(57)【要約】【課題】スイッチが開放した後、負荷電圧を速やかに所定の定電圧値にすることができる系統連系装置を得る。【解決手段】系統電源１の異常状態を検出することにより、スイッチ３を開放させる遮断制御信号９ａを出力する遮断制御回路９と、系統電源１の正常時に平均負荷電流値１７ａを演算する平均値演算回路１７と、検出された負荷電圧値１３ａに基づいて、電力変換器４の出力電圧を所定の定電圧にする定電圧制御電流指令１６ａを出力する定電圧制御回路１６と、複数の入力の中から電力変換器４に対する出力電流指令６ａを選択して出力する選択回路とを備えるとともに、遮断制御回路９から遮断制御信号９ａが入力された後、選択回路により出力電流指令６ａとして定電圧制御電流指令１６ａを選択する前の所定期間、系統電源１の正常時に演算された平均負荷電流値１７ａを出力電流指令６ａとして選択する。【選択図】図３
2008029091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
系統電源と負荷とをスイッチを介して接続し、前記スイッチの前記負荷側に電力変換器を介して第２の電源を接続し、前記第２の電源を前記系統電源に連系させた系統連系装置において、
前記系統電源の異常状態を検出することにより、前記スイッチを開放させる遮断制御信号を出力する遮断制御回路と、
前記系統電源の正常時に平均負荷電流値を演算する平均値演算回路と、
検出された負荷電圧値に基づいて、前記電力変換器の出力電圧を所定の定電圧にするための定電圧制御電流指令を出力する定電圧制御回路と、
複数の入力の中から前記電力変換器に対する出力電流指令を選択して出力する選択回路と、
を備え、
前記選択回路は、前記遮断制御回路から前記遮断制御信号が入力された後、前記出力電流指令として前記定電圧制御電流指令を選択して出力する前の所定期間、前記出力電流指令として、前記系統電源の正常時に演算された前記平均負荷電流値を選択して出力することを特徴とする系統連系装置。
【請求項２】
系統電源と負荷とをスイッチを介して接続し、前記スイッチの前記負荷側に電力変換器を介して第２の電源を接続し、前記第２の電源を前記系統電源に連系させた系統連系装置において、
前記系統電源の異常状態を検出することにより、前記スイッチを開放させる遮断制御信号を出力する遮断制御回路と、
スイッチ電流の遮断状態を検出することにより、遮断状態信号を出力する遮断状態検出回路と、
負荷電流値を検出する電流検出器と、
前記系統電源の正常時に平均負荷電流値を演算する平均値演算回路と、
検出された負荷電圧値に基づいて、前記電力変換器の出力電圧を所定の定電圧にするための定電圧制御電流指令を出力する定電圧制御回路と、
複数の入力の中から前記電力変換器に対する出力電流指令を選択して出力する選択回路と、
を備え、
前記選択回路は、前記遮断制御回路から前記遮断制御信号が入力されることにより、前記出力電流指令として前記負荷電流値を選択して出力するとともに、前記遮断状態検出回路から前記遮断状態信号が入力された後、前記出力電流指令として前記定電圧制御電流指令を選択して出力する前の所定期間、前記出力電流指令として、前記系統電源の正常時に演算された前記平均負荷電流値を選択して出力することを特徴とする系統連系装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、系統電源に他のエネルギー源を電力変換器を介して連系させ、系統電源の異常時に、負荷に対して安定した電力を供給する系統連系装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
系統電源と負荷とをスイッチを介して接続し、スイッチの負荷側に電力変換器を介して第２の電源を接続し、この第２の電源を系統電源に連系させた従来の系統連系装置には、負荷電流値を検出する電流検出器と、検出された負荷電圧値に基づいて、電力変換器の出力電圧を所定の定電圧にするための定電圧制御電流指令を出力する定電圧制御回路と、複数の入力の中から電力変換器に対する出力電流指令を選択して出力するセレクタとを備え、系統電源の異常が検出されることによりスイッチを開放するとともに出力電流指令として上記負荷電流値を選択し、スイッチ電流の遮断が検出されることにより出力電流指令として上記定電圧制御電流指令を選択するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５３４５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１記載の系統連系装置では、系統電源の異常が検出されることにより、スイッチが開放されるとともに出力電流指令として負荷電流値が選択される。