(57)【要約】【課題】  低コストで、高精度かつ安全に単独運転が検出できる発電設備の単独運転防止方法と単独運転防止装置を提供する。【解決手段】  本発明の電力系統２０に連系された発電設備４２の単独運転を防止する単独運転防止装置は、電力系統２０に構成されている、遮断器２６を有する変電所１２と、遮断器２６の二次側の電力系統２０に遮断と投入とが実施可能に配置されている負荷３２を有し、負荷３２を電力系統２０に投入する又は電力系統２０から遮断する負荷投入遮断装置２８と、発電設備４２の送電状態を監視し、監視された発電設備４２の送電状態に基づいて、発電設備４２を電力系統２０から解列もしくは出力停止する発電設備解列装置５４とを有することを特徴とする。【選択図】図１
2005295703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に連系された発電設備の単独運転を防止する方法であって、
上記発電設備の送電状態を常時監視する工程と、
上記電力系統に含まれる変電所の遮断器の開放を常時確認する工程と、
上気遮断器の開放を確認した後、上記電力系統が有する負荷の負荷容量を規定量変化させる工程と、
上記発電設備の送電状態が、上記負荷の上記規定量の負荷容量の変化に対応して変化したとき、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止する工程とを有することを特徴とする単独運転防止方法。
【請求項２】
電力系統に連系された発電設備の単独運転を防止する方法であって、
上記発電設備の送電状態を常時監視する工程と、
上記電力系統に含まれる変電所の遮断器の開放を常時確認する工程と、
上記遮断器の開放を確認した後、上記電力系統が有する負荷の負荷容量を、規定の周期で変化させる工程と、
上記発電設備の送電状態が、上記規定の周期で変化したとき、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止する工程とを有することを特徴とする単独運転防止方法。
【請求項３】
電力系統に連系された発電設備の単独運転を防止する単独運転防止装置において、
上記電力系統に含まれる、遮断器を有する変電所と、
上記遮断器の二次側の上記電力系統に負荷を投入する又は上記遮断器の二次側の上記電力系統に投入されている負荷を遮断する負荷投入遮断装置と、
上記発電設備の送電状態を監視し、上記発電設備の送電状態に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列する発電設備解列装置とを有し、
上記遮断器開放後、
上記負荷投入遮断装置が、上記遮断器開放前において上記電力系統から遮断されていた上記負荷を上記電力系統に投入し、
上記発電設備解列装置が、上記負荷投入遮断装置が上記負荷を上記電力系統に投入することによって生じた、上記発電設備の送電状態の変化に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする単独運転防止装置。
【請求項４】
上記遮断器開放後、
上記負荷投入遮断装置が、上記遮断器開放前において上記電力系統に投入されていた上記負荷を遮断し、
上記発電設備解列装置が、上記負荷投入遮断装置が上記負荷を上記電力系統から遮断することによって生じた、上記発電設備の送電状態の変化に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする請求項３に記載の単独運転防止装置。
【請求項５】
上記遮断器開放後、
上記負荷投入遮断装置が、上記負荷の上記電力系統への投入と遮断とを、交互に予め決められた時間ずつ繰り返し実施し、
上記発電設備解列装置が、上記交互に予め決められた時間ずつ繰り返し変化した、上記発電設備の送電状態に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする請求項３または４のいずれかに記載の単独運転防止装置。
【請求項６】
上記発電設備解列装置が、規定の時間中、上記交互に予め決められた時間ずつ繰り返し変化し続けた上記発電設備の送電状態に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする請求項５に記載の単独運転防止装置。
【請求項７】
