(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と系統連系された分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記電力系統に無効電力を注入する注入部と、
前記電力系統の系統周波数を繰り返し計測する計測部と、
前記計測部で計測された系統周波数と、当該計測より過去に計測された系統周波数との周波数偏差に応じて、前記注入部が注入すべき無効電力を繰り返し算出する無効電力算出部と、
前記無効電力算出部で算出された前記無効電力と、前記計測部で計測された系統周波数とを用いて、周波数閾値を算出する周波数閾値算出部と、
複数回にわたり前記無効電力算出部で算出された前記無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断する方向連続性判断部と、
前記無効電力算出部で算出された前記無効電力が注入された後に前記計測部で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記周波数閾値算出部により算出された前記周波数閾値とに基づいて、前記複数回にわたり前記無効電力算出部で算出された無効電力の各々の方向が前記方向連続性判断部により同一であると判断されることを前記分散型電源が単独運転していると判定するための一条件として、前記分散型電源が単独運転しているか否かを判定する判定部とを備え、
前記判定部は、
前記無効電力算出部で算出された前記無効電力が注入された後に前記計測部で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記周波数閾値算出部により算出された前記周波数閾値とに基づいて、前記分散型電源が単独運転しているか否かを予備判定する予備判定部と、
前記予備判定部による前記予備判定の結果と前記方向連続性判断部による前記判断の結果とに基づいて、前記分散型電源が単独運転しているか否かを最終判定する最終判定部とを備える
単独運転検出装置。
【請求項２】
前記方向連続性判断部は、前記無効電力算出部で一定回数連続して算出された前記無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断し、
前記判定部は、前記無効電力算出部で算出された前記無効電力が注入された後に前記計測部で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記周波数閾値算出部により算出された前記周波数閾値とに基づいて、当該算出された当該無効電力を含み前記一定回数連続して前記無効電力算出部で算出された当該一定回数分の無効電力の、各々の方向が前記方向連続性判断部により同一であると判断されることを前記分散型電源が単独運転していると判定するための前記一条件として、前記判定を行う
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項３】
前記方向連続性判断部は、前記無効電力算出部で一定時間毎に当該一定時間内の複数回に算出された前記無効電力を平均化し、複数の平均化された前記無効電力の方向が同一であるか否かを判断し、
前記判定部は、前記方向連続性判断部により前記複数の平均化された前記無効電力の方向が同一であると判断されることを前記分散型電源が単独運転していると判定するための前記一条件として、前記判定を行う
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項４】
前記方向連続性判断部は、前記複数回にわたり前記無効電力算出部で逐次算出された前記無効電力の電力値について、先に算出された電力値より後に算出された電力値が増大している場合に限って前記判断を行う
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項５】
前記方向連続性判断部は、前記無効電力算出部で最後に算出された前記無効電力の電力値が規定量を超える場合に限って前記判断を行う
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項６】
前記最終判定部は、前記方向連続性判断部により前記判断が行われた場合に限って前記最終判定を行う
請求項４又は５記載の単独運転検出装置。
【請求項７】
前記周波数閾値算出部で用いられる前記系統周波数は、前記無効電力算出部における前記無効電力の算出に用いられた、前記計測より過去に計測された系統周波数である
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項８】
前記周波数閾値算出部は、
前記無効電力算出部で算出された前記無効電力を注入した際に得られるべき周波数偏差についての期待値を算出し、算出した期待値に前記系統周波数を加算した結果を前記周波数閾値とする
請求項７記載の単独運転検出装置。
【請求項９】
前記判定部で行われる前記判定は、前記計測部で計測された系統周波数と、前記周波数閾値とを複数回比較した上で、前記分散型電源が単独運転しているか否かを判定するものであり、
前記判定部は、
前記計測部において繰り返し計測された系統周波数それぞれについて、当該系統周波数と、当該系統周波数についての周波数閾値とによる前記比較を行い、
比較により前記分散型電源が単独運転しているとみなされる結果が所定回数連続して得られたことを、前記分散型電源が単独運転していると判定するための一条件として、前記判定を行う
請求項８記載の単独運転検出装置。
【請求項１０】
前記計測部は、前記電力系統の電圧及び当該電力系統に流れる電流を計測し、
前記周波数閾値算出部は、
前記無効電力算出部で算出された無効電力それぞれから得られるべき各周波数偏差についての期待値を、当該周波数偏差に対する無効電力と、前記計測部で計測された前記電圧及び前記電流とを用いて算出された周波数のずれ量に係数を乗じて算出する
請求項９記載の単独運転検出装置。
【請求項１１】
前記周波数閾値算出部は、
前記判定部による判定の回数が増えるにつれ、前記係数を増加させて乗算する
請求項１０記載の単独運転検出装置。
【請求項１２】
前記周波数閾値算出部でｍ−１（ｍは２以上）回目に算出された周波数閾値が第１の閾値より大きく第２の閾値より小さい範囲に属し、ｍ回目に算出された周波数閾値が当該範囲外となった場合において、
前記判定部は、
前記周波数閾値算出部で前記ｍ回目に算出された前記周波数閾値が、第２の閾値以上であり、且つ第３の閾値以上でない場合には、第１の回数を前記所定回数として決定し、当該周波数閾値が前記第３の閾値以上である場合には、前記第１の回数より少ない第２の回数を前記所定回数として決定し、
前記周波数閾値算出部で前記ｍ回目に算出された前記周波数閾値が、前記第１の閾値以下であり、且つ第４の閾値以下でない場合には、第３の回数を前記所定回数として決定し、当該周波数閾値が第４の閾値以下である場合には、前記第３の回数より少ない第４の回数を前記所定回数として決定し、
前記周波数閾値算出部は、
前記ｍ回目に算出された前記周波数閾値が前記第２の閾値以上である場合には、ｍ＋１回目以降では徐々に増加するように、前記ｍ回目に算出された前記周波数閾値が前記第１の閾値以下である場合には、ｍ＋１回目以降では減少するように、周波数閾値を算出する
請求項９記載の単独運転検出装置。
【請求項１３】
前記周波数閾値算出部は、
前記無効電力算出部で算出された第１の無効電力が注入された際に得られるべき系統周波数についての期待値を、当該第１の無効電力の算出より所定時間分過去に算出された第２の無効電力に基づいて算出する
請求項８記載の単独運転検出装置。
【請求項１４】
前記判定部は、
前記無効電力算出部における無効電力の算出に用いられる周波数偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、前記判定を行わない
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項１５】
前記判定部は、
前記周波数閾値算出部で算出された周波数閾値が、第１の所定値以上であるか、又は前記第１の所定値より小さい値である第２の所定値以下であるかを判断し、前記周波数閾値が、前記第１の所定値以上でなく、かつ前記第２の所定値以下でもないと判断する場合には、前記判定を行わない
請求項１記載の単独運転検出装置。
【請求項１６】
電力系統と系統連系された分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置で用いられる検出方法であって、
前記電力系統に無効電力を注入する注入ステップと、
前記電力系統の系統周波数を繰り返し計測する計測ステップと、
前記計測ステップで計測された系統周波数と、当該計測より過去に計測された系統周波数との周波数偏差に応じて、前記注入ステップが注入すべき無効電力を繰り返し算出する第１算出ステップと、
前記第１算出ステップで算出された前記無効電力と、前記計測ステップで計測された系統周波数とを用いて、周波数閾値を算出する第２算出ステップと、
複数回にわたり前記第１算出ステップで算出された前記無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断する方向連続性判断ステップと、
前記第１算出ステップで算出された前記無効電力が注入された後に前記計測ステップで計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記第２算出ステップで算出された前記周波数閾値とに基づいて、前記複数回にわたり前記第１算出ステップで算出された無効電力の各々の方向が前記方向連続性判断ステップで同一であると判断されることを前記分散型電源が単独運転していると判定するための一条件として、前記分散型電源が単独運転しているか否かを判定する判定ステップとを含み、
前記判定ステップは、
前記第１算出ステップで算出された前記無効電力が注入された後に前記計測ステップで計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記第２算出ステップで算出された前記周波数閾値とに基づいて、前記分散型電源が単独運転しているか否かを予備判定する予備判定ステップと、
前記予備判定ステップにおける前記予備判定の結果と前記方向連続性判断ステップにおける前記判断の結果とに基づいて、前記分散型電源が単独運転しているか否かを最終判定する最終判定ステップとを含む
検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、分散型電源が電力系統から切り離されて単独運転を行っているか否かの検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽電池、燃料電池等の分散型電源と、パワーコンディショナとを備えた分散型電源システムが普及しつつある。分散型電源は、直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナを介して、電力系統に接続されている。このような構成により、分散型電源により発電された電力は、電力系統から供給される電力と一体として用いられている。
