(57)【要約】【課題】高調波分析のロジックが簡素化され、解析のためのＣＰＵ容量の削減、解析時間の短縮が図れる単独運転検出方法を提供する。【解決手段】  商用電力系統１と分散型電源３の連系点における電圧、電流を連続的に計測（６、７）し、第５次および第７次高調波のアドミタンス値を算出（１０）する。高調波アドミタンス値の変化Ｄを、ある時点での各所定次数の高調波アドミタンス値Ｙ１、その一定期間前の対応する次数の高調波アドミタンス値Ｙ０を用いて、Ｄ＝（Ｙ１−Ｙ０）／Ｙ０により算出し、閾値を−０．１から−０．９の範囲で設定し、第５次高調波アドミタンス値の変化Ｄまたは第７次高調波アドミタンス値の変化Ｄのいずれかが閾値を超過したことを条件として、単独運転状態になったものと判定（１１）する。【選択図】図１
2008259287.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統と分散型電源の連系点における電圧、電流を連続的に計測し、
前記電圧、電流の測定値に基づき所定の奇数次数の高調波アドミタンス値を算出し、
算出された前記高調波アドミタンス値の変化が所定の閾値を超えることにより単独運転状態を検出する単独運転検出方法において、
前記所定の奇数次数を第５次および第７次の２種類のみに制限し、
前記高調波アドミタンス値の変化Ｄを、ある時点での各所定次数の高調波アドミタンス値Ｙ１、その一定期間前の対応する次数の高調波アドミタンス値Ｙ０を用いて、Ｄ＝（Ｙ１−Ｙ０）／Ｙ０により算出し、
前記閾値を−０．１から−０．９の範囲で設定し、
前記第５次高調波アドミタンス値の変化または前記第７次高調波アドミタンス値の変化のいずれかが前記閾値を超過したことを条件として、単独運転状態にあるものと判定することを特徴とする単独運転検出方法。
【請求項２】
前記連系点における基本波電流値の変化を検出し、前記基本波電流値の変化が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時点から一定期間、単独運転状態の検出を停止することにより、誤検出を防止する請求項１に記載の単独運転検出方法。
【請求項３】
前記連系点における基本波電圧値を検出し、前記基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時点から一定期間、単独運転状態の検出を停止することにより誤検出を防止する請求項１に記載の単独運転検出方法。
【請求項４】
前記連系点における基本波電流値の変化および前記連系点における基本波電圧値を検出し、前記基本波電流値の変化が所定の閾値を超えた場合、または前記基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時点から一定期間、単独運転状態の検出を停止することにより誤検出を防止する請求項１に記載の単独運転検出方法。
【請求項５】
商用電力系統に接続された需要家負荷に、自家用発電装置による分散電源からの電力を供給可能とした系統連系システムに適用され、
前記分散電源の連系点における電圧を連続的に測定する電圧測定部と、
前記分散電源の連系点における電流を連続的に測定する電流測定部と、
前記電圧測定部および前記電流測定部の各々の測定出力から、少なくとも一つの所定の次数の高調波成分を算出する高調波解析部と、
前記高調波解析部で算出された前記各次数毎の高調波の電圧値および電流値から、前記各次高調波成分の各々に対するアドミタンス値を算出するアドミタンス値計算部と、
前記アドミタンス値計算部により算出された少なくとも１つの次数の前記高調波に対するアドミタンス値の変化について、所定の閾値を超える状態が所定時間持続したときに、前記分散電源が単独運転状態に移行したことを示す判定結果を出力する指標判定部とを備え、
前記分散電源が単独運転状態に移行したことを検出する単独運転検出装置において、
前記高調波解析部および前記アドミタンス値計算部は、第５次および第７次の高調波成分のアドミタンス値のみを算出するように構成され、
前記指標判定部は、ある時点での各所定次数の高調波アドミタンス値をＹ１、その一定期間前の対応する次数の高調波アドミタンス値をＹ０として、前記高調波アドミタンス値の変化Ｄを、Ｄ＝（Ｙ１−Ｙ０）／Ｙ０により算出し、前記閾値を−０．１から−０．９の範囲で設定し、前記第５次高調波アドミタンス値の変化または前記第７次高調波アドミタンス値の変化のいずれかが前記閾値を超過したことを条件として、単独運転状態にあるものと判定するように構成されたことを特徴とする単独運転検出装置。
