(57)【要約】【課題】電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立できるようにする。【解決手段】外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている複数種類の外部同期信号を抽出する外部同期信号受信手段と、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する外部同期信号判定手段と、前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する外乱信号生成手段とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型電源及び系統電源の間に配置され、前記系統電源の電力供給停止時における前記分散型電源の単独運転を、前記系統電源の系統電圧に対して印加された外乱信号によって検出する単独運転検出装置であって、
外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている複数種類の外部同期信号を抽出する外部同期信号受信手段と、
前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する外部同期信号判定手段と、
前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する外乱信号生成手段とを有することを特徴とする単独運転検出装置。
【請求項２】
前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって前記特定の種類の外部同期信号が抽出されるまでの期間においては、他の種類の外部同期信号を暫定的に判定し、前記外乱信号生成手段は、前記外部同期信号判定手段によって暫定的に判定された他の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成した後、前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成することを特徴とする請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項３】
前記外部同期信号受信手段は、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって前記２００ｍｓの外部同期信号が抽出されるまでの期間には、８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に判定することを特徴とする請求項２記載の単独運転検出装置。
【請求項４】
前記外部同期信号受信手段は、外部から送信される電波に含まれている継続時間が異なる複数種類の外部同期信号を抽出し、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記特定の種類の外部同期信号であるか否かを判定することを特徴とする請求項２記載の単独運転検出装置。
【請求項５】
前記外部同期信号受信手段は、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングが前記始期のタイミングから２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれであるかを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記２００ｍｓの外部同期信号であるか否かを判定することを特徴とする請求項４記載の単独運転検出装置。
【請求項６】
前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって所定の期間に抽出された複数の外部同期信号の受信タイミングの分布に基づいて信頼性を有する外部同期信号の受信タイミングを特定し、その特定した受信タイミングを適宜考慮して前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号の種類を判定することを特徴とする請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項７】
分散型電源及び系統電源の間において、前記系統電源の電力供給停止時における前記分散型電源の単独運転を、前記系統電源の系統電圧に対して印加された外乱信号によって検出する単独運転検出装置の同期方法であって、
外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている外部同期信号を抽出する第１のステップと、
前記第１のステップによって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する第２のステップと、
前記第２のステップによって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する第３のステップとを有することを特徴とする単独運転検出装置の同期方法。
【請求項８】
前記第２のステップは、前記第１のステップによって前記特定の種類の外部同期信号が抽出されるまでの期間においては、他の種類の外部同期信号を暫定的に判定し、前記第３のステップは、前記第２のステップによって暫定的に判定された他の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成した後、前記第２のステップによって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成することを特徴とする請求項７記載の単独運転検出装置の同期方法。
【請求項９】
前記第１のステップは、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記第２のステップは、前記第１のステップによって前記２００ｍｓの外部同期信号が抽出されるまでの期間には、８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に判定することを特徴とする請求項８記載の単独運転検出装置の同期方法。
【請求項１０】
前記第１のステップは、外部から送信される電波に含まれている継続時間が異なる複数種類の外部同期信号を抽出し、前記第２のステップは、前記第１のステップによって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記特定の種類の外部同期信号であるか否かを判定することを特徴とする請求項７記載の単独運転検出装置の同期方法。
【請求項１１】
前記第１のステップは、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記第２のステップは、前記第１のステップによって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングが前記始期のタイミングから２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれであるかを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記２００ｍｓの外部同期信号であるか否かを判定することを特徴とする請求項１０記載の単独運転検出装置の同期方法。
【請求項１２】
