(57)【要約】【課題】  単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高める。【解決手段】  この単独運転検出装置２０は、いずれも商用電力系統６と分散電源１４との連系点Ｐにおける高調波のアドミタンス変化率ＲＹn を算出するアドミタンス変化率演算回路３６と、電圧変化率ＲＶn を算出する電圧変化率演算回路３８と、電流変化率ＲＩn を算出する電流変化率演算回路４０とを備えている。更に、アドミタンス変化率ＲＹn が判定値αよりも小さいときにアドミタンス変化検出信号ＳＹn を出力するアドミタンス変化率判定回路４２と、電圧変化率ＲＶn が判定値βよりも小さいときに電圧変化検出信号ＳＶn を出力する電圧変化率判定回路４４と、電流変化率ＲＩn が判定値γよりも大きいときに電流変化検出信号ＳＩn を出力する電流変化率判定回路４６と、各検出信号の論理和を取って単独運転検出信号ＤＳ0 を出力する論理和回路４８とを備えている。【選択図】  図９
2012010479.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、
前記商用電力系統と分散電源との連系点における３次以上の奇数次の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表すアドミタンス変化率（ＲＹn ）を演算して出力するアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における３次以上の奇数次の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す電圧変化率（ＲＶn ）を演算して出力する電圧変化率演算回路と、
前記連系点における３次以上の奇数次の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す電流変化率（ＲＩn ）を演算して出力する電流変化率演算回路と、
前記アドミタンス変化率（ＲＹn ）を所定のアドミタンス変化率判定値（α）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表すアドミタンス変化検出信号（ＳＹn ）を出力するアドミタンス変化率判定回路と、
前記電圧変化率（ＲＶn ）を所定の電圧変化率判定値（β）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す電圧変化検出信号（ＳＶn ）を出力する電圧変化率判定回路と、
前記電流変化率（ＲＩn ）を所定の電流変化率判定値（γ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す電流変化検出信号（ＳＩn ）を出力する電流変化率判定回路と、
前記アドミタンス変化検出信号（ＳＹn ）、電圧変化検出信号（ＳＶn ）および電流変化検出信号（ＳＩn ）の論理和を取って、当該三つの検出信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項２】
商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、
前記商用電力系統と分散電源との連系点における第１の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を演算して出力する第１のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における、前記第１の次数とは異なる第２の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を演算して出力する第２のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を演算して出力する第１の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を演算して出力する第２の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を演算して出力する第１の電流変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を演算して出力する第２の電流変化率演算回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を所定のアドミタンス変化率判定値（α）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス変化検出信号（ＳＹ5 ）を出力する第１のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記アドミタンス変化率判定値（α）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス変化検出信号（ＳＹ7 ）を出力する第２のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を所定の電圧変化率判定値（β）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧変化検出信号（ＳＶ5 ）を出力する第１の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記電圧変化率判定値（β）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧変化検出信号（ＳＶ7 ）を出力する第２の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を所定の電流変化率判定値（γ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流変化検出信号（ＳＩ5 ）を出力する第１の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記電流変化率判定値（γ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流変化検出信号（ＳＩ7 ）を出力する第２の電流変化率判定回路と、
前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス変化検出信号（ＳＹ5 ）、前記第１の電圧変化検出信号（ＳＶ5 ）および前記第１の電流変化検出信号（ＳＩ5 ）の３検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス変化検出信号（ＳＹ7 ）、前記第２の電圧変化検出信号（ＳＶ7 ）および前記第２の電流変化検出信号（ＳＩ7 ）の３検出信号との全ての組み合わせである９通りの論理積を取る複数の論理積回路と、
前記複数の論理積回路からの出力信号の論理和を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項３】
商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、
前記商用電力系統と分散電源との連系点における第１の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を演算して出力する第１のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における、前記第１の次数とは異なる第２の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を演算して出力する第２のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を演算して出力する第１の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を演算して出力する第２の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を演算して出力する第１の電流変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を演算して出力する第２の電流変化率演算回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）を出力する第１のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）よりも絶対値の小さい第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）を出力する第２のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）を出力する第３のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）を出力する第４のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）を出力する第１の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）よりも絶対値の小さい第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）を出力する第２の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）を出力する第３の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）を出力する第４の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を第１の電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）を出力する第１の電流変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を前記第１の電流変化率判定値（γ1 ）よりも絶対値の小さい第２の電流変化率判定値（γ2 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流弱変化検出信号（ＳＩ5w）を出力する第２の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記第１の電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）を出力する第３の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記第２の電流変化率判定値（γ2 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流弱変化検出信号（ＳＩ7w）を出力する第４の電流変化率判定回路と、
（ａ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）、第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）、第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）、第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）、第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）および第１の電流弱変化検出信号（ＳＩ5w）の６検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）、第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）、第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）、第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）、第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）および第２の電流弱変化検出信号（ＳＩ7w）の６検出信号との全ての組み合わせである３６通りの内から、（ｂ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）、第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）および第１の電流弱変化検出信号（ＳＩ5w）の３検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）、第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）および第２の電流弱変化検出信号（ＳＩ7w）の３検出信号との全ての組み合わせである９通りを除いた残り２７通りの論理積を取る複数の論理積回路と、
前記複数の論理積回路からの出力信号の論理和を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項４】
商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、
前記商用電力系統と分散電源との連系点における第１の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を演算して出力する第１のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における、前記第１の次数とは異なる第２の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を演算して出力する第２のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を演算して出力する第１の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を演算して出力する第２の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を演算して出力する第１の電流変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を演算して出力する第２の電流変化率演算回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）を出力する第１のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）よりも絶対値の小さい第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）を出力する第２のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）を出力する第３のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）を出力する第４のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）を出力する第１の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）よりも絶対値の小さい第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）を出力する第２の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）を出力する第３の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）を出力する第４の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を第１の電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）を出力する第１の電流変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を前記第１の電流変化率判定値（γ1 ）よりも絶対値の小さい第２の電流変化率判定値（γ2 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流弱変化検出信号（ＳＩ5w）を出力する第２の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記第１の電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）を出力する第３の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記第２の電流変化率判定値（γ2 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流弱変化検出信号（ＳＩ7w）を出力する第４の電流変化率判定回路と、