また、その後、スイッチ電流の遮断が検出されることにより、出力電流指令として定電圧制御電流指令が選択され、これにより電力変換器が定電圧制御され、安定した電力が負荷に供給される。しかし、スイッチが開放した後に負荷電圧が低下している場合には、定電圧制御回路は系統電源に異常が発生する前の負荷電圧値よりも小さい値の負荷電圧値に基づいて定電圧制御電流指令を生成し、セレクタはこの定電圧制御電流指令によって電力変換器を定電圧制御しようと動作するため、負荷電圧が所定の定電圧値に回復するまでに時間が掛かるといった問題があった。
【０００５】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は、スイッチが開放した後、負荷電圧を速やかに所定の定電圧値にすることができる系統連系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】
この発明に係る系統連系装置は、系統電源と負荷とをスイッチを介して接続し、スイッチの負荷側に電力変換器を介して第２の電源を接続し、第２の電源を系統電源に連系させた系統連系装置において、系統電源の異常状態を検出することにより、スイッチを開放させる遮断制御信号を出力する遮断制御回路と、系統電源の正常時に平均負荷電流値を演算する平均値演算回路と、検出された負荷電圧値に基づいて、電力変換器の出力電圧を所定の定電圧にするための定電圧制御電流指令を出力する定電圧制御回路と、複数の入力の中から電力変換器に対する出力電流指令を選択して出力する選択回路と、を備え、選択回路は、遮断制御回路から遮断制御信号が入力された後、出力電流指令として定電圧制御電流指令を選択して出力する前の所定期間、出力電流指令として、系統電源の正常時に演算された平均負荷電流値を選択して出力するものである。
【０００７】
また、この発明に係る系統連系装置は、系統電源と負荷とをスイッチを介して接続し、スイッチの負荷側に電力変換器を介して第２の電源を接続し、第２の電源を系統電源に連系させた系統連系装置において、系統電源の異常状態を検出することにより、スイッチを開放させる遮断制御信号を出力する遮断制御回路と、スイッチ電流の遮断状態を検出することにより、遮断状態信号を出力する遮断状態検出回路と、負荷電流値を検出する電流検出器と、系統電源の正常時に平均負荷電流値を演算する平均値演算回路と、検出された負荷電圧値に基づいて、電力変換器の出力電圧を所定の定電圧にするための定電圧制御電流指令を出力する定電圧制御回路と、複数の入力の中から電力変換器に対する出力電流指令を選択して出力する選択回路と、を備え、選択回路は、遮断制御回路から遮断制御信号が入力されることにより、出力電流指令として負荷電流値を選択して出力するとともに、遮断状態検出回路から遮断状態信号が入力された後、出力電流指令として定電圧制御電流指令を選択して出力する前の所定期間、出力電流指令として、系統電源の正常時に演算された平均負荷電流値を選択して出力するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明によれば、スイッチが開放した後、負荷電圧を速やかに所定の定電圧値にすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
この発明をより詳細に説明するため、添付の図面に従ってこれを説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００１０】
実施の形態１．