【０００３】
分散型電源が連系している電力系統において事故や停電等の問題が発生した場合には、人身や設備に対する安全性の観点から分散型電源を当該電力系統から切り離す（解列する）必要がある。
【０００４】
従来、分散型電源が単独運転状態か否かを判定する技術として、無効電力を電力系統に逐次注入して系統周波数を計測し、直近と過去の系統周波数の偏差に基づく変化パターンと、予め記憶した閾値とを比較して判定を行う技術が知られている（特許文献１）。この技術では、注入する無効電力の程度に応じた偏差の上昇又は下降の度合の変化には多数のパターンがあることから、多数の予め定められた閾値を記憶しておく必要がある。このような多数の閾値の記憶に依らずに単独運転の判定を行う技術として、特許文献２には、算出した注入すべき無効電力の量に応じて期待される周波数の遷移を閾値として算出してその閾値に基づき単独運転の判定を行う技術が示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−２１５３９２号公報
【特許文献２】特開２０１４−２０７７５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献２の技術では、停電ではなく電力系統の擾乱により系統周波数が変動する場合において単独運転を正しく判定できない事態（誤判定）が生じ得る。即ち、擾乱による系統周波数の変動と無効電力の注入により期待される周波数の遷移とが一致してしまう可能性があり、この場合に誤判定が生じる。
【０００７】
そこで、本発明は、電力系統の擾乱により系統周波数が変動する場合に単独運転と誤判定しない単独運転検出装置、及び、単独運転に係る検出方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために本発明の一態様に係る単独運転検出装置は、電力系統と系統連系された分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、前記電力系統に無効電力を注入する注入部と、前記電力系統の系統周波数を繰り返し計測する計測部と、前記計測部で計測された系統周波数と、当該計測より過去に計測された系統周波数との周波数偏差に応じて、前記注入部が注入すべき無効電力を繰り返し算出する無効電力算出部と、前記無効電力算出部で算出された前記無効電力と、前記計測部で計測された系統周波数とを用いて、周波数閾値を算出する周波数閾値算出部と、複数回にわたり前記無効電力算出部で算出された前記無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断する方向連続性判断部と、前記無効電力算出部で算出された前記無効電力が注入された後に前記計測部で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記周波数閾値算出部により算出された前記周波数閾値とに基づいて、前記複数回にわたり前記無効電力算出部で算出された無効電力の各々の方向が前記方向連続性判断部により同一であると判断されることを前記分散型電源が単独運転していると判定するための一条件として、前記分散型電源が単独運転しているか否かを判定する判定部とを備える単独運転検出装置である。
【０００９】
また、上記課題を解決するために本発明の一態様に係る検出方法は、電力系統と系統連系された分散型電源の単独運転を検出する単独運転検出装置で用いられる検出方法であって、前記電力系統に無効電力を注入する注入ステップと、前記電力系統の系統周波数を繰り返し計測する計測ステップと、前記計測ステップで計測された系統周波数と、当該計測より過去に計測された系統周波数との周波数偏差に応じて、前記注入ステップが注入すべき無効電力を繰り返し算出する第１算出ステップと、前記第１算出ステップで算出された前記無効電力と、前記計測ステップで計測された系統周波数とを用いて、周波数閾値を算出する第２算出ステップと、複数回にわたり前記第１算出ステップで算出された前記無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断する方向連続性判断ステップと、前記第１算出ステップで算出された前記無効電力が注入された後に前記計測ステップで計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて前記第２算出ステップで算出された前記周波数閾値とに基づいて、前記複数回にわたり前記第１算出ステップで算出された無効電力の各々の方向が前記方向連続性判断ステップで同一であると判断されることを前記分散型電源が単独運転していると判定するための一条件として、前記分散型電源が単独運転しているか否かを判定する判定ステップとを含む検出方法である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、単独運転の判定に、算出した注入すべき無効電力の方向の連続性に係る条件を加えることで、停電等による単独運転の場合と電力系統の擾乱により系統周波数の変動が生じている場合とを区別でき、適切に単独運転の判定を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施の形態１に係る単独運転検出装置を含む分散型電源システムの構成を示す図である。
【図２】単独運転検出装置の無効電力算出部が算出する周波数偏差の算出方法について説明する図である。
【図３】周波数偏差と無効電力との特性を示す図である。
【図４】無効電力Ｑと、皮相電力Ｓ（＝Ｖ×Ｉ）との関係を示す図である。
【図５】単独運転検出装置の単独運転検出に係る動作を示す流れ図である。
【図６】電力系統に停電が発生した場合に計測される系統周波数と周波数閾値との関係を示す図である。
【図７】電力系統に擾乱が生じた場合において計測される系統周波数と周波数閾値との関係を示す図である。
【図８】実施の形態２に係る単独運転検出装置を含む分散型電源システムの構成を示す図である。
【図９】無効電力の算出処理の遅延を考慮した場合における周波数閾値の算出について説明する図である。
【図１０】２段目ゲインに対応する周波数閾値の範囲を示す図である。
【図１１】周波数閾値の算出に複数の無効電力の平均値を利用する場合の一例を示す図である。
【図１２】単独運転の予備判定に複数の周波数閾値の平均値を利用する場合の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、実施の形態に係る単独運転検出装置を含む分散型電源システム等について、図面を参照しながら説明する。ここで示す実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。従って、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態、並びに、ステップ（工程）及びステップの順序等は、一例であって本発明を限定するものではない。以下の実施の形態における構成要素のうち、独立請求項に記載されていない構成要素については、任意に付加可能な構成要素である。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。
【００１３】
１．実施の形態１
以下、本発明の実施の形態１に係る分散型電源システム１について説明する。
【００１４】
１．１  構成
図１は、本実施の形態に係る分散型電源システム１の構成を示す図である。
【００１５】
分散型電源システム１は、図１に示すように、分散型電源１０及びパワーコンディショナ（ＰＣＳ）２０を備えている。
【００１６】
分散型電源１０は、例えば、太陽電池、燃料電池、又は二次電池からなる直流電源である。二次電池は、例えば、ニッケル水素蓄電池や、リチウムイオン蓄電池である。
【００１７】
ＰＣＳ２０は、端子Ｔａ、Ｔｂを有している。分散型電源１０は、端子Ｔａと、電力系統３０及び負荷４０は、端子Ｔｂと、それぞれ接続されている。ＰＣＳ２０は、電力系統３０に連系した形態で使用され、分散型電源１０が発電した電力を電力系統３０及び負荷４０へ出力する。
【００１８】
電力系統３０は、例えば、電力会社の発電所から分散型電源システム１までを結ぶ配電系統である。
【００１９】
負荷４０は、電力系統３０に接続された家庭内、商業施設、又は工場内に存在する電気機器である。
【００２０】
ＰＣＳ２０は、図１に示すように、ＤＣ／ＡＣインバータ２１、連系リレー２２及び単独運転検出装置２３を備える。
【００２１】
ＤＣ／ＡＣインバータ２１は、分散型電源１０から入力された直流電力を交流電力に変換するものである。
【００２２】
連系リレー２２は、ＤＣ／ＡＣインバータ２１と端子Ｔｂとを繋ぐラインに挿入されている。連系リレー２２は、通常閉じて、分散型電源１０と電力系統３０とを接続している。連系リレー２２は、単独運転検出装置２３から解列信号を受けるとずっと開いて、分散型電源１０を電力系統３０から解列する。
【００２３】
単独運転検出装置２３は、ステップ注入付周波数フィードバック方式により、分散型電源１０が単独運転しているか否かを検出するための検出方法を実行する装置である。つまり、単独運転検出装置２３は、分散型電源１０が単独運転しているか否かを、電力系統３０へ無効電力を定期的に注入し、注入した結果生じる電力変動の推移に基づいて判定する。単独運転検出装置２３は、分散型電源１０が単独運転していることを判定すると、解列信号を連系リレー２２へ出力する。
【００２４】
以下、単独運転検出装置２３の構成について説明する。
【００２５】
単独運転検出装置２３は、図１に示すように、計測部１０１、無効電力算出部１０２、注入部１０３、周波数閾値算出部１０４、予備判定部１０５、方向連続性判断部１０６及び最終判定部１０７を含んで構成される。
【００２６】
また、単独運転検出装置２３は、プロセッサ及びメモリ（図示せず）を含んで構成されている。無効電力算出部１０２、周波数閾値算出部１０４、予備判定部１０５、方向連続性判断部１０６及び最終判定部１０７それぞれの機能は、メモリに記憶されているプログラムをプロセッサが実行することにより実現される。
【００２７】
（１）計測部１０１
計測部１０１は、電力系統３０の電圧、電圧波形の周波数（周期）、及び電力系統３０に流れる電流値を、例えば５ミリ秒毎に計測するものであり、例えば周波数計測回路である。
【００２８】