上記負荷投入遮断装置が、上記負荷の上記系統への投入および遮断を段階的に実施することを特徴とする請求項３〜６のいずれか一に記載の単独運転防止装置。
【請求項８】
上記負荷が、抵抗またはリアクトル若しくはキャパシタの少なくとも一つを含むことを特徴とする請求項３〜７のいずれか一に記載の単独運転防止装置。
【請求項９】
上記監視される上記発電設備の送電状態の変化が、有効電力、無効電力、電流、電圧の少なくとも一つの変化であることを特徴とする請求項３〜８のいずれか一に記載の単独運転防止装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電設備が連系された電力系統において、変電所の遮断器が開放された後の発電設備の単独運転を防止する方法および単独運転防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、発電設備が連系された電力系統において、例えば、電力系統に作業停電や地絡などの事故が生じた場合、電力系統の送電元の変電所の遮断器が開放され、電力系統への電力供給が停止される。ところが、発電設備は、極めて特殊な条件下で遮断器の開放を知らずに運転し続け、電力系統に電力を供給し続ける恐れがある。このような発電設備の運転は、単独運転と呼ばれ、事故復旧中の電力系統に電力を供給することになり、事故復旧作業者に感電などの危険が生じる。
【０００３】
このような発電設備の単独運転を防止する方法は、従来から存在しており、基本的に、変電所の遮断器の開放と略同時に、発電設備を電力系統から解列させる。例えば、第１の手法として、変電所の遮断器の開放を、専用の信号線を介して発電設備に連絡して運転を停止させる手法や、第２の手法として、変電所の遮断器が開放され、事故が生じた電力系統への電力供給が停止されることによって生じる過渡的な電圧や周波数変化を検出して発電設備を解列する手法がある。また、第３の手法として、特許文献１によって開示されたものがあり、これは、変電所の遮断器が開放されると、開放された遮断器の二次側の１相を接地し、その接地によって生じる発電設備の影響に基づいて単独運転を停止させる。
【特許文献１】特開平１１−０９８６９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、第１の手法は、専用の信号線の敷設に費用がかかり、また、新規発電設備が連系される度に信号線を敷設しなければならないというコストの問題がある。第２の手法は、電力系統において、発電設備と負荷とが平衡状態、すなわち、発電設備の生産電力（供給）と負荷の消費電力（需要）が一致している場合、変電所の遮断器が開放されることによって生じる変電所からの送電停止の影響が電力系統に現れないことがあり、このとき、発電設備の単独運転を停止できないという単独運転検出精度の問題がある。特許文献１に開示された第３の手法は、接地によって短絡状態になる可能性があるというリスクの問題がある。
【０００５】
そこで、本発明は、低コストで、高精度かつ安全に単独運転が検出できる発電設備の単独運転防止方法と単独運転防止装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明に係る、電力系統に連系された発電設備の単独運転を防止する方法は、上記発電設備の送電状態を常時監視する工程と、上記電力系統に構成されている変電所の遮断器の開放を常時確認する工程と、上気遮断器の開放を確認した後、上記電力系統が有する負荷の負荷容量を規定量変化させる工程と、上記発電設備の送電状態が、上記負荷の上記規定量の負荷容量の変化に対応して変化したとき、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止する工程とを有することを特徴とする。
【０００７】
また、別の形態の本発明に係る、電力系統に連系された発電設備の単独運転を防止する方法は、上記発電設備の送電状態を常時監視する工程と、上記電力系統に構成されている変電所の遮断器の開放を常時確認する工程と、上記遮断器の開放を確認した後、上記電力系統が有する負荷の負荷容量を、規定の周期で変化させる工程と、上記発電設備の送電状態が、上記規定の周期で変化したとき、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止する工程とを有することを特徴とする。
【０００８】