（ａ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）、第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）、第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）、第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）、第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）および第１の電流弱変化検出信号（ＳＩ5w）の６検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）、第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）、第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）、第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）、第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）および第２の電流弱変化検出信号（ＳＩ7w）の６検出信号との全ての組み合わせである３６通りの内から、（ｂ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）、第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）および第１の電流弱変化検出信号（ＳＩ5w）の３検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）、第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）および第２の電流弱変化検出信号（ＳＩ7w）の３検出信号との全ての組み合わせである９通りと、（ｃ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）、第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）および第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）の３検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）、第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）および第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）の３検出信号との全ての組み合わせである９通りとを除いた残り１８通りの論理積を取る複数の論理積回路と、
前記複数の論理積回路からの出力信号の論理和を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項５】
商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、
前記商用電力系統と分散電源との連系点における第１の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を演算して出力する第１のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における、前記第１の次数とは異なる第２の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を演算して出力する第２のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を演算して出力する第１の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を演算して出力する第２の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を演算して出力する第１の電流変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を演算して出力する第２の電流変化率演算回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）を出力する第１のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）よりも絶対値の小さい第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）を出力する第２のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）を出力する第３のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）を出力する第４のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）を出力する第１の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）よりも絶対値の小さい第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）を出力する第２の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）を出力する第３の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）を出力する第４の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を所定の電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）を出力する第１の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）を出力する第２の電流変化率判定回路と、
（ａ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）、第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）、第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）、第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）および第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）の５検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）、第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）、第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）、第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）および第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）の５検出信号との全ての組み合わせである２５通りの内から、（ｂ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）および第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）の２検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）および第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）の２検出信号との全ての組み合わせである４通りを除いた残り２１通りの論理積を取る複数の論理積回路と、
前記複数の論理積回路からの出力信号の論理和を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項６】
商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、
前記商用電力系統と分散電源との連系点における第１の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を演算して出力する第１のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における、前記第１の次数とは異なる第２の次数（但し３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を演算して出力する第２のアドミタンス変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を演算して出力する第１の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を演算して出力する第２の電圧変化率演算回路と、