【請求項６】
基本波電圧指標判定部および基本波電流指標判定部の少なくとも一方を備え、
前記基本波電圧指標判定部は、前記電圧測定部が出力する電圧測定値から基本波電圧値の変化を算出して、その変化が所定の閾値を超えているか否かを判定するように構成され、
前記基本波電流指標判定部は、前記電流測定部が出力する電流測定値から基本波電流値の変化を算出して、その変化が所定の閾値を超えているか否かを判定するように構成され、
前記基本波電圧指標判定部から前記基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えたことを示す判定結果が出力されたとき、あるいは、前記基本波電流指標判定部から前記基本波電流値の変化が所定の閾値を超えたことを示す判定結果が出力されたときには、一定期間単独運転検出を停止する請求項５に記載の単独運転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、商用電力系統に分散型電源を連系した系統連系システムにおいて、分散型電源が単独運転状態に移行したことを検出する単独運転検出方法、および単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
需要系のコージェネレーション設備等の自家用発電設備を電力系統に連系するために、種々の系統連系システムが提案されている。この種の系統連系システムにおいて、電力系統の事故等により、電力会社の変電所の遮断器が開放され商用電力系統からの電力供給が停止（遮断）された場合、分散電源設備を系統に連系したまま運転すると、通常停電状態となる電力系統に分散電源から電力の逆潮流が流れ込み、単独運転による感電事故等が発生して安全性を脅かすおそれがある。このため、分散電源設備の単独運転状態を確実に検出して、分散電源設備を商用電力系統から切り離す（解列する）機能、すなわち分散電源の単独運転を防止する機能が不可欠である。
【０００３】
そこで、系統停電等により分散電源が単独運転状態になったことを検出する種々の単独運転検出方法が提案されている。そのような検出方法としては、能動的な単独運転検出方法と、受動的な単独運転検出方法が知られている。
【０００４】
受動的な検出方法は、系統に与える影響が無く、商用電力系統に複数の単独運転検出装置が存在している場合であっても、相互干渉により単独運転検出の感度が低下することを回避できる。しかし、従来の受動的な検出方法では、並列運転中に負荷変動などによって単独運転移行時と同様の状態変化が生じたときに、誤検出が発生する可能性があった。また、基本波成分の電圧、位相、周波数の変化から単独運転を検出する方法では、分散電源設置場所において負荷と発電量が一致している場合には、単独運転移行時それらの変化が小さいため単独運転を精度良く検出するのは困難である。
【０００５】
そこで、単独運転への移行を明瞭に検出可能であるとともに、単独運転への移行以外の事象による誤検出を回避可能なように改良された単独運転検出方法が、特許文献１に開示されている。すなわち、商用電力系統と分散型電源の連系点における電圧、電流を連続的に計測し、電圧、電流の測定値に基づき所定の奇数次数の高調波アドミタンス値を算出し、算出された高調波アドミタンス値の変化が所定の閾値を超えることにより単独運転状態を検出する。単独運転への移行による高調波アドミタンス値の変化は、明瞭に検出可能であり、単独運転への移行以外の事象による誤検出の発生は抑制される。
【特許文献１】特開２００６−２０４０６９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１に開示された単独運転検出方法では、第３次から第１３次までの奇数次数の高調波アドミタンスのうち、ひとつまたは複数の次数の高調波アドミタンス値の変化を算出する。しかし、ロジックの簡素化等の要求を考慮すると、算出対象とする高調波アドミタンスの次数や閾値等指標の設定範囲を限定することが望ましい。しかし、単独運転検出にどの次数のアドミタンス変化が有効であるかについては、判断は困難である。