図１はこの発明の実施の形態１における系統連系装置を示すブロック構成図である。図１において、１は系統電源、２は負荷、３は系統電源１と負荷２とを接続する高速スイッチ、４は高速スイッチ３と負荷２との間に接続されて双方向制御可能な電力変換器、５は第２の電源である。また、６は電力変換器４に対する出力電流指令６ａを生成する後述の電流指令発生回路、７は電力変換器４の出力電流が出力電流指令６ａに一致するように制御する電流制御回路、８は電力変換器４の動作指令を生成するパルス発生回路、９は高速スイッチ３の負荷２側の電圧異常、即ち、系統電源１の異常状態を検出することにより、高速スイッチ３を開放させるための遮断制御信号９ａを出力する遮断制御回路である。
【００１１】
１０は高速スイッチ３から負荷２側に流れる電流、即ち、高速スイッチ３の通電電流（以下、「スイッチ電流」という）を検出する電流検出器、１１はスイッチ電流の遮断状態、即ち、スイッチ電流が０になったことを検出することにより、系統電源１が遮断状態である旨の遮断状態信号１１ａを出力する遮断状態検出回路、１２は負荷２に流れる電流（以下、「負荷電流」という）を検出する電流検出器、１３は高速スイッチ３の負荷２側の電圧（以下、「負荷電圧」という）を検出する電圧検出器、１４は電力変換器４の出力電流を検出する電流検出器である。
【００１２】
なお、上記遮断制御回路９から出力される遮断制御信号９ａは、高速スイッチ３と電流指令発生回路６とに入力される。また、上記遮断状態検出回路１１から出力される遮断状態信号１１ａは、電流指令発生回路６に入力される。一方、上記電流検出器１０によって検出されるスイッチ電流の検出値は遮断状態検出回路１１に、上記電流検出器１２によって検出される負荷電流の検出値（以下、「負荷電流値１２ａ」という）は電流指令発生回路６に、上記電圧検出器１３によって検出される負荷電圧の検出値（以下、「負荷電圧値１３ａ」という）は電流指令発生回路６と遮断制御回路９とに、上記電流検出器１４によって検出される電力変換器４の出力電流の検出値は電流制御回路７に、それぞれ入力される。
【００１３】
次に、上記電流指令発生回路６の構成について説明する。図２はこの発明の実施の形態１における電流指令発生回路の詳細を示すブロック構成図である。図２において、１５は系統電源１が正常状態である時に、負荷２への供給系統を系統電源１にするための系統連系電流指令１５ａを生成して出力する系統連系電流指令発生回路、１６は電圧検出器１３から入力される負荷電圧値１３ａに基づいて、電力変換器４の出力電圧を所定の定電圧にするための定電圧制御電流指令１６ａを生成して出力する定電圧制御回路、１７は系統電源１の正常時に、電流検出器１２から入力される負荷電流値１２ａの所定期間の平均値（以下、「平均負荷電流値１７ａ」という）を演算して出力する平均値演算回路、１８は遮断制御回路９から入力される遮断制御信号９ａ及び遮断状態検出回路１１から入力される遮断状態信号１１ａに基づいて、入力される上記系統連系電流指令１５ａ及び負荷電流値１２ａ、平均負荷電流値１７ａ、定電圧制御電流指令１６ａの中から一つを選択し、選択した上記一つを電力変換器４に対する出力電流指令６ａとして出力するセレクタ（選択回路）である。即ち、上記電流指令発生回路６には、系統連系電流指令発生回路１５と、定電圧制御回路１６と、平均値演算器１７と、セレクタ１８とが備えられている。
【００１４】
次に、上記構成を有する系統連系装置の動作について説明する。図３はこの発明の実施の形態１における系統連系装置の動作を説明するタイミングチャートである。図１乃至図３において、系統電源１が正常に動作している場合、系統電源１の電力は、高速スイッチ３を介して負荷２に供給される。また、電流指令発生回路６では、セレクタ１８によって出力電流指令６ａとして系統連系電流指令１５ａが選択されて電流制御回路７に対して出力される。これにより、電力変換器４は系統連系電流指令１５ａに基づいた電流を出力し、第２の電源５からの出力が系統電源１に接続されて、系統連系して運転される。
【００１５】
系統事故等によって系統電源１に異常が発生した場合、遮断制御回路９では、電圧検出器１３によって検出された負荷電圧値１３ａに基づいて、負荷電圧の低下、即ち、電圧異常をラッチし、高速スイッチ３及び電流指令発生回路６に対して遮断制御信号９ａを出力する。高速スイッチ３では、遮断制御回路９から遮断制御信号９ａが入力されることにより、内部接点が機械式動作により開放される。また、電流指令発生回路６では、遮断制御回路９から遮断制御信号９ａが入力されることにより、セレクタ１８によって選択される出力電流指令６ａが、それまでの系統連系電流指令１５ａから負荷電流値１２ａに切り換えられる。これにより、電力変換器４は、出力電流が負荷電流値１２ａに一致するように運転制御され、高速スイッチ３では、機械式動作によって開放した後も継続して流れようとするアーク電流が速やかに０となって遮断が完了する。