上記課題を解決する本発明に係る、電力系統に連系された発電設備の単独運転を防止する単独運転防止装置は、上記電力系統に構成されている、遮断器を有する変電所と、上記遮断器の二次側の上記電力系統に負荷を投入する又は上記遮断器の二次側の上記電力系統に投入されている負荷を遮断する負荷投入遮断装置と、上記発電設備の送電状態を監視し、上記発電設備の送電状態に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列する発電設備解列装置とを有し、
上記遮断器開放後、
上記負荷投入遮断装置が、上記遮断器開放前において上記電力系統から遮断されていた上記負荷を上記電力系統に投入し、上記発電設備解列装置が、上記負荷投入遮断装置が上記負荷を上記電力系統に投入することによって生じた、上記発電設備の送電状態の変化に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする。
【０００９】
また、本発明に係る単独運転防止装置は、上記遮断器開放後、
上記負荷投入遮断装置が、上記遮断器開放前において上記電力系統に投入されていた上記負荷を遮断し、上記発電設備解列装置が、上記負荷投入遮断装置が上記負荷を上記電力系統から遮断することによって生じた、上記発電設備の送電状態の変化に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする。
【００１０】
さらに、本発明に係る単独運転防止装置は、上記遮断器開放後、
上記負荷投入遮断装置が、上記負荷の上記電力系統への投入と遮断とを、交互に予め決められた時間ずつ繰り返し実施し、上記発電設備解列装置が、上記交互に予め決められた時間ずつ繰り返し変化した、上記発電設備の送電状態に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止することを特徴とする。
【００１１】
上記発電設備解列装置は、規定の時間中、上記交互に予め決められた時間ずつ繰り返し変化し続けた上記発電設備の送電状態に基づいて、上記発電設備を上記電力系統から解列もしくは出力停止するのが好ましい。
【００１２】
上記負荷投入遮断装置は、上記負荷の上記系統への投入および遮断を段階的に実施することができるのが好ましい。
【００１３】
上記負荷は、抵抗またはリアクトル若しくはキャパシタの少なくとも一つを含んでいるのが好ましい。
【００１４】
上記監視される上記発電設備の送電状態の変化は、有効電力、無効電力、電流、電圧の少なくとも一つの変化であるのが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、低コストで、高精度かつ安全に単独運転が検出できる発電設備の単独運転防止方法と単独運転防止装置を提供することができる。すなわち、本発明に基づく単独運転防止装置は安価な抵抗、遮断器、検出装置等で構成することができるので、従来の方法と比較して低コストな構成とすることが出来る。
【００１６】
また、発電設備解列装置は、系統遮断器の開放を受けて初めて動作する負荷投入遮断装置による現象を検出するので、確実な動作が確保できるとともに、現象が規定回数以上継続することを確認して判定することもできるので、誤動作なく、高精度な単独運転検出が行える。
【００１７】
さらに、負荷投入遮断装置は系統遮断器開放後、初めて動作すること、負荷としては一般的な負荷である抵抗などが用いることができるので、系統への影響がなく、かつ、安全な動作が期待される。
【００１８】
なお、１つの系統に多数の発電設備が接続されるような場合、従来の方法では系統への影響、検出の不確実性が懸念されていたが、本発明によればこの様な問題は生じない。
【００１９】
以上のことから、本発明は極めて優れた効果を有する方法、装置であると言える。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態を説明する前に、使用される語句について、意味を確認する。「連系」、「投入」は、電気的に接続されることを意味し、「解列」、「遮断」、「開放」は、電気的接続が断たれることを意味する。「一次側」の語句は、電力系統の任意の構成要素を基準として、高圧な電力が送電されている、水力や火力などの発電所がある電力生産地側（系統電源側）を言う。一方、「二次側」の語句は、低圧な電力が送電されている、一般家庭や工場などの電力消費地側（需要家側）を言う。
【００２１】
