(57)【要約】【課題】パワーコンディショナを各別に設けたマイクロタービンを併設し、順次並列投入するものにおいては、投入タイミングによっては脱調する虞を有している。【解決手段】各マイクロタービンの出力側に並列制御部を接続し、この並列制御部の共通側及び個別切替部を介して前記パワーコンディショナをそれぞれ接続し、停電復旧時には個別切替部の個別投入前に並列制御部を投入するよう構成したものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電源と連係接続されるマイクロタービンに、双方向変換器や切替えのための制御部を有するパワーコンディショナを設けると共に、このパワーコンディショナを各別に設けたマイクロタービンを複数並列接続するものにおいて、
前記各マイクロタービンの出力側に並列制御部を接続し、この並列制御部の共通側及び個別切替部を介して前記パワーコンディショナをそれぞれ接続し、停電復旧時に個別切替部の個別投入前に前記並列制御部を投入するよう構成したことを特徴とする分散化電源の並列装置。
【請求項２】
前記個別切替部と並列制御部は、前記パワーコンディショナに内蔵される制御部の出力によって制御される開閉器で構成されることを特徴とした請求項１記載の分散化電源の並列装置。
【請求項３】
前記商用電源と各パワーコンディショナ間にバイパス部を設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の分散化電源の並列装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散化電源の並列装置に係り、特にマイクロタービン発電システムに使用される双方向変換器を有するシステムの並列運転時の脱調防止に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロタービンと呼称される装置容量は、５０ｋＷ程度以下の低電力需要家に使用される場合が多く、且つ図３で示すように分数台のマイクロタービン発電システムを並列運転する場合がある。同図において、ｅは商用電源、ＭＴはマイクロタービン、ＰＣはパワーコンディショナで、このパワーコンディショナＰＣとマイクロタービンＭＴは、メンテナンス等を考慮してそれぞれ１対の独立したセットとなっており、それぞれのセットは商用電源ｅと並列に接続される。
【０００３】
パワーコンディショナＰＣは、特許文献１で示すように高速スイッチや双方向変換器等を備えている。マイクロタービンＭＴは三相出力であるが、その負荷には三相，単相が混在し、配電線における負荷不平衡が発生すると逆相電流が発電機の回転子に流れる不都合等を有することから、パワーコンディショナＰＣには高調波電流補償、無効電流補償、逆相電流補償及びエネルギー放出の各機能や蓄電池を持たせて負荷への継続給電やマイクロタービン連係時の平滑化を図っている。
【特許文献１】特開２００１−２７５２５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
分散電源として位置付けられるマイクロタービンＭＴを、図３のように並列接続した場合、並列運転時（自立運転時）の制御は、パワーコンディショナＰＣ内の制御部によって実行される。すなわち、マイクロタービンＭＴが自立運転を開始し、電圧が確立したことをパワーコンディショナＰＣが確認した後に並列投入するようになっているが、その際、並列投入のタイミングによっては脱調するマイクロタービンＭＴが発生する場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、このような脱調現象を防止する分散化電源の並列装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の第１は、商用電源と連係接続されるマイクロタービンに、双方向変換器や切替えのための制御部を有するパワーコンディショナを設けると共に、このパワーコンディショナを各別に設けたマイクロタービンを複数並列接続するものにおいて、
前記各マイクロタービンの出力側に並列制御部を接続し、この並列制御部の共通側及び個別切替部を介して前記パワーコンディショナをそれぞれ接続し、停電復旧時に個別切替部の個別投入前に前記並列制御部を投入するよう構成したことを特徴とするものである。
【０００７】
本発明の第２は、前記個別切替部と並列制御部は、前記パワーコンディショナに内蔵される制御部の出力によって制御される開閉器で構成されることを特徴とするものである。
【０００８】
本発明の第３は、前記商用電源と各パワーコンディショナ間にバイパス部を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
以上のとおり、本発明によれば、パワーコンディショナに接続されて並列投入制御が実行される以前に、既に並列制御部が投入されてマイクロタービン自体の並列回路が形成されているため、パワーコンディショナによる並列投入のタイミングがずれても脱調現象は発生しない
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１は、本発明の実施例を示す構成図である。１は制御盤で、この制御盤１には、共通制御部１０と、この共通制御部１０とは電気的に接続された個別制御部１１ａ〜１１ｎが配設されている。個別制御部１１ａ〜１１ｎは、それぞれマイクロタービンＭＴ１〜ＭＴｎが接続されている。２は受変電設備で、変圧器２０や開閉器２１などが配設されている。３は分岐盤で、この分岐盤には電磁開閉器等よりなる並列接続部３０と個別切替部３１、負荷接続部３２及びバイパス部３３が設けられている。
【００１１】