前記連系点における前記第１の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を演算して出力する第１の電流変化率演算回路と、
前記連系点における前記第２の次数の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を演算して出力する第２の電流変化率演算回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）を出力する第１のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１のアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）よりも絶対値の小さい第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）を出力する第２のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第１のアドミタンス変化率判定値（α1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）を出力する第３のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第２のアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）を前記第２のアドミタンス変化率判定値（α2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）を出力する第４のアドミタンス変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）を出力する第１の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電圧変化率（ＲＶ5 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）よりも絶対値の小さい第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）を出力する第２の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第１の電圧変化率判定値（β1 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）を出力する第３の電圧変化率判定回路と、
前記第２の電圧変化率（ＲＶ7 ）を前記第２の電圧変化率判定値（β2 ）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）を出力する第４の電圧変化率判定回路と、
前記第１の電流変化率（ＲＩ5 ）を所定の電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）を出力する第１の電流変化率判定回路と、
前記第２の電流変化率（ＲＩ7 ）を前記電流変化率判定値（γ1 ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）を出力する第２の電流変化率判定回路と、
（ａ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）、第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）、第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）、第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）および第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）の５検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）、第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）、第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）、第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）および第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）の５検出信号との全ての組み合わせである２５通りの内から、（ｂ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ5w）および第１の電圧弱変化検出信号（ＳＶ5w）の２検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス弱変化検出信号（ＳＹ7w）および第２の電圧弱変化検出信号（ＳＶ7w）の２検出信号との全ての組み合わせである４通りと、（ｃ）前記第１の次数についての前記第１のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ5s）、第１の電圧強変化検出信号（ＳＶ5s）および第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）の３検出信号と、前記第２の次数についての前記第２のアドミタンス強変化検出信号（ＳＹ7s）、第２の電圧強変化検出信号（ＳＶ7s）および第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）の３検出信号との全ての組み合わせである９通りとを除いた残り１２通りに、（ｄ）前記第１の電流強変化検出信号（ＳＩ5s）と第２の電流強変化検出信号（ＳＩ7s）との組み合わせを加えた１３通りの論理積を取る複数の論理積回路と、
前記複数の論理積回路からの出力信号の論理和を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出する単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
分散電源が単独運転になったことを検出する方式には、大別して、受動的方式および能動的方式がある（例えば非特許文献１参照）。
【０００３】
受動的方式に属する技術の一つとして、特許文献１には、商用電力系統と分散電源との連系点における複数個の次数（但しいずれも３次以上の奇数次）の高調波アドミタンスを測定し、かつ当該各高調波アドミタンスの、所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す変化率をそれぞれ判定して、分散電源の単独運転を検出する単独運転検出装置が記載されている。
【０００４】
上記特許文献１に記載の技術は、より具体的には、上記複数個の次数の内の少なくとも一つの次数の高調波アドミタンスの変化率が所定のしきい値（判定値）よりも小さくなったときに、分散電源が単独運転であると判定するものである。
【０００５】
高調波アドミタンスの値そのものや、高調波アドミタンスの変化量を判定する場合は、元の高調波アドミタンスの大きさに応じて判定値を変えなければならないのに対して、高調波アドミタンスの変化率を判定する場合は、元の高調波アドミタンスの大小に依らずに、判定値を一定にすることができるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第４２３１８４９号公報（段落０００９−００１１、００２５、図１）
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「分散型電源系統連系技術指針（電気技術指針分散型電源系統連系編）」、ＪＥＡＧ  ９７０１−２００１、社団法人日本電気協会  分散型電源系統連系専門部会、平成１４年４月１５日第３版第２刷発行、３８−４５頁
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記特許文献１に記載の技術のように、高調波アドミタンスの変化率の判定だけでは、商用電力系統側、分散電源側および単独運転発生後に残る負荷側の高調波源の大きさ等によっては、単独運転の不検出（即ち、単独運転が発生しているのにそれを検出することができないこと）の可能性が高くなる、という課題のあることが分かった。これを図１〜図８を参照して詳述する。
