(57)【要約】【課題】  単独運転状態になった場合であっても、その構内系統に接続された重要負荷装置に対して電力を安定供給することのできる電圧補償装置を提供する。【解決手段】  発電装置２と重要負荷装置３とが接続された重要負荷母線４が系統電源１と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、重要負荷母線４における重要負荷母線電圧を監視する重要負荷母線電圧監視手段８と、重要負荷母線４上の調整部位１２において、重要負荷母線における電力を用いて重要負荷母線電圧を調整する電圧調整手段６と、所定の解列条件が満たされた場合に重要負荷母線４と系統電源１とを連系する遮断器５を解列させ、及び電圧調整手段６が重要負荷母線電圧を基準電圧へと調整するように作動させる演算制御手段７とを備える。【選択図】  図１ 
2005057879.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置と重要負荷装置とが接続された重要負荷母線が系統電源と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、
前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を監視する重要負荷母線電圧監視手段と、
前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段と、
所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び前記電圧調整手段が前記重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線の基準電圧へと調整するように作動させる演算制御手段とを備える分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項２】
発電装置と重要負荷装置とが接続された重要負荷母線が、調整用負荷装置が接続された調整用負荷母線を介して系統電源と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、
前記重要負荷母線における負荷状態を監視する負荷状態監視手段と、
前記重要負荷母線と前記調整用負荷母線との間の調整部位において、双方の電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段と、
所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び前記電圧調整手段が前記重要負荷母線と前記調整用負荷母線の双方の電圧を調整して、前記負荷状態を前記重要負荷母線の基準負荷へと調整するように作動させる演算制御手段とを備える分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項３】
前記負荷状態監視手段が、前記負荷状態を表す前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を監視して、
前記電圧調整手段が、前記負荷状態監視手段により得られた前記重要負荷母線電圧に基づいて導出された、前記重要負荷母線電圧と前記調整用負荷母線における調整用負荷母線電圧との間に形成するべき電位差を前記調整部位で形成する請求項２に記載の分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項４】
前記負荷状態監視手段が、前記負荷状態を表す前記重要負荷母線における重要負荷母線周波数を監視し、
前記電圧調整手段が、前記負荷状態監視手段により得られた前記重要負荷母線周波数に基づいて導出された、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧と前記調整用負荷母線における調整用負荷母線電圧との間に形成するべき電位差を前記調整部位で形成する請求項２に記載の分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項５】
発電装置と重要負荷装置とが接続された重要負荷母線が系統電源と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、
前記重要負荷母線における重要負荷母線周波数を監視する周波数監視手段と、前記重要負荷母線上の調整部位で電力量のやり取りを行う電力貯蔵／供給手段と、
所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び前記電力貯蔵／供給手段が、前記周波数監視手段により得られた前記重要負荷母線周波数に基づいて導出された、前記重要負荷母線に対して供給するべき電力量又は前記重要負荷母線から受け取るべき電力量のやり取りを行うよう作動させる演算制御手段とを備える分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項６】
解列されている前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系させる際、前記調整部位又は前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段を用いて前記重要負荷母線電圧を前記系統電源の電圧に調整する請求項１から請求項５の何れか１項に記載の分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項７】