前記第２のステップは、前記第１のステップによって所定の期間に抽出された複数の外部同期信号の受信タイミングの分布に基づいて信頼性を有する外部同期信号の受信タイミングを特定し、その特定した受信タイミングを適宜考慮して前記第１のステップによって抽出された外部同期信号の種類を判定することを特徴とする請求項７記載の単独運転検出装置の同期方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、太陽光、液体燃料やガス燃料、風力、水力等のエネルギーによる発電源を用いた分散型電源と、商用電源等の系統電源との間に配置され、系統電源の電力停止時における分散型電源の単独運転を検出して、単独運転によって生じる障害を回避するための単独運転検出装置及びその同期方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、集合住宅や複数の企業が集合した集合地域において、個々の住宅や企業において太陽光発電、燃料発電等の分散型電源を備えて、共用する商用電源等の系統電源と並列運転するように連系接続し、負荷で消費する電力を分散型電源によって補うと共に、負荷の消費電力が少ない場合には、分散型電源で発電した電力を系統電源に対して供給する逆潮流（電力の販売）を行う電力システムが普及している。
【０００３】
このような分散型電源及び系統電源が連系接続された電力システムにおいては、系統電源の障害等で電力の供給が停止する系統停電の場合に、分散型電源だけで負荷に電力を供給する単独運転が行われると、再び系統電源が復活して電力が供給されたときに、電力系統に短絡状態の事故やその他の事故が発生する虞がある。したがって、分散型電源の単独運転を検出して事故の発生を未然に防止する必要がある。分散型電源の単独運転を検出する方式として、系統電圧を監視して、系統停電の場合に単独運転時に表れる変化を検出する受動的方式と、分散型電源側から系統電圧に変動を与えるために外乱信号を印加して、系統停電の場合に単独運転時に表れる変化を検出する能動的方式とがある。特に、分散型電源の無効電力に周期的な微小変動を強制的に発生させるような外乱信号を印加する能動的方式が広く採用されてきている。
【０００４】
一方、集合地域における分散型電源の各々は、共用する系統電源の電力ラインを介して連系接続されているので、各分散型電源側から系統電圧に印加される外乱信号の間に相互干渉が起こる。図８は、隣接する２系統の系統電圧に印加される外乱信号Ａ及び外乱信号Ｂとの間の相互干渉の様子を示す一般的な図である。図８において、実線で示す１周期が５００ｍｓの正弦波は外乱信号Ａ及び外乱信号Ｂであり、点線で示す正弦波は相互干渉による外乱信号Ａ及び外乱信号Ｂの合成信号である。
【０００５】
図８（１）は、外乱信号Ａと外乱信号Ｂとの位相差がゼロの場合である。この場合には、合成信号の振幅は各外乱信号の振幅の２倍になる。図８（２）は、外乱信号Ａと外乱信号Ｂとの間の位相差が１２５ｍｓの場合である、この場合には、合成信号の振幅は各外乱信号の振幅よりやや大きく約ルート２倍になる。図８（３）は、外乱信号Ａと外乱信号Ｂとの間の位相差が１６７ｍｓの場合である、この場合には、合成信号の振幅は各外乱信号の振幅とほぼ同じになる。図８（４）は、外乱信号Ａと外乱信号Ｂとの間の位相差が１８８ｍｓの場合である、この場合には、合成信号の振幅は各外乱信号の振幅よりもやや小さく約ルート２分の１になる。図８（５）は、外乱信号Ａと外乱信号Ｂとの間の位相差が２５０ｍｓの場合すなわち逆位相の場合である、この場合には、合成信号の振幅はゼロになる。
【０００６】
３系統以上の系統電圧に印加される複数の外乱信号の場合の相互干渉はさらに複雑になる。複数の系統電圧の各々に印加される外乱信号の位相差が大きくなると系統電圧に与える変化が小さくなり、外乱信号の位相差が変動すると系統電圧に与える変化も不安定になる。その結果、分散型電源の単独運転を検出することが困難になってしまう。具体的には、図８（２）に示すように、外乱信号Ａと外乱信号Ｂとの間の位相差が１２５ｍｓ程度までは許容範囲であるが、位相差が１３０ｍｓ以上になると分散型電源の単独運転を検出することが困難になってしまう。このため、従来、複数の分散型電源同士を接続する同期信号ラインを敷設して、単独運転検出装置相互間の同期を確立することが行われていた。しかしながら、集合住宅等において各住居の間に同期信号ラインを敷設する作業は繁雑であり、敷設作業やメンテナンスのコストアップを招くという課題があった。
【０００７】
この課題を解決するために、本出願人は、複数の系統電圧の各々に印加される外乱信号の位相差を低減するために、外部から送信されるＡＭラジオ放送電波の時刻情報、ＦＭラジオ放送電波の時刻情報、電波時計信号の時刻情報、ＧＰＳ信号の時刻情報、テレビ信号の時刻情報等を受信して、その時刻情報に含まれている基準の信号を外部同期信号として抽出し、その外部同期信号によって複数の系統電圧の各々に印加される外乱信号を同期させる単独運転装置等の発明を提案している（特許文献１参照）。
【０００８】
この特許文献１の構成は、系統電源２に連系運転する複数の分散型電源３と、分散型電源毎に配置され、単独運転を検出する複数の単独運転検出装置１０とを有し、複数の分散型電源を系統電源に連系して並列運転する系統連系システム１であって、各単独運転検出装置は、系統電圧の位相に同期した系統信号を生成するための系統電圧の検出、単独運転を検出する際に必要な系統電圧、周波数、位相、高調波を検出する系統監視部１３と、ＡＭラジオ放送電波、ＦＭラジオ放送電波、電波時計信号、ＧＰＳ信号、テレビ信号等の共通信号源２０からの外部同期信号を受信する外部同期信号受信部１６と、系統信号及び外部同期信号に基づき、内部同期信号を生成する内部同期信号生成部１７と、内部同期信号に基づき外乱信号を系統電圧に印加する外乱信号発生部１２と、系統連系点Ｘでの外乱信号を検出し、この検出結果に基づいて、単独運転を判定する単独運転判定部１４とを有するようになっている。したがって、この特許文献１の構成によれば、同期信号ラインを敷設しなくても、単独運転検出装置相互間の同期を確立することができる。
【０００９】
特に、電波時計信号は、放送電波やＧＰＳ信号の電波とは異なり、時刻情報だけが送信されるので、複数の系統電圧の各々に印加される外乱信号を同期させるための外部同期信号として抽出するのに好都合である。この電波時計信号を外部同期信号として抽出する単独運転防止装置及び方法の提案もなされている（特許文献２参照）。
【００１０】
この特許文献２によれば、系統連系発電装置２０は、能動方式により系統電源３０の停電判定処理を実行する停電判定処理手段４と、内部時刻信号Ｔを発生する時刻信号発生手段５を備えて構成される。この時刻信号発生手段５は、標準電波を受信して作動する電波時計を備えて構成される独立した時刻信号発生装置を用いて実現できる。
【００１１】
電波時計信号は、周波数４０ｋＨｚ又は６０ｋＨｚの搬送波をタイムコードによって変調した信号になっている。タイムコードは、１周期６０秒で、３種類の変調信号が含まれた構成になっている。図９は、電波時計信号のタイムコードを構成する３種類のパルス幅の変調信号を示す図である。図９（１）乃至（３）に示すように、３種類の変調信号は、「マーカ」を表す２００ｍｓの信号、２進法の「１」を表す５００ｍｓの信号、２進法の「０」を表す８００ｍｓの信号で構成されている。
【００１２】