計測部１０１は、電圧の計測において、電圧の立ち下がりと立ち上がりとの中間値と、次の立ち下がりと立ち上がりとの中間値との時間差を電圧波形の周期として計測し、計測した周期から周波数を算出し、その結果を無効電力算出部１０２へ出力する。なお、以下において、計測部１０１で計測された周期を系統周期といい、算出された周波数を系統周波数という。また、以下において、系統周波数を計測するとは、系統周期を計測し、計測した系統周期から系統周波数を算出することをいう。
【００２９】
計測部１０１は、計測した電圧値、及び電流値を周波数閾値算出部１０４へ出力する。
【００３０】
（２）無効電力算出部１０２
無効電力算出部１０２は、計測部１０１で系統周波数が計測される度に、計測された直近の系統周波数と、直近の計測よりも過去に計測された系統周波数とを用いて得られる周波数偏差に基づいて、電力系統３０へ注入すべき無効電力を算出するものである。
【００３１】
無効電力算出部１０２は、計測部１０１で計測された系統周波数を逐次蓄積するバッファを有している。
【００３２】
無効電力算出部１０２は、図２に示すように、計測部１０１で計測された直近の系統周波数ｆ［１］から連続する系統周波数ｆ［２］、ｆ［３］、ｆ［４］の４個の系統周波数（ｆ［１］、ｆ［２］、ｆ［３］、ｆ［４］）を用いて、これら系統周波数の平均値（Ｆｎｅｗ＿ａｖｅ）を算出する。また、無効電力算出部１０２は、図２に示すように、計測部１０１で計測された直近の系統周波数ｆ［１］から２００ミリ秒過去に計測された系統周波数ｆ［ｎ−９］から連続する計１０個の系統周波数（ｆ［ｎ］、ｆ［ｎ−１］、・・・、ｆ［ｎ−９］）を用いて、これら系統周波数の平均値（Ｆｏｌｄ＿ａｖｅ）を算出する。
【００３３】
無効電力算出部１０２は、算出したＦｏｌｄ＿ａｖｅから、算出したＦｎｅｗ＿ａｖｅを減算して、周波数偏差（ΔＦ）を算出する。
【００３４】
無効電力算出部１０２は、図３に示す周波数偏差と無効電力との関係（無効電力特性）に基づいて、周波数偏差（ΔＦ）に対応し注入すべき無効電力Ｑを算出し、算出した無効電力を注入部１０３、周波数閾値算出部１０４及び方向連続性判断部１０６へ出力する。
【００３５】
無効電力算出部１０２は、算出した周波数偏差（ΔＦ）を予備判定部１０５へ出力する。
【００３６】
ここで、無効電力特性とは、周波数偏差の絶対値が小さいときには、周波数偏差に対応する無効電力は小さく、周波数偏差の絶対値が大きいときには、周波数偏差に対応する無効電力は大きくなるという特性である。無効電力特性は、ある値を境に周波数偏差と無効電力との関係を示す演算式が異なる。本実施の形態では、その値の絶対値を値“ａ”とし、“−ａ”より大きく“ａ”より小さい範囲を１段目ゲインといい、“−ａ”以下の範囲及び“ａ”以上の範囲を２段目ゲインという。
【００３７】
無効電力算出部１０２は、算出した周波数偏差が属するゲインに応じた演算式を用いて無効電力を算出することとなる。
【００３８】
（３）注入部１０３
注入部１０３は、電力系統３０に電力変動を起こさせるために、無効電力算出部１０２で算出された無効電力を、電力系統３０に注入するものであり、例えばＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）駆動回路である。
【００３９】
注入部１０３は、ＤＣ／ＡＣインバータ２１から出力される電圧が無効電力算出部１０２で算出された無効電力に応じたパルス幅となるよう、ＤＣ／ＡＣインバータ２１の各スイッチング素子のオン／オフを制御するＰＷＭ信号をＤＣ／ＡＣインバータ２１に出力する。
【００４０】
（４）周波数閾値算出部１０４
周波数閾値算出部１０４は、分散型電源１０が単独運転しているか否かに係る予備判定（後述）を行う基準となる周波数閾値Ｆｃｏｍｐを、計測部１０１で系統周波数が計測される度に算出するものである。周波数閾値算出部１０４は、算出した周波数閾値Ｆｃｏｍｐを、予備判定部１０５へ出力する。
【００４１】
以下、周波数閾値Ｆｃｏｍｐの算出方法について説明する。
【００４２】
周波数閾値算出部１０４は、無効電力算出部１０２から取得した無効電力Ｑと、計測部１０１から出力された電圧値Ｖ及び電流値Ｉとから、電力系統の電圧の位相θを算出する。具体的には、図４に示すように、無効電力Ｑと、皮相電力Ｓ（＝Ｖ×Ｉ）との関係は、ｓｉｎθ＝Ｑ／Ｓで表される。この関係式から、周波数閾値算出部１０４は、θ（＝ａｓｉｎ（Ｑ／Ｓ））を算出する。この場合のθの単位は、ラジアン（ｒａｄ）である。
【００４３】
周波数閾値算出部１０４は、θの単位を“ラジアン”から“度”に変換する。なお、単位“度”に変換された値を角度Ｘ（＝θ×（１８０／π））と表す。
【００４４】
周波数閾値算出部１０４は、角度Ｘから時間ΔＴ［ｍｓ］（＝Ｔｃｏｎｓｔ×Ｘ／３６０）を算出する。ここで、Ｔｃｏｎｓｔは、通常の電圧周波数（例えば６０Ｈｚ又は５０Ｈｚ）の周期である。周波数閾値算出部１０４は、算出したΔＴを無効電力が注入された際に生じる系統周期の増減値とみなして、ΔＴと、周期Ｔｃｏｎｓｔとの差分からなる値Ｔｘ（＝Ｔｃｏｎｓｔ−ΔＴ）を算出する。
【００４５】
周波数閾値算出部１０４は、算出した値Ｔｘに対応する周波数ｆｘ（＝１／Ｔｘ）を算出し、通常の電圧周波数ｆｃｏｎｓｔ（例えば６０Ｈｚ又は５０Ｈｚ）との差分Δｆｘ（＝ｆｃｏｎｓｔ−ｆｘ）を算出する。
【００４６】
さらに、周波数閾値算出部１０４は、算出したΔｆｘに係数（１／ｍ）を乗算することで、周波数変化期待値Δｆ（＝Δｆｘ／ｍ）を算出する。
【００４７】
周波数閾値算出部１０４は、無効電力算出部１０２で算出されたＦｏｌｄ＿ａｖｅに、算出した周波数変化期待値Δｆを加算し、周波数閾値Ｆｃｏｍｐを算出する。
【００４８】
なお、係数（１／ｍ）は、電力を消費する負荷４０によって異なる値であり、例えば設計時に定められるものである。具体的には、設計時において、想定される負荷をＰＣＳ２０に接続して、単独運転時の周波数変化についての実験を行う。通常、無効電力の注入量を変化させることに対して、周波数変化量は接続される負荷に依存している。そのため、無効電力の注入する量を同一のものとしても、接続される負荷によっては、周波数変化量が大きい場合もあれば、小さい場合もある。そこで、実験において、接続される負荷の種別及び個数を変化させて、ある無効電力の量において得られる周波数変化が最小となる系統周波数を基準として係数を設定する。
【００４９】
（５）予備判定部１０５
予備判定部１０５は、計測部１０１で繰り返し計測された系統周波数と、計測部１０１で系統周波数が繰り返し計測される度に周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値とを用いて、分散型電源１０が単独運転を行っているか否かを予備判定するものである。予備判定は、連系リレー２２に解列信号を出力するか否かを定める最終判定ではなく、最終判定の判定材料としての予備的な判定である。この予備判定の結果と方向連続性判断部１０６による方向連続性の判断結果とに基づいて最終判定部１０７により最終判定がなされる。従って、予備判定部１０５が、分散型電源１０が単独運転を行っていると予備判定した場合であっても最終判定部１０７が単独運転を行っていると判定しないこともある。但し、予備判定部１０５が、分散型電源１０が単独運転を行っていると予備判定しない場合において最終判定部１０７が単独運転を行っていると判定することはない。
【００５０】
予備判定部１０５は、無効電力算出部１０２で算出された周波数偏差（ΔＦ）が、図３に示す１段目ゲインの範囲外、つまり周波数偏差が２段目ゲインの範囲内である場合には、分散型電源１０が単独運転を行っているか否かを予備判定する。逆に言うと、予備判定部１０５は、周波数偏差が１段目ゲインの範囲内、つまり周波数偏差の絶対値が値“ａ”より小さい場合には分散型電源１０が単独運転を行っているか否かの予備判定は行わない。
【００５１】
ここで、予備判定部１０５が行う予備判定について説明する。なお、以下において、２段目ゲインで表される範囲を所定範囲と記す。
【００５２】
予備判定部１０５は、周波数偏差が値“ａ”以上である場合には、周波数上昇判定を、周波数偏差が値“−ａ”以下である場合には、周波数下降判定を用いた単独運転の予備判定を行う。
【００５３】
予備判定部１０５は、周波数上昇判定として、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された次の計測周期において計測部１０１で計測された系統周波数が当該無効電力に基づいて周波数閾値算出部１０４から受け取った周波数閾値を上回っているか否かの判定を行う。予備判定部１０５は、周波数下降判定として、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された次の計測周期において計測部１０１で計測された系統周波数が当該無効電力に基づいて周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値を下回っているか否かの判定を行う。
【００５４】
周波数上昇であることの判定結果が連続して所定回数ｎ（例えば４回）以上行われた、又は周波数低下であることの判定結果が連続して所定回数ｎ以上行われた場合に、予備判定部１０５は、分散型電源１０は単独運転していると予備判定し、その予備判定の結果を最終判定部１０７に引き渡す。
【００５５】
（６）方向連続性判断部１０６
方向連続性判断部１０６は、無効電力算出部１０２で複数回にわたって算出された無効電力（最後に算出されたものとそれより過去に算出されたものを含む。）をバッファリングして、複数の注入タイミングで注入する複数の無効電力の方向が連続して所定回数（例えば４回）以上同一方向であれば連続性有り、そうでなければ連続性無しと判断するものである。無効電力の方向が同一とは、無効電力の正負（誘導性であるか容量性であるか）が同一であることである。ＰＣＳ２０の単独運転検出装置２３から電力系統３０へ無効電力を定期的に注入するために無効電力算出部１０２では注入すべき無効電力を逐次算出している。この算出された無効電力が例えば正であればＰＣＳ２０から電力系統３０に容量性の無効電力が注入され、負であればＰＣＳ２０から電力系統３０に誘導性の無効電力が注入されることになる。複数回算出された各無効電力がいずれも誘導性（負）である、或いは、各無効電力がいずれも容量性（正）であれば、その複数の無効電力の方向は同一であると、方向連続性判断部１０６により判断される。また、複数回算出された無効電力のうち１以上が誘導性（負）で１以上が容量性（正）であれば、その複数の無効電力の方向が同一でないと、方向連続性判断部１０６により判断される。方向連続性判断部１０６は、連続性有り又は連続性無しの判断を行った場合にその判断の結果を最終判定部１０７に引き渡す。
【００５６】
（７）最終判定部１０７