前記系統電源と前記重要負荷装置との間の前記重要負荷母線上と、前記重要負荷装置と前記発電装置との間の前記重要負荷母線上とに前記調整部位が設けられている請求項１から請求項５の何れか１項に記載の分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項８】
前記調整部位又は前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段を用いて、前記発電装置と前記電圧調整手段との間の前記重要負荷母線での横流を抑制する電圧を前記調整部位で印加する請求項１から請求項５及び請求項７の何れか１項に記載の分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【請求項９】
前記重要負荷母線と前記系統電源との系統連系中において、前記重要負荷母線の基準電圧からの前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧の変化量が所定値以上となったときに、前記演算制御手段が、前記調整部位又は前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて前記重要負荷母線電圧を前記基準電圧へと調整するように電圧調整手段を作動させる請求項１から請求項５及び請求項７の何れか１項に記載の分散型電源システムにおける電圧補償装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は系統母線側で発生する瞬時電圧低下などの電圧変動の影響を構内系統に接続される重要負荷や発電装置に及ぼさないための分散型電源システムにおける電圧補償装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
太陽光発電装置やコージェネレーション装置のような発電装置を構内に備え、その構内系統に接続されている負荷装置に対する電力の供給を、商用の系統電源及び構内の発電装置の少なくとも一方から行う構成の分散型電源システムが提案されている。系統電源から供給される電力はその周波数及び電圧が適正に制御されているため、コンピュータや各種精密制御装置のような負荷装置（所謂、重要負荷装置）に対して、高品質な電力が安定して供給されている。しかしながら、系統電源において事故が発生することにより、瞬時電圧低下や停電が構内系統において発生した場合、構内に設置された発電装置のみでは高品質な電力の供給を重要負荷装置に対して行うことができない可能性がある。そのため、重要負荷装置を、停電や瞬時電圧低下から保護するようにした分散型電源システムの提案が行われている（例えば、特許文献１を参照）。具体的には、商用の系統電源で故障が発生すると、整流性素子からなる単相整流回路と直流リアクトルを有し、故障発生時に直流リアクトルが大きなインピーダンスを呈して電圧低下を抑制するような高速限流遮断装置を用いて、分散型電源システムを系統電源に連系している。
【０００３】
また、瞬時電圧低下時に発生する電圧変動を抑制するように構成された分散型電源システムも提案されている（例えば、特許文献２を参照）。具体的には、分散型電源システムの構内系統で検出された、商用の系統電源の電圧と同位相の基準電圧を、系統連系中に構内系統の電圧に基づいて基準電圧発生回路で生成し、その基準電圧と一致するように、構内系統の電圧が補償されている。
【０００４】
【特許文献１】特許第２９９８７１１号公報
【０００５】
【特許文献２】特開２０００−４１３３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の分散型電源装置では、重要負荷に対して高品質な電力を供給することの重要性は認識されているものの、発電装置が商用の系統電源から解列された後の単独運転状態において、その発電装置が存在する構内系統内で電圧低下が発生した場合に、どのようにすれば構内系統に接続されている重要負荷装置に対して高品質な電力を安定供給できるのかが考慮されていない。その結果、単独運転時には構内系統に接続された重要負荷に対して電力を安定供給することはできない。更に、系統解列時に生じる高調波や電圧変動に対して考慮されていないため、構内系統を安定させつつ解列させることができない（つまり、発電装置を停止させることなく解列させることができない）場合がある。
【０００７】
また、上述の特許文献２に記載の系統連系装置では、系統連系中に商用の系統電源に同期した基準電圧を生成し、その基準電圧に一致するように電圧を補償するものであるため、系統電源と解列され、単独運転に移行した後には、上記基準電圧の生成が不可能になるという問題が発生する。そして、上述の特許文献１の場合と同様に、単独運転時に構内系統の重要負荷装置に対して高品質な電力を供給する方法及び構内系統を安定させつつ解列する方法については考慮されていないため、単独運転状態になった場合には構内系統に接続されている重要負荷に対して電力を安定供給することはできないと考えられる。
【０００８】