図１０は、１周期分の電波時計信号のフォーマットを示す図である。図１０に示すように、電波時計信号は、０秒から５９秒までの６０秒の中で、０秒、９秒、１９秒、２９秒、３９秒、４９秒、５９秒の７個の変調信号が２００ｍｓのマーカになっており、２つのマーカの間に「分情報」、「時情報」、「日情報」、「年情報」、「曜日情報／うるう情報」が、５００ｍｓ「１」及び８００ｍｓ「０」の１秒間隔の８個の変調信号の組合せによって表されている。例えば、１秒の変調信号から８秒の変調信号までの８ビットのうちの７ビットの分情報は、１秒の変調信号が「４０分」、２秒の変調信号が「２０分」、３秒の変調信号が「１０分」、５秒の変調信号が「８分」、６秒の変調信号が「４分」、７秒の変調信号が「２分」、８秒の変調信号が「１分」を表すフォーマットになっている。また、１０秒の変調信号から１８秒の変調信号までの９ビットのうちの６ビットの時情報は、１２秒の変調信号が「２０時」、１３秒の変調信号が「１０時」、１５秒の変調信号が「８時」、１６秒の変調信号が「４時」、１７秒の変調信号が「２時」、１８秒の変調信号が「１時」を表すフォーマットになっている。
【００１３】
例えば、分情報及び時情報のビットが「００１＃１００１」及び「＃＃０１＃０１００」（＃は符号ビット）の場合には、（１０分）＋（８分）＋（１分）＝１９分、（１０時）＋（４時）＝１４時となり、現在時刻１４時１９分を表すことになる。日情報、年情報、その他については省略するが、現在の正確な年月日、曜日、時刻を得るためには、この１周期の０秒から５９秒までの６０秒の変調信号を受信する必要がある。したがって、正常に電波を受信している状態が３分以上継続しなければならない。
【特許文献１】特開２００６−２６２５５７号公報（要約書及び図１参照）
【特許文献２】特開２００５−２１０７８８号公報（段落番号００２０及び図１参照）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
各単独運転検出装置において外乱信号の同期を取るために電波時計信号を使用する場合には、受信した電波時計信号の３種類の変調信号の受信タイミングすなわち立ち上がりタイミングをＩＣ回路で検出して、２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのパルス信号に変換する。この変換の際に、ノイズの影響によって変調信号の立ち上がりタイミングを検出できない場合がある。特に、前の変調信号の立ち下がりタイミングからの時間間隔が短いと、変調信号の立ち上がりタイミングを検出できない確立が高くなる。そこで、本出願人は、２００ｍｓの変調信号の立ち下がりタイミングからの時間間隔が長いことに注目し、２００ｍｓの変調信号の次の変調信号の立ち上がりタイミングを検出することによって、一定の成果を得ることができた。
【００１５】
しかしながら、図１０に示すように、２００ｍｓの変調信号は６０秒の電波時計信号に７個しか含まれていないので、最初に受信タイミングを検出する場合に、迅速な検出が行われない虞がある。また、変調信号をパルス信号に変換する際に、ＩＣ回路の特性によって変調信号の立ち上がりタイミングからパルス信号の立ち上がりタイミングまでに遅延時間が生じる。この遅延時間は、電波時計信号の電界強度が弱くなるほど大きくなる。このため、電波時計信号の電界強度が弱い場合には、遅延時間のために受信した２００ｍｓの変調信号の時間幅がさらに短くなり、正常な検出が行われない虞がある。その結果、最初に受信タイミングを検出するまでに時間がかかり、その間においては、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができなくなってしまう。
【００１６】
さらに、現在の正確な時間情報を得るためには、正常に電波を受信している状態が３分以上継続しなければならないので、時間情報が確定するまでの期間が長くなり、例えば、電波時計信号のメンテナンス等のために数時間の停波があり、その後に電波時計信号が復活した場合に、現在の時間情報を得るまで、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を迅速に確立することができなくなってしまう。特に、１２月３１日から翌年にかけて停波した場合には、図１０に示した全ての情報を取得する必要があるので、時間情報が確定するまでの期間が長くなり、その間においては、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができなくなってしまう。
【００１７】
そこで本発明は、上記点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮することで単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立できる単独運転検出装置及び単独運転検出装置の同期方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
上記目的を達成するために、本発明の単独運転検出装置は、外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている複数種類の外部同期信号を抽出する外部同期信号受信手段と、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する外部同期信号判定手段と、前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する外乱信号生成手段とを有するようになっている。
【００１９】
したがって、本発明の単独運転検出装置によれば、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮することで、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００２０】
本発明の単独運転検出装置において、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって前記特定の種類の外部同期信号が抽出されるまでの期間においては、他の種類の外部同期信号を暫定的に判定し、前記外乱信号生成手段は、前記外部同期信号判定手段によって暫定的に判定された他の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成した後、前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成するようにしても良い。
【００２１】
したがって、本発明の単独運転検出装置によれば、最初に受信タイミングを検出する際に、特定の種類の外部同期信号がすぐに抽出されない場合でも、抽出が容易な他の種類の外部同期信号を暫定的に抽出することで、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００２２】
本発明の単独運転検出装置において、前記外部同期信号受信手段は、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって前記２００ｍｓの外部同期信号が抽出されるまでの期間には、８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に判定するようにしても良い。
【００２３】
したがって、本発明の単独運転検出装置によれば、最初に受信タイミングを検出する際に、２００ｍｓの外部同期信号がすぐに抽出されない場合でも、抽出が容易な８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に抽出することで、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００２４】
