(57)【要約】【課題】通信回線を使用することなく、配電系統に事故が発生した場合に、迅速かつ確実に分散型電源を遮断する。【解決手段】分散型電源用転送遮断システム１は、配電線４を介して接続された変電所２及び複数の需要家宅３に設置された装置から構成される。信号合成装置２２は、変圧器２１から変圧された電力搬送波を受信し、受信した電力搬送波に変電所ＩＤ及び時刻を含む信号波を重畳させ、その重畳波を母線２３に送信する。重畳波は、母線２３及び配電線遮断器２４を介して配電線４に送信される。信号分離装置３１は、配電線４からの受信波から、電力搬送波と、信号波とを分離して送信する。分散型電源遮断装置３５は、信号分離装置３１から信号波を受信し、受信した信号波に変電所ＩＤ及び時刻が含まれていない場合には、コンタクタ３３に開路の指示を行う。コンタクタ３３がこの指示を受けて開路することで、分散型電源３４が遮断される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
受信した電力搬送波に変電所ＩＤを含む信号波を重畳させて、その重畳波を配電系統に送信する信号合成手段と、
前記配電系統からの受信波から、電力搬送波と、信号波とを分離する信号分離手段と、
前記信号分離手段が分離した前記信号波に前記変電所ＩＤが含まれていない場合に、分散型電源を遮断する分散型電源遮断手段と、
を備えることを特徴とする分散型電源用転送遮断システム。
【請求項２】
請求項１に記載の分散型電源用転送遮断システムであって、
前記信号合成手段は、前記電力搬送波に、前記変電所ＩＤに加えてさらに時刻を含む信号波を重畳させて、その重畳波を送信し、
前記分散型電源遮断手段は、前記の場合に加えて、前記信号分離手段が分離した前記信号波に前記時刻が含まれていない場合にも、前記分散型電源を遮断する
ことを特徴とする分散型電源用転送遮断システム。
【請求項３】
請求項２に記載の分散型電源用転送遮断システムであって、
前記分散型電源遮断手段は、前記信号分離手段が分離した前記信号波に前記時刻が含まれている場合に、当該時刻を用いて、時計の時刻補正を行う
ことを特徴とする分散型電源用転送遮断システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源用転送遮断システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、太陽光発電、風力発電などの分散型電源が普及しつつある。ここで、分散型電源が大量に普及すると、それらが接続されている配電系統で事故が発生した場合に、分散型電源が単独状態になることなどにより事故が拡大することが懸念される。そこで、分散型電源を停止させる方法として、単独運転防止装置や転送遮断装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２７６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、単独運転防止装置は、現在、多数の装置が送信する信号同士が干渉することにより事故を誤検出してしまう問題などに対応するために研究開発が行われている段階である。また、転送遮断装置は、配電系統の事故発生時に転送遮断信号を受信することで分散型電源を確実に停止することが可能であるが、転送遮断信号を伝送する通信回線を確保することが必要である。
【０００４】
そこで、特許文献１には、通信回線の敷設を不要とした単独運転防止装置が開示されている。これは、変電所の母線に搬送波信号を注入し、分散型電源装置では、搬送波信号の有無をチェックし、受信できない場合に、配電系統との間を遮断する技術である。ところが、この技術では、受信した搬送波信号が本来の変電所から来たものか否かが分からないので、配電系統が異常な場合でも遮断できないおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、通信回線を使用することなく、配電系統に事故が発生した場合に、迅速かつ確実に分散型電源を遮断することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は、分散型電源用転送遮断システムであって、受信した電力搬送波に変電所ＩＤを含む信号波を重畳させて、その重畳波を配電系統に送信する信号合成手段と、前記配電系統からの受信波から、電力搬送波と、信号波とを分離する信号分離手段と、前記信号分離手段が分離した前記信号波に前記変電所ＩＤが含まれていない場合に、分散型電源を遮断する分散型電源遮断手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