【０００７】
また、上記特許文献１の単独運転検出方法は、複数の分散型電源が連系する系統において、そのひとつの分散型電源が系統に並入または解列した場合、または、系統に連系されているコンデンサーが投入または開放された場合、あるいは、瞬時電圧低下発生時等に、単独運転状態でないにもかかわらず、高調波アドミタンス値が大きく変化して、単独運転状態として誤検出する可能性がある。
【０００８】
したがって本発明は、上記従来の問題点に鑑みて、高調波分析のロジックが簡素化され、解析のためのＣＰＵ容量の削減、解析時間の短縮が図れる単独運転検出方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、単独運転状態以外の要因により、高調波アドミタンス値が大きく変化して、単独運転状態として誤検出する可能性が抑制された単独運転検出方法を提供することを目的とする。
【００１０】
また、そのような単独運転検出方法を実施するための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】
【００１１】
本発明の単独運転検出方法は、商用電力系統と分散型電源の連系点における電圧、電流を連続的に計測し、前記電圧、電流の測定値に基づき所定の奇数次数の高調波アドミタンス値を算出し、算出された前記高調波アドミタンス値の変化が所定の閾値を超えることにより単独運転状態を検出する。
【００１２】
上記課題を解決するために、前記所定の奇数次数を第５次および第７次の２種類のみに制限し、前記高調波アドミタンス値の変化Ｄを、ある時点での各所定次数の高調波アドミタンス値Ｙ１、その一定期間前の対応する次数の高調波アドミタンス値Ｙ０を用いて、Ｄ＝（Ｙ１−Ｙ０）／Ｙ０により算出し、前記閾値を−０．１から−０．９の範囲で設定し、前記第５次高調波アドミタンス値の変化または前記第７次高調波アドミタンス値の変化のいずれかが前記閾値を超過したことを条件として、単独運転状態にあるものと判定する。
【００１３】
本発明の単独運転検出装置は、商用電力系統に接続された需要家負荷に、自家用発電装置による分散電源からの電力を供給可能とした系統連系システムに適用され、前記分散電源の連系点における電圧を連続的に測定する電圧測定部と、前記分散電源の連系点における電流を連続的に測定する電流測定部と、前記電圧測定部および前記電流測定部の各々の測定出力から、少なくとも一つの所定の次数の高調波成分を算出する高調波解析部と、前記高調波解析部で算出された前記各次数毎の高調波の電圧値および電流値から、前記各次高調波成分の各々に対するアドミタンス値を算出するアドミタンス値計算部と、前記アドミタンス値計算部により算出された少なくとも１つの次数の前記高調波に対するアドミタンス値の変化について、所定の閾値を超える状態が所定時間持続したときに、前記分散電源が単独運転状態に移行したことを示す判定結果を出力する指標判定部とを備え、前記分散電源が単独運転状態に移行したことを検出する。
【００１４】
上記課題を解決するために、前記高調波解析部および前記アドミタンス値計算部は、第５次および第７次の高調波成分のアドミタンス値のみを算出するように構成され、前記指標判定部は、前記高調波アドミタンス値の変化Ｄを、ある時点での各所定次数の高調波アドミタンス値Ｙ１、その一定期間前の対応する次数の高調波アドミタンス値Ｙ０を用いて、Ｄ＝（Ｙ１−Ｙ０）／Ｙ０により算出し、前記閾値を−０．１から−０．９の範囲で設定し、前記第５次高調波アドミタンス値の変化または前記第７次高調波アドミタンス値の変化のいずれかが前記閾値を超過したことを条件として、単独運転状態にあるものと判定するように構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、高調波分析のロジックが簡素化され、解析のためのＣＰＵ容量の削減、解析時間の短縮を図ることができる。本発明は、実系統での実証試験の結果、単独運転検出には、第５次および第７次の２種類を選択しておけば、十分検出可能であることが判明したことに基づく。また、アドミタンス変化を表す指標として、上記のように定義された値を用いることにより、閾値の設定値を−０．１から−０．９の限定された範囲内にすることができる。これは、実系統での実証試験の結果から、電力系統で単独運転が発生すれば、対象とする次数の高調波アドミタンス値は必ず減少することが判明したことに基づく。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の単独運転検出方法において、前記連系点における基本波電流値の変化を検出し、前記基本波電流値の変化が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時点から一定期間、単独運転状態の検出を停止することにより誤検出を防止することが好ましい。