本発明の単独運転検出装置において、前記外部同期信号受信手段は、外部から送信される電波に含まれている継続時間が異なる複数種類の外部同期信号を抽出し、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記特定の種類の外部同期信号であるか否かを判定するようにしても良い。
【００２５】
したがって、本発明の単独運転検出装置によれば、受信した電波時計信号に割れや不要成分が含まれていた場合でも、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立するために用いる特定の種類の外部同期信号を正確に判定することができる。
【００２６】
本発明の単独運転検出装置において、前記外部同期信号受信手段は、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングが前記始期のタイミングから２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれであるかを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記２００ｍｓの外部同期信号であるか否かを判定するようにしても良い。
【００２７】
したがって、本発明の単独運転検出装置によれば、受信した電波時計信号に割れや不要成分が含まれていた場合でも、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立するために用いる２００ｍｓの外部同期信号を正確に判定することができる。
【００２８】
本発明の単独運転検出装置において、前記外部同期信号判定手段は、前記外部同期信号受信手段によって所定の期間に抽出された複数の外部同期信号の受信タイミングの分布に基づいて信頼性を有する外部同期信号の受信タイミングを特定し、その特定した受信タイミングを適宜考慮して前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号の種類を判定するようにしても良い。
【００２９】
したがって、本発明の単独運転検出装置によれば、電波時計信号の電界強度が変動した場合でも、複数の単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００３０】
また、上記目的を達成するために、本発明の単独運転検出装置の同期方法は、外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている外部同期信号を抽出する第１のステップと、前記第１のステップによって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する第２のステップと、前記第２のステップによって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する第３のステップとを有するようにした。
【００３１】
したがって、本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮することで、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００３２】
本発明の単独運転検出装置の同期方法において、前記第２のステップは、前記第１のステップによって前記特定の種類の外部同期信号が抽出されるまでの期間においては、他の種類の外部同期信号を暫定的に判定し、前記第３のステップは、前記第２のステップによって暫定的に判定された他の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成した後、前記第２のステップによって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成するようにしても良い。
【００３３】
したがって、本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、最初に受信タイミングを検出する際に、特定の種類の外部同期信号がすぐに抽出されない場合でも、抽出が容易な他の種類の外部同期信号を暫定的に抽出することで、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００３４】
本発明の単独運転検出装置の同期方法において、前記第１のステップは、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記第２のステップは、前記第１のステップによって前記２００ｍｓの外部同期信号が抽出されるまでの期間には、８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に判定するようにしても良い。
【００３５】
したがって、本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、最初に受信タイミングを検出する際に、２００ｍｓの外部同期信号がすぐに抽出されない場合でも、抽出が容易な８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に抽出することで、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００３６】
本発明の単独運転検出装置の同期方法において、前記第１のステップは、外部から送信される電波に含まれている継続時間が異なる複数種類の外部同期信号を抽出し、前記第２のステップは、前記第１のステップによって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記特定の種類の外部同期信号であるか否かを判定するようにしても良い。
【００３７】
したがって、本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、受信した電波時計信号に割れや不要成分が含まれていた場合でも、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立するために用いる特定の種類の外部同期信号を正確に判定することができる。
【００３８】
本発明の単独運転検出装置の同期方法において、前記第２のステップは、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、前記第２のステップは、前記第１のステップによって抽出された外部同期信号の始期のタイミングを検出して、その検出した始期のタイミングに基づいて当該抽出された外部同期信号の終期のタイミングが前記始期のタイミングから２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれであるかを予測することで当該抽出された外部同期信号が前記２００ｍｓの外部同期信号であるか否かを判定するようにしても良い。
【００３９】
したがって、本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、受信した電波時計信号に割れや不要成分が含まれていた場合でも、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立するために用いる２００ｍｓの種類の外部同期信号を正確に判定することができる。
【００４０】