【０００９】
図１に示すように、系統電源６および変電所の遮断器８を含む商用電力系統１０に、一般の負荷１２および分散電源１４が接続されている系統を取り上げる。Ｐは商用電力系統１０と分散電源１４との連系点である。
【００１０】
図１の系統の、電流源表示を用いて示す等価回路図を図２〜図６に示す。これらの図において、（Ａ）は遮断器８が閉じていて分散電源１４の単独運転発生前を示し、（Ｂ）は遮断器８が開放されて分散電源１４の単独運転発生後を示す。
【００１１】
ここで、高調波の次数をｎとすると、各符号の意味は次のとおりである。なお、この出願において、各符号に付した添字ｎは、上記次数ｎを表している。
Ｉｓn ：系統電源６側の高調波電流源
Ｙｓn ：系統電源６側の高調波アドミタンス
ＩLn：負荷１２側の高調波電流源
ＹLn：負荷１２側の高調波アドミタンス
Ｉｄn ：分散電源１４側の高調波電流源
Ｙｄn ：分散電源１４側の高調波アドミタンス
【００１２】
なお、一般的に系統電源６側の高調波源は電圧源で表示されるが（図７参照）、ここでは電流源表示の方が説明が分かりやすいので電流源表示にしている。
【００１３】
（１−１）Ｉｄn ＞Ｉｓn ，ＩLnの場合：図３
（Ａ）単独運転発生前は、高調波アドミタンスは、一般的にＹLn、Ｙｄn よりもＹｓn の方が大きいため、図３（Ａ）に示すように、高調波電流Ｉn は分散電源１４側から系統電源６側へ流れる。従って、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスはほぼＹｓn となる。
【００１４】
（Ｂ）単独運転発生後は、Ｉｄn がＩLnに比べて大きいために、図３（Ｂ）に示すように、高調波電流Ｉn は分散電源１４側から負荷１２側へと流れ、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスはほぼＹLnへと変化する。
【００１５】
高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を示すアドミタンス変化率ＲＹn は、所定時間（例えば０．３秒〜０．５秒程度）前の高調波アドミタンスをＹnp、現在の高調波アドミタンスをＹn とすると、例えば、次式で表すことができる。
【００１６】
［数１］
ＲＹn ＝（Ｙn −Ｙnp）／Ｙnp
＝（Ｙn ／Ｙnp）−１
【００１７】
従って単独運転発生時は、アドミタンス変化率ＲＹn は次式で表され、一般的にＹｓn よりもＹLnの方が小さいので、単独運転発生時はアドミタンス変化率ＲＹn は小さくなり、それが所定のアドミタンス変化率判定値αより小さくなったことを判定することによって、単独運転を検出することができる。
【００１８】
［数２］
ＲＹn ＝（Ｙn ／Ｙnp）−１
＝（ＹLn／Ｙｓn ）−１＜α
【００１９】
（１−２）Ｉｄn ≒ＩLn＞Ｉｓn の場合：図４
（Ａ）単独運転発生前は、高調波アドミタンスは、一般的にＹLn、Ｙｄn よりもＹｓn の方が大きいため、図４（Ａ）に示すように、高調波電流Ｉn は分散電源１４側から系統電源６側へ流れる。従って、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスはほぼＹｓn となる。
【００２０】
（Ｂ）単独運転発生後は、Ｉｄn とＩLnとがほぼ等しいために、図４（Ｂ）に示すように、高調波電流Ｉn は分散電源１４側と負荷１２側との間で循環電流として流れる可能性があり、その際は連系点Ｐに高調波電圧が発生しないので、高調波アドミタンスＹn は非常に大きく（∞近くに）なり、次式のようにアドミタンス変化率ＲＹn も増大するため、アドミタンス変化率ＲＹn によっては単独運転を検出することはできない。これは、本来は、アドミタンス変化率ＲＹn が小さくなったことによって単独運転検出を行うからである。
【００２１】
［数３］
ＲＹn ＝（Ｙn ／Ｙnp）−１
＝（∞／Ｙｓn ）−１＞α
【００２２】
（１−３）ＩLn＞Ｉｄn ＞Ｉｓn の場合：図５
（Ａ）単独運転発生前は、高調波アドミタンスは、一般的にＹLn、Ｙｄn よりもＹｓn の方が大きいため、図５（Ａ）に示すように、高調波電流Ｉn は分散電源１４側から系統電源６側へ流れる。従って、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスはほぼＹｓn となる。
【００２３】
（Ｂ）単独運転発生後は、Ｉｄn よりもＩLnが大きいために、図５（Ｂ）に示すように、高調波電流Ｉn は負荷１２側から分散電源１４側へと流れ、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスはほぼＹｄn へと変化する。従ってアドミタンス変化率ＲＹn は次式で表される。
【００２４】
［数４］
ＲＹn ＝（Ｙn ／Ｙnp）−１
＝（Ｙｄn ／Ｙｓn ）−１
【００２５】
ここで、Ｙｓn ＞Ｙｄn であれば、アドミタンス変化率ＲＹn は小さくなるので単独運転検出は可能であるが、実系統においては必ずしもそうではない。Ｙｓn ≦Ｙｄn であれば、アドミタンス変化率ＲＹn は小さくならないために単独運転検出を行うことはできない。
【００２６】
（１−４）Ｉｓn ＞ＩLn＞Ｉｄn の場合：図６
（Ａ）単独運転発生前は、系統電源６側の高調波電流源Ｉｓn が大きいため、図６（Ａ）に示すように、高調波電流Ｉn は系統電源６側から分散電源１４側へ流れる。従って、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスはほぼＹｄn となる。
【００２７】
（Ｂ）単独運転発生後は、図６（Ｂ）に示すように、高調波電流Ｉn は負荷１２側から分散電源１４側へと流れ、連系点Ｐから見た高調波アドミタンスは、単独運転発生前と同じくほぼＹｄn となる。従って、単独運転発生前後で高調波アドミタンスの変化は殆どないので、高調波アドミタンスの変化率ＲＹn によっては単独運転検出を行うことはできない。
【００２８】
単独運転検出を行うことができない場合を数値化して把握するために、単独運転不検出割合を計算した結果の一例を、図７〜図８を参照して説明する。
【００２９】
この計算は、図７に示すように、図１の系統を電圧源表示を用いて示した等価回路に基づいて行った。電圧源表示を用いたのは、系統側高調波電圧源Ｖｓn と分散電源側高調波電圧源Ｖｄn とが拮抗すると（即ち両者の比率がほぼ１のとき）、連系点Ｐに高調波電流Ｉn が流れなくなり、高調波アドミタンスＹn を測定することが困難になることが直観的に分かりやすくなる等の理由による。
【００３０】
なお、電流源＋並列アドミタンスと、電圧源＋直列インピーダンスとが互いに等価であることは、即ち図２と図７とが互いに等価であることは、交流回路網に関する書籍によく記載されており、周知事項である。
【００３１】
図７中の各符号の意味は次のとおりである。
Ｖｓn ：系統電源６側の高調波電圧源
Ｚｓn ：系統電源６側の高調波インピーダンス＝１／Ｙｓn 
ＶLn：負荷１２側の高調波電圧源
ＺLn：負荷１２側の高調波インピーダンス＝１／ＹLn
Ｖｄn ：分散電源１４側の高調波電圧源
Ｚｄn ：分散電源１４側の高調波インピーダンス＝１／Ｙｄn 
【００３２】
単独運転不検出割合は、図７に示す回路において、Ｚｓn ＝０．１、ＺLn＝４、Ｚｄn ＝１、Ｖｄn ＝１と条件設定して、かつ上記アドミタンス変化率判定値αを−０．３として、特定のＶｓn 、ＶLnの大きさ設定でそれぞれの位相を１０度ごとに色々変えた合計１２９６（＝３６×３６）ケースで、単独運転不検出となるケースを列挙し、その全体ケースに占める割合を計算して求めた。
【００３３】
そして、ＶLn＝１．０×Ｖｄn の場合の、Ｖｓn の変化に対する単独運転不検出割合のグラフを図８に示す。この図において、従来例は、上述した高調波アドミタンスの変化率ＲＹn の判定だけで単独運転検出を行った場合であり、不検出割合は最悪で約１８％近くにも達する。実施例については後述する。
【００３４】
そこでこの発明は、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