【００１６】
上記動作によりスイッチ電流が遮断されると、遮断状態検出回路１１によってスイッチ電流が０になったことが検出され、遮断状態検出回路１１から電流指令発生回路６に対して遮断状態信号１１ａが出力される。電流指令発生回路６では、遮断状態検出回路１１から遮断状態信号１１ａが入力されることにより、セレクタ１８によって選択される出力電流指令６ａが、負荷電流値１２ａから平均負荷電流値１７ａに切り換えられる。これにより、電力変換器４は、出力電流が平均負荷電流値１７ａに一致するように運転制御される。
【００１７】
また、上記電流指令発生回路６では、セレクタ１８により出力電流指令６ａが平均負荷電流値１７ａに切り換えられてから所定時間経過後、出力電流指令６ａがさらに定電圧制御電流指令１６ａに切り換えられる。即ち、セレクタ１８は、遮断状態検出回路１１からの遮断状態信号１１ａを検知した後、所定時間のみ平均負荷電流値１７ａを出力電流指令６ａとして選択し、所定時間経過後に定電圧制御電流指令１６ａを出力電流指令６ａとして選択する。これにより、電力変換器４は出力電流が定電圧制御電流指令１６ａに一致するように定電圧制御され、安定した電力を負荷２に対して供給する。
【００１８】
この発明の実施の形態１によれば、セレクタ１８は、遮断状態検出回路１１から遮断状態信号１１が入力された後、出力電流指令６ａとして定電圧制御電流指令１６ａを選択して出力する前の所定期間、系統電源１の正常時に演算された平均負荷電流値１７ａを出力電流指令６ａとして選択して出力する。これにより、高速スイッチ３が開放した後に負荷電圧が低下し、結果として負荷電流が低下している場合でも、電力変換器４が、系統電源１の正常時に演算された所定範囲内の平均負荷電流値１７ａに基づいて制御されるため、負荷電圧が所定の定電圧値に回復するまでの時間を大幅に短縮させることができる。
【００１９】
なお、この発明の実施の形態１においては、高速スイッチ３として機械式接点を開閉するものについて説明したが、この高速スイッチ３の代わりにアーク電流を発生しない、例えば、自己遮断半導体素子によってスイッチを構成した場合には、図３において、出力電流指令６ａとして負荷電流値１２ａを選択する期間を省略することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】この発明の実施の形態１における系統連系装置を示すブロック構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１における電流指令発生回路の詳細を示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１における系統連系装置の動作を説明するタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００２１】
１  系統電源、  ２  負荷、  ３  高速スイッチ、  ４  電力変換器、
５  第２の電源、  ６  電流指令発生回路、  ６ａ  出力電流指令、
７  電流制御回路、  ８  パルス発生回路、  ９  遮断制御回路、
９ａ  遮断制御信号、  １０  電流検出器、  １１  遮断状態検出回路、
１１ａ  遮断状態信号、  １２  電流検出器、  １２ａ  負荷電流値、
１３  電圧検出器、  １３ａ  負荷電圧値、  １４  電流検出器、
１５  系統連系電流指令発生回路、  １５ａ  系統連系電流指令、
１６  定電圧制御回路、  １６ａ  定電圧制御電流指令、  １７  平均値演算回路、
１７ａ  平均負荷電流値、  １８  セレクタ
【図１】
2008029091.tif 000003
【図２】
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【図３】
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