本発明の単独運転検出装置の同期方法において、前記第２のステップは、前記第１のステップによって所定の期間に抽出された複数の外部同期信号の受信タイミングの分布に基づいて信頼性を有する外部同期信号の受信タイミングを特定し、その特定した受信タイミングを適宜考慮して前記第１のステップによって抽出された外部同期信号の種類を判定するようにしても良い。
【００４１】
したがって、本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、電波時計信号の電界強度が変動した場合でも、複数の単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【発明の効果】
【００４２】
上記のように構成された本発明の単独運転検出装置によれば、外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている複数種類の外部同期信号を抽出する外部同期信号受信手段と、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する外部同期信号判定手段と、前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する外乱信号生成手段とを有するようになっているので、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００４３】
上記のように構成された本発明の単独運転検出装置の同期方法によれば、外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている外部同期信号を抽出する第１のステップと、前記第１のステップによって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する第２のステップと、前記第２のステップによって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する第３のステップとを有するようになっているので、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４４】
以下、図面に基づいて本発明の単独運転検出装置及びその同期方法に関わる実施の形態について説明する。図１は、本実施の形態における単独運転検出装置を適用した電力システムを示すブロック図である。
【００４５】
図１に示す電力システム１は、５０Ｈｚの周波数の交流電力を供給する商用電源等の系統電源２と、例えば太陽光発電によって直流電力を発生する複数の分散型電源３（３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、…）と、分散型電源３に接続されて直流電力を系統電源２と同じ周波数及び設定された所定の位相差を有する交流電力に変換するパワーコンディショナ（以下、パワコンと略称する）４（４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、…）と、パワコン４から供給される交流電力及び系統電源２から供給される交流電力を消費する一般負荷５（５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、…）と、各パワコン４と系統電源２との間に配置され、系統電源２の電力停止時に分散型電源３の単独運転を検出する単独運転検出装置１０（１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、…）を備えている。
【００４６】
各単独運転検出装置１０は、系統電源２の電力停止時に分散型電源３の単独運転を停止するために、パワコン４と系統電源２とを遮断する遮断スイッチ１１と、パワコン４から供給される交流電力の無効電力を変動させるための外乱信号を発生する外乱信号発生部１２と、系統連系点Ｘにおける系統電圧を監視して、印加された外乱信号の影響を検出して外乱検出信号を出力すると共に、系統電圧の周期に同期した系統信号を出力する系統監視部１３と、系統監視部１３から出力される外乱検出信号に基づいて、単独運転であるか否かを判定し、単独運転である場合には単独運転検出信号を出力する単独運転判定部１４と、単独運転判定部１４から出力される単独運転検出信号に応じて、遮断スイッチ１１を遮断する連系保護回路１５と、同期信号を生成して出力する同期信号生成部１６と、同期信号生成部１６から出力される同期信号及び系統監視部１３から出力される系統信号に基づいて、外乱信号を生成するための外乱制御信号を生成して、外乱信号発生部１２に対して出力する外乱制御部１７とを有している。
【００４７】
図２は、図１の単独運転検出装置における各部の信号波形を示す図である。図２（Ａ）は、２０ｍｓ周期の５０Ｈｚの系統電圧の波形を示している。図２（Ｂ）は、系統監視部１３から外乱制御部１７に対して出力される系統信号であり、２０ｍｓ周期の系統電圧の波形に対して位相が９０度ずれて同期した信号になっている。図２（Ｃ）は、同期信号生成部１６から外乱制御部１７に対して出力される同期信号である。図２（Ｄ）は、同期信号生成部１６からの同期信号及び系統監視部１３からの系統信号に基づいて、外乱制御部１７において生成される外乱制御信号である。図２（Ｄ）に示すように、外乱制御信号は、ハイレベル（Ｈ）及びローレベル（Ｌ）の組合せである（ＨＬＨＬ）と（ＬＨＬＨ）とが、系統電圧の２倍の周期４０ｍｓ毎に入れ替わる。図２（Ｅ）は、外乱制御部１７からの外乱制御信号に基づいて、外乱信号発生部１２によって生成される外乱位相信号である。図２（Ｅ）に示すように、外乱位相信号は、外乱制御信号が（ＨＬＨＬ）のときにハイレベルとなり、外乱制御信号が（ＬＨＬＨ）のときにローレベルになる。
【００４８】
図２（Ｆ）は、外乱信号発生部１２によって系統電圧に印加される外乱信号の位相状態を示している。図２（Ｅ）及び図２（Ｆ）に示すように、外乱位相信号がハイレベルのときには、進相状態の外乱信号が系統電圧に印加されて無効電力が進相側に変動する。一方、外乱位相信号がローレベルのときには、遅相状態の外乱信号が系統電圧に印加されて無効電力が遅相側に変動する。系統監視部１３は、無効電力の位相変動を検出して、その検出した位相変動と上記した設定された位相差とによって、系統電源２の停電の有無を検出する。
【００４９】
図３は、図１の同期信号生成部１６の内部構成を示すブロック図である。図３に示すように、同期信号生成部１６は、電波時計信号受信部１６１、エッジ検出部１６２、カウンタ１６３（以下、カウンタ（ａ）という）、カウンタ１６４（以下、カウンタ（ｂ）という）、判定部１６５、信号選択部１６６、同期信号入力部１６７を有する。
【００５０】
電波時計信号受信部１６１は、外部から送信される１０００ｍｓ（１秒）間隔の電波時計信号（ＪＪＹ）を受信して、電波時計信号に同期した外部同期信号のパルス（これをＴＣＯ：タイムコードアウトプットと称する）を発生してエッジ検出部１６２及び信号選択部１６６に対して出力する。
【００５１】
エッジ検出部１６２は、ＴＣＯのパルスの立ち上がり（始期の）タイミングすなわち受信タイミングをカウンタ（ａ）及び判定部１６５に出力し、ＴＣＯのパルスの立ち下がり（終期の）タイミングをカウンタ（ｂ）及び判定部１６５に出力する。
【００５２】
カウンタ（ａ）は、１ｍｓのクロックを０から１０００まで１０００ｍｓすなわち１秒の間繰り返しカウントして、そのカウント値を判定部１６５に対して出力する。尚、カウンタ（ａ）は、１０００をカウントした瞬間に０になるものである。
【００５３】
カウンタ（ｂ）は、判定部１６５からのスタート信号に応じて１ｍｓのクロックを０からカウントを開始し、判定部１６５からのリセット信号に応じて、又は、１ｍｓのクロックを１０００以上（ここでは、１１００とする）カウントすると０にリセットされる。