図１は、本発明の単独運転防止装置が設置されている電力系統１０の概略図である。電力系統１０は、変電所１２と、変電所１２から電力供給される複数の系統（電力系統）の一つである、複数の需要家（図中には、３つの重要家１４、１６、１８が示されている。）が接続された系統２０とを有する。
【００２２】
変電所１２は、一次側２２から送電された電力を、降圧して複数の系統（二次側）に供給する変圧器２４と、変圧器２４と複数の系統の間それぞれに、電力供給を断つ系統用遮断器とを有する（図中、系統２０と、系統２０用の遮断器２６とが示されている。）。また、変電所１２は、複数の系統それぞれに、本発明の単独運転防止装置の一部を構成する負荷投入遮断装置を有する（図中、系統２０用の負荷投入遮断装置２８が示されている。）。系統用遮断器は、開放状態になると、開放状態であることを知らせる遮断器開放信号を負荷投入遮断装置に送信する（図中、系統２０用の遮断器２６が、例えば、信号線を介して負荷投入遮断装置２８に遮断器開放信号３０を送信する。）。
【００２３】
複数の系統中、系統２０を挙げて説明すると、負荷投入遮断装置２８は、系統用遮断器２６の二次側の系統２０に遮断と投入とが実施可能に配置されている負荷３２と、負荷３２を系統２０に投入する又は系統２０から遮断する負荷用遮断器３４と、負荷用遮断器３４の投入や遮断を制御する制御部３６とを有する。本実施形態において、系統用遮断器２６が投入されている時、常に、負荷３２は系統２０から遮断されている。制御部３６は、系統用遮断器２６からの遮断器開放信号３０を受信することによって系統用遮断器２６が開放されたことを確認すると、負荷３２を系統２０に投入するために、負荷用遮断器３４を投入状態にする。また、制御部３６は、負荷３２の系統２０への投入や遮断（負荷用処断器３４の開放や投入）の実施を、設定部３８に設定された実施継続時間などの実施指標に基づいて実施する。
【００２４】
系統２０に接続されている複数の需要家は、変電所１２から送電された電力を消費する負荷（需要家内負荷）を有する（図の需要家１８においては、需要家内負荷４０を有する。）。複数の需要家中、少なくとも一部の需要家は発電設備（発電装置）を有する（図の需要家１８においては、発電設備４２を有する。）。需要家１８において、需要家内負荷４０と発電設備４２とが分岐点４４で系統２０に接続されており、需要家内負荷４０と分岐点４４との間には、需要家内負荷４０と系統２０との接続を断つ需要家内負荷用遮断器４６と、発電設備４２を系統２０から解列させる発電設備用遮断器４８と、負荷４０と発電設備４２とを同時に系統２０から切り離す（接続を断つ）共通遮断器５０とを有する。
【００２５】
また、需要家１８は、発電設備４２と発電設備用遮断器４８との間の電力線５２の通電状態、すなわち、発電設備４２の送電状態を監視し、その監視結果に基づいて発電装置用遮断器４８を開放する又は発電設備４２を出力停止させることにより、発電設備４２の系統２０への送電を停止させる（発電設備４２を系統２０から解列する）発電設備解列装置５４を有する。発電設備解列装置５４は、本発明の単独運転防止装置の一部を構成する。
【００２６】
図２は、発電設備解列装置５４の概略的な構成を示している。本形態の発電設備解列装置５４は、発電設備４２の送電状態を示すものとして有効電力を監視している。発電設備解列装置５４は、電力線５０に接続された変圧器５６と変流器５８とから電力線５０の電圧Ｖと電流Ｉとを検出して有効電力を算出する電力算出部６０と、電力算出部６０が算出した有効電力の変化によって発電設備４２の系統２０からの解列を判定する解列判定部６２と、解列判定部６２の判定基準を設定する設定部６４と、解列判定部６２が発電設備４２を系統２０から解列すると判定したことを受けて遮断器４８を開放させる信号を遮断器４８に出力する、または、発電設備４２を停止させる信号を発電設備４２に出力する解列信号出力部６６とを有する。
【００２７】
以下、本発明の単独運転防止装置が実施する単独運転防止動作を説明する。説明される単独運転防止装置は、負荷が抵抗によって構成されており、抵抗が系統に投入される又は系統から遮断されることによって現れる、有効電力の変化によって発電設備の単独運転を検出する。また、アルファベットを用いた複数の値（例えば、Ｐ１など）が使用されている。その使用において、小文字のアルファベットを用いた値は、規定の値（原則的に動作中変化しない、設定される値）であり、大文字のアルファベットを用いた値は測定値（算出値）である。