本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、単独運転状態や解列過渡時に構内系統が不安定状態になった場合であっても、その構内系統に接続された重要負荷装置に対して電力を安定供給することのできる電圧補償装置を提供する点にある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の特徴構成は、発電装置と重要負荷装置とが接続された重要負荷母線が系統電源と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を監視する重要負荷母線電圧監視手段と、前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線における電力を用いて前記重要負荷母線電圧を調整する電圧調整手段と、所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び前記電圧調整手段が前記重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線の基準電圧へと調整するように作動させる演算制御手段とを備える点にある。
【００１０】
上記特徴構成によれば、重要負荷母線電圧監視手段が、重要負荷母線における重要負荷母線電圧を監視し、電圧調整手段が、重要負荷母線上の調整部位において、重要負荷母線における電力を用いて重要負荷母線電圧を調整し、演算制御手段が、所定の解列条件が満たされた場合に重要負荷母線と系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び電圧調整手段が重要負荷母線電圧を基準電圧へと調整するように作動させている。その結果、系統電源から電力の供給を受けない単独運転状態や、遮断器解列時に生じる構内系統の電圧変動状態であっても、重要負荷母線電圧を参照しながら重要負荷装置に対して電力の安定供給を行うことができる分散型電源システムが提供される。
【００１１】
この目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の特徴構成は、発電装置と重要負荷装置とが接続された重要負荷母線が、調整用負荷装置が接続された調整用負荷母線を介して系統電源と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、前記重要負荷母線における負荷状態を監視する負荷状態監視手段と、前記重要負荷母線と前記調整用負荷母線との間の調整部位において、双方の電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段と、所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び前記電圧調整手段が前記重要負荷母線と前記調整用負荷母線の双方の電圧を調整して、前記負荷状態を前記重要負荷母線の基準負荷へと調整するように作動させる演算制御手段とを備える点にある。
【００１２】
上記特徴構成によれば、負荷状態監視手段が、重要負荷母線における負荷状態を監視し、電圧調整手段が、重要負荷母線と調整用負荷母線との間の調整部位で双方の電圧を重要負荷母線における電力を用いて調整し、演算制御手段が、所定の解列条件が満たされた場合に重要負荷母線と系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び電圧調整手段が重要負荷母線と調整用負荷母線の双方の電圧を重要負荷母線における電力を用いて調整して、負荷状態を基準負荷へと調整するように作動させている。その結果、系統電源から電力を受けない単独運転状態や、遮断器解列時に生じる構内系統の電圧変動状態であっても、重要負荷母線における負荷状態を参照しながら重要負荷装置に対して電力の安定供給を行うことができる分散型電源システムが提供される。
【００１３】
本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の別の特徴構成は、前記負荷状態監視手段が、前記負荷状態を表す前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を監視して、前記電圧調整手段が、前記負荷状態監視手段により得られた前記重要負荷母線電圧に基づいて導出された、前記重要負荷母線電圧と前記調整用負荷母線における調整用負荷母線電圧との間に形成するべき電位差を前記調整部位で形成する点にある。
【００１４】
上記特徴構成によれば、単独運転時において負荷状態監視手段による重要負荷母線電圧の監視結果を参照して、電圧調整手段が重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧との間に形成するべき電位差を導出し、重要負荷母線と調整用負荷母線との間の調整部位においてその電位差を形成することで、単独運転系統内の動揺により発生する重要負荷母線及び調整用負荷母線での電力変動量を、重要負荷母線と調整用負荷母線とで適当量に振り分けることが可能となる。従って、重要負荷装置に対して電力変動量を与えないように制御した場合には、単独運転系統内の動揺に関係なく重要負荷装置に対して安定した電力供給を行うことができる分散型電源システムが提供される。
【００１５】
本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の更に別の特徴構成は、前記負荷状態監視手段が、前記負荷状態を表す前記重要負荷母線における重要負荷母線周波数を監視し、前記電圧調整手段が、前記負荷状態監視手段により得られた前記重要負荷母線周波数に基づいて導出された、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧と前記調整用負荷母線における調整用負荷母線電圧との間に形成するべき電位差を前記調整部位で形成する点にある。