【００５４】
判定部１６５は、カウンタ（ａ）のカウント値及びエッジ検出部１６２からのＴＣＯのパルスの立ち上がりのタイミングに応じて、カウンタ（ｂ）に対してスタート信号を出力する。判定部１６５はまた、カウンタ（ｂ）のカウント値及びエッジ検出部１６２からのＴＣＯの立ち上がりタイミングによって、ＴＣＯのパルスの種類を判定して、信号選択部１６６に対して選択信号を出力する。具体的には、ＴＣＯのパルスが２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれに対応しているかを判定して、信号選択部１６６に対して選択信号を出力する。判定部１６５はまた、カウンタ（ａ）からのカウント値の分布に応じて、電波時計信号の電界強度を判定し、電界強度が所定値（ここでは、５０ｄＢ）以上の場合には、ＴＣＯを選択する旨の選択信号を信号選択部１６６に対して出力し、電波時計信号が停波した間、又は、電波時計信号の電界強度が所定値未満の場合には、カウンタ（ａ）の１０００のカウントアップ値すなわち１０００ｍｓ（１秒）間隔の信号をＴＣＯに代えて選択する旨の選択信号を信号選択部１６６に対して出力する。
【００５５】
信号選択部１６６は、判定部１６５の選択信号に応じて、２００ｍｓ若しくは８００ｍｓに対応しているＴＣＯを外部同期信号として選択するか、又は、カウンタ（ａ）の１０００のカウントアップ値を内部同期信号として選択して、選択した外部同期信号又は内部同期信号を同期信号出力部１６７に対して出力する。
【００５６】
同期信号出力部１６７は、信号選択部１６６によって選択された外部同期信号又は内部同期信号を同期信号として外乱制御部１７に出力する。
【００５７】
図４は、電波時計信号のタイミングの分布に基づいて電界強度を測定する判定部１６５の動作を示す図である。図４（１）は、電波時計信号（ＪＪＹ）とカウンタ（ａ）のカウント値との関係を示している。上記したように、カウンタ（ａ）は、１秒（１０００ｍｓ）間に１ｍｓのクロック信号を０から１０００までカウントするので、電波時計信号の受信タイミングに対応するＴＣＯの立ち上がりタイミングは、０から１０００までのいずれかのカウント値と一致することになる。図４（１）においては、電波時計信号の受信タイミングとカウンタ（ａ）のカウント値の５００と一致している。
【００５８】
図４（２）は、電波時計信号の電界強度に応じて変動する受信タイミングを表している。図４（２）の場合には、電波時計信号の受信タイミングは、カウンタ（ａ）のカウント値の４９７から５０３まで変動している。判定部１６５は、一定期間において、カウンタ（ａ）の各カウント値（０〜１０００）に対する電波時計信号の個数の分布を検出する。電波時計信号の電界強度が強いほど分布する個数が多くなる傾向がある。したがって、電波時計信号の個数の分布を検出することによって、電波時計信号の電界強度を間接的に測定することができる。
【００５９】
図４（３）は、所定期間におけるカウンタ（ａ）のカウント値に対する電波時計信号の個数の分布を示す図である。この期間における電波時計信号の全部の個数に対して、３０％以上の個数が分布するカウント値の電波時計信号が、５０ｄＢの電界強度で信頼性を有することが実験によって判明している。図７（３）の例では、カウンタ（ａ）のカウント値が４９９、５００、５０１の場合に３０％以上の個数が分布している。そこで、判定部１６５は、内部のレジスタｎ１に下限値４９９をセットし、レジスタｎ２に上限値５０１をセットする。
【００６０】
図５及び図６は、本実施の形態における単独運転検出装置の同期方法を示すフローチャートである。図５のフローチャートにおいて、電波時計信号受信部１６１が電波時計信号（ＪＪＹ）を受信するとＴＣＯを出力する（ステップＳ１）。エッジ部１６２は、ＴＣＯの立ち上がりタイミング及び立ち下がりタイミングをカウンタ（ａ）及びカウンタ（ｂ）にそれぞれ出力するので、カウンタ（ａ）によってＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出したか否かを判別する（ステップＳ２）。カウンタ（ａ）によってＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出したときは、そのときのカウンタ（ａ）の１ｍｓのクロックのカウント値がｎ１（４９９）からｎ２（５０１）までの範囲であるか否かを判別する（ステップＳ３）。ＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出しない場合、又は、ＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出したときのカウンタ（ａ）のカウント値がこの範囲にない場合には、ステップＳ１において電波時計信号（ＪＪＹ）を受信するが、カウント値がこの範囲にある場合には、カウンタ（ｂ）にスタート信号を出力する（ステップＳ４）。
【００６１】
次に、カウンタ（ｂ）によってＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出したか否かを判別する（ステップＳ５）。ＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出したときは、そのときのカウンタ（ｂ）のカウント値を判別する。すなわち、カウント値が２００ｍｓの範囲（この場合は、２００ｍｓ±１０ｍｓ）であるか否かを判別し（ステップＳ６）、２００ｍｓの範囲である場合には、判定部１６５のレジスタＳＩＧ（初期値は０とする）に１をストアする（ステップＳ７）。
【００６２】
２００ｍｓの範囲でＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出しない場合、又は、２００ｍｓの範囲でＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出した後に、次のＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出したときに、カウンタ（ｂ）のカウント値が５００ｍｓの範囲（この場合は、５００ｍｓ±１０ｍｓ）であるか否かを判別し（ステップＳ８）、５００ｍｓの範囲である場合には、ＳＩＧに２をストアする（ステップＳ９）。このときＳＩＧに既に１がストアされている場合には、ＳＩＧの値を２に更新する。
【００６３】
５００ｍｓの範囲でＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出しない場合、又は、５００ｍｓの範囲でＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出した後に、次のＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出したときに、カウンタ（ｂ）のカウント値が８００ｍｓの範囲（この場合は、８００ｍｓ±１０ｍｓ）であるか否かを判別し（ステップＳ１０）、８００ｍｓの範囲である場合には、ＳＩＧに３をストアする（ステップＳ１１）。このときＳＩＧに既に１又は２がストアされている場合には、ＳＩＧの値を３に更新する。
【００６４】