【００１７】
あるいは、前記連系点における基本波電圧値の変化を検出し、前記基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時点から一定期間、単独運転状態の検出を停止することにより誤検出を防止することが好ましい。
【００１８】
あるいは、前記連系点における基本波電流値の変化および前記連系点における基本波電圧値の変化を検出し、前記基本波電流値の変化が所定の閾値を超えた場合、または前記基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えた場合には、その超えた時点から一定期間、単独運転状態の検出を停止することにより誤検出を防止することが好ましい。
【００１９】
本発明の単独運転検出装置において、基本波電圧指標判定部および基本波電流指標判定部の少なくとも一方を備え、前記基本波電圧指標判定部は、前記電圧測定部が出力する電圧測定値から基本波電圧値の変化を算出して、その変化が所定の閾値を超えているか否かを判定するように構成され、前記基本波電流指標判定部は、前記電流測定部が出力する電流測定値から基本波電流値の変化を算出して、その変化が所定の閾値を超えているか否かを判定するように構成され、前記基本波電圧指標判定部から前記基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えたことを示す判定結果が出力されたとき、あるいは、前記基本波電流指標判定部から前記基本波電流値の変化が所定の閾値を超えたことを示す判定結果が出力されたときには、一定期間単独運転検出を停止することが好ましい。
【００２０】
以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について具体的に説明する。図１は、本発明の実施の形態における単独運転検出方法が実施される系統連系システムを示すブロック図である。
【００２１】
商用電力系統１に需要家の負荷２が接続されるとともに、負荷２に対しては、分散電源３からの電力を連系部４を介して供給可能であり、系統連系システムが構成されている。自家用発電装置が太陽電池や燃料電池等の直流電源装置である場合は、発電装置の出力はインバータにより、商用電力系統１と同一の大きさの電圧および同一周波数に制御されて供給される。商用電力系統１と分散電源３の連系点には単独運転検出装置５が接続され、分散電源３が単独運転状態に移行したことを検出する。単独運転検出装置５は、本実施の形態における単独運転検出方法を実施するための構成を有する。
【００２２】
単独運転検出装置５は、分散電源３の連系点における電圧を連続的に測定する電圧測定部６、および分散電源３の連系点における電流を連続的に測定する電流測定部７を有する。電圧測定部６および電流測定部７の測定出力は、それぞれ、基本波成分除去部８ａ、８ｂを介して、高調波解析部９ａ、９ｂに供給される。高調波解析部９ａ、９ｂは各々、第５次および第７次の高調波成分を算出してアドミタンス値計算部１０に供給する。高調波解析部９ａ、９ｂにおける高調波成分の解析には、例えば、電圧と電流の測定値をウェーブレット（Ｗａｖｅｌｅｔ）変換して高調波成分を算出する方法を適用できる。アドミタンス値計算部１０は、第５次および第７次の高調波の電圧値および電流値から、第５次および第７次の高調波に対するアドミタンス値を算出する。
【００２３】
アドミタンス値計算部１０により算出された第５次および第７次の高調波に対するアドミタンス値は、アドミタンス指標判定部１１に供給される。アドミタンス指標判定部１１は、第５次および第７次の高調波のアドミタンス値の変化を所定の閾値と比較し、すくなくとも一方の高調波について閾値を超えたときに、分散電源３が単独運転状態に移行したことを示す判定結果を出力する。