この発明に係る単独運転検出装置の一つは、商用電力系統に連系している分散電源が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する単独運転検出装置において、前記商用電力系統と分散電源との連系点における３次以上の奇数次の高調波アドミタンスが所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表すアドミタンス変化率（ＲＹn ）を演算して出力するアドミタンス変化率演算回路と、前記連系点における３次以上の奇数次の高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す電圧変化率（ＲＶn ）を演算して出力する電圧変化率演算回路と、前記連系点における３次以上の奇数次の高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す電流変化率（ＲＩn ）を演算して出力する電流変化率演算回路と、前記アドミタンス変化率（ＲＹn ）を所定のアドミタンス変化率判定値（α）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表すアドミタンス変化検出信号（ＳＹn ）を出力するアドミタンス変化率判定回路と、前記電圧変化率（ＲＶn ）を所定の電圧変化率判定値（β）と比較して、前者が後者よりも小さいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す電圧変化検出信号（ＳＶn ）を出力する電圧変化率判定回路と、前記電流変化率（ＲＩn ）を所定の電流変化率判定値（γ）と比較して、前者が後者よりも大きいときに、前記分散電源が単独運転になったことを表す電流変化検出信号（ＳＩn ）を出力する電流変化率判定回路と、前記アドミタンス変化検出信号（ＳＹn ）、電圧変化検出信号（ＳＶn ）および電流変化検出信号（ＳＩn ）の論理和を取って、当該三つの検出信号の内の少なくとも一つが出力されているときに前記単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていることを特徴としている。
【００３６】
この単独運転検出装置によれば、詳細説明は後述するけれども、次の作用を奏する。
【００３７】
（１）分散電源側の高調波源が大きい場合は、上記アドミタンス変化検出信号（ＳＹn ）によって、分散電源の単独運転を検出することができる。
【００３８】
（２）系統電源側の高調波源が大きい場合、および、負荷側と分散電源側の高調波源がほぼ等しい場合は、上記電圧変化検出信号（ＳＶn ）によって、分散電源の単独運転を検出することができる。
【００３９】
（３）負荷側の高調波源が大きい場合は、上記電流変化検出信号（ＳＩn ）によって、分散電源の単独運転を検出することができる。
【００４０】
そして、上記アドミタンス変化検出信号（ＳＹn ）、電圧変化検出信号（ＳＶn ）および電流変化検出信号（ＳＩn ）の論理和を取って、当該三つの検出信号の内の少なくとも一つが出力されているときに単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する構成であるので、各高調波源の大きさの関係が変化しても、殆どの場合は上記（１）〜（３）のいずれかによって単独運転検出が可能である。その結果、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００４１】
アドミタンス変化率、電圧変化率および電流変化率の判定を、それぞれ、第１の次数（例えば５次）および第１の次数とは異なる第２の次数（例えば７次）について行う構成を採用すると共に、第１の次数についてのアドミタンス変化検出信号（ＳＹ5 ）、電圧変化検出信号（ＳＶ5 ）および電流変化検出信号（ＳＩ5 ）の３検出信号と、第２の次数についてのアドミタンス変化検出信号（ＳＹ7 ）、電圧変化検出信号（ＳＶ7 ）および電流変化検出信号（ＳＩ7 ）の３検出信号との全ての組み合わせである９通りの論理積を取る複数の論理積回路と、当該複数の論理積回路からの出力信号の論理和を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに単独運転検出信号（ＤＳ）を出力する論理和回路とを備えていても良い。
【００４２】
上記第１の次数および第２の次数についてのアドミタンス変化率（ＲＹ5 、ＲＹ7 ）、電圧変化率（ＲＶ5 、ＲＶ7 ）および電流変化率（ＲＩ5 、ＲＩ7 ）の判定を、それぞれ、大小２段階の判定値を用いて行う構成を採用しても良い。
【発明の効果】
【００４３】
請求項１に記載の発明によれば、アドミタンス変化率（ＲＹn ）による単独運転判定、電圧変化率（ＲＶn ）による単独運転判定および電流変化率（ＲＩn ）による単独運転判定を併用して単独運転検出を行う構成であるので、分散電源側、系統電源側および負荷側の各高調波源の大きさの関係が変化しても、殆どの場合は単独運転検出が可能である。その結果、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００４４】
請求項２に記載の発明によれば、アドミタンス変化率（ＲＹn ）による単独運転判定、電圧変化率（ＲＶn ）による単独運転判定および電流変化率（ＲＩn ）による単独運転判定を組み合わせて単独運転検出を行う構成であるので、分散電源側、系統電源側および負荷側の各高調波源の大きさの関係が変化しても、殆どの場合は単独運転検出が可能である。その結果、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００４５】
しかも、第１の次数についてのアドミタンス変化率（ＲＹ5 ）による単独運転判定、電圧変化率（ＲＶ5 ）による単独運転判定および電流変化率（ＲＩ5 ）による単独運転判定と、第２の次数についてのアドミタンス変化率（ＲＹ7 ）による単独運転判定、電圧変化率（ＲＶ7 ）による単独運転判定および電流変化率（ＲＩ7 ）による単独運転判定とをそれぞれ組み合わせて、互いに異なる二つの次数のＡＮＤ条件で単独運転検出を行う構成であるので、単独運転検出を慎重に行って、不要検出（即ち、単独運転でないのに単独運転と誤検出すること）を抑制することができる。その結果、単独運転検出の信頼性をより高めることができる。
【００４６】
請求項３、４に記載の発明によれば、請求項２に記載の発明の上記効果と同様の効果を奏することに加えて次の効果を奏する。即ち、上記第１の次数および第２の次数についてのアドミタンス変化率（ＲＹ5 、ＲＹ7 ）、電圧変化率（ＲＶ5 、ＲＶ7 ）および電流変化率（ＲＩ5 、ＲＩ7 ）の判定を、それぞれ、大小２段階の判定値を用いて行う構成を採用しているので、第１の次数と第２の次数の各変化率の内のどちらか一方の次数の変化率が相対的に大きく変化し、かつ他方の次数の変化率が相対的に小さい場合でも単独運転検出が可能になり、それによって不検出の可能性をより低減させることができるので、単独運転検出の信頼性をより高めることができる。
【００４７】
請求項５、６に記載の発明によれば、請求項３、４に記載の発明の上記効果と同様の効果を奏すると共に、次の効果を奏する。即ち、シミュレーション等の結果から、上記第１の次数および第２の次数についての電流変化率（ＲＩ5 、ＲＩ7 ）は、単独運転発生時に比較的大きく変化することが確かめられたので、これらの電流変化率の判定は一つの判定値（γ1 ）を用いて行う構成を採用しても良いことが分かった。そしてこのような構成を採用することによって、回路構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】商用電力系統に分散電源が連系している系統の一例を簡略化して示す単線接続図である。
【図２】図１の系統を電流源表示を用いて示す等価回路図であり、（Ａ）は単独運転発生前、（Ｂ）は単独運転発生後を示す。
【図３】図２に示す回路において、Ｉｄn ＞Ｉｓn ，ＩLnの場合に連系点Ｐを流れる主な高調波電流の様子を示す図であり、（Ａ）は単独運転発生前、（Ｂ）は単独運転発生後を示す。
【図４】図２に示す回路において、Ｉｄn ≒ＩLn＞Ｉｓn の場合に連系点Ｐを流れる主な高調波電流の様子を示す図であり、（Ａ）は単独運転発生前、（Ｂ）は単独運転発生後を示す。
【図５】図２に示す回路において、ＩLn＞Ｉｄn ＞Ｉｓn の場合に連系点Ｐを流れる主な高調波電流の様子を示す図であり、（Ａ）は単独運転発生前、（Ｂ）は単独運転発生後を示す。
【図６】図２に示す回路において、Ｉｓn ＞ＩLn＞Ｉｄn の場合に連系点Ｐを流れる主な高調波電流の様子を示す図であり、（Ａ）は単独運転発生前、（Ｂ）は単独運転発生後を示す。
【図７】図１の系統を電圧源表示を用いて示す等価回路図であり、（Ａ）は単独運転発生前、（Ｂ）は単独運転発生後を示す。
【図８】単独運転不検出割合を計算した結果の一例を示すグラフである。
【図９】この発明に係る単独運転検出装置の一実施形態を商用電力系統の一例と共に示す図である。
【図１０】この発明に係る単独運転検出装置の他の実施形態を示すブロック図であり、この図において同じ符号ａ〜ｆ同士は互いにつながっている。
【図１１】この発明に係る単独運転検出装置の更に他の実施形態の主要部を示すブロック図であり、この図において同じ符号ａ〜ｌ同士は互いにつながっている。
【図１２】この発明に係る単独運転検出装置の更に他の実施形態の主要部を示すブロック図であり、この図において同じ符号ａ〜ｊ同士は互いにつながっている。