最終判定部１０７は、予備判定部１０５の予備判定結果が真か偽かと、方向連続性判断部１０６の判断結果が連続性有りか否（連続性無し）かとに基づき、分散型電源１０が単独運転を行っているか否かの最終判定を行うものである。単独運転を行っているとの予備判定をした場合の予備判定結果が真となり、単独運転を行っていないとの予備判定をした場合の予備判定結果が偽となる。具体的には、最終判定部１０７は予備判定結果が真でかつ連続性有りの場合に単独運転と最終判定し、この場合には連系リレー２２に解列信号を出力する。これにより、分散型電源１０は、電力系統３０から切り離されることとなる。
【００５７】
１．２  動作
ここでは、単独運転検出装置２３の具体的動作の一例について、図５に示す流れ図を用いて説明する。
【００５８】
単独運転検出装置２３の予備判定部１０５はカウンタｎの値を初期化（ｎ＝０）し、方向連続性判断部１０６はカウンタｍの値を初期化（ｍ＝０）する（ステップＳ１）。また、方向連続性判断部１０６は、無効電力方向連続フラグをオフ（ＯＦＦ）にする（ステップＳ２）。無効電力方向連続フラグは、無効電力の方向が連続的に同一である場合にオン（ＯＮ）にして連続性有りの旨を最終判定部１０７に伝えるために用いられるフラグである。
【００５９】
計測部１０１は、電力系統３０の系統周波数を計測する（ステップＳ３）。具体的には、計測部１０１は、次ステップで行う周波数偏差の算出が行えるよう、５ミリ秒毎の計測を２５０ミリ秒分の回数行い、当該回数分の計測結果を無効電力算出部１０２のバッファに記憶する。
【００６０】
無効電力算出部１０２は、ステップＳ３で計測された直近の系統周波数と、当該計測より過去に計測された系統周波数とから周波数偏差を算出する（ステップＳ４）。具体的には、ステップＳ３で計測された系統周波数を含む直近に計測された４個の連続する系統周波数の平均値（Ｆｎｅｗ＿ａｖｅ）と、ステップＳ３で計測された系統周波数よりも２００ミリ秒以前に計測された１０個の連続する系統周波数の平均値（Ｆｏｌｄ＿ａｖｅ）とを算出する。そして、算出したＦｎｅｗ＿ａｖｅとＦｏｌｄ＿ａｖｅとから周波数偏差ΔＦ（＝Ｆｏｌｄ＿ａｖｅ  −  Ｆｎｅｗ＿ａｖｅ）を算出する（図２参照）。
【００６１】
無効電力算出部１０２は、周波数偏差と無効電力との特性に基づいて、算出した周波数偏差（ΔＦ）に対応する、注入すべき無効電力Ｑを算出し、算出された無効電力Ｑを注入部１０３が電力系統３０に注入する（ステップＳ５）。
【００６２】
周波数閾値算出部１０４は、ステップＳ５で算出された無効電力Ｑが注入されたことにより得られるべき系統周波数に対する周波数閾値Δｆを算出する（ステップＳ６）。具体的には、周波数閾値算出部１０４は、ステップＳ５で算出された無効電力Ｑと、計測部１０１で計測された電圧値Ｖ及び電流値Ｉとから、電力系統の電圧の位相θを算出する。周波数閾値算出部１０４は、算出した位相θ、通常の電圧周波数の周期Ｔｃｏｎｓｔ及び通常の電圧周波数ｆｃｏｎｓｔ等を用いて、上述した算出手順で、周波数変化期待値Δｆを算出する。周波数閾値算出部１０４は、算出した周波数変化期待値Δｆを無効電力算出部１０２で算出されたＦｏｌｄ＿ａｖｅに加算することで周波数閾値Ｆｃｏｍｐを算出する。
【００６３】
計測部１０１は、ステップＳ５で算出された無効電力Ｑの注入された次の計測周期において電力系統３０の系統周波数を計測する（ステップＳ７）。
【００６４】
方向連続性判断部１０６は、ステップＳ５で算出された無効電力Ｑをバッファリングして、現時刻で注入された無効電力Ｑと、１つ前に注入された無効電力Ｑ’との方向（誘導性か容量性か）が同一であるか否かを判断する（ステップＳ８）。現時刻で注入された無効電力Qは、現在において最後（直近）に無効電力算出部１０２で算出された無効電力Ｑである。同一であれば、方向連続性判断部１０６は、カウンタｍに１を加算して更新（ｍ＝ｍ＋１）し（ステップＳ９）、カウンタｍが所定回数以上を示すか否か（つまりカウンタｍの値が所定値以上か否か）を判断する（ステップＳ１０）。ステップＳ１０でカウンタｍの値が所定値以上であると判断した場合には、方向連続性判断部１０６は、無効電力方向連続フラグをオンにする（ステップＳ１１）。
【００６５】
また、ステップＳ８で同一でないと判断した場合には、方向連続性判断部１０６は、カウンタｍを０にし（ステップＳ１２）、無効電力方向連続フラグをオフにする（ステップＳ１３）。また、ステップＳ１０でカウンタｍが所定回数以上でないと判断した場合には、方向連続性判断部１０６は、無効電力方向連続フラグをオフにする（ステップＳ１３）。
【００６６】
予備判定部１０５は、ステップＳ４で算出された周波数偏差が所定範囲内であるか否かを判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ４で算出された周波数偏差が所定範囲内であると判断する場合には（ステップＳ１４における「Ｙｅｓ」）、予備判定部１０５は、分散型電源１０が単独運転を行っているか否かを予備判定する（ステップＳ１５）。具体的には、予備判定部１０５は、ステップＳ４で算出された周波数偏差が値“ａ”以上である場合には、ステップＳ７で計測された系統周波数に応じた周波数がステップＳ６で算出された周波数閾値を上回っているか否かの判定を行う。そして、予備判定部１０５は上回っていると判定する場合に単独運転を行っていると予備判定する。また、予備判定部１０５は、ステップＳ４で算出された周波数偏差が値“−ａ”以下である場合には、ステップＳ７で計測された系統周波数に応じた周波数がステップＳ６で算出された周波数閾値を下回っているか否かの判定を行う。そして、予備判定部１０５は下回っていると判定する場合に単独運転を行っていると予備判定する。
【００６７】
単独運転を行っていると予備判定する場合（ステップＳ１５における「Ｙｅｓ」）、予備判定部１０５はカウンタｎに１を加算して更新（ｎ＝ｎ＋１）する（ステップＳ１６）。予備判定部１０５は、所定回数以上単独運転を行っていると予備判定したか否か、つまりカウンタｎが所定回数以上を示すか否か（カウンタｎの値が所定値以上か否か）を判断する（ステップＳ１７）。カウンタｎの値が所定値以上であると判断する場合には（ステップＳ１７における「Ｙｅｓ」）、予備判定部１０５は、真の予備判定結果（単独運転であるとの予備判定結果）を最終判定部１０７に伝え、最終判定部１０７による最終判定（ステップＳ１８）に移る。
【００６８】
最終判定部１０７は、予備判定部１０５の予備判定結果が真であり、かつ、無効電力方向連続フラグがオンである場合（ステップＳ１８における「Ｙｅｓ」）には、最終判定として分散型電源１０が単独運転を行っていると扱い、連系リレー２２に解列信号を出力する（ステップＳ１９）。連系リレー２２は、解列信号を受け取ると、分散型電源１０を電力系統３０から解列する。
【００６９】
予備判定部１０５がステップＳ１４で算出された周波数偏差が所定範囲内でないと判断する場合（ステップＳ１４における「Ｎｏ」）、及び、単独運転を行っていないと予備判定する場合（ステップＳ１５における「Ｎｏ」）には、カウンタｎの値を初期化（ｎ＝０）し（ステップＳ２０）、処理の流れは、無効電力算出部１０２による周波数偏差の算出（ステップＳ４）へ戻る。また、ステップＳ１７で予備判定部１０５がカウンタｎの値が所定値以上でないと判断する場合（ステップＳ１７における「Ｎｏ」）、及び、ステップＳ１８で無効電力方向連続フラグがオフである場合（ステップＳ１８における「Ｎｏ」）にも、ステップＳ４へ戻る。
【００７０】
１．３  補足説明
以下、無効電力特性についての補足説明を行う。
【００７１】
無効電力特性は、上述したように、１段目ゲインと、２段目ゲインとにおいては、無効電力の算出の演算式が異なっている。
【００７２】
通常、ＰＣＳ２０で計測される系統周波数は、注入される無効電力の影響をほとんど受けることなく、５ミリ秒毎に算出される周波数偏差は、１段目ゲインの範囲内に存在する。
【００７３】
電力系統３０に故障や停電等の問題が発生すると、ＰＣＳ２０で計測される系統周波数は、注入される無効電力の影響を受け、電力系統３０の電源周波数の周期とは異なることとなり、周波数偏差は大きくなり、１段目ゲインの範囲外となる。つまり、ｍ−１（ｍは２以上）回目算出された周波数偏差が１段目ゲインに属し、ｍ回目に算出された周波数偏差が２段目ゲインに属することとなった場合には、単独運転に切り替わった可能性が高い。そこで、この場合には、単独運転検出装置２３の予備判定部１０５は、算出した周波数閾値を用いて、図５に示すステップＳ１５〜Ｓ１７の処理ステップを実行して分散型電源１０の単独運転の予備判定を行う。
【００７４】
以下、方向連続性判断部１０６による無効電力の方向の連続性の判断の意義について説明する。
【００７５】
図６は、電力系統に停電が発生した場合にＰＣＳ２０で計測される系統周波数と周波数閾値との関係を示す図であり、図７は、電力系統に擾乱が生じた場合における系統周波数と周波数閾値との関係を示す図である。
【００７６】
予備判定部１０５では、注入する無効電力に対して系統周波数の遷移が周波数閾値を超えるか否かを用いて単独運転の予備判定を行う。この周波数閾値は、過去の周波数及び注入する無効電力から求めた期待値としての周波数偏差である。
【００７７】
図６に示すように、停電が発生した場合に、無効電力算出部１０２の算出結果に応じて例えば誘導性の無効電力（負の無効電力）を注入していくとする。これに対して計測される系統周波数は時間経過に伴って周波数上昇判定のパターンとなり、ある時刻ｔ０で周波数閾値を上方に超過し、その後この閾値の超過が所定回数続くことになる。従って、この場合には予備判定部１０５は予備判定結果が真となるように予備判定する。また、停電の場合に無効電力算出部１０２の算出結果として容量性の無効電力（正の無効電力）を注入していくときには、系統周波数は時間経過に伴って周波数下降判定のパターンとなり周波数閾値を下方に超過し、この閾値の超過が所定回数続くことになる。従って、この場合にも予備判定部１０５は予備判定結果が真となるように予備判定する。
【００７８】
しかし、図７に示すように、停電ではなく電力系統に擾乱がある場合には、無効電力算出部１０２の算出結果に応じて例えば誘導性の無効電力（負の無効電力）を注入すると、計測される系統周波数がある時刻ｔ１で周波数閾値を上方に超過する。また擾乱に応じて、無効電力算出部１０２の算出結果により例えば容量性の無効電力を注入すると時刻ｔ２では周波数閾値を下方に超過し、これを繰り返して系統周波数が正負の偏差を交互に生じて、周波数閾値の超過が続くようになり得る。これは無効電力の注入の影響で、計測される系統周波数が変化している訳ではなく、系統の擾乱により変化しているだけである。この場合にも、予備判定部１０５は周波数閾値の超過が所定回数以上続けば予備判定結果が真となるように予備判定してしまう。つまり、無効電力の注入方向が交互に誘導性と容量性とを行き来するようであれば、停電ではなく電力系統の擾乱の可能性がある。このため、方向連続性判断部１０６は、無効電力の方向が連続する（複数タイミングにおいて同一方向である）か否かを判断している。そして、最終判定部１０７が、分散型電源が単独運転状態であると最終判定するためには、複数回にわたり無効電力算出部１０２で算出された無効電力各々の方向が、方向連続性判断部１０６で同一であると判断（連続性有りと判断）されたことを条件としている。