【００２４】
電圧測定部６および電流測定部７の測定出力はまた、それぞれ基本波電圧指標判定部１２および基本波電流指標判定部１３に供給される。基本波電圧指標判定部１２では、電圧測定部６から供給される電圧測定値から基本波電圧値の変化を算出し、その変化が所定の閾値を超えたか否かを判定する。また、基本波電流指標判定部１３では、電流測定部７から供給される電流測定値から基本波電流値の変化を算出し、その変化が所定の閾値を超えているか否かを判定する。
【００２５】
アドミタンス指標判定部１１、基本波電圧指標判定部１２および基本波電流指標判定部１３の判定結果は、総合判定部１４に供給される。総合判定部１４では、基本波電圧指標判定部１２および基本波電流指標判定部１３の判定結果に応じて、アドミタンス指標判定部１１の判定結果に基づく処理を行う。
【００２６】
すなわち、基本波電圧指標判定部１２での判定結果により、基本波電圧値の変化が所定の閾値を超えたことが示されたとき、あるいは、基本波電流指標判定部１３での判定結果により、基本波電流値の変化が所定の閾値を超えたことが示されたときには、総合判定部１４は、単独運転の検出を停止する。単独運転検出の停止は、基本波電圧指標判定部１２あるいは基本波電流指標判定部１３での判定結果により、基本波電圧値の変化あるいは基本波電流値の変化が閾値を超えたことが示された時点から一定期間継続させる。それにより、誤検出を防止することができる。
【００２７】
基本波電圧値の変化あるいは基本波電流値の変化が閾値を超える状態は、単独運転時には発生し得ないため、単独運転の誤検出防止のための指標としては有効である。また、単独運転状態でないにもかかわらず、上述のような理由により高調波アドミタンス値が大きく変化する状態は、高調波のアドミタンス値の変動は一定期間持続するため、一定期間に亘って単独運転の検出を停止することが望ましい。基本波電圧指標判定部１２と基本波電流指標判定部１３は、本発明の構成として必須ではなく、また両方設けるのではなく、いずれか一方を設けても、実用上の十分な効果を得ることは可能である。
【００２８】
基本波電圧変化、基本波電流変化の閾値は、単独運転移行時の変化および常時の変化より大きく、事故等の擾乱時の変化より小さい値に設定する必要がある。
【００２９】
基本波電圧変化の閾値は、例えば、基本波電圧１１０Ｖに対して±３０Ｖに設定すればよい。特高、高圧の基本波電圧は、通常、それぞれ２２０００Ｖ、６６００Ｖであるが、単独運転検出装置での計測は、これらを１１０Ｖに変換して、同様の基準で計測を行うことができる。
【００３０】
基本波電流変化の閾値は、例えば、基本波電流最大５Ａに対して±０．１Ａに設定すればよい。特高、高圧の基本波電流は、その配電線に流れている潮流の量により異なるが、最大４００Ａ程度であり、単独運転検出装置での計測は、これらを５Ａに変換して、同様の基準で計測を行うことができる。
【００３１】
総合判定部１４による単独運転状態の判定結果を示す検出信号は、連系部４に供給される。総合判定部１４からの検出信号が、分散電源３の単独運転状態を示したときには、連系部４は分散電源３を商用電力系統１から解列する。なお、総合判定部１４は、基本波電圧指標判定部１２あるいは基本波電流指標判定部１３での判定結果に応じて、上述のように単独運転検出を停止する動作に代えて、連系部４に対する検出結果の供給を停止する動作、すなわち、単独運転ではないことを示す状態に信号をロックしてもよい。
【００３２】
アドミタンス値計算部１０およびアドミタンス指標判定部１１により算出・判定されるアドミタンス値の変化（Ｄ）は、以下のように定義される。すなわち、ある時点ｔ１でのアドミタンス値を（Ｙ１）、時点ｔ１から一定時間前の時点ｔ０でのアドミタンス値を（Ｙ０）として、次の式（１）により表される。
【００３３】
Ｄ＝（Ｙ１−Ｙ０）／Ｙ０              （１）
この定義に従い、連系点における電流と電圧の測定値の第５次および第７次の高調波成分について、各々求めたアドミタンス値からアドミタンス値の変化（Ｄ）を各々算出する。第５次または第７次のアドミタンス変化のいずれかが、事前に設定された閾値を所定期間に亘って超えれば単独運転と判定し、総合判定部１４は分散電源３を停止する指令を出す。
【００３４】