【図１３】小水力発電所に、この発明に係る単独運転検出装置を設置して単独運転発生試験を実施したときの各種信号の波形の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
図９に、この発明に係る単独運転検出装置の一実施形態を商用電力系統の一例と共に示す。図１中の要素と同一または相当する部分には同一符号を付している。
【００５０】
この例の商用電力系統１０も、基本的には図１に示した商用電力系統１０と同様の構成をしているので、その等価回路は、図２〜図７に示した等価回路と同じである。従ってそれらを参照するものとする。
【００５１】
（Ｉ）単独運転検出装置２０における検出原理の説明
図９中の単独運転検出装置２０は、簡単に言えば、前述したアドミタンス変化率ＲＹn による単独運転検出、電圧変化率ＲＶn による単独運転検出、および、電流変化率ＲＩn による単独運転検出をＯＲ条件で併用するものである。
【００５２】
まず、この単独運転検出装置２０における単独運転検出の原理について、先に説明した図３〜図６を再び参照して、先の説明との相違点（即ち、この単独運転検出装置２０における特徴事項）を主体に説明する。
【００５３】
（２−１）Ｉｄn ＞Ｉｓn ，ＩLnの場合：図３
この場合は、先に（１−１）項において説明したのと同様に、アドミタンス変化率ＲＹn が所定のアドミタンス変化率判定値αより小さくなったことを判定することによって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００５４】
（２−２）Ｉｄn ≒ＩLn＞Ｉｓn の場合：図４
この場合は、先に（１−２）項において説明したように、アドミタンス変化率ＲＹn が所定のアドミタンス変化率判定値αより小さくなったことを判定することによっては、分散電源１４の単独運転を検出することはできない。
【００５５】
これに対して、この単独運転検出装置２０では、アドミタンス変化率ＲＹn の判定に加えて、高調波電圧が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を示す電圧変化率ＲＶn の判定を採用している。この電圧変化率ＲＶn は、所定時間（例えば０．３秒〜０．５秒程度）前の高調波電圧をＶnp、現在の高調波電圧をＶn とすると、例えば、次式で表すことができる。
【００５６】
［数５］
ＲＶn ＝（Ｖn −Ｖnp）／Ｖnp
＝（Ｖn ／Ｖnp）−１
【００５７】
単独運転発生後は、図４（Ｂ）を参照して先に説明したように、高調波電流Ｉn が循環電流として流れて連系点Ｐに高調波電圧Ｖn が発生せず高調波電圧Ｖn はほぼ０になるので、次式のように電圧変化率ＲＶn が小さくなり、それが所定の電圧変化率判定値βより小さくなったことを判定することによって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００５８】
［数６］
ＲＶn ＝（Ｖn ／Ｖnp）−１
＝（０／Ｖnp）−１
＝−１＜β
【００５９】
（２−３）ＩLn＞Ｉｄn ＞Ｉｓn の場合：図５
この場合は、先に（１−３）項において説明したように、アドミタンス変化率ＲＹn が所定のアドミタンス変化率判定値αより小さくなったことを判定することによっては、分散電源１４の単独運転検出を行うことができる場合と行うことができない場合とがある。
【００６０】
これに対して、この単独運転検出装置２０では、アドミタンス変化率ＲＹn 等の判定に加えて、高調波電流が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を示す電流変化率ＲＩn の判定を採用している。この電流変化率ＲＩn は、所定時間（例えば０．３秒〜０．５秒程度）前の高調波電流をＩnp、現在の高調波電流をＩn とすると、例えば、次式で表すことができる。
【００６１】
［数７］
ＲＩn ＝（Ｉn −Ｉnp）／Ｉnp
＝（Ｉn ／Ｉnp）−１
【００６２】
単独運転発生後は、図５（Ｂ）を参照して先に説明したように、連系点Ｐを流れる高調波電流Ｉn はＩｄn からＩLnへと増加するので、次式のように電流変化率ＲＩn が大きくなり、それが所定の電流変化率判定値γより大きくなったことを判定することによって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００６３】
［数８］
ＲＩn ＝（Ｉn ／Ｉnp）−１
＝（ＩLn／Ｉｄn ）−１＞γ
【００６４】
（２−４）Ｉｓn ＞ＩLn＞Ｉｄn の場合：図６
この場合は、先に（１−４）項において説明したように、アドミタンス変化率ＲＹn の判定によっては、分散電源１４の単独運転を検出することはできない。
【００６５】
これに対してこの単独運転検出装置２０では、アドミタンス変化率ＲＹn 等の判定に加えて、上記電圧変化率ＲＶn の判定を採用している。単独運転発生の前後を見ると、図６を参照して先に説明したように、単独運転発生前の高調波電圧Ｖnpは数９となり、単独運転発生後の高調波電圧Ｖn は数１０となる。
【００６６】
［数９］
Ｖnp＝Ｉｓn ／Ｙｄn 
【００６７】
［数１０］
Ｖn ＝ＩLn／Ｙｄn 
【００６８】
ここではＩｓn ＞ＩLnのため、電圧変化率ＲＶn は次式となり、単独運転発生後は小さくなるので、それが所定の電圧変化率判定値βより小さくなったことを判定することによって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００６９】
［数１１］
ＲＶn ＝（Ｖn ／Ｖnp）−１
＝（ＩLn／Ｉｓn ）−１＜β
【００７０】
以上をまとめると、即ちこの単独運転検出装置２０における単独運転検出の原理をまとめると、次のとおりである。
【００７１】
（１）分散電源１４側の高調波源が大きい場合は、アドミタンス変化率ＲＹn の上記判定によって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００７２】
（２）系統電源６側の高調波源が大きい場合、および、負荷１２側と分散電源１４側の高調波源がほぼ等しい場合は、電圧変化率ＲＶn の上記判定によって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００７３】
（３）負荷１２側の高調波源が大きい場合は、電流変化率ＲＩn の上記判定によって、分散電源１４の単独運転を検出することができる。
【００７４】
そして、この単独運転検出装置２０は、上記（１）〜（３）の判定結果のＯＲ条件によって単独運転を検出して単独運転検出信号ＤＳを出力する構成であるので、各高調波源の大きさの関係が変化しても、殆どの場合は上記（１）〜（３）のいずれかによって単独運転検出が可能である。その結果、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００７５】
上記単独運転検出装置２０による場合の単独運転不検出割合を計算した結果の一例を、図８中に実施例として示している。計算に用いた等価回路や設定条件等は、図８中の従来例の場合と同じである。この実施例では、上記アドミタンス変化率判定値αは従来例の場合と同じく−０．３、上記電圧変化率判定値βは−０．３、上記電流変化率判定値γは０．３として計算した。
【００７６】
実施例では、不検出割合は約１０％以下に収まっており、従来例よりも大幅に低減していることが分かる。
【００７７】
（II）単独運転検出装置２０の構成等の説明
次に、図９に示す商用電力系統１０および単独運転検出装置２０の構成等について説明する。
【００７８】
系統電源６および変電所の遮断器８を含む商用電力系統１０に、負荷１２および分散電源１４が接続されている。負荷１２は、幾つかの負荷をまとめて図示したものである。分散電源１４が商用電力系統１０に連系して運転中に、何らかの事故等によって遮断器８が開放されると、分散電源１４は単独運転になる。
【００７９】
分散電源１４は、より具体的には、引込線１６および遮断器１８を介して、商用電力系統１０に接続されている。分散電源１４は、例えば、コージェネレーション発電設備、太陽光発電設備、燃料電池発電設備、風力発電設備等である。
【００８０】
引込線１６には、商用電力系統１０と分散電源１４との連系点Ｐにおける電圧および電流を測定する計器用変圧器２２および計器用変流器２４が接続されており、これらで連続的に測定して得られる測定電圧Ｖt および測定電流Ｉt が、分散電源１４用の単独運転検出装置２０に供給される。連系点は引込線１６上にあるが、通常は、計器用変圧器２２および計器用変流器２４の近くの箇所を連系点Ｐとして扱っている。
【００８１】
なお、引込線１６には、構内機器として、図示以外の遮断器、変圧器等が接続されている場合があるが、ここではその詳しい説明の必要はないので図示を省略している。
【００８２】
単独運転検出装置２０は、商用電力系統１０に連系している分散電源１４が単独運転になったことを検出して単独運転検出信号ＤＳを出力するものである。