【００７９】
従って、単独運転検出装置２３は、方向連続性判断部１０６が連続性有りと判断することを単独運転であると判定するための一条件として、単独運転の最終判定を行うので、電力系統の擾乱により系統周波数が変動しても単独運転と誤判定しない効果を発揮する。これにより、停電でなく系統の擾乱により周波数変動が生じている場合に、誤判定による分散型電源の無用な解列が防止される。
【００８０】
２．実施の形態２
以下、本発明の実施の形態２に係る分散型電源システム２について説明する。
【００８１】
図８は、本実施の形態に係る分散型電源システム２の構成を示す図である。分散型電源システム２は、実施の形態１で示した分散型電源システム１の一部を変形し、予備判定部１０５と最終判定部１０７とを、判定部１０８に統合したものである。分散型電源システム２の構成要素のうち分散型電源システム１と同じものは図８において図１と同じ符号を付しており、ここではその説明を適宜省略する。ここで、特に説明しない点は、分散型電源システム２は、上述した分散型電源システム１と同様である。
【００８２】
分散型電源システム２は、図８に示すように、分散型電源１０及びＰＣＳ２００を備えている。ＰＣＳ２００は、単独運転検出装置２３の一部を変形した単独運転検出装置２４を含む点で実施の形態１で示したＰＣＳ２０と異なる。
【００８３】
単独運転検出装置２４は、ステップ注入付周波数フィードバック方式により、分散型電源１０が単独運転しているか否かを検出する装置である。単独運転検出装置２４は、図８に示すように、計測部１０１、無効電力算出部１０２、注入部１０３、周波数閾値算出部１０４、方向連続性判断部１０６及び判定部１０８を含んで構成される。
【００８４】
判定部１０８は、実施の形態１で示した予備判定部１０５の機能を基本的に包含し、上述した処理ステップＳ１４〜Ｓ２０と同様の処理を行う。但し、判定部１０８は、方向連続性判断部１０６が連続性有りの判断を行っていることを条件として、その条件が満たされれば、単独運転を行っていると所定回数以上予備判定した場合に、連系リレー２２に解列信号を出力する。
【００８５】
このような単独運転検出装置２４においても、方向連続性判断部１０６が連続性有りと判断することを単独運転であると判定するための一条件として単独運転の判定を行うので、電力系統の擾乱により系統周波数が変動しても単独運転と誤判定しない効果を発揮する。
【００８６】
なお、実施の形態１で示した予備判定部１０５及び最終判定部１０７も組み合わせることにより判定部として機能し得る。即ち、判定を予備判定と最終判定との２段階で行う構成としても、判定の段階を分けずに統合した構成としてもよい。即ち、単独運転検出装置は、次のような判定部を有していればよい。即ち、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された後に計測部１０１で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて周波数閾値算出部１０４により算出された周波数閾値とに基づいて、複数回にわたり無効電力算出部１０２で算出された無効電力の各々の方向が方向連続性判断部１０６により同一であると判断されることを分散型電源が単独運転していると判定するための一条件として、分散型電源が単独運転しているか否かを判定する判定部である。
【００８７】
３．他の実施の形態等
以上、単独運転検出装置を含む分散型電源システムについて説明したが、上述した実施の形態は一例にすぎず、各種の変更、付加、省略等が可能であることは言うまでもない。また、例示した数値を変更してもよい。例えば、以下のような変形例が考えられる。
【００８８】
（１）上記実施の形態において、予備判定部１０５が行う単独運転の予備判定の回数を一例として４回としたが、これに限定されない。予備判定の回数は１回以上であればよい。ただし、系統周波数の上昇又は下降を特定するためには、少なくとも２回以上の判定は必要となる。
【００８９】
（２）上記実施の形態において、周波数閾値算出部１０４が周波数変化期待値を算出する際に用いた係数（１／ｍ）は固定値であるとしているが、これに限定されない。係数（１／ｍ）は単独運転の判定処理中において、ステップＳ１５による予備判定の回数が増えるにつれ、係数を増加させてもよい。例えば、予備判定の回数が増えるにつれて、係数（１／ｍ）の値を一律５％ずつ増加させてもよいし、予備判定の回数ごとに係数に対して増加させる割合を実験により決定してもよい。通常、負荷が回転機であるような場合には、その特性により単独運転が発生した直後において周波数偏差は現れにくく、注入した無効電力に徐々に追従して現れるという特性がある。そこで、予備判定の回数が増えるにつれ、係数を徐々に増加させることで、負荷が回転機である場合において、単独運転検出装置２３は、分散型電源１０の単独運転の判定の精度を上げることができる。
【００９０】
（３）上記実施の形態において、予備判定部１０５は、無効電力算出部１０２で算出された無効電力Ｑが注入された際に計測された系統周波数と、当該無効電力Ｑに基づいて周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値とを比較して単独運転の予備判定を行った。しかし、予備判定は、これに限定されない。予備判定部１０５は、算出された無効電力Ｑが注入された際に計測された系統周波数と、当該無効電力Ｑの算出よりも過去に算出された無効電力Ｑ’に基づいて周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値とを比較して単独運転の予備判定を行ってもよい。通常、無効電力算出部１０２による無効電力の算出処理の遅延により、無効電力の注入の処理が遅延する可能性がある。そこで、無効電力Ｑの算出よりも過去に算出された無効電力Ｑ’を予備判定に用いることで、上記遅延が考慮された周波数閾値を算出することができる。
【００９１】
具体例を図９に示す。図９において、系統周波数が、ｆ［１６］、ｆ［１５］、・・・、ｆ［３］、ｆ［２］、ｆ［１］の順に計測されており、これらの計測結果から無効電力Ｑ［１６］、Ｑ［１５］、・・・、Ｑ［３］、Ｑ［２］、Ｑ［１］の順に算出される。ここで、上記実施の形態では、系統周波数ｆ［１］と、当該系統周波数ｆ［１］に基づいて算出された無効電力Ｑ［１］とから周波数閾値Ｆ［１］を算出していた。しかしながら、本変形例では、周波数閾値算出部１０４は、無効電力が注入されてから、実際の周波数に反映されるまでのタイムラグ（遅延時間Ｔ）を考慮して周波数閾値を算出する。例えば、系統周波数ｆ［１］に対する周波数閾値Ｆ［１］は、当該系統周波数ｆ［１］に基づいて算出された無効電力Ｑ［１］より過去に算出された無効電力Ｑ［５］から算出される。なお、遅延時間Ｔは、例えば無効電力算出部１０２で行われる無効電力の算出についての処理時間による処理遅延を考慮して設計時に定められる値である。
【００９２】
（４）上記実施の形態において、単独運転検出装置２３は、周波数偏差が図３に示す１段目ゲインの範囲内となる場合には、分散型電源１０が単独運転しているか否かの予備判定を行わなかったが、これに限定されない。上記予備判定を行うか否かを、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値を用いて判断してもよい。例えば、単独運転検出装置２３は、図３に示す２段目ゲインの範囲に対応する周波数閾値の範囲を予め記憶しておき、算出した周波数閾値が記憶している範囲内に存在するか否かを判断する。単独運転検出装置２３は、存在すると判断する場合には上記予備判定を行い、存在しないと判断する場合には上記予備判定を行わない。一般に、周波数偏差が０である場合には、その値から得られる周波数閾値は通常の電圧周波数（５０Ｈｚ又は６０Ｈｚ）である。そして、１段目ゲインに対応する周波数閾値の範囲、及び２段目ゲインに対応する周波数閾値の範囲それぞれの範囲を、図１０に示す。具体的には、１段目ゲインの範囲に対応する周波数閾値の範囲は、通常の周波数を基準として、周波数閾値Ｆ’より大きく周波数閾値Ｆより小さい範囲となる。また、２段目ゲインの範囲に対応する周波数閾値の範囲は、周波数閾値Ｆ以上の範囲と、周波数閾値Ｆ’以下の範囲とからなる。そこで、予備判定部１０５は、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値が、値Ｆ以上であるか、又は値Ｆ’以下であるかを判断する。そして予備判定部１０５は、周波数閾値が、値Ｆ以上でなく、且つ値Ｆ’以下でもないと判断、つまり周波数閾値が値Ｆ’から値Ｆの範囲内であると判断する場合には、分散型電源１０が単独運転しているか否かの予備判定を行わない。これにより、周波数閾値が周波数閾値Ｆ’より大きく周波数閾値Ｆより小さい範囲に存在する場合には、予備判定を行わないので、無駄な処理を回避することができる。
【００９３】
（５）２段目ゲインの範囲に対応する周波数閾値の範囲を予め記憶している場合において、単独運転検出装置２３は、以下のように分散型電源１０が単独運転しているか否かの予備判定を行ってもよい。２段目ゲインの範囲に対応する周波数閾値の範囲は、図１０に示す周波数閾値Ｆ以上の範囲と、周波数閾値Ｆ’以下の範囲とからなり、１段目ゲインの範囲に対応する周波数閾値の範囲は、周波数閾値Ｆ’から周波数閾値Ｆの範囲となる。この場合、予備判定部１０５は、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値が、図１０に示す周波数閾値Ｆ’より大きく周波数閾値Ｆより小さい範囲内にあり、且つ基準値（通常の電圧周波数）以上である場合には、算出された周波数閾値の代わりに周波数閾値Ｆを用いて上記予備判定を行う。また、予備判定部１０５は、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値が、図１０に示す周波数閾値Ｆ’より大きく周波数閾値Ｆより小さい範囲内にあり、且つ基準値（通常の電圧周波数）より小さい場合には、算出された周波数閾値の代わりに周波数閾値Ｆ’を用いて上記予備判定を行う。これにより、単独運転検出装置２３は、周波数偏差が１段目ゲインに存在する場合には、周波数閾値を値“Ｆ”又は“Ｆ’”とすることで、その計測周期での予備判定を除外することができる。
【００９４】