【００２８】
本発明に係る負荷投入遮断装置２８（制御部３６）は、図３に示す動作フロー１００に従って作動している。フロー１００のステップ１１０において、系統用遮断器２６の開放を確認する。系統用遮断器２６が開放されていない場合、ステップ１１０を繰り返す。
【００２９】
次に、ステップ１１０において、系統用遮断器２６の開放を確認すると、次のステップ１２０において、負荷用遮断器３４を介して負荷３２を系統２０に投入する。
【００３０】
続いて、ステップ１３０において、ステップ１２０において負荷３２が系統２０に投入されて経過した時間と、設定部３８に設定された規定の時間（投入継続時間）ｔ１との一致を確認する。一致するまで、ステップ１３０は繰り返される。このステップ１３０の処理は、言い換えると、負荷３２が、規定の投入継続時間ｔ１の間、系統２０に投入されたかを確認している。確認された後、次のステップ１４０において、負荷用遮断器３４を介して、系統２０に投入されている負荷３２を系統２０から遮断する。
【００３１】
ステップ１５０において、ステップ１４０において負荷３２が系統２０から遮断されて経過した時間と、設定部３８に設定された規定の時間（遮断継続時間）ｔ２との一致を確認する。一致するまで、ステップ１５０は繰り返される。このステップ１５０の処理は、言い換えると、負荷３２が、規定の遮断継続時間ｔ２の間、系統２０から遮断されたかを確認している。確認された後、再びステップ１１０に戻って、系統用遮断器２６の開放を確認する。
【００３２】
図３の動作フロー１００に従って作動する負荷投入遮断装置２８の動作を、図５（ａ）に示すように、時系列に沿って表す。負荷投入遮断装置２８は、系統用遮断器２６が開放されると略同時に、系統２０から遮断されて維持されている負荷３２を系統２０に投入し、以後、負荷３２の系統２０への投入と系統２０からの遮断とを交互に予め決められた時間（ｔ１、ｔ２）ずつ繰り返し実施し続け、系統用処断器２６が投入されると略同時に、負荷３２を系統２０から遮断して維持する。
【００３３】
この投入継続時間ｔ１と遮断継続時間ｔ２は、異なる時間であっても良いし、また同一の時間であっても良い。
【００３４】
一方、本発明に係る発電設備解列装置５４（解列判定部６２）は、負荷投入遮断装置２８の系統２０への負荷３２の投入と遮断とによって変化された、系統用遮断器２６開放前と比べて異なった、発電設備４２から出力される有効電力Ｐの変化から発電設備４２の系統２０からの解列を判定するために、以下に説明されるフローに従って作動している。
【００３５】
図４は、発電設備解列装置４２が実施する発電設備４２の解列判定フロー図である。解列判定フローは、メイン処理フロー２００と、幾層に階層化された複数のサブ処理フロー（３００、４００、５００、６００）とから構成されている。以下、解列判定フローに従って説明する。
【００３６】
まず、図４のメイン処理フロー２００に示すように、ステップ２１０において、カウントＣが０にリセットされる。カウントＣについては、後に説明する。次に、ステップ２２０において、計時処理が行われる。
【００３７】
ステップ２２０の計時処理は、図４に示す計時処理フロー３００に従って行われる。計時処理では、まず、ステップ３１０において、増大判定処理が行われる。
【００３８】
ステップ３１０の増大判定処理は、図４に示す増大判定処理フロー４００に従って行われる。増大判定処理では、まず、ステップ４１０において、偏差演算処理が行われる。
【００３９】
ステップ４１０の偏差演算処理は、図４に示す偏差演算処理フロー６００に従って行われる。偏差演算処理は、まず、ステップ６１０において、発電設備４２から出力される電圧Ｖと電流Ｉとを検出する。次に、ステップ６２０において、ステップ６１０で検出した電圧Ｖと電流Ｉから有効電力Ｐを算出する。続いて、ステップ６３０において、ステップ６２０で有効電力Ｐの現在算出された値から前回算出された値を引いて算出された差、偏差ＰＶを算出する。ここで、前回算出されたとは、時間ｔ３前に算出されたことを言う。有効電力Ｐは時間ｔ３経過するたびに算出されており、偏差ＰＶは、時間ｔ３の間における有効電力Ｐの変化量を示している。時間ｔ３の間において、有効電力Ｐが増加している場合は、偏差ＰＶは正の値で表され、一方、減少している場合は、偏差ＰＶは負の値で表される。ステップ６３０において偏差Ｐｖの算出が終了することにより、偏差演算処理が終了する。