単独運転をできるだけ速く判定できることが望ましいので、閾値を超えたことを判定するために要する所定時間は短いほどよいが、瞬時のヒゲのように閾値を超えた場合を単独運転と判定してしまうと、誤検出になる可能性が高い。したがって、一定期間の時間をかけて判定を行う。例えば、本実施の形態においては、閾値を超えた状態を検出する所定期間を、０．０８秒（５０Ｈｚ系統において４サイクルに相当）に設定した場合には、良好な結果が得られた。ただし、高調波を高精度で解析するために、例えば、１秒間に２０００点（０．０００５秒サンプリング）の測定データを取り込む構成とする。
【００３５】
対象とする高調波アドミタンスを第５次および第７次の２種類のみに限定することは、実系統での実証試験の結果に基づく。すなわち実証試験により、電力系統で単独運転が発生すれば、第５次または第７次高調波アドミタンス値は、必ず減少することが判明した。単独運転と判定するためのアドミタンス値の変化（Ｄ）の値の閾値については、実系統での実証試験の結果から、−０．１から−０．９の限定された範囲内に設定すれば、実用的に適切な判定結果が得られることが判った。すなわち、単独運転の発生により、第５次または第７次のアドミタンス値は減少する方向に変化するので、アドミタンス値の変化（Ｄ）を定義した式（１）によれば、−０．１から−０．９の範囲で変化の十分な範囲を包含するからである。
【００３６】
アドミタンス値の変化（Ｄ）を実際に計測する際には、時点ｔ０、ｔ１に対応させた各々の所定時間範囲でのアドミタンス値の平均値を測定して、その変化を算出することが望ましい。例えば、時点ｔ０から０．０１秒間、および時点ｔ１から０．０１秒間のアドミタンス値の平均値をそれぞれ測定する。すなわち、平均時間は５０Ｈｚ系統において０．５サイクルに相当する。それらの平均値を用いて、アドミタンス値の変化を算出する。
【００３７】
その際、アドミタンス値の変化は所定時間間隔で算出し、閾値を所定時間に亘って超えたときに、単独運転状態と判定することが望ましい。
【００３８】
以上のように、連系点における第５次および第７次高調波に対するアドミタンス値を継続的に算出し、その変化に基づいて単独運転状態を検出することにより、精度良くかつ効率良く単独運転を検出することができる。また、並列運転中に負荷変動などによって単独運転移行時と同様の状態変化が生じたときでも、誤検出の発生を抑制することができる。そのような場合でも、電圧と電流の測定値に基づき算出される所定の高調波に対するアドミタンス値は、変化が無視できる程度だからである。そして、第５次と第７次の高調波に限定して監視することにより、簡易な構成で、確実に単独運転を検出可能である。
【００３９】
次に、単独運転移行時におけるアドミタンス値の変化（Ｄ）を、実系統での実証試験により測定した結果について説明する。実証試験は、図２に示す電力系統により行った。同図において、破線より上側は電力会社系統を示し、２０は変電所であって、例えば２２ｋＶ配電系統を構成する。破線より下側は、需要家である例えば工場内の配電系統を示す。
【００４０】
工場内の配電系統には、２２ｋＶ配電系統から変圧器Ｔｒ１を経由し、遮断機２１を介して４００Ｖの母線に配電される。４００Ｖの母線には、分散電源２２、ダミー負荷２３、および浄水処理設備のモータである実負荷２４が接続されている。分散電源２２には、パワーコンディショナーＰＣ１〜ＰＣ７を介して接続された２０ｋＷの太陽電池ＰＶが７台、インバータＩＮＶ１〜３を介して接続された二次電池Ｂａｔが３台含まれる。
【００４１】
４００Ｖの母線と分散電源２２の連係点に、図１に示した構成の単独運転検出装置５が接続されている。ただし、単独運転検出の実験であるため、連系部は設置されていない。遮断機２１を開放することにより、単独運転の状態を形成して、単独運転検出の実験を行った。
【００４２】
図３の表に示すように、試料番号１〜１１の実負荷２４、および試料番号１〜１２のダミー負荷２３を各々接続して、遮断機２１により単独運転状態を形成したときの、各次高調波について発生するアドミタンス値の変化を測定した。アドミタンス値の変化の閾値を±０．５に設定し、各次高調波について発生するアドミタンス値の変化が閾値を超えた場合を、図３に◎で示す。各次高調波に対応する欄における左欄は、アドミタンス値が増加して閾値である０．５を超えた場合、右欄は、アドミタンス値が減少して閾値である−０．５を超えた場合を示す。