（６）予備判定部１０５が用いる、単独運転の予備判定の回数（所定回数）は、無効電力算出部１０２で算出された周波数偏差に応じて変動するものであってもよい。例えば、周波数偏差が所定値（例えば値“ｂ”）以上である場合における単独運転の予備判定の回数を、周波数偏差が所定値（“ｂ”）よりも小さい場合の回数よりも少なくする。また、周波数偏差が所定値（例えば値“−ｂ”）以下である場合における単独運転の予備判定の回数を、周波数偏差が所定値（“−ｂ”）よりも大きい場合の回数よりも少なくする。なお、値“ｂ”は、値“ａ”より大きいものとする。周波数偏差が値“ｂ”以上、又は値“−ｂ”以下である場合には、分散型電源１０が単独運転となった可能性が非常に高いため、他方の場合よりも少ない回数で予備判定することで、迅速な予備判定が可能になる。
【００９５】
以下、予備判定の回数の決定方法について説明する。
【００９６】
（６−１）周波数偏差と値“ｂ”とを比較する場合
予備判定部１０５は、ｍ−１回目（ｍは２以上）に計測された系統周波数に対する周波数偏差が図３に示す１段目ゲインに属し、ｍ回目に計測された系統周波数に対する周波数偏差が値“ａ”以上である場合に、ｍ回目に計測された系統周波数についての周波数偏差に応じた予備判定の回数を次のようにして決定する。予備判定部１０５は、ｍ回目に計測された系統周波数について無効電力算出部１０２で算出された周波数偏差が値“ｂ”以下である場合には、予備判定の回数を第１の回数と決定し、値“ｂ”以上である場合には、予備判定の回数を第１の回数よりも小さい第２の回数と決定する。
【００９７】
（６−２）周波数偏差と値“−ｂ”とを比較する場合
予備判定部１０５は、ｍ−１回目（ｍは２以上）に計測した系統周波数に対する周波数偏差が図３に示す１段目ゲインに属し、ｍ回目に計測した系統周波数に対する周波数偏差が値“−ａ”以下である場合に、ｍ回目に計測された系統周波数についての周波数偏差に応じた所定回数を次のようにして決定する。予備判定部１０５は、ｍ回目に計測された系統周波数について無効電力算出部１０２で算出された周波数偏差が予め定められた値“−ｂ”より大きい場合には、予備判定の回数を第３の回数と決定し、閾値“−ｂ”以下である場合には、予備判定の回数を第３の回数よりも小さい第４の回数と決定する。
【００９８】
なお、第１の回数と第３の回数とを、第２の回数と第４の回数とを、それぞれ同値としてもよい。
【００９９】
（７）予備判定部１０５が用いる、単独運転の予備判定の回数（所定回数）は、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値に応じて変動するものであってもよい。例えば、周波数閾値が所定値（例えば値“ｃ”）以上である場合における単独運転の予備判定の回数を、周波数偏差が所定値（“ｃ”）よりも小さい場合の回数よりも少なくする。また、周波数偏差が所定値（例えば値“ｄ”）以下である場合における単独運転の予備判定の回数を、周波数偏差が所定値（“ｄ”）よりも大きい場合の回数よりも少なくする。なお、値“ｃ”は、値“Ｆ”より大きいものとし、値“ｄ”は、値“Ｆ’”より小さいものとする。周波数閾値が値“ｃ”以上、又は値“ｄ”以下である場合には、分散型電源１０が単独運転となった可能性が非常に高いため、他方の場合よりも少ない回数で予備判定することで、単独運転検出装置２３は、解列を連系リレー２２に速やかに指示することができる。
【０１００】
以下、予備判定の回数の決定方法について説明する。
【０１０１】
（７−１）周波数閾値と値“ｃ”とを比較する場合
予備判定部１０５は、ｍ−１回目に計測された系統周波数を用いて得られた周波数閾値が図１０に示す値“Ｆ’”より大きく値“Ｆ”より小さい範囲に属し、ｍ回目に計測された系統周波数を用いて得られた周波数閾値が値“Ｆ”以上、又は値“Ｆ’”以下である場合に、ｍ回目の計測で算出された周波数閾値に応じた予備判定の回数を次のようにして決定する。予備判定部１０５は、ｍ回目に算出された周波数閾値が値“Ｆ”以上であり、且つ値“ｃ”以下である場合には所定回数を第１の回数と決定し、値“ｃ”以上である場合には所定回数を第１の回数よりも小さい第２の回数と決定する。
【０１０２】
（７−２）周波数閾値と値“ｄ”とを比較する場合
予備判定部１０５は、ｍ回目に算出された周波数閾値が値“Ｆ’”以下であり、且つ予め定められた閾値“ｄ”以上である場合には所定回数を第３の回数と決定し、閾値“ｄ”以下である場合には所定回数を第３の回数よりも小さい第４の回数と決定する。
【０１０３】
なお、第１の回数と第３の回数とを、第２の回数と第４の回数とを、それぞれ同値としてもよい。
【０１０４】
（８）上記実施の形態では、方向連続性判断部１０６が行う無効電力の方向の同一性の判断の回数（所定回数）を、一例として４回としたが、所定回数はこれに限定されず、１回以上であればよい。また、この無効電力の方向が同一であるか否かに係る判断の回数を、予備判定部１０５が行う予備判定の回数と同一にしてもよい。
【０１０５】
（９）上記実施の形態において、周波数閾値算出部１０４は、無効電力算出部１０２で算出された直近の無効電力のみを用いて周波数閾値を算出したが、これに限定されない。周波数閾値の算出は、直近に算出された無効電力を用いた平均値を利用するものであってもよい。例えば、周波数閾値算出部１０４は、図１１に示すように、無効電力算出部１０２で算出された無効電力を逐次格納するバッファ２００を含んでおり、直近に算出された無効電力Ｑ［１］から連続する所定数（例えば、４）の無効電力（Ｑ［１］、Ｑ［２］、Ｑ［３］、Ｑ［４］）の平均値Ｑａｖｅ［１］を周波数閾値の算出に利用する。また、周波数閾値算出部１０４が予め定められた周波数閾値を記憶して用いることとしてもよい。
【０１０６】
（１０）上記実施の形態において方向連続性判断部１０６が、方向の同一性を判断する対象の複数の無効電力は、例えば無効電力算出部１０２に一定回数（例えば３回）連続して算出された複数の無効電力（例えば図１１のＱ［１］、Ｑ［２］、Ｑ［３］等）である。この方向の同一性を判断する対象の複数の無効電力は、例えば無効電力算出部１０２に算出された複数の無効電力の平均値と、それより過去に算出された複数の無効電力との平均値とであってもよい。例えば、無効電力算出部１０２が５ミリ秒毎に注入する無効電力の算出を行っているとすると、現在から５ミリ秒毎の１００ミリ秒過去迄には２０回の無効電力の注入タイミングがある。ここで、４タイミング毎（電力系統の基本周波数が５０Ｈｚの場合における１周期相当）の移動平均を行うことで、スパイク状の無効電力の方向変化を平滑化して安定した平均値により連続性の判断を行うことができる。移動平均ではなく重複しない期間毎の平均値を用いて連続性の判断を行ってもよい。例えば、方向連続性判断部１０６は、図１１に示すように、無効電力算出部１０２で算出された無効電力を逐次格納するバッファ２００を含んでおり、一定時間内の４つの無効電力Ｑ［１］〜Ｑ［４］の平均値と、別の４つの無効電力Ｑ［５］〜Q「８］の平均値とを、方向連続性判断部１０６が方向の同一性を判断する対象としてもよい。また、移動平均を用いて、複数の無効電力の平均値とその複数と一部重複する複数の無効電力の平均値とを方向の同一性の判断対象としてもよい。例えば、図１１の例では、一定時間内の４つの無効電力Ｑ［１］〜Ｑ［４］の平均値Ｑａｖｅ［１］と、それと一部重複した過去の無効電力Ｑ［２］〜Ｑ［５］の平均値Ｑａｖｅ［２］とを、方向連続性判断部１０６が方向の同一性を判断する対象としてもよい。算出された無効電力の一定期間における平均値を用いて複数の無効電力の方向の同一性を判断する方法によれば、無効電力算出部１０２が算出する無効電力の算出（更新）タイミングが系統周波数の１周期よりも短い場合等において精度良い判断が可能となり得る。これは、短時間での無効電力の変化に対して、実際の電力系統では負荷の影響により即応せずに平滑された応答がなされるため、各瞬時の値で判断するより平滑化して判断する方が、実際の電力系統の挙動に適応して正しく判断できるからである。
【０１０７】
（１１）方向連続性判断部１０６が、無効電力算出部１０２により算出された複数の無効電力の方向の同一性（方向の連続性）を判断する際に、無効電力Ｑ［１］（図１１参照）が正（容量性）である場合には、Ｑ［１］＞Ｑ［２］＞０、Ｑ［２］＞Ｑ［３］＞０、・・・、Ｑ［Ｎ］＞Ｑ［Ｎ＋１］＞０のような無効電力の電力値が漸増する関係が成立するときに限って、方向の連続性の判断を行うこととしてもよい。また、上述したように平均を用いる場合には、Ｑａｖｅ［１］＞Ｑａｖｅ［２］＞０という関係が成立するときに限って、方向の連続性の判断を行うこととしてもよい。これは、周波数フィードバック特性を考慮した場合に、単独運転時は、逐次注入する無効電力が一方向でその大きさが漸増することとなるためである。図３に示す２段目ゲイン内で単独運転時の周波数偏差が十分確保できる傾きで設計する場合に、注入する無効電力の値は、周波数偏差に対して線形増大関係がある。従って、無効電力の大きさ（電力値）が漸増する関係が成立しない場合には、単独運転の可能性が低いため、連続性の判断を途中で打ち切ることで処理の軽減を図ることができる。
【０１０８】
なお、方向連続性判断部１０６が、連続性の判断を途中で打ち切った場合において、最終判定部１０７が単独運転と最終判定をすることはないため、予備判定部１０５による予備判定を省略してもよい。例えば、無効電力の大きさが漸増する関係が成立しないことを図５のステップＳ８において判断して連続性の判断を途中で打ち切った場合、或いはステップＳ８或いは判断ステップＳ１０で「Ｎｏ」と判断した場合に、ステップＳ１４〜Ｓ１９のいずれも行わずにステップＳ２０に進むこととしてもよい。
【０１０９】
（１２）方向連続性判断部１０６が、複数の無効電力の方向の同一性（方向の連続性）を判断する際に、現時刻に注入される無効電力（最後に算出された無効電力）の電力値が予め定めた規定量を超える場合に限って連続性の判断をすることとしてもよい。つまり、無効電力の電力値が規定量以下である場合には、連続性の判断を途中で打ち切ってもよい。これは、規定量以下の無効電力注入では系統の応答へ与える影響が小さいため、系統の応答の信頼性が低く、擾乱の影響が含まれる可能性が高いとして、連続性判断の対象から除外すべきだからである。また、この場合も、最終判定部１０７が単独運転と最終判定をすることはないため、予備判定部１０５による予備判定を省略してもよい。
【０１１０】
（１３）上記実施の形態において、最終判定部１０７は、予備判定部１０５による予備判定の結果が真でありかつ方向連続性判断部１０６による判断結果が連続性有りである場合に、単独運転であると最終判定した。しかし、電力系統が安定しており、擾乱の発生頻度が低いと想定される場所においては、最終判定部１０７が、予備判定部１０５による予備判定の結果が真であるだけで、単独運転であると最終判定することとしてもよい。このために、最終判定の方法をいずれにするか（方向連続性判断部１０６による判断結果を用いるか否か）を単独運転検出装置２３の外部から指定、変更等ができるようにしてもよい。また、単独運転検出装置２３が、系統周波数の変動量を監視し、一定以上の周波数変動があるか否かに基づいて最終判定の方法を選択するようにしてもよい。