【００４０】
増大判定処理のステップ４１０の偏差演算処理終了後、ステップ４２０において、ステップ４１０の偏差演算処理が算出した偏差ＰＶと規定の有効電力ｐ１とを比較する。この規定の有効電力ｐ１は、負荷３２（抵抗）が消費する有効電力（負荷消費有効電力）ｐＬと発電設備４２の容量によって決定されるものであり、消費有効電力ｐＬより小さい正の値、例えば、０．１×ｐＬで表される。したがって、偏差ＰＶが規定の有効電力ｐ１より大きくなるような有効電力Ｐの増加は、負荷投入遮断装置２８による系統２０への負荷３２の投入によって生じた可能性があると推測することができる。偏差ＰＶが規定の有効電力ｐ１より小さい場合、再びステップ４１０に戻って偏差演算処理が行われ、一方、偏差ＰＶが規定の有効電力ｐ１より大きい場合、増大判定処理が終了する。
【００４１】
計時処理のステップ３１０の増大判定処理終了後、ステップ３２０において、時間Ｔ１の測定が開始される。次に、ステップ３３０において減少判定処理が行われる。時間Ｔ１については、後に説明する。
【００４２】
ステップ３３０の減少判定処理は、図４に示す減少判定処理フロー５００に従って行われる。減少判定処理では、まず、ステップ５１０において、上記の偏差演算処理が行われる。偏差演算処理終了後、ステップ５２０において、ステップ５１０の偏差演算処理が算出した偏差ＰＶと規定の有効電力ｐ２とを比較する。この規定の有効電力ｐ２は、負荷消費有効電力ｐＬと発電設備４２の容量によって決定されるものであり、消費有効電力ｐＬより小さい絶対値を有する負の値、例えば、―０．１×ｐＬで表される。したがって、偏差ＰＶが規定の有効電力ｐ２より小さくなるような有効電力Ｐの減少は、負荷投入遮断装置２８が系統２０に投入されていた負荷３２を系統２０から遮断することによって生じた可能性があると推測することができる。偏差ＰＶが規定の有効電力ｐ２より大きい場合、再びステップ５１０に戻って偏差演算処理が行われ、一方、偏差ＰＶが規定の有効電力ｐ２より小さい場合、減少判定処理が終了する。
【００４３】
計時処理のステップ３３０の減少判定処理終了後、ステップ３４０において、ステップ３２０で開始された時間Ｔ１の測定を終了する。次に、ステップ３５０において、時間Ｔ２の測定が開始される。続いて、ステップ３６０において、上記の増大判定処理が行われる。ステップ３６０の増大判定処理終了後、ステップ３７０において、ステップ３５０で開始された時間Ｔ２の測定を終了する。時間Ｔ２については、後に説明する。ステップ３７０が終了することにより、計時処理が終了する。
【００４４】
ステップ２２０の計時処理終了後、ステップ２３０において、計時処理で測定された時間Ｔ１、Ｔ２と投入継続時間ｔ１、遮断継続時間ｔ２との一致を判定する。時間Ｔ１と投入継続時間ｔ１との一致を判定する場合、測定誤差などを考慮して、ｔ１'＜ｔ１＜ｔ１"の関係を満たすｔ１'、ｔ１"（例えば、ｔ１’＝０．９×ｔ１、ｔ１”＝１．１×ｔ１）を設定し、時間Ｔ１が、ｔ１'〜ｔ１"の範囲内にあるとき、投入継続時間ｔ１と一致すると判定する。また、同様に、時間Ｔ２も、ｔ２'＜ｔ２＜ｔ２"の関係を満たすｔ２'、ｔ２"を設定し、ｔ２'〜ｔ２"の範囲内にあるとき、遮断継続時間ｔ２と一致すると判定する。
【００４５】
ｔ１'＜Ｔ１＜ｔ１"とｔ２'＜Ｔ２＜ｔ２"との両方を満たす場合は、有効電力Ｐが、時間ｔ１の間、任意の値Ｐ０から少なくともｐ１増加した状態で維持し、時間ｔ１経過後、増加前の値Ｐ０に戻って、時間ｔ２の間、概略値Ｐ０を維持するように変化したことを意味している。また、この変化は、負荷投入遮断装置２８が、ｐ１を越えるｐＬの有効電力を消費する負荷３２（抵抗）を、時間ｔ１の間、発電設備４２が有効電力Ｐ０を出力しているときの系統２０に投入して維持し、時間ｔ１経過後、負荷３２を、時間ｔ２の間、系統２０から遮断して維持したことによって生じた可能性があると推測できる。ステップ２３０において、ｔ１'＜Ｔ１＜ｔ１"とｔ２'＜Ｔ２＜ｔ２"との両方を満たす場合、次ステップ２４０に移行し、両方を満たさない場合はステップ２１０に戻る。
【００４６】
次に、ステップ２４０において、カウントＣが加算される。カウントＣは、有効電力Ｐが、時間ｔ１の間、任意の値Ｐ０から少なくともｐ１増加した状態で維持し、時間ｔ１経過後、増加前の値Ｐ０に戻って、時間ｔ２の間、値Ｐ０を維持している状態を一周期とした場合、周期の繰り返し数を表している。次にステップ２５０に移行する。