この構成によれば、信号波に本来の変電所のＩＤが含まれているか否かを確認するので、配電系統に事故が発生し、変電所からの電力が搬送されなくなった場合や、配電系統の異常により、変電所以外から誤って電力搬送があった場合にも、通信回線を使用することなく、迅速かつ確実に分散型電源を停止することができる。
【０００８】
また、本発明は、分散型電源用転送遮断システムであって、前記信号合成手段が、前記電力搬送波に、前記変電所ＩＤに加えてさらに時刻を含む信号波を重畳させて、その重畳波を送信し、前記分散型電源遮断手段が、前記の場合に加えて、前記信号分離手段が分離した前記信号波に前記時刻が含まれていない場合にも、前記分散型電源を遮断することを特徴とする。
【０００９】
この構成によれば、さらに信号波にリアルタイムの時刻が含まれているか否かを確認するので、本来の電力が搬送されなくなった場合に、さらに確実に分散型電源を停止することができる。
【００１０】
また、本発明は、分散型電源用転送遮断システムであって、前記分散型電源遮断手段が、前記信号分離手段が分離した前記信号波に前記時刻が含まれている場合に、当該時刻を用いて、時計の時刻補正を行うことを特徴とする。
【００１１】
この構成によれば、分散型電源遮断手段が受信した信号波に含まれる時刻を有効に活用することができる。
【００１２】
その他、本願が開示する課題及びその解決方法は、発明を実施するための最良の形態の欄、及び図面により明らかにされる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、通信回線を使用することなく、配電系統に事故が発生した場合に、迅速かつ確実に分散型電源を遮断することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態を説明する。本発明の実施の形態に係る分散型電源用転送遮断システムは、変電所で、信号合成装置が電力搬送波に変電所ＩＤ及び時刻を含む信号波を重畳させて、配電系統に送信する一方で、需要家宅で、信号分離装置が、配電系統からの受信波を電力搬送波と、信号波とに分離して送信し、分散型電源遮断装置が、受信した信号波に変電所ＩＤ及び時刻が含まれていない場合に、分散型電源を遮断するものである。
【００１５】
≪システムの構成と概要≫
図１は、分散型電源用転送遮断システムの構成を示す図である。分散型電源用転送遮断システム１は、配電線（配電系統）４を介して接続された変電所２及び複数の需要家宅３に設置された装置から構成される。変電所２には、変圧器２１、信号合成装置（信号合成手段）２２、母線２３及び配電線遮断器２４が設置される。変圧器２１は、発電所から商用電力の搬送波を受けて、交流電圧の変換（変圧）を行う電力機器である。信号合成装置２２は、変圧器２１から変圧された電力搬送波を受信し、受信した電力搬送波に変電所ＩＤ及び時刻を含む信号波を重畳させ、その重畳波を送信する装置である。
【００１６】
変電所ＩＤは、変電所２に固有のコードであって、需要家宅３に届く電力の供給元である変電所を特定するためのものである。従って、変電所２の変電所ＩＤを含む信号波が重畳されていない受信波は、変電所２から供給されたものではないということになる。時刻は、リアルタイムを示すものであって、信号合成装置２２が内蔵する時計から設定される。従って、リアルタイムの時刻を含む信号波が重畳されていない受信波も、変電所２から供給されたものではないということになる。
【００１７】
母線２３は、信号合成装置２２と、配電線遮断器２４とを接続する電力線である。配電線遮断器２４は、母線２３と、配電線４との間に設置される電力機器であって、通常は閉じることによって母線２３と、配電線４とを接続し、配電線４に電力を供給するが、配電線４などの配電系統で事故が発生した場合には、開くことによって、母線２３と、配電線４との間を遮断し、配電線４への電力供給を停止する。なお、信号合成装置２２が送信した重畳波は、母線２３及び配電線遮断器２４を介して配電線４上に伝送される。
【００１８】