【０１１１】
（１４）上記実施の形態で示した処理手順（図５参照）では、予備判定部１０５による予備判定の結果と方向連続性判断部１０６による無効電力の方向の連続性の判断の結果とに基づいて最終判定部１０７が最終判定を行うこととした。しかし、予備判定部１０５が予備判定を行わなかった場合、或いは、方向連続性判断部１０６が連続性の判断を行わなかった場合には、最終判定部１０７は最終判定を行わなくてもよい。即ち、単独運転検出装置２３において、分散型電源１０が単独運転を行っていると最終的に判定するための条件が１つでも満たされないことが判明した時点で、他の条件についての判定等の処理を省略できる。
【０１１２】
（１５）上記実施の形態において、予備判定部１０５は、周波数閾値算出部１０４で算出された直近の周波数閾値のみを用いて単独運転の予備判定を行ったが、これに限定されない。単独運転の予備判定は、直近に算出された周波数閾値を用いた平均値を利用するものであってもよい。例えば、予備判定部１０５は、図１２に示すように、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値を逐次格納するバッファ２１０を含んでおり、直近に算出された周波数閾値Ｆｃ［１］から連続する所定数（例えば、４）の周波数閾値（Ｆｃ［１］、Ｆｃ［２］、Ｆｃ［３］、Ｆｃ［４］）の平均値Ｆａｖｅ［１］を、予備判定において周波数閾値として利用してもよい。
【０１１３】
（１６）上記実施の形態において、周波数偏差（ΔＦ）は、図２に示すように、計測部１０１で計測された直近の系統周波数ｆ［１］を含む４個の連続する系統周波数（ｆ［１］、ｆ［２］、ｆ［３］、ｆ［４］）の平均値（Ｆｎｅｗ＿ａｖｅ）と、系統周波数ｆ［１］から２００ミリ秒過去に計測された、連続する計１０個の系統周波数（ｆ［ｎ］、ｆ［ｎ−１］、・・・、ｆ［ｎ−９］）の平均値（Ｆｏｌｄ＿ａｖｅ）とから算出されたが、これに限定されない。周波数偏差の算出は、直近の系統周波数と、当該系統周波数より過去に計測された系統周波数を利用するものであればよい。例えば、以下のような算出方法が考えられる。
【０１１４】
１つ目は、直近の系統周波数ｆ［１］と、系統周波数ｆ［１］から２００ミリ秒過去に計測された、連続する計１０個の系統周波数（ｆ［ｎ］、ｆ［ｎ−１］、・・・、ｆ［ｎ−９］）の平均値（Ｆｏｌｄ＿ａｖｅ）とから周波数偏差を算出する方法である。
【０１１５】
２つ目は、直近の系統周波数ｆ［１］を含む４個の連続する系統周波数の平均値（Ｆｎｅｗ＿ａｖｅ）と、系統周波数ｆ［１］から２００ミリ秒過去に計測された系統周波数ｆ［ｎ−９］とから周波数偏差を算出する方法である。
【０１１６】
３つ目は、直近の系統周波数ｆ［１］と、系統周波数ｆ［１］より過去に計測された系統周波数（ｆ［２］、ｆ［３］、・・・、ｆ［ｎ］）のうち何れかの系統周波数とから周波数偏差を算出する方法である。
【０１１７】
（１７）上記実施の形態において、予備判定部１０５は、周波数変化期待値（Δｆ）が過去の系統周波数の平均値Ｆｏｌｄ＿ａｖｅに加算された周波数閾値Ｆｃｏｍｐと計測部１０１で計測された系統周波数とを分散型電源１０の単独運転の予備判定に用いたが、これに限定されない。上述したように、周波数閾値は、周波数変化期待値（Δｆ）に過去の系統周波数の平均値（Ｆｏｌｄ＿ａｖｅ）を加算したものである。そのため、周波数変化期待値（Δｆ）と周波数偏差との比較を行うことと、周波数閾値と系統周波数との比較を行うこととは、同等の処理である。そこで、予備判定部１０５は、上述した周波数閾値の代わりに周波数変化期待値（Δｆ）と、計測部１０１で計測された系統周波数から得られる周波数偏差との比較により上記予備判定を行ってもよい。
【０１１８】
（１８）上記実施の形態において、単独運転検出装置は、ステップ注入付周波数フィードバック方式により、５ミリ秒毎に常に無効電力を注入するものとしたが、これに限定されない。単独運転の判定にステップ注入付周波数フィードバック方式を利用する装置であればよい。例えば、単独運転検出装置は、常に微小な無効電力を注入する必要のない、高調波電圧変動方式であってもよい。この場合における単独運転検出装置は、高調波を検出すると、周波数偏差の算出、周波数偏差に応じた無効電力を算出及び注入、当該無効電力の注入した次の計測周期での系統周波数の計測、単独運転の判定を行うといった、上記実施の形態と同様の動作を行う。これにより、単独運転検出装置は、高調波電圧変動方式を用いた場合であっても、予め周波数閾値を記憶することなく単独運転の判定を行うことができる。
【０１１９】
（１９）上記実施の形態で示す各装置を構成する構成要素の一部または全部は、１個の集積回路から構成されているとしてもよい。
【０１２０】
（２０）上述の処理手順（図５に示す手順等）の実行順序は、必ずしも、上述した通りの順序に制限されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で、実行順序を入れ替えたりその一部を省略したりすることができる。また、その処理手順（図５に示す手順等）の全部又は一部は、ハードウェアにより実現されても、ソフトウェアを用いて実現されてもよい。例えば、上述した予備判定部１０５、方向連続性判断部１０６、最終判定部１０７等を、ソフトウェア（プログラム）を用いずにハードウェア（電子回路）のみで実現してもよい。また、例えば方向連続性判断部１０６及び判定部１０８を一体として電子回路で実現してもよい。
【０１２１】
（２１）上述した実施の形態及び変形例で示した構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明の範囲に含まれる。
【０１２２】
４．補足
以下、本発明の一態様に係る単独運転検出装置及び検出方法の構成、変形態様、効果等について示す。
【０１２３】
（１）本発明の一態様である単独運転検出装置は、電力系統３０と系統連系された分散型電源１０の単独運転を検出する単独運転検出装置２３、２４であって、電力系統３０に無効電力を注入する注入部１０３と、電力系統３０の系統周波数を繰り返し計測する計測部１０１と、計測部１０１で計測された系統周波数と当該計測より過去に計測された系統周波数との周波数偏差に応じて注入部１０３が注入すべき無効電力を繰り返し算出する無効電力算出部１０２と、無効電力算出部１０２で算出された無効電力と、計測部１０１で計測された系統周波数とを用いて周波数閾値を算出する周波数閾値算出部１０４と、複数回にわたり無効電力算出部１０２で算出された無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断する方向連続性判断部１０６と、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された後に計測部１０１で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて周波数閾値算出部１０４により算出された周波数閾値とに基づいて、複数回にわたり無効電力算出部１０２で算出された無効電力の各々の方向（正負）が方向連続性判断部１０６により同一であると判断されることを分散型電源１０が単独運転していると判定するための一条件として、分散型電源１０が単独運転しているか否かを判定する判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７、判定部１０８）とを備える単独運転検出装置である。これにより、単独運転検出装置は、予め周波数閾値を記憶することなく、無効電力が算出される度に周波数閾値を算出するので、偏差の上昇又は下降の度合に沿った周波数閾値を用いた単独運転の判定を行うことができる。通常、無効電力を注入したことによる系統周波数の変化の度合は、接続される負荷に応じて異なっているが、この単独運転検出装置は、偏差の上昇又は下降の度合に沿った周波数閾値を用いるので、どのような負荷が接続されていても単独運転の検出を行うことができる。更にこの単独運転検出装置は、電力系統の擾乱の場合に単独運転と誤判定することを防止し得る。即ち、この単独運転検出装置は注入する無効電力の方向の同一性（方向の連続性）を判断して単独運転の判定を行うため、停電等による単独運転の場合と電力系統の擾乱により系統周波数の変動が生じている場合とを区別でき、適切に単独運転の判定を行うことができる。
【０１２４】
（２）例えば、方向連続性判断部１０６は、無効電力算出部１０２で一定回数連続して算出された無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断し、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７、判定部１０８）は、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された後に計測部１０１で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて周波数閾値算出部１０４により算出された周波数閾値とに基づいて、当該算出された当該無効電力を含み一定回数連続して無効電力算出部１０２で算出された当該一定回数分の無効電力の、各々の方向が方向連続性判断部１０６により同一であると判断されることを分散型電源１０が単独運転していると判定するための一条件として、判定を行うこととしてもよい。これにより、一定回数連続して注入する無効電力の方向が同一の場合に限って分散型電源１０が単独運転していると判定するので、電力系統の擾乱により無効電力の方向が変動するような場合に単独運転と誤判定することを防止し得る。
【０１２５】
（３）例えば、方向連続性判断部１０６は、無効電力算出部１０２で一定時間毎に当該一定時間内の複数回に算出された無効電力を平均化し、複数の平均化された無効電力の方向が同一であるか否かを判断し、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７、判定部１０８）は、方向連続性判断部１０６により複数の平均化された無効電力の方向が同一であると判断されることを分散型電源１０が単独運転していると判定するための一条件として、判定を行うこととしてもよい。これにより、短時間での無効電力の変化に対して電力系統が負荷の影響により即応せずに平滑された応答をする場合においては、各瞬時の値で判断するより平均値を用いて判断するので、より適切に判断し得る。
【０１２６】