【００１６】
上記特徴構成によれば、単独運転時において負荷状態監視手段による重要負荷母線周波数の監視結果を参照して、電圧調整手段が重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧との間に形成するべき電位差を導出し、重要負荷母線と調整用負荷母線との間の調整部位においてその電位差を形成することで、単独運転系統内の動揺により発生する重要負荷母線及び調整用負荷母線での電力変動量を、重要負荷母線と調整用負荷母線とで適当量に振り分けることが可能となる。従って、重要負荷装置に対して電力変動量を与えないように制御した場合には、単独運転系統内の動揺に関係なく重要負荷装置に対して安定した電力供給を行うことができる分散型電源システムが提供される。
【００１７】
この目的を達成するための本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の特徴構成は、発電装置と重要負荷装置とが接続された重要負荷母線が系統電源と連系されている分散型電源システムにおける電圧補償装置であって、前記重要負荷母線における重要負荷母線周波数を監視する周波数監視手段と、前記重要負荷母線上の調整部位で電力量のやり取りを行う電力貯蔵／供給手段と、所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、及び前記電力貯蔵／供給手段が、前記周波数監視手段により得られた前記重要負荷母線周波数に基づいて導出された、前記重要負荷母線に対して供給するべき電力量又は前記重要負荷母線から受け取るべき電力量のやり取りを行うよう作動させる演算制御手段とを備える点にある。
【００１８】
上記特徴構成によれば、周波数監視手段が、重要負荷母線における重要負荷母線周波数を監視し、演算制御手段が、所定の解列条件が満たされた場合に前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系する遮断器を解列させ、電力貯蔵／供給手段が負荷状態監視手段により得られた重要負荷母線周波数に基づいて、重要負荷母線に対して供給するべき電力量又は重要負荷母線から受け取るべき電力量を導出し、電力量のやり取りを調整部位において行うように作動させるので、重要負荷母線周波数を参照しながら重要負荷装置に対して安定した電力供給を行うことができる分散型電源システムが提供される。
【００１９】
本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の更に別の特徴構成は、解列されている前記重要負荷母線と前記系統電源とを連系させる際、前記調整部位又は前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段を用いて前記重要負荷母線電圧を前記系統電源の電圧に調整する点にある。
【００２０】
上記特徴構成によれば、系統電源電圧と重要負荷母線電圧とを一致させた上で、重要負荷母線が系統電源に連系されるので、重要負荷装置に供給される電力を系統連系後においても安定させることができる。
【００２１】
本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の更に別の特徴構成は、前記系統電源と前記重要負荷装置との間の前記重要負荷母線上と、前記重要負荷装置と前記発電装置との間の前記重要負荷母線上とに前記調整部位が設けられている点にある。
【００２２】
上記特徴構成によれば、系統電源と重要負荷装置との間の調整部位において、系統電源の動揺の影響を排除し、発電装置と重要負荷装置との間の調整部位において、発電装置の出力動揺の影響を排除することができるので、重要負荷装置に対して安定した電力供給を行うことができる。
【００２３】
本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の更に別の特徴構成は、前記調整部位又は前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて調整する電圧調整手段を用いて、前記発電装置と前記電圧調整手段との間の前記重要負荷母線での横流を抑制する電圧を前記調整部位で印加する点にある。
【００２４】
上記特徴構成によれば、電圧調整手段を用いて、前記発電装置と前記電圧調整手段との間の前記重要負荷母線での横流を抑制する電圧を印加されるので、発電装置の力率の低下を防止することができる。その結果、重要負荷装置に対して安定した電力供給を行うことができる。
【００２５】
本発明に係る分散型電源システムにおける電圧補償装置の更に別の特徴構成は、前記重要負荷母線と前記系統電源との系統連系中において、前記重要負荷母線の基準電圧からの前記重要負荷母線における重要負荷母線電圧の変化量が所定値以上となったときに、前記演算制御手段が、前記調整部位又は前記重要負荷母線上の調整部位において、前記重要負荷母線電圧を前記重要負荷母線における電力を用いて前記重要負荷母線電圧を前記基準電圧へと調整するように電圧調整手段を作動させる点にある。
【００２６】