需要家宅３には、信号分離装置（信号分離手段）３１、負荷３２、コンタクタ３３、分散型電源３４及び分散型電源遮断装置（分散型電源遮断手段）３５が設置される。信号分離装置３１は、配電線４からの受信波から、電力搬送波と、信号波とを分離して送信する装置である。負荷３２は、信号分離装置３１又は分散型電源３４から電力搬送波を受けて動作する電気機器であり、例えば、需要家宅３で利用される各種家電製品などである。
【００１９】
コンタクタ３３は、信号分離装置３１及び負荷３２と、分散型電源３４との間に設置される開閉器であり、分散型電源遮断装置３５の指示に従って開閉する。分散型電源３４は、需要家宅３に設置された自家用発電設備であって、例えば、太陽光発電、風力発電などによる電源である。分散型電源遮断装置３５は、信号分離装置３１から、分離された信号波を受信し、受信した信号波に変電所ＩＤ及び時刻が含まれていない場合には、コンタクタ３３に開路の指示を行う。コンタクタ３３がこの指示を受けて開路することによって、分散型電源３４が遮断される。
【００２０】
≪信号合成装置及び信号分離装置の構成と処理≫
図２は、信号合成装置及び信号分離装置の構成を示す図である。図２（ａ）は、信号合成装置２２の構成を示す図である。信号合成装置２２は、信号発生装置２２１及びＦＭ（Frequency Modulation）変調モデム２２２を備える。信号発生装置２２１は、変電所ＩＤ及び時刻を含む信号波を発生させて、ＦＭ変調モデム２２２に供給する。変電所ＩＤは所定のメモリに記憶され、時刻は内蔵時計によって供給される。
【００２１】
ＦＭ変調モデム２２２は、変圧器２１から電力搬送波を受信し、受信した電力搬送波を、信号発生装置２２１から供給された信号波をＦＭ変調することによって、被変調波（重畳波）を発生させて母線２３に送信する。ここで、信号発生装置２２１が送信する信号波のパワーは、電力搬送波と比較して十分に小さく、ＦＭ変調モデム２２２が送信する被変調波の周波数変動は、商用電力の電力品質に影響を与えない程度に小さいものとする。また、数十ｋＨｚ程度の周波数帯を使用するものとする。これは、周波数が低過ぎると高調波と混同するおそれがあり、周波数が高過ぎると外部へ漏洩するおそれがあるからである。
【００２２】
図２（ｂ）は、信号分離装置３１の構成を示す図である。信号分離装置３１は、ＦＭ復調モデム３１１を備える。ＦＭ復調モデム３１１は、ＦＭ変調モデム２２２と同じ周波数帯を用いて、配電線４からの被変調波（受信波）から、電力搬送波と、信号波とを分離し、電力搬送波を負荷３２に送信し、信号波を分散型電源遮断装置３５に送信する。ここで、変電所２からの電力供給が停止され、受信波がない場合、又は、受信波が信号波を含まず、受信波から信号波を分離できない場合には、信号波を分散型電源遮断装置３５に送信できないことになる。
【００２３】
分散型電源遮断装置３５に送信された信号波は、分散型電源３４の転送遮断に関する判定や、分散型電源遮断装置３５の内蔵時計の時刻補正に利用される。なお、分散型電源遮断装置３５の内蔵時計は、例えば、分散型電源３４の状態変化を履歴として記憶する際に時刻データを付加するために用いられ、記憶された履歴データは、随時モニタに表示される。
【００２４】
≪分散型電源遮断装置の処理≫
図３は、分散型電源遮断装置の処理を示すフローチャートである。分散型電源遮断装置３５は、まず、信号分離装置３１から受信した信号波に変電所２の変電所ＩＤが含まれているか否かを判定する（ステップＳ３０１）。この判定は、信号分離装置３１の受信波が本来の電力供給元である変電所２から送信されたものであるか否かを確認するものである。
【００２５】
当該変電所ＩＤが含まれている場合には（ステップＳ３０１のＹ）、受信した信号波に時刻が含まれているか否かを判定する（ステップＳ３０２）。この判定も、信号分離装置３１の受信波が変電所２から送信されたものであるか否かを確認するものである。
【００２６】
時刻が含まれている場合には（ステップＳ３０２のＹ）、分散型電源遮断装置３５は、その時刻を用いて自らに内蔵されている時計の時刻補正を行う（ステップＳ３０３）。そして、ステップＳ３０１の判定に戻る。なお、ステップＳ３０１及びステップＳ３０２の判定は、所定の時間間隔を空けて定期的に行われ、電力供給はあるが、その電力が本来の変電所２から来たものではないことを検知するために行われる。