並列接続部３０を構成する開閉器３０ａ〜３０ｎの各一端は、それぞれマイクロタービンＭＴ１〜ＭＴｎの出力側に各別に接続され、他端側は共通となって個別切替部３１を構成する各開閉器３１ａ〜３１ｎの一端共通部に接続される。また、各開閉器３１ａ〜３１ｎの他端は、それぞれパワーコンディショナＰＣａ〜ＰＣｎに各別に接続されている。このパワーコンディショナＰＣには従来と同様に高調波電流補償、無効電流補償、逆相電流補償及びエネルギー充放出用としての双方向変換器（アクティブフィルタ）の各機能を有している。なお、各パワーコンディショナＰＣａ〜ＰＣｎは、マイクロタービンの個別制御部１１ａ〜１１ｎとはそれぞれ制御線にて接続され、それぞれに個別の制御信号が入力されるように構成されている。また、負荷接続部３２は開閉器３２a〜３２n及び３２ｘ，３２ｙを有しており、それぞれは開閉器３２ｘを介して各パワーコンディショナＰＣａ〜ＰＣｎの出力を負荷に供給する。バイパス部３３はメンテナンス用として必要に応じて設けられるもので、開閉器３３ａ〜３３ｎよりなり、各開閉器３３ａ〜３３ｎを介して受変電設備２及び負荷に接続できるよう構成されている。
【００１２】
以上のように構成された本発明において、停電・復電時の動作は図２で示すようなフローチャートに基づいて実行される。
マイクロタービンＭＴ（ＭＴ1〜ＭＴｎ）は制御盤１を介して受電電力による台数制御を行い、停電時の自立運転時には全台数運転を行う。これに対しパワーコンディショナＰＣ（ＰＣ1〜ＰＣｎ）は全台数運転を原則として通常はステップＳ１で示す全台電流モード（双方向変換器に接続される蓄電器は充電モード）で商用電源と並列運転されている。商用電源に停電が発生すると、ステップＳ２でパワーコンディショナＰＣに収納されている停電検出部がこれを検出すると、パワーコンディショナＰＣの制御部を介して開閉器３４、及び個別切替部３１を開放してマイクロタービンＭＴの運転を一旦停止する。同時に、パワーコンディショナＰＣは直ちに内蔵する双方向変換器をインバータ機能（電圧モード）に変換して、負荷接続部３２を介して負荷への給電を継続する（ステップ３）。したがって、このときには双方向変換器に接続される蓄電器は放電モードとなっている。なお、停電時には各パワーコンディショナＰＣに内臓される各停電検出部が検出するが、多数決によって停電を判断し、個別切替部３１や開閉器３２ｙ及び３４を一斉に開放する。
【００１３】
運転停止したマイクロタービンＭＴは、一定時間後に個別切替部３１が投入されることにより自立運転に入るが、パワーコンディショナＰＣはマイクロタービンＭＴの自立運転台数が必要台数（必要負荷電力）になるまで全台を電圧モード運転で待機する。所定時間が経過し、ステップＳ４で自立運転台数以上となった時点でのステップＳ５において、パワーコンディショナＰＣは全台数電流運転（このとき双方向変換器に接続される蓄電器は充電モードとなる）に切り替えてパワーコンディショナＰＣによるマイクロタービンＭＴの自立運転が継続される。ステップＳ６で復電すると、所定時間後に開閉器３４及び３３ｙが投入されて再び商用電源と連係に入る。
【００１４】
なお、前述における並列制御部３０の動作については、停電発生時に開放せずに投入状態のままとした状態で説明したが、個別切替部３１と同時に開放し、パワーコンディショナＰＣによる順序投入時の最初に投入制御してもよく、要は順序投入時の２番機の制御投入前にマイクロタービンＭＴが並列接続されていればよい。また、マイクロタービンＭＴの並列運転方法としては、マスター／スレーブ方式が採用され、マスター機が故障した場合には健全機にマスターを自動的に移行し、並列信号系統のループ化が実施されている。
【００１５】
上述のように並列運転時（自立運転時）の制御は、パワーコンディショナＰＣ内の制御部によって実行される。すなわち、マイクロタービンＭＴが自立運転を開始し、電圧が確立したことをパワーコンディショナＰＣが確認した後に並列投入するようになっているが、その際、従来においては並列投入のタイミングによっては脱調するマイクロタービンＭＴが発生する場合もあるが、本発明においては、パワーコンディショナＰＣに接続されて並列投入制御が実行される以前に、既に並列制御部３０が投入されていてマイクロタービンＭＴ自体の並列回路が形成されている。このため、パワーコンディショナＰＣによる並列投入のタイミングがずれても脱調現象は発生しない。
また、並列制御部３０を構成する開閉器は、各マイクロタービンＭＴと個別に接続されていることにより、メンテナンスは独立して実施することが可能となり、バイパス部３３と併用しながら順次メンテナンスを実行することによって２４時間から３６５日の長期使用も可能となる。したがって、上記のようにマイクロタービンを使用することにより、無停電電源装置としても小型でコスト的にも有利なシステムとなるものである。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態を示す単結線図。
【図２】停電・復電時のフローチャート。
【図３】マイクロタービンを並列接続したシステム図。
【符号の説明】
【００１７】
１…制御盤  
２…受変電設備  
３…分岐盤  
１０…共通制御部  
１１…個別制御部  
３０…並列制御部  
３１…個別切替部  
３２…負荷接続部  
３３…バイパス部  
【図１】
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【図２】
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【図３】
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