上記特徴構成によれば、系統連系時において基準電圧からの重要負荷母線電圧の変化量が所定値に満たない小さいものである場合には、その電圧変化を無視して電圧調整手段を作動させないように構成されているので、電圧調整手段を作動させた場合のエネルギ損失の発生を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２７】
以下に図面を参照して説明する分散型電源システムでは、発電装置２とコンピュータや各種精密制御装置などの重要負荷装置３とが接続された重要負荷母線４とが遮断器５を介して系統電源１と連系されている。そして、系統電源１側の事故などにより瞬時電圧低下や負荷変動が発生した場合、遮断器５が開放されて、分散型電源システムは単独運転状態に至る。但し、本発明に係る分散型電源システム内には、電力を安定供給するべき重要負荷装置３が設けられているため、重要負荷装置３が接続されている重要負荷母線４に及ぼされる電圧低下などの系統動揺を補償することが必要になる。
【００２８】
以下の実施形態では、分散型電源システム内に電圧低下などの系統動揺が発生した場合、その系統動揺を補償して、重要負荷装置３に対して安定した電力供給を可能にする電圧補償装置について図面を参照して説明する。
【００２９】
＜第１実施形態＞
図１に例示する分散型電源システムでは、発電装置２と重要負荷装置３とが接続された重要負荷母線４が系統電源１と連系されており、電圧補償装置は、重要負荷母線４における重要負荷母線電圧を監視する監視手段８（重要負荷母線電圧監視手段）と、重要負荷母線電圧を調整部位１２において調整する電圧調整手段６とを備えている。
【００３０】
具体的には監視手段８は、発電装置２及び重要負荷装置３の間の重要負荷母線４上の監視部位１３ａにおける重要負荷母線電圧Ｖｇの監視と、連系点にある遮断器５の重要負荷母線４側の監視部位１３ｂにおける電圧Ｖｋの監視と、遮断器５の系統電源１側の監視部位１３ｃにおける電圧Ｖｊの監視とを行う機能を有している。電圧調整手段６は、重要負荷母線電圧を所定の電圧に変換して、調整部位１２において重要負荷母線４に印加させる機能を有している。この分散型電源システムの制御を行う演算制御手段７は、系統動揺が発生していない場合の重要負荷母線４における基準電圧に関する情報を有しており、重要負荷母線電圧が上記基準電圧から変化しているかどうか（つまり、系統揺動により、重要負荷装置３に対する安定した電力供給が妨げられているか否か）の判定を行う。尚、監視手段８、電圧調整手段６及び遮断器５は演算制御手段７からの命令に従って動作するように構成されている。
【００３１】
次に、本実施形態における電圧補償方法について図１及び図２を参照して説明する。
まず、系統電源１側で動揺が発生した場合、演算制御手段７は所定の解列条件が満たされたと判定すると、遮断器５を解列させる（工程１００）。具体的には、演算制御手段７は、系統連系中に監視部位１３ｃ（又は監視部位１３ａ、１３ｂ）の電圧Ｖｊに動揺が発生していることを監視手段８により検知し、電圧動揺により変化した分の電圧を補償するべく、常時、Ｖｊ＝基準電圧となるように調整部位において電圧調整を行っている。そして、ここでは不感帯を設定しており、電圧動揺による基準電圧からの重要負荷母線電圧の変化量が所定の設定値以上となった場合に、重要負荷母線電圧を基準電圧へと調整するような電圧調整が行われる。そして、調整部位１２における所定値以上の調整電圧の印加が所定時間以上継続した場合（言い換えると、発生した電圧動揺の規模が大きい場合）には解列条件が満たされたと見なす。この解列条件は電圧補償装置毎に設定され、発生する電圧動揺の規模と各電圧補償装置の電圧補償能力とを参照して、上記調整電圧の閾値とその調整電圧の印加継続時間の閾値とがそれぞれ設定されている。ここで、系統連系中に電圧を印加するための重要負荷母線４上の位置は上述の調整部位１２に限定されず、重要負荷母線４上の任意の位置で構わない。
【００３２】
次に、この系統動揺による重要負荷母線４内の影響を調べるため、監視部位１３ａにおける重要負荷母線電圧Ｖｇを監視部位１３ａにおいて監視する。この分散型電源システムの制御を行う演算制御手段７は、系統動揺が発生していない場合の重要負荷母線４における基準電圧に関する情報を有しており、重要負荷母線電圧が上記基準電圧から変化しているかどうか（つまり、系統揺動により、重要負荷装置３に対する安定した電力供給が妨げられているか否か）の判定を行う。
【００３３】
工程２００においてＶｇ＝基準電圧であった場合（図２の工程２００において「Ｙｅｓ」の場合）、工程２００に戻って、再度、重要負荷母線電圧Ｖｇと基準電圧とを比較する。他方で、工程２００においてＶｇ＝基準電圧ではなかった場合（図２の工程２００において「Ｎｏ」の場合）は工程３００へ移行し、演算制御手段７は（基準電圧−Ｖｋ）を導出し、電圧調整手段６がその（基準電圧−Ｖｋ）の電圧を、重要負荷母線４における電力を用いて（つまり、発電装置２を電源として）調整部位１２で印加するように制御する。工程３００において電圧の調整を行った後、工程２００に移行し、監視手段８及び演算制御手段７によって、再度、重要負荷母線電圧Ｖｇと基準電圧とを比較する。
【００３４】
以上のように、系統電源１側に動揺が発生し、その結果、分散型電源システムが単独運転状態となったとしても、重要負荷母線電圧Ｖｇを基準電圧に保つような制御が重要負荷母線４に対して行われるので、重要負荷装置３に対しては安定した電力供給が行われることが確保される。
【００３５】