【００２７】
信号分離装置３１から受信した信号波に変電所ＩＤが含まれていない場合（ステップＳ３０１のＮ）又は受信した信号波に時刻が含まれていない場合（ステップＳ３０２のＮ）には、分散型電源遮断装置３５は、分散型電源３４の遮断を行う（ステップＳ３０４）。具体的には、コンタクタ３３に開路の指示を行う。この指示を受けて、コンタクタ３３の開閉器が開路されるので、分散型電源３４が遮断されることになる。
【００２８】
そして、分散型電源遮断装置３５は、配電系統が復旧したか否かを判定し（ステップＳ３０５）、復旧していなければ（ステップＳ３０５のＮ）、その判定を繰り返す。オペレータの入力などから、配電系統の復旧を認識すると（ステップＳ３０５のＹ）、分散型電源３４を接続する（ステップＳ３０６）。具体的には、コンタクタ３３に閉路の指示を行う。この指示を受けて、コンタクタ３３の開閉器が閉路されるので、分散型電源３４が接続されることになる。その後、ステップＳ３０１の判定に戻る。
【００２９】
以上説明した本発明の実施の形態によれば、配電線４からの受信波に信号波があるか否かを確認するので、通信回線を使用することなく、配電線４に事故が発生し、変電所２からの電力が搬送されなくなった場合に、迅速に分散型電源３４を停止することができる。また、信号波に本来の変電所２のＩＤが含まれているか否かを確認するので、配電線４の異常により、変電所２以外から誤って電力搬送があった場合にも、確実に分散型電源３４を停止することができる。そして、信号波に時刻が含まれているか否かを確認するので、本来の電力が搬送されなくなった場合に、確実に分散型電源３４を停止することができる。また、信号波に含まれる時刻を、内蔵時計の補正などに有効に活用することができる。
【００３０】
以上によれば、単独運転防止装置における干渉問題や、転送遮断装置における通信回線の確保といった課題を検討する必要がなく、変電所２に信号合成装置２２を設置し、需要家宅３に信号分離装置３１を設置し、変電所ＩＤ及び時刻を含む信号波を利用することによって、配電線４に事故が発生した場合に迅速かつ確実に分散型電源３４を遮断することができる。
【００３１】
以上、本発明を実施するための最良の形態について説明したが、上記実施の形態は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。例えば、以下のような実施の形態が考えられる。  
（１）上記実施の形態では、変電所ＩＤ及び時刻を含む信号波を用いることとしたが、信号波に他のデータを付加するようにしてもよい。  
（２）需要家宅３が電力供給を受ける元の変電所２は、必ずしも常時同じではなく、時間帯によって異なる場合がある。この場合、分散型電源遮断装置３５が、信号分離装置３１から受信した信号波に含まれる変電所ＩＤをチェックする際には、電力供給を受ける複数の変電所２のうち、少なくとも１つの変電所ＩＤと一致するか否かを確認するようにしてもよいし、時間帯に応じた変電所ＩＤと比較するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】分散型電源用転送遮断システムの構成を示す図である。
【図２】信号合成装置及び信号分離装置の構成を示す図であり、（ａ）は信号合成装置２２の構成を示し、（ｂ）は信号分離装置３１の構成を示す。
【図３】分散型電源遮断装置の処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３３】
１      分散型電源用転送遮断システム
２      変電所
２１    変圧器
２２    信号合成装置（信号合成手段）
２２１  信号発生装置
２２２  ＦＭ変調モデム
２３    母線
２４    配電線遮断器
３      需要家宅
３１    信号分離装置（信号分離手段）
３１１  ＦＭ復調モデム
３２    負荷
３３    コンタクタ
３４    分散型電源
３５    分散型電源遮断装置（分散型電源遮断手段）
４      配電線（配電系統）
【図１】
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【図２】
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【図３】
2008172897.tif 000005