【００４７】
ステップ２５０において、カウントＣは、規定のカウントｃと比較される。規定のカウントｃは、少なくとも１以上の数である。これは、一周期の有効電力Ｐの変化をもって、この変化を負荷投入遮断装置２８の負荷３２の投入と遮断とによって生じたと判断するのは早計であり、例えば、この変化が系統２０に接続されている負荷の負荷容量の変動によって生じた可能性もあるためである。したがって、一周期をｃ回繰り返す、言い換えると、周期×ｃ時間の間における有効電力Ｐの変化をもって、この変化を負荷投入遮断装置２８による系統２０への負荷３２の投入と遮断とによって生じたものと判定する。これにより、誤判定を防止することができる。カウントＣが、ｃを超過しない場合、ステップ２３０に戻り、一方、ｃを超過する場合、次ステップ２６０に移行する。
【００４８】
ステップ２６０において、発電設備４２を系統２０から解列するために、発電設備用遮断器４８を開放する、または発電設備４２の運転を停止させる解列信号を発電用遮断器４８または発電設備４２に出力する。それにより、発電設備４２が系統２０から解列され、発電設備４２の単独運転が防止される。
【００４９】
以上のフローに従って、発電設備４２から出力される有効電力の変化を、負荷投入遮断装置２８によって実施された負荷３２の系統２０への投入と遮断とによるものと判定したが、このフロー以外でも同様に実施可能であり、このフローに限定されないのは明らかである。
【００５０】
ここで、図５に、解列判定に用いた発電設備４２からの有効電力Ｐの変化と、対応する偏差ＰＶの変化とを、時系列に沿って表す。参考に、図５（ａ）に、交互に予め決められた時間（ｔ１、ｔ２）ずつ繰り返し実施される負荷３２の系統２０への投入と系統２０からの遮断とを時系列に沿って示している（負荷の時系列状態を示している。）。図５（ｂ）は、図５（ａ）に示された負荷３２の時系列状態に対応する、発電設備４２から出力された有効電力Ｐの時系列変化を示している。図５（ｃ）は、図５（ｂ）に示された有効電力Ｐに対応するＰＶの時系列変化を示している。
【００５１】
図５（ｂ）に示す有効電力Ｐは、負荷３２が投入されると、負荷３２を系統２０に投入する前のＰ０から負荷３２が消費するｐＬと発電設備４２の容量から定まるｐＧだけ増加してＰ０＋ｐＧとなる。有効電力Ｐ０＋ｐＧと増加して時間ｔ１後、負荷３２が系統２０から遮断されることにより、有効電力Ｐ０に減少する。Ｐ０と減少して時間ｔ２後、負荷３２が再度投入されることにより、有効電力ＰはＰ０＋ｐＧと再度増加し、以後、有効電力は、Ｐ０への減少とＰ０＋ｐＧへの増加を繰り返す。
【００５２】
偏差ＰＶは、図５（ｃ）に示すように、時間ｔ３（算出間隔時間）ごとに算出されており、有効電力ＰがＰ０からＰ０＋ｐＧに増加したとき、ｐ１を越えて正（＋）に０からｐＧだけ増加する。一方、有効電力ＰがＰ０＋ｐＧからＰ０に減少したとき、ｐ２を超えて負（−）に０からｐＧだけ減少する。有効電力Ｐに変化がない場合は、０である。ＰＶが正にｐ１を超えて増加した時から負にｐ２を超えて減少した時までの時間が上記で説明された時間Ｔ１であり、負にｐ２を超えて減少した時から正にｐ１を超えて増加した時までの時間が時間Ｔ２である。図５（ｃ）において、時間Ｔ１は投入継続時間ｔ１と略一致し、また、時間Ｔ２は遮断継続時間ｔ２と略一致している。
【００５３】
また、図５からも明らかなように、投入継続時間ｔ１、遮断継続時間ｔ２、算出間隔時間ｔ３の関係は、有効電力Ｐの変化を確実に検出するために、ｔ３がｔ１、ｔ２より短い時間でなければならない。また、系統用遮断器２６開放前において、発電設備４２から出力される有効電力Ｐ０が任意の周期で変動している場合、この任意の周期と同一にならないように、投入継続時間ｔ１、遮断継続時間ｔ２を十分短い時間、例えば、２０〜２００ミリ秒に設定するのが好ましい。
【００５４】
さらに、規定の有効電力ｐ１、ｐ２は、系統用遮断器２６開放前の発電設備４２の送電状態が安定している場合、すなわちＰ０の変動が小さい場合、ｐ１、ｐ２の絶対値を０に近づけることによって負荷３２の系統２０への投入と遮断とによる有効電力の変化を検出する精度を高めることができる。一方、送電状態が安定していない場合、すなわち、Ｐ０の変動が大きい場合、Ｐ０の変動を負荷３２の系統２０への投入と遮断とによるものと誤らないように、規定の有効電力ｐ１、ｐ２の絶対値を、負荷の消費電力ｐＬと発電設備４２の容量から定まるｐＧに近づくように設定すればよい。