また、単独運転状態から系統連系を行う同期投入の際には、連系点にある遮断器５の重要負荷母線４側の監視部位１３ｂにおける電圧Ｖｋと遮断器５の系統電源１側の監視部位１３ｃにおける電圧Ｖｊとを等しくし、別途、系統電源１の出力周波数と発電装置２の出力周波数とが等しくし、調整部位１２において（Ｖｇ−Ｖｊ）の電圧を印加してＶｋ＝Ｖｊとした上で、遮断器５が閉じられる。ここで、同期投入時に電圧を印加するための重要負荷母線４上の位置は上述の調整部位１２に限定されず、重要負荷母線４上の任意の位置で構わない。
【００３６】
＜第２実施形態＞
図３に例示する分散型電源システムでは、発電装置２と重要負荷装置３とが接続された重要負荷母線４が、調整用負荷装置９が接続された調整用負荷母線１０を介して系統電源１と連系されている点で、図１に例示した分散型電源システムと異なる。ここで言う調整用負荷装置９とは、上述した重要負荷装置３とは異なり、分散型電源システム内で電力の安定供給が必須ではない負荷（例えば、照明装置など）のことである。本実施形態における電圧補償装置は、重要負荷母線４における負荷状態を監視する監視手段８（負荷状態監視手段）と、重要負荷母線４と調整用負荷母線１０との間の調整部位１２で双方の電圧を調整する電圧調整手段６とを備えている。
【００３７】
具体的には監視手段８は、重要負荷母線４における負荷状態（重要負荷の消費電力状態）を導出するために、発電装置２及び重要負荷装置３の間の重要負荷母線４上の監視部位１３ａにおける重要負荷母線電圧Ｖｇ（周波数Ｆｇ）及び電流Ｉｇの監視と、連系点にある遮断器５の調整用負荷母線１０側の監視部位１３ｂにおける電圧Ｖｋ及び電流Ｉｋの監視と、遮断器５の系統電源１側の監視部位１３ｃにおける電圧Ｖｊ（周波数Ｆｊ）の監視とを行う機能を有している。尚、監視手段８、電圧調整手段６及び遮断器５は演算制御手段７からの命令に従って動作するように構成されている。
【００３８】
次に、本実施形態における電圧補償方法について図３から図６を参照して説明する。
まず、系統電源１側で動揺が発生した場合、上記第１実施形態と同様に、演算制御手段７は所定の解列条件が満たされたと判定すると、遮断器５を解列させる（工程１００）。次に工程２００において、この系統動揺による重要負荷母線４内の影響を調べるため、監視部位１３ａにおける重要負荷母線電圧Ｖｇを監視部位１３ａにおいて監視する。
【００３９】
工程２００においてＶｇ＝基準電圧であった場合（図４の工程２００において「Ｙｅｓ」の場合）、工程２００に戻って、再度、重要負荷母線電圧Ｖｇと基準電圧とを比較する。他方で、工程２００においてＶｇ＝基準電圧ではなかった場合（図４の工程２００において「Ｎｏ」の場合）は工程４００へ移行し、演算制御手段７は監視手段８により得られた重要負荷母線４における負荷状態（現在負荷）に基づいて、その現在負荷を重要負荷母線４における基準負荷に保つような制御を行う。
【００４０】
具体的には、この分散型電源システムの制御を行う演算制御手段７は、系統動揺が発生していない場合の重要負荷装置３の定格消費電力及び重要負荷母線電圧の基準周波数（６０Ｈｚ又は５０Ｈｚ）に関する情報を有しており、重要負荷母線電圧及び電流の積による消費電力（現在負荷の一例）並びに重要負荷母線周波数（現在負荷の一例）が、重要負荷装置３の定格消費電力（基準負荷の一例）及び重要負荷母線電圧の基準周波数（基準負荷の一例）から変化しているかどうか（つまり、系統揺動により重要負荷装置３に対する安定した電力供給が妨げられていないかどうか）を監視して、系統動揺による影響を補償する制御を行う。
【００４１】
工程４００において、図５及び図６を参照して以下に説明するような負荷の調整を行った後、工程２００に移行し、監視手段８及び演算制御手段７によって、再度、重要負荷母線電圧Ｖｇと基準電圧とを比較する。
【００４２】
また、単独運転状態から系統連系を行う同期投入の際には、連系点にある遮断器５の重要負荷母線４側の監視部位１３ｂにおける電圧Ｖｋと遮断器５の系統電源１側の監視部位１３ｃにおける電圧Ｖｊが等しくなるように、別途、系統電源１の出力周波数と発電装置２の出力周波数とを等しくし、調整部位１２において（Ｖｇ−Ｖｊ）の電圧を印加してＶｋ＝Ｖｊとした上で、遮断器５が閉じられる。ここで、同期投入時に電圧を印加するための重要負荷母線４上の位置は上述の調整部位１２に限定されず、重要負荷母線４上の任意の位置で構わない。
【００４３】
図５に例示するのは、工程４００の具体的な制御例である。
まず、演算制御手段７は工程４１０において、監視手段８によって得られた重要負荷母線電圧Ｖｇに基づいて、単独運転系統内の動揺：ΔＶ（＝基準電圧−Ｖｇ）により発生する重要負荷母線４及び調整用負荷母線１０での電力変動量：ΔＰを数１に示すように導出する。尚、数１においてＰ１は重要負荷母線４での消費電力量であり、αは重要負荷母線４の系統定数である。
【００４４】
【数１】
2005057879.tif 000003
【００４５】
次に、演算制御手段７は工程４１２において、電力変動量：ΔＰを調整用負荷母線１０で発生させるための、重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧との電位差：ΔＶ２を数２に示すように導出する。これは、重要負荷母線４では電力変動が発生せず（つまり、重要負荷装置３には安定した電力が供給され）、調整用負荷母線１０のみで電力変動が発生するように、重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧とを制御することである。尚、数２においてＶ２は調整用負荷母線電圧であり、Ｐ２は調整用負荷母線１０での消費電力量であり、βは調整用負荷母線１０の系統定数である。
