発生時の影響を防止することができる。
【００３１】
次に、分散型電源装置１２と発電機装置１１が単独運転しているとき、商用系統２に連系することができるようになった場合での分散型電源装置１２と発電機装置１１の動作について図５を参照して説明する。図５は、独立運転中の分散型電源装置１２と発電機装置１１を連系運転に切り替える手順を示すフローチャートである。
Ｓ２０１で、分散型電源装置１２と発電機装置１１が単独運転状態にあるとき、例えば、雷警報が解除して連系運転指令信号ζ２の論理が「０」から「１」に変化する。
Ｓ２０２で、発電機装置１１は連系運転指令信号ζ２が入力されると、商用系統２の電圧と振幅と位相が合うように発電機８を制御する。
Ｓ２０３で、発電機装置１１の電圧の振幅と位相とが商用系統２の電圧の振幅と位相とに同期が取れているか否かを判断し、同期が取れているときＳ２０４に進み、同期が取れていないときＳ２０３を繰り返す。
Ｓ２０４で、高速遮断器開放許可信号ζ６の論理が「１」から「０」に変化し、それが高速遮断器１０に送出され、高速遮断器１０が投入される。
Ｓ２０５で、高速遮断器１０から論理が「１」から「０」に変化した高速遮断器開放状態信号ξ４が制御装置１４に送信される。
Ｓ２０６で、論理が「１」から「０」に変化した高速遮断器開放状態信号ξ４が入力されると、発電機制御信号ζ１３が論理「１」に切り替えられて、発電機装置１１に送信される。発電機８は、自動電圧調整制御から自動力率調整制御に運転が切り替えられる。
Ｓ２０７で、第２のスイッチ４２が「単独中」から「連系中」に切り換えられ、分散型電源装置１２の電力制御部での有効電力制御が周波数制御から電力制御に切り替えられる。また、無効電力制御が電圧制御からフィルタ補償制御に切り替えられる。また、逆相補償が停止される。
このようにして、分散型電源装置１２と発電機装置１１とが商用系統２に連系運転される。
【００３２】
次に、分散型電源装置１２と発電機装置１１が商用系統２に連系運転されているときに、商用系統２において瞬低または停電が発生したときの分散型電源装置１２と発電機装置１１の運転の切替について図６を参照して説明する。図６は、瞬低が発生したときにおける連系運転中の分散型電源装置１２と発電機装置１１を独立運転に切り替える手順を示すフローチャートである。
Ｓ３０１で、不足電圧継電器が動作したか否かを判断し、動作していないときはＳ３０１を繰り返し、動作したときはＳ３０２へ進む。
Ｓ３０２で、不足電圧信号が入力されると、交直変換装置２０をゲートブロックして、交直変換装置２０を停止する。
Ｓ３０３で、高速遮断器開放許可信号ζ６が送信されて、高速遮断器１０が開放される。
Ｓ３０４で、高速遮断器１０が開放状態にあり、かつ高速遮断器１０に流れる電流が所定の値以下であるか否かを判断し、条件成立のとき、Ｓ３０５へ進み、条件不成立のとき、Ｓ３０４を繰り返す。
Ｓ３０５で、高速遮断器開放状態信号ξ４が論理「１」に変化すると、発電機制御信号ζ１３の論理が「０」に切り替えられて、発電機装置１１に送信される。発電機装置１１は、自動力率調整制御から自動電圧調整制御に運転が切り替えられる。
Ｓ３０６で、電力制御部３５の第２のスイッチ４２が「連系中」から「単独中」に切り換えられ、電力制御部３５での有効電力の制御が電力制御から周波数制御に切り替えられる。また、電力制御部３５での無効電力の制御がフィルタ補償制御から電圧制御に切り替えられる。また、重要負荷６から発生する高調波および逆相成分の電流を補償する。
【００３３】
このように、商用系統２において瞬低または停電が発生したときも、高速遮断器１０を開放して、高速に単独運転に移行するので重要負荷６の影響を最小限にすることができる。
【００３４】
また、分散型電源装置１２が負荷平準化機能を有しているので、電気料金の低減のメリットを享受できる。
また、発電機８、重要負荷６、ナトリウム−硫黄電池１３を単独運転しているときの、重要負荷系統７の電圧や周波数の安定性を向上することができる。
【００３５】
なお、重要負荷６に流れる電流から高調波成分および逆相分を求めて補償しているが、発電機装置１１に流れる電流から高調波成分および逆相分を求めて分散型電源装置１２から補償してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の実施の形態に係わる分散型電源装置が備えられている所内系統のブロック図である。
【図２】電力制御部、逆相補償部、交流電流制御部、ＰＷＭ制御部の制御に係わるブロック線図である。
【図３】運転モード切替部の動作に関する論理図である。
【図４】連系運転中の分散型電源装置と発電機装置を独立運転に切り替える手順を示すフローチャートである。
【図５】独立運転中の分散型電源装置と発電機装置を連系運転に切り替える手順を示すフローチャートである。
【図６】瞬低が発生したときにおける連系運転中の分散型電源装置と発電機装置を独立運転に切り替える手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３７】
１  構内系統、２  商用系統、３  連系点、４  連系用遮断器、５  一般負荷、６  重要負荷、７  重要負荷系統、８  発電機、１０  高速遮断器、１１  発電機装置、１２  分散型電源装置、１３  ナトリウム−硫黄電池、１４  制御装置、１５  区分用遮断器、１６  電源側計器用変流器、１７  電源側計器用変圧器、１８  電力計、２０  交直変換装置、２１  変圧器、２２  ＰＣＳ計器用変流器、２３  フィルタコンデンサ、２４  直列リアクトル、２７  系統側計器用変圧器、２８  系統側計器用変流器、２９  系統不足電圧継電器、３０  電力計、３２  負荷側計器用変流器、３３  発電機側計器用変圧器、３４  重要負荷系統側計器用変圧器、３５  電力制御部、３６  逆相補償部、３７  交流電流制御部、３８  ＰＷＭ制御部、３９  運転モード切替部、４１、４２、５８  スイッチ、４４  有効潮流減算器、４５  周波数減算器、４６  比例演算部、４７  有効指令値演算部、４８  有効電力調整器、５１  無効潮流減算器、５２  無効指令値演算部、５３  無効電力調整器、５４  実効値演算部、５５  電圧減算器、５６  電圧調整器、５９  負荷側３相／ｄｑ変換部、６０  ｄ軸フィルタ、６１  ｑ軸フィルタ、６２  ｄ軸電流減算器、６３  ｑ軸電流減算器、６６  リミッタ回路、６７  ｄ軸電流加算器、６８  ｑ軸電流加算器、７０  ＰＣＳ３相／ｄｑ変換部、７１  ｄ軸電流減算器、７２  ｑ軸電流減算器、７３  ｄ軸電流調整器、７４  ｑ軸電流調整器、７６  電源側３相／ｄｑ変換部、７７  ｄ軸加算器、７８  ｑ軸加算器、８１  ｄｑ／３相変換部、８２  ＰＷＭ制御部、８５  運転モード切替器、８６  有効電力比較部、８７  無効電力比較部、８８  潮流零制御部、８９、９４、９５  論理積部、９０  論理和部、９１  Ｒ相電流比較部、９２  Ｓ相電流比較部、９３  Ｔ相電流比較部、９６  発電機制御部。
【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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