ＳＩＧに１、２、若しくは３の値をストアした後、又は、値をストアしない場合には、図６のフローチャートにおいて、カウンタ（ｂ）のカウント値が９９９に達したか否かを判別する（ステップＳ１２）。すなわち、カウンタ（ａ）がＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出したときから、１秒が経過したか否かを判別する。カウント値が１０００に達しない場合には、図５のステップＳ５においてＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出するか否かを判別するが、カウント値が１０００に達したときは、その時点の電波時計信号に対応するＴＣＯの正規の立ち下がりのタイミングが過ぎているので、ＳＩＧの値に応じて電波時計信号の種類が２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれであるかを判定する（ステップＳ１３）。次に、ＳＩＧに０をストアして次の電波時計信号の判定に備える（ステップＳ１４）。
【００６５】
ステップＳ１４において、ＳＩＧに０をストアした後、又は、図５のステップＳ５において、ＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出しない場合には、図６のステップＳ１５において、カウンタ（ｂ）のカウント値が１１００に達したか否かを判別して、カウント値が１１００に達したときは、カウンタ（ｂ）をリセットする（ステップＳ１６）。
【００６６】
図７は、図３に示した同期生成部１６の各部における信号の波形図である。図７（Ａ）は、電波時計信号受信部１６１が１秒毎に受信する電波時計信号（Ｊ１、Ｊ２、…）である。図７（Ｂ）は、受信した電波時計信号に対応して、電波時計信号受信部１６１からエッジ部１６２及び信号選択部１６６に出力されるＴＣＯ（タイムコードアウトプット）である。電波時計信号がノイズの影響を受けると、図７（Ｂ）のＴＣＯに割れ（▽印）や不要成分（＊印）が発生する。このような割れや不要成分の発生は、電波時計信号の電界強度が弱いほど顕著になる。図７（Ｃ）は、カウンタ（ａ）における０から１０００までの１ｍｓのクロックのカウント値である。このカウント値がｎ１（４９９）からｎ２（５０１）の範囲のときに、エッジ部１６２からＴＣＯの立ち上がりタイミングがカウンタ（ａ）に出力されると、判定部１６５はカウンタ（ｂ）にスタート信号を出力する。図７（Ｄ）は、カウンタ（ｂ）における１ｍｓのクロックのカウント値である。図７（Ｅ）は、カウンタ（ｂ）のカウント値及びエッジ部１６２からのＴＣＯの立ち下がりタイミングに基づく判定結果である。
【００６７】
例えば、図７（Ａ）のＪ１の電波時計信号に対応する図７（Ｂ）のＴＣＯの立ち上がりタイミングのときのカウンタ（ａ）のカウント値Ｐ１が、図７（Ｃ）において、ｎ１（４９９）からｎ２（５０１）までの範囲にある場合には、図７（Ｄ）に示すように、カウンタ（ｂ）は１ｍｓのクロックを０からカウントする。カウントしている間に、電波時計信号Ｊ１に対応するＴＣＯに割れが発生している場合には、割れによる偽の立ち下がりのタイミングを検出したとき、図７（Ｄ）において、カウンタ（ｂ）のカウント値Ｑ１が２００ｍｓの範囲になるので、ＳＩＧに１をストアする。次に、電波時計信号Ｊ１に対応するＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出した場合には、図７（Ｄ）において、カウンタ（ｂ）のカウント値Ｑ２が８００ｍｓの範囲になるので、カウント値Ｑ１においてＳＩＧにストアされている１を３に更新する。したがって、図７（Ａ）の電波時計信号Ｊ１における偽の立ち下がりのタイミングにおけるカウント値Ｑ１が解消されて、図７（Ｅ）に示す判定結果では、電波時計信号Ｊ１が検出される。
【００６８】
図７（Ａ）における電波時計信号Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５においても同様に、カウンタ（ａ）によってＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出したときに、そのときのカウンタ（ａ）の１ｍｓのクロックのカウント値が、図７（Ｃ）に示すように、ｎ１からｎ２までの範囲であるＰ２、Ｐ３、Ｐ４、Ｐ５の場合には、図７（Ｄ）に示すように、カウンタ（ｂ）がカウントを開始する。そして、電波時計信号Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５に対応するＴＣＯの正規の立ち下がりのタイミング、及び、割れや不要成分による偽の立ち下がりのタイミングを検出したときに、カウンタ（ｂ）のカウント値が２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの範囲の場合には、図７（Ｄ）において、カウント値がＱ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８のときに、ＳＩＧに１、２（１を更新）、１、２、３（２を更新）、２をストアする。したがって、図７（Ａ）の電波時計信号Ｊ２、Ｊ４における偽の立ち下がりのタイミングにおけるカウント値Ｑ３、Ｑ６が解消されて、図７（Ｅ）に示す判定結果では、電波時計信号Ｊ２、Ｊ３、Ｊ４、Ｊ５が検出される。
【００６９】
図７（Ａ）の電波時計信号Ｊ６に対応する図７（Ｂ）のＴＣＯでは、図７（Ｃ）に示すように、電波時計信号Ｊ６に対応するＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出することができない。このため、カウンタ（ｂ）のカウント値が１１００に達したときに、カウンタ（ｂ）をリセットする。さらにこの後、＊で示す不要成分だけが生成され、不要成分の立ち上がりのタイミングを検出しても、そのときのカウンタ（ａ）の１ｍｓのクロックのカウント値がｎ１からｎ２までの範囲外であるので、カウンタ（ｂ）はスタートされず、電波時計信号Ｊ６の５００ｍｓの信号期間が過ぎてもリセット状態が継続する。このため、図７（Ｅ）に示す判定結果では、電波時計信号Ｊ６は検出されない。
【００７０】
図７（Ａ）の電波時計信号Ｊ７に対応する図７（Ｂ）のＴＣＯでは、図７（Ｃ）に示すように、カウント値Ｐ６においてＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出するので、カウンタ（ｂ）がカウントを開始して、図７（Ｄ）におけるカウント値Ｑ９で、ＴＣＯの立ち下がりタイミングを検出するので、図７（Ｅ）に示す判定結果では、電波時計信号Ｊ７が検出される。
【００７１】
図７（Ａ）の電波時計信号Ｊ８に対応する図７（Ｂ）のＴＣＯでは、図７（Ｃ）に示すように、カウント値Ｐ６においてＴＣＯの立ち上がりのタイミングを検出するので、カウンタ（ｂ）がカウントを開始するが、▽で示す割れ及び＊で示す不要成分のために、図７（Ｄ）に示すように、２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの範囲ではＴＣＯの立ち下がりのタイミングを検出することができない。このため、図７（Ｅ）に示す判定結果では、電波時計信号Ｊ８は検出されない。
【００７２】
本実施の形態によれば、単独運転検出装置１０の同期信号生成部１６は、外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの３種類の外部同期信号を抽出する電波時計信号受信部１６１と、電波時計信号受信部１６１によって抽出された外部同期信号が２００ｍｓであるか否かを判定する判定部１６５とを有すると共に、判定部１６５によって判定された２００ｍｓの外部同期信号に同期した外乱信号を生成して、系統電源２の系統電圧に対して印加する外乱制御部１７及び外乱信号発生部１２とを有するので、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００７３】