【００５５】
このように、小文字のアルファベットで表される数値、投入継続時間ｔ１、遮断継続時間ｔ２、算出間隔時間ｔ３、規定の有効電力ｐ１、ｐ２、負荷消費有効電力ｐＬは、発電設備４２が連系されている系統２０の構成、例えば、系統２０が有する重要家数、負荷総量、発電設備数などによって適切に設定することができる。
【００５６】
ところで、上記の実施形態では、発電設備から出力された有効電力の変化に基づいて、発電設備の系統からの解列を判定したが、有効電力以外の送電状態の変化、例えば、無効電力、電流、電圧の変化に基づいて発電設備の解列を判定することも可能である。また、有効電力、無効電力、電流、電圧の中、複数の変化に基づいて発電設備の解列を判定することも可能である。
【００５７】
また、上記の実施形態では、負荷として抵抗を用いたが、他の負荷、例えば、リアクトル、キャパシタでも実施可能であり、これらを組み合わせて負荷を構成することも可能である。
【００５８】
さらに、上記の実施形態では、一度に負荷を系統に投入（遮断）したが、段階的に実施しても構わない。例えば、負荷の全負荷容量の５０％をまず投入し、続いて残りの５０％を投入することによって投入される負荷の負荷容量を段階的に変化させ、これにより、段階的に変化した発電設備の送電状態に基づいて、発電設備を系統から解列することも可能である。
【００５９】
加えて、系統に投入される負荷が、例えば、抵抗、リアクトル、キャパシタから構成されている場合、これらを順に投入することも可能である。例えば、系統用遮断器開放後、抵抗、リアクトル、キャパシタと順に系統に投入し（系統から遮断し）、発電設備の送電状態において、抵抗の投入による変化、リアクトルによる変化、キャパシタによる変化が確認されたとき、発電設備を系統から解列することも可能である。
【００６０】
当然ながら、上記の実施形態では、系統用遮断器開放後、系統から遮断されている負荷を系統に投入することによって生じた発電設備の送電状態の変化に基づいて、発電設備を系統から解列したが、これとは逆に、系統に投入されている負荷を系統から遮断することによって生じた発電設備の送電状態の変化に基づいて、発電設備を解列することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る単独運転防止装置が使用されている電力系統の概略図である。
【図２】本発明に係る単独運転防止装置の一部を構成する発電設備解列装置の概略図である。
【図３】本発明に係る単独運転防止装置の一部を構成する負荷投入遮断装置の動作フローである。
【図４】発電設備解列装置の発電設備の解列を判定し実行するための処理フローである。
【図５】系統への負荷の投入や遮断によって生じる、発電設備からの有効電力の変化と、それに対応する偏差の変化の時系列図である。
【符号の説明】
【００６２】
１０  電力系統、  １２  変電所、  １４  需要家、  １６  需要家、  １８  需要家、  ２０  系統、  ２２  一次側、  ２４  変圧器、  ２６  系統用遮断器、  ２８  負荷投入遮断装置、  ３０  遮断器開放信号、  ３２  負荷、  ３４  負荷用遮断器、  ３６  制御部、  ３８  設定部、  ４０  負荷、  ４２  発電設備、  ４４  分岐点、  ４６  遮断器、  ４８  遮断器、  ５０  遮断器、  ５２  電力線、  ５４  発電設備解列装置、  ５６  電圧計、  ５８  電流計、  ６０  電力算出部、  ６２  解列判定部、  ６４  設定部、  ６６  解列信号出力部、
Ｐ  有効電力、  Ｖ  電圧、  Ｉ  電流、  Ｔ１  測定時間、  Ｔ２  測定時間、  Ｃ  カウント、
ｔ１  投入継続時間、  ｔ２  遮断継続時間、  ｔ３  算出間隔時間、  ｐL  負荷消費有効電力、  ｐＧ  発電設備有効電力変化量、  ｐ１  規定の有効電力、  ｐ２  規定の有効電力、  ｃ  規定のカウント
【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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