【００４６】
【数２】
2005057879.tif 000004
【００４７】
以上のようにして導出された電位差：ΔＶ２が重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧との間に形成されるように、電圧調整手段６によって調整部位１２において印加されて制御される。その結果、単独運転系統内の動揺：ΔＶ（＝基準電圧−Ｖｇ）により発生する重要負荷母線４及び調整用負荷母線１０での電力変動量：ΔＰが、調整用負荷装置９で発生する電力変動となり、重要負荷装置３において電力変動は発生しない（つまり、重要負荷装置３には安定した電力供給が行われる）ことが確保される。
【００４８】
次に図６に例示するのは、工程４００の、図５に例示したのとは異なる具体的な制御例である。
まず、演算制御手段７は工程４２０において、監視手段８によって得られた重要負荷母線周波数Ｆｇに基づいて、単独運転系統内の動揺：ΔＦ（＝基準周波数−Ｆｇ）により発生する重要負荷母線４及び調整用負荷母線１０での電力変動量：ΔＰを数１に示すように導出する。尚、数１においてＰ３は重要負荷母線４での消費電力量であり、γは重要負荷母線４の系統定数である。
【００４９】
【数３】
2005057879.tif 000005
【００５０】
次に、演算制御手段７は工程４２２において、電力変動量：ΔＰを調整用負荷母線１０で発生させるための、重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧との電位差：ΔＶ４を数４に示すように導出する。これは、重要負荷母線４では電力変動が発生せず（つまり、重要負荷装置３には安定した電力が供給され）、調整用負荷母線１０のみで電力変動が発生するように、重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧とを制御することである。尚、数４においてＶ４は調整用負荷母線電圧であり、Ｐ４は調整用負荷母線１０での消費電力量であり、βは調整用負荷母線１０の系統定数である。
【００５１】
【数４】
2005057879.tif 000006
【００５２】
以上のようにして導出された電位差：ΔＶ４が重要負荷母線電圧と調整用負荷母線電圧との間に形成されるように、電圧調整手段６によって調整部位１２において印加されて制御される。その結果、単独運転系統内の動揺：ΔＶ（＝基準電圧−Ｖｇ）により発生する重要負荷母線４及び調整用負荷母線１０での電力変動量：ΔＰが、調整用負荷装置９で発生する電力変動となり、重要負荷装置３において電力変動は発生しない（つまり、重要負荷装置３には安定した電力供給が行われる）ことが確保される。
【００５３】
＜第３実施形態＞
図７に例示する分散型電源システムでは、発電装置２と重要負荷装置３とが接続された重要負荷母線４が系統電源１と連系されている。本実施形態における電圧補償装置は、重要負荷母線４における重要負荷母線周波数を監視する監視手段８（周波数監視手段）と、重要負荷母線４との間で電力量のやり取りを行う電力貯蔵／供給手段１１とを備えている。
【００５４】
具体的には監視手段８は、発電装置２及び重要負荷装置３の間の重要負荷母線４上の監視部位１３ａにおける重要負荷母線電圧Ｖｇ（周波数Ｆｇ）及び電流Ｉｇの監視と、連系点にある遮断器５の調整用負荷母線１０側の監視部位１３ｂにおける電圧Ｖｋ及び電流Ｉｋの監視と、遮断器５の系統電源１側の監視部位１３ｃにおける電圧Ｖｊ（周波数Ｆｊ）の監視とを行う機能を有している。
【００５５】
電力貯蔵／供給手段１１は、重要負荷母線４が過負荷の場合には、重要負荷母線４に対して電力を供給する電力供給手段の機能と、重要負荷母線４が負荷不足の場合には、重要負荷母線４の余剰電力を受け取って貯蔵する電力貯蔵手段の機能とを有する、例えばバッテリのような装置である。
【００５６】
以下に、本実施形態における電圧補償方法について図７及び図８を参照して説明する。
まず、系統電源１側で動揺が発生した場合、上記第１実施形態及び第２実施形態と同様に、演算制御手段７は所定の解列条件が満たされたと判定すると、遮断器５を解列させる（工程１００）。次に工程２００において、この系統動揺による重要負荷母線４内の影響を調べるため、監視部位１３ａにおける重要負荷母線電圧Ｖｇを監視部位１３ａにおいて監視する。
【００５７】
工程２００においてＶｇ＝基準電圧であった場合（図８の工程２００において「Ｙｅｓ」の場合）、工程２００に戻って、再度、重要負荷母線電圧Ｖｇと基準電圧とを比較する。他方で、工程２００においてＶｇ＝基準電圧ではなかった場合（図８の工程２００において「Ｎｏ」の場合）は工程４３０へ移行し、演算制御手段７は監視手段８により得られた重要負荷母線４における負荷状態（現在負荷）に基づいて、その現在負荷を重要負荷母線４における基準負荷に保つような制御を行う。
【００５８】
ここで、演算制御手段７は、系統動揺が発生していない場合の重要負荷母線電圧の基準周波数に関する情報を有しており、重要負荷母線周波数が基準周波数から変化しているかどうか（つまり、系統揺動により重要負荷装置３に対する安定した電力供給が妨げられていないかどうか）を監視して、系統動揺による影響を補償する制御を行うことができる。
【００５９】