本実施の形態によれば、判定部１６５は、電波時計信号受信部１６１によって２００ｍｓの外部同期信号が抽出されるまでの期間においては、８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に判定し、外乱制御部１７及び外乱信号発生部１２は、判定部１６５によって暫定的に判定された８００ｍｓの外部同期信号に同期した外乱信号を生成した後、判定部１６５によって判定された２００ｍｓの外部同期信号に同期した外乱信号を生成するので、最初に受信タイミングを検出する際に、２００ｍｓの外部同期信号がすぐに抽出されない場合でも、抽出が容易な８００ｍｓの外部同期信号を暫定的に抽出することで、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００７４】
本実施の形態によれば、電波時計信号受信部１６１は、外部から送信される電波時計信号に含まれている２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓの外部同期信号を抽出し、判定部１６５は、電波時計信号受信部１６１によって抽出された外部同期信号の立ち上がりタイミングを検出して、その検出した立ち上がりタイミングに基づいて、抽出された外部同期信号の立ち下がりタイミングが立ち上がりタイミングから２００ｍｓ、５００ｍｓ、８００ｍｓのいずれであるかを予測することで、抽出された外部同期信号が２００ｍｓの外部同期信号であるか否かを判定するので、受信した電波時計信号に割れや不要成分が含まれていた場合でも、単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立するために用いる２００ｍｓの外部同期信号を正確に判定することができる。
【００７５】
本実施の形態によれば、判定部１６５は、電波時計信号受信部１６１によって所定の期間に抽出された複数の外部同期信号の受信タイミングの分布に基づいて、信頼性を有する外部同期信号の受信タイミングを特定し、その特定した受信タイミングを適宜考慮して電波時計信号受信部１６１によって抽出された外部同期信号の種類を判定するので、電波時計信号の電界強度が変動した場合でも、複数の単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。
【００７６】
本実施の形態において、請求項記載の外部同期受信手段は電波時計信号受信部１６１、外部同期信号判定手段は判定部１６５、外乱信号生成手段は外乱制御部１７及び外乱信号発生部１２にそれぞれ相当するものである。
【００７７】
また、本実施の形態において、請求項記載の第１のステップは電波時計信号受信部１６１の動作、第２のステップは判定部１６５の動作、第３のステップは外乱制御部１７及び外乱信号発生部１２の動作にそれぞれ相当するものである。
【００７８】
尚、上記実施の形態においては、外部同期信号として電波時計信号を利用する場合を例に採って本発明を説明したが、ラジオ放送の電波やテレビ放送の電波に含まれる複数種類の周期的な信号、あるいは全地球測位システムのＧＰＳ信号に含まれる複数種類の周期的な信号を外部同期信号として利用することも可能である。例えば、ＧＰＳ信号のメインフレームは、６秒毎に送信される３００ビットのサブフレームで構成されている。各サブフレームの先頭には時刻情報が含まれており、衛星打ち上げ後の最初の送信開始を１週００秒として、実時間の経過を週および秒で管理し、実時間のＸ時Ｙ分Ｚ秒に送信されるサブフレームの番号を前もって認識することができる。したがって、６秒毎に送信される時刻情報を受信して、その時刻情報を外部同期信号として利用できる。
【００７９】
また、上記実施の形態においては、同期信号生成部１６をハードウェアで構成する場合を例に採って本発明を説明したが、ＣＰＵ（中央演算ユニット）等のマイクロコンピュータによって、同期信号生成部１６、特に、判定部１６５、カウンタ（ａ）、カウンタ（ｂ）、信号選択部１６６を構成するようにしてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００８０】
本発明の単独運転検出装置によれば、外部から送信される電波を受信して、その電波に含まれている複数種類の外部同期信号を抽出する外部同期信号受信手段と、前記外部同期信号受信手段によって抽出された外部同期信号が特定の種類であるか否かを判定する外部同期信号判定手段と、前記外部同期信号判定手段によって判定された特定の種類の外部同期信号に同期した外乱信号を生成して前記系統電源の系統電圧に対して印加する外乱信号生成手段とを有するようになっているので、電波時計信号の電界強度が弱い場合でも、最初に受信タイミングを検出するまでの時間を短縮できるような単独運転検出装置相互間の外乱信号の同期を確立することができる。したがって、例えば集合地域で複数台の単独運転検出装置を使用する電力システムに有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の実施の形態における単独運転検出装置を適用した電力システムを示すブロック図である。
【図２】図１の単独運転検出装置における各部の信号波形を示す図である。
【図３】図１の同期信号生成部の内部構成を示すブロック図である。
【図４】本実施の形態において、電波時計信号の受信タイミングの分布に基づいて電界強度を測定する動作を示す図である。
【図５】本実施の形態における単独運転検出装置の同期方法を示すフローチャートである。
【図６】図５に続く単独運転検出装置の同期方法を示すフローチャートである。
【図７】図３の同期信号生成部における各部の信号の波形図である。
【図８】隣接する２系統の系統電圧に印加される外乱信号間の相互干渉の様子を示す一般的な図である。
【図９】電波時計信号のタイムコードを構成する３種類の変調波信号を示す一般的な図である。
【図１０】１周期分の電波時計信号のフォーマットを示す一般的な図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  電力システム
２  系統電源
３  分散型電源
４  パワーコンディショナ
５  一般負荷
１０  単独運転検出装置
１１  遮断スイッチ
１２  外乱信号発生部（外乱信号発生手段）
１３  系統監視部
１４  単独運転判定部
１５  連系保護回路
１６  同期信号生成部
１７  外乱制御部（外乱信号発生手段）
１６１  電波時計信号受信部（外部同期信号受信手段）
１６２  エッジ検出部
１６３  カウンタ（ａ）
１６４  カウンタ（ｂ）
１６５  判定部（外部同期信号判定手段）
１６６  信号選択部
１６７  同期信号出力部
【図１】
2008172978.tif 000003
【図２】
2008172978.tif 000004
【図３】
2008172978.tif 000005
【図４】
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【図５】
2008172978.tif 000007
【図６】
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【図７】
2008172978.tif 000009
【図８】
2008172978.tif 000010
【図９】
2008172978.tif 000011
【図１０】
2008172978.tif 000012