（４）例えば、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７）は、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された後に計測部１０１で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて周波数閾値算出部１０４により算出された周波数閾値とに基づいて、分散型電源１０が単独運転しているか否かを予備判定する予備判定部１０５と、予備判定部１０５による予備判定の結果と方向連続性判断部１０６による判断の結果とに基づいて、分散型電源１０が単独運転しているか否かを最終判定する最終判定部１０７とを備えることとしてもよい。これにより、停電等の場合と電力系統の擾乱の場合とを区別できない単独運転検出装置の構成を活用して方向連続性判断部１０６及び最終判定部１０７の構成を加える等により誤判定しない単独運転検出装置を形成することができる。
【０１２７】
（５）例えば、方向連続性判断部１０６は、複数回にわたり無効電力算出部１０２で逐次算出された無効電力の電力値について、先に算出された電力値より後に算出された電力値が増大している場合に限って、無効電力の方向の連続性に係る判断を行うこととしてもよい。これにより、単独運転が生じている可能性が低い場合における処理の軽減を図ることができる。
【０１２８】
（６）例えば、方向連続性判断部１０６は、無効電力算出部１０２で最後に算出された無効電力の電力値が規定量を超える場合に限って、無効電力の方向の連続性に係る判断を行うこととしてもよい。これにより、系統の応答へ与える影響が小さい無効電力を除外して判断の信頼性の向上を図ることができ、また信頼性の低い場合における処理の軽減を図ることができる。
【０１２９】
（７）例えば、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７）は、無効電力算出部１０２で算出された無効電力が注入された後に計測部１０１で計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて周波数閾値算出部１０４により算出された周波数閾値とに基づいて、分散型電源１０が単独運転しているか否かを予備判定する予備判定部１０５と、予備判定部１０５による予備判定の結果と方向連続性判断部１０６による判断の結果とに基づいて、分散型電源１０が単独運転しているか否かを最終判定する最終判定部１０７とを備え、最終判定部１０７は、方向連続性判断部１０６により判断が行われた場合に限って最終判定を行うこととしてもよい。これにより、処理の効率化等が図れる。
【０１３０】
（８）例えば、周波数閾値算出部１０４で用いられる系統周波数は、無効電力算出部１０２における無効電力の算出に用いられた系統周波数の計測より過去に計測された系統周波数であることとしてもよい。これにより、単独運転検出装置は、周波数閾値算出部１０４で用いられる系統周波数を、無効電力算出部１０２で用いられた過去に計測された系統周波数とすることで、安定した系統周波数から周波数閾値を算出することができる。
【０１３１】
（９）例えば、周波数閾値算出部１０４は、無効電力算出部１０２で算出された無効電力を注入した際に得られるべき周波数偏差についての期待値を算出し、算出した期待値に系統周波数を加算した結果を周波数閾値とすることとしてもよい。これにより、単独運転検出装置は、無効電力を注入した際に得られるべき周波数偏差の期待値から周波数閾値を算出することができる。
【０１３２】
（１０）例えば、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７、判定部１０８）で行われる判定は、計測部１０１で計測された系統周波数と、周波数閾値とを複数回比較した上で、分散型電源１０が単独運転しているか否かを判定するものであり、判定部は、計測部１０１において繰り返し計測された系統周波数それぞれについて、当該系統周波数と、当該系統周波数についての周波数閾値とによる比較を行い、比較により分散型電源１０が単独運転しているとみなされる結果（例えば単独運転していると予備判定する結果）が所定回数連続して得られたことを、分散型電源１０が単独運転していると判定するための一条件として、判定を行うこととしてもよい。これにより、単独運転検出装置は、比較を複数回行うことで、単独運転の判定の精度を上げることができる。
【０１３３】
（１１）例えば、計測部１０１は、電力系統３０の電圧及び当該電力系統に流れる電流を計測し、周波数閾値算出部１０４は、無効電力算出部１０２で算出された無効電力それぞれから得られるべき各周波数偏差についての期待値を、当該周波数偏差に対する無効電力と、計測部１０１で計測された前記電圧及び前記電流とを用いて算出された周波数のずれ量に係数を乗じて算出することとしてもよい。これにより、単独運転検出装置は、無効電力と、電圧及び電流とから周波数のずれ量を算出し、算出したずれ量に負荷に応じた係数を乗じて期待値を得ることで、当該負荷に応じた周波数閾値を算出することができる。
【０１３４】
（１２）例えば、周波数閾値算出部１０４は、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７、判定部１０８）による判定の回数が増えるにつれ、前記係数を増加させて乗算することとしてもよい。通常、負荷が回転機であるような場合には、その特性により単独運転が発生した直後において周波数偏差は現れにくく、注入した無効電力に徐々に追従して現れるという特性がある。この構成によると、単独運転検出装置は、負荷が回転機であるような場合であっても、単独運転の判定の精度を上げることができる。
【０１３５】
（１３）例えば、周波数閾値算出部１０４でｍ−１（ｍは２以上）回目に算出された周波数閾値が第１の閾値より大きく第２の閾値より小さい範囲に属し、ｍ回目に算出された周波数閾値が当該範囲外となった場合において、判定部（予備判定部１０５、最終判定部１０７、判定部１０８）は、周波数閾値算出部１０４でｍ回目に算出された周波数閾値が、第２の閾値以上であり、且つ第３の閾値以上でない場合には、第１の回数を前記所定回数として決定し、当該周波数閾値が第３の閾値以上である場合には、第１の回数より少ない第２の回数を前記所定回数として決定し、周波数閾値算出部１０４でｍ回目に算出された周波数閾値が、第１の閾値以下であり、且つ第４の閾値以下でない場合には、第３の回数を前記所定回数として決定し、当該周波数閾値が第４の閾値以下である場合には、第３の回数より少ない第４の回数を前記所定回数として決定し、周波数閾値算出部１０４は、ｍ回目に算出された周波数閾値が第２の閾値以上である場合には、ｍ＋１回目以降では徐々に増加するように、ｍ回目に算出された周波数閾値が第１の閾値以下である場合には、ｍ＋１回目以降では減少するように、周波数閾値を算出することとしてもよい。これにより、単独運転検出装置は、周波数閾値に応じて、比較回数を変更することができる。そのため、単独運転検出装置は、単独運転が行われているのか否かを判定する際に、注入された無効電力により得られる電力変動が大きい場合は、電力変動が小さい場合に比べて単独運転の判定を速くすることができる。
【０１３６】
（１４）例えば、周波数閾値算出部１０４は、無効電力算出部１０２で算出された第１の無効電力が注入された際に得られるべき系統周波数についての期待値を、当該第１の無効電力の算出より所定時間分過去に算出された第２の無効電力に基づいて算出することとしてもよい。これにより、単独運転検出装置は、第１の無効電力が注入された際に得られるべき系統周波数の期待値を、第１の無効電力の算出より所定時間過去に算出された第２の無効電力を用いて算出している。そのため、単独運転検出装置は、無効電力算出部１０２による無効電力の算出処理により生じる、算出された無効電力の注入の遅延が考慮された期待値を算出することができる。
【０１３７】
（１５）例えば、判定部（予備判定部１０５、判定部１０８）は、無効電力算出部１０２における無効電力の算出に用いられる周波数偏差の絶対値が所定値より小さい場合には、判定を行わないこととしてもよい。通常、周波数偏差（または周波数閾値）が微小である場合には、系統電源の擾乱等による誤動作が考えられる。そこで、この構成によると、単独運転検出装置は、周波数偏差（または周波数閾値）が微小である場合には、つまり系統電源の擾乱等の場合には単独運転の判定を行わないので、冗長な判定を回避することができる。
【０１３８】
（１６）例えば、判定部（予備判定部１０５、判定部１０８）は、周波数閾値算出部１０４で算出された周波数閾値が、第１の所定値以上であるか、又は前記第１の所定値より小さい値である第２の所定値以下であるかを判断し、前記周波数閾値が、第１の所定値以上でなく、かつ第２の所定値以下でもないと判断する場合には、判定を行わないこととしてもよい。
【０１３９】
（１７）本発明の一態様である検出方法は、電力系統３０と系統連系された分散型電源１０の単独運転を検出する単独運転検出装置２３、２４で用いられる検出方法であって、電力系統３０に無効電力を注入する注入ステップ（例えばステップＳ５の一部）と、電力系統の系統周波数を繰り返し計測する計測ステップ（例えばステップＳ３、Ｓ７）と、計測ステップで計測された系統周波数と、当該計測より過去に計測された系統周波数との周波数偏差に応じて、注入ステップが注入すべき無効電力を繰り返し算出する第１算出ステップ（例えばステップＳ５の一部）と、第１算出ステップで算出された無効電力と、計測ステップで計測された系統周波数とを用いて、周波数閾値を算出する第２算出ステップ（例えばステップＳ６）と、複数回にわたり第１算出ステップで算出された無効電力の各々の方向が同一であるか否かを判断する方向連続性判断ステップ（例えばステップＳ８、Ｓ１０）と、第１算出ステップで算出された無効電力が注入された後に計測ステップで計測された系統周波数と、当該算出された当該無効電力を用いて第２算出ステップで算出された周波数閾値とに基づいて、複数回にわたり第１算出ステップで算出された無効電力の各々の方向が方向連続性判断ステップで同一であると判断されることを分散型電源１０が単独運転していると判定するための一条件として、分散型電源１０が単独運転しているか否かを判定する判定ステップ（例えばステップＳ１４、Ｓ１５、Ｓ１７、Ｓ１８等）とを含む検出方法である。これにより、電力系統に注入する無効電力の方向の同一性（方向の連続性）を判断して単独運転の判定を行うため、停電等による単独運転の場合と電力系統の擾乱により系統周波数の変動が生じている場合とを区別でき、適切に単独運転の判定を行うことができる。
【符号の説明】
【０１４０】
１０  分散型電源
２３、２４  単独運転検出装置
３０  電力系統
１０１  計測部
１０２  無効電力算出部
１０３  注入部
１０４  周波数閾値算出部
１０５  予備判定部
１０６  方向連続性判断部
１０７  最終判定部
１０８  判定部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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