従って、工程４３０において演算制御手段７は、監視手段８により得られた重要負荷母線４における重要負荷母線周波数Ｆｇに基づいて、単独運転系統内の動揺：ΔＦ（＝基準周波数−Ｆｇ）により発生する重要負荷母線４及び調整用負荷母線１０での電力変動量：ΔＰを数５に示すように導出する。尚、数５においてＰ５は重要負荷母線４での消費電力量であり、γは重要負荷母線４の系統定数である。
【００６０】
【数５】
2005057879.tif 000007
【００６１】
次に、演算制御手段７は工程４３２において、以上のようにして導出された電力変動量：ΔＰが貯蔵又は供給されるように電力貯蔵／供給手段１１を制御し、その後、工程２００へ移行する。以上の結果、単独運転系統内の動揺：ΔＶ（＝基準電圧−Ｖｇ）により発生する重要負荷母線４及び調整用負荷母線１０での電力変動量：ΔＰが、重要負荷装置３による電力変動として現れない（つまり、重要負荷装置３には安定した電力供給が行われる）ことが確保される。
【００６２】
また、単独運転状態から系統連系を行う同期投入の際には、連系点にある遮断器５の重要負荷母線４側の監視部位１３ｂにおける電圧Ｖｋと遮断器５の系統電源１側の監視部位１３ｃにおける電圧Ｖｊが等しくなり、別途、系統電源１の出力周波数と発電装置２の出力周波数とを等しくし、調整部位１２において（Ｖｇ−Ｖｊ）の電圧を印加してＶｋ＝Ｖｊとした上で、遮断器５が閉じられる。ここで、同期投入時に電圧を印加するための重要負荷母線４上の位置は上述の調整部位１２に限定されず、重要負荷母線４上の任意の位置で構わない。
【００６３】
＜第４実施形態＞
図９及び図１０に例示する分散型電源システムにおける電圧補償装置は、それぞれ図３及び図７に例示した電圧補償装置の改変例であり、系統電源１と重要負荷装置３との間の重要負荷母線４上と、重要負荷装置３と発電装置２との間の重要負荷母線４上とに調整部位１２が設けられている。更に、二つの調整部位１２に挟まれた重要負荷母線４の重要負荷母線電圧Ｖｍ、電流Ｉｍ、周波数Ｆｍを監視するための監視部位１３ｄが設けられている。尚、調整部位１２を複数設けるというこのシステム構成は図１に例示した分散型電源システムに対しても適用可能である。
【００６４】
本実施形態における各手段の動作及び効果は、第１実施形態から第３実施形態で説明したのと同様であるが、本実施形態では、監視部位１３ｄにおいて監視される重要負荷母線電圧Ｖｇを基準電圧へと補償することで、系統電源１と重要負荷装置３との間の調整部位１２において系統電源１の動揺の影響を排除することができ、同様に発電装置２と重要負荷装置３との間の調整部位１２において発電装置２の出力動揺の影響を排除することができるので、重要負荷装置３に対して更に安定した電力供給を行うことができるという利点を有する。
【００６５】
＜第５実施形態＞
上述の第１実施形態から第４実施形態で説明したような発電装置２が自動電圧調整装置（図示せず）を用いて出力電圧制御され、そして電圧調整手段６によって調整部位１２で重要負荷母線電圧の調整（電力貯蔵／供給手段１１による負荷調整についても同様）が行われている場合、発電装置２の出力電圧の変化又は調整部位１２での印加電圧変化により重要負荷母線４に無効成分の横流が流れ、その結果、発電装置２の力率が変動することがある。本発明に係る電圧補償装置では、監視手段８が重要負荷母線４の無効電力を測定し、演算制御手段７によって導出された直流電圧を電圧調整手段６を用いて調整部位１２に印加し、発電装置２の自動電圧調整装置に対するフィードバックの制御信号として供給することで、横流を防ぐようなシステムを構成することができる。この説明では、調整部位１２に電圧を印加するように構成されているが、調整部位１２とは異なる位置の重要負荷母線４上で電圧印加するように構成することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】分散型電源システムの概略的な構成図である。
【図２】電圧補償方法を説明する図である。
【図３】分散型電源システムの別の概略的な構成図である。
【図４】電圧補償方法を説明する図である。
【図５】電圧補償方法を説明する図である。
【図６】電圧補償方法を説明する図である。
【図７】分散型電源システムの別の概略的な構成図である。
【図８】電圧補償方法を説明する図である。
【図９】分散型電源システムの別の概略的な構成図である。
【図１０】分散型電源システムの別の概略的な構成図である。
【符号の説明】
【００６７】
１  系統電源
２  発電装置
３  重要負荷装置
４  重要負荷母線
５  遮断器
６  電圧調整手段
７  演算制御手段
８  監視手段（重要負荷母線電圧監視手段、負荷状態監視手段、周波数監視手段）
９  調整用負荷装置
１０  調整用負荷母線
１１  電力貯蔵／供給手段
１２  調整部位
１３ａ〜１３ｄ  監視部位
【図１】
2005057879.tif 000008
【図２】
2005057879.tif 000009
【図３】
2005057879.tif 000010
【図４】
2005057879.tif 000011
【図５】
2005057879.tif 000012
【図６】
2005057879.tif 000013
【図７】
2005057879.tif 000014
【図８】
2005057879.tif 000015
【図９】
2005057879.tif 000016
【図１０】
2005057879.tif 000017