【００４３】
図３から明らかなように、単独運転に移行することによるアドミタンス値の変化は、第５次および第７次の高調波に、減少方向で確実に現れる。したがって、アドミタンス値の変化を、第５次および第７次の高調波のみについて計測し、その各閾値を減少方向側、すなわち−０．１から−０．９の範囲で設定すれば、効率よく単独運転の検出が可能であることが判る。
【００４４】
次に、実証実験により各次高調波について発生するアドミタンス値の変化を計測した結果の波形図、および図１における基本波電流指標判定部１３での判定結果により、基本波電流値の変化に基づく単独運転検出の停止による誤動作防止対策の効果について、図４〜図６を参照して説明する。
【００４５】
図４（ａ）は電圧の測定データから得られる各次の高調波電圧、図４（ｂ）は電流の測定データから得られ各次の高調波電流、図４（ｃ）は各次高調波の電圧値および電流値から得られる各次の高調波アドミタンスの波形を示す。図５は、各次の高調波ごとに、アドミタンス値の変化、およびその変化が閾値を超過したことを検出した波形を示す。第７次の高調波のアドミタンス値の変化について、閾値の超過が検出されたことが示されている。
【００４６】
図６（ａ）は、基本波電流の変化を示す波形図であり、瞬時値、実効値、変化率を示す。図６（ｂ）は、基本波電流の変化波形と基本波電流指標判定部１３での判定の閾値との比較、および、基本波電流指標判定部１３での判定結果に基づく単独運転検出の停止期間が生じた波形図を示す。
【００４７】
図６（ｃ）は、第７次高調波のアドミタンス値の変化から単独運転状態と判定された期間と、基本波電流指標判定部１３での判定結果に基づく単独運転検出の停止期間の関係を示す。すなわち、第７次の高調波のアドミタンス値の変化から単独運転状態と判定されたにもかかわらず、基本波電流の変化に基づき、単独運転と判定されていない。それにより誤検出が防止されている。
【産業上の利用可能性】
【００４８】
本発明によれば、高調波分析のロジックが簡素化され、解析のためのＣＰＵ容量の削減、解析時間の短縮を図ることができ、商用電力系統に分散型電源を連系した系統連系システムの制御に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の実施の形態における単独運転検出装置が設置された系統連系システムを示すブロック図
【図２】同単独運転検出装置を評価するための実証試験系統を示す図
【図３】同単独運転検出が第５次、第７次のアドミタンス値の変化で可能とする実証試験結果を示す図
【図４】（ａ）は電圧の測定データから得られる各次高調波電圧の波形図、（ｂ）は電流の測定データから得られる各次高調波電流の波形図、（ｃ）は各次高調波の電圧値および電流値から得られる各次の高調波アドミタンスの波形図
【図５】各次の高調波ごとに、アドミタンス値の変化、およびその変化が閾値を超過したことを検出した波形を示す波形図
【図６】（ａ）は基本波電流の瞬時値、実効値、変化率を示す波形図、（ｂ）は、基本波電流の変化波形と基本波電流指標判定部での判定の閾値との比較、および、基本波電流指標判定部での判定結果に基づく単独運転検出の停止期間を示す波形図、（ｃ）は、第７次高調波のアドミタンス値の変化から単独運転状態と判定された期間と、基本波電流指標判定部１３での判定結果に基づく単独運転検出の停止期間の関係を示す波形図
【符号の説明】
【００５０】
１  商用電力系統
２  負荷
３  分散電源
４  連系部
５  単独運転検出装置
６  電圧測定部
７  電流測定部
８ａ、８ｂ  基本波成分除去部
９ａ、９ｂ  高調波解析部
１０  アドミタンス値計算部
１１  アドミタンス指標判定部
１２  基本波電圧指標判定部
１３  基本波電流指標判定部
１４  総合判定部
２０  変電所
２１  遮断機
２２  分散電源
２３  ダミー負荷
２４  実負荷
ＰＣ１〜ＰＣ７  パワーコンディショナー
ＰＶ  太陽電池
ＩＮＶ１〜３  インバータ
Ｂａｔ  二次電池
【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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