【００８３】
単独運転検出装置２０は、この実施形態では、高調波抽出回路３２、３３、アドミタンス変化率演算回路３６、電圧変化率演算回路３８、電流変化率演算回路４０、アドミタンス変化率判定回路４２、電圧変化率判定回路４４、電流変化率判定回路４６、論理和回路４８および継続時間判定回路５０を備えている。
【００８４】
高調波抽出回路３２は、上記測定電圧Ｖt に基づいて、次数ｎの高調波電圧Ｖn を抽出して出力する。
【００８５】
高調波抽出回路３３は、上記測定電流Ｉt に基づいて、次数ｎの高調波電流Ｉn を抽出して出力する。
【００８６】
なお、この実施形態では、回路を簡素化するために、高調波抽出回路３２および３３を、各演算回路３６、３８、４０に共通のものとして設けているが、そのようにせずに、高調波抽出回路３２、３３と同様の手段を、各演算回路３６、３８および４０内にそれぞれ設けても良い。後述する他の実施形態においても同様である。
【００８７】
次数ｎは、３次以上の奇数次である。例えば、３次、５次、７次、９次、１１次、１３次等である。第１および第２の次数を用いる他の実施形態においても、両次数は上記次数の内から選択する。
【００８８】
次数ｎは、５次または７次が好ましい。これは、電力系統に存在する高調波の内で、５次および７次の高調波が比較的大きくかつ安定しているので（特に高圧の電力系統においてはそうである）、この次数を用いることによって、高調波アドミタンスＹn 等の判定が容易かつ正確になるからである。３次の高調波は、３相が互いに同位相になって線間電圧としては殆ど表れないので値が小さい。１１次以上の高調波は、基本波から離れ過ぎていて値が小さい。従って、５次または７次を用いることによって、分散電源１４の単独運転検出の信頼性をより高めることができる。
【００８９】
なお、この出願においては、高調波電圧Ｖn 、高調波電流Ｉn 、高調波アドミタンスＹn 等の符号に付した添字のｎは、上記次数ｎを包括的に表している。個々の次数ｎを具体的に表す場合は、その数字を添字として付している。例えば、５次の高調波電圧はＶ5 、高調波電流はＩ5 、高調波アドミタンスはＹ5 と表している。
【００９０】
アドミタンス変化率演算回路３６は、上記高調波電圧Ｖn および高調波電流Ｉn を用いて、連系点Ｐにおける次数ｎのアドミタンスＹn が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表すアドミタンス変化率ＲＹn を演算して出力する。具体的には、上記数１およびその説明に示した演算を行う。
【００９１】
なお、高調波アドミタンスＹn は、次式で表される。
【００９２】
［数１２］
Ｙn ＝Ｉn ／Ｖn 
【００９３】
電圧変化率演算回路３８は、上記高調波電圧Ｖn を用いて、連系点Ｐにおける次数ｎの高調波電圧Ｖn が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す電圧変化率ＲＶn を演算して出力する。具体的には、上記数５およびその説明に示した演算を行う。
【００９４】
電流変化率演算回路４０は、上記高調波電流Ｉn を用いて、連系点Ｐにおける次数ｎの高調波電流Ｉn が所定時間前の値からどの程度変化したかの割合を表す電流変化率ＲＩn を演算して出力する。具体的には、上記数７およびその説明に示した演算を行う。
【００９５】
アドミタンス変化率判定回路４２は、上記アドミタンス変化率ＲＹn を上記アドミタンス変化率判定値αと比較して、前者が後者よりも小さいときに、分散電源１４が単独運転になったことを表すアドミタンス変化検出信号ＳＹn を出力する。
【００９６】
電圧変化率判定回路４４は、上記電圧変化率ＲＶn を上記電圧変化率判定値βと比較して、前者が後者よりも小さいときに、分散電源１４が単独運転になったことを表す電圧変化検出信号ＳＶn を出力する。
【００９７】
電流変化率判定回路４６は、上記電流変化率ＲＩn を上記電流変化率判定値γと比較して、前者が後者よりも大きいときに、分散電源１４が単独運転になったことを表す電流変化検出信号ＳＩn を出力する。
【００９８】
論理和回路４８は、上記アドミタンス変化検出信号ＳＹn 、電圧変化検出信号ＳＶn および電流変化検出信号ＳＩn の論理和（ＯＲ）を取って、当該三つの検出信号の内の少なくとも一つが出力されているときに、分散電源１４が単独運転になったことを表す単独運転検出信号ＤＳ0 を出力する。
【００９９】
この単独運転検出信号ＤＳ0 を、上記単独運転検出信号ＤＳとして単独運転検出装置２０からそのまま出力しても良いけれども、この実施形態のように、継続時間判定回路５０によって、単独運転検出信号ＤＳ0 が所定の継続確認時間Ｔ1 だけ継続したことを判定して、継続したときに上記単独運転検出信号ＤＳを出力するようにする方が好ましい。そのようにすると、単独運転以外の何らかの原因によるアドミタンス変化率ＲＹn 等の瞬時変動による不要検出を防止することができるので、分散電源１４の単独運転検出の信頼性をより高めることができる。上記継続時間判定回路５０は、例えばオンディレイタイマーと呼ばれるタイマーである。上記継続確認時間Ｔ1 は、例えば０．１秒〜０．２秒程度にすれば良い。
【０１００】
この単独運転検出装置２０によれば、先に検出原理の説明の所で詳述した作用によって、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【０１０１】
なお、上記単独運転検出から更に進めて、単独運転検出信号ＤＳによって遮断器１８を開放して、分散電源１４の単独運転を防止するようにしても良い。但し、この発明は単独運転検出が主目的であるので、遮断器１８を開放する構成は必須ではない。
【０１０２】
（III）単独運転検出装置２０の他の実施形態の説明
次に、単独運転検出装置２０の他の実施形態を、図９に示した実施形態との相違点を主体に説明する。
【０１０３】
図１０に示す単独運転検出装置２０は、簡単に言えば、表１に示すように、第１の次数（例えば５次）についてのアドミタンス変化率ＲＹ5 による単独運転判定、電圧変化率ＲＶ5 による単独運転判定および電流変化率ＲＩ5 による単独運転判定と、第１の次数とは異なる第２の次数（例えば７次）についてのアドミタンス変化率ＲＹ7 による単独運転判定、電圧変化率ＲＶ7 による単独運転判定および電流変化率ＲＩ7 による単独運転判定とを組み合わせて単独運転検出を行うものである。
【０１０４】
【表１】
2012010479.tif 000003
【０１０５】
この単独運転検出装置２０は、上記測定電圧Ｖt に基づいて上記第１および第２の次数の高調波電圧Ｖ5 、Ｖ7 を抽出して出力する高調波抽出回路３４と、上記測定電流Ｉt に基づいて上記第１および第２の次数の高調波電流Ｉ5 、Ｉ7 を抽出して出力する高調波抽出回路３５とを備えている。
【０１０６】
この単独運転検出装置２０は、更に、第１および第２のアドミタンス変化率演算回路５２、５４、第１および第２の電圧変化率演算回路５６、５８、第１および第２の電流変化率演算回路６０、６２、第１および第２のアドミタンス変化率判定回路７２、７４、第１および第２の電圧変化率判定回路７６、７８、第１および第２の電流変化率判定回路８０、８２、複数の論理積回路９１〜９９、論理和回路４８および上記継続時間判定回路５０を備えている。
【０１０７】
アドミタンス変化率演算回路５２、５４は、それぞれ、上記高調波電圧Ｖ5 、Ｖ7 、高調波電流Ｉ5 、Ｉ7 を用いて、第１、第２の次数について上記アドミタンス変化率演算回路３６と同様の演算を行って、第１、第２のアドミタンス変化率ＲＹ5 、ＲＹ7 を出力する。
【０１０８】
電圧変化率演算回路５６、５８は、それぞれ、上記高調波電圧Ｖ5 、Ｖ7 を用いて、第１、第２の次数について上記電圧変化率演算回路３８と同様の演算を行って、第１、第２の電圧変化率ＲＶ5 、ＲＶ7 を出力する。
【０１０９】
電流変化率演算回路６０、６２は、それぞれ、上記高調波電流Ｉ5 、Ｉ7 を用いて、第１、第２の次数について上記電流変化率演算回路４０と同様の演算を行って、第１、第２の電流変化率ＲＩ5 、ＲＩ7 を出力する。
【０１１０】
アドミタンス変化率判定回路７２、７４は、それぞれ、上記アドミタンス変化率ＲＹ5 、ＲＹ7 について上記アドミタンス変化率判定回路４２と同様の比較を行って、第１、第２のアドミタンス変化検出信号ＳＹ5 、ＳＹ7 を出力する。
【０１１１】
電圧変化率判定回路７６、７８は、それぞれ、上記電圧変化率ＲＶ5 、ＲＶ7 について上記電圧変化率判定回路４４と同様の比較を行って、第１、第２の電圧変化検出信号ＳＶ5 、ＳＶ7 を出力する。
【０１１２】
電流変化率判定回路８０、８２は、それぞれ、上記電流変化率ＲＩ5 、ＲＩ7 について上記電流変化率判定回路４６と同様の比較を行って、第１、第２の電流変化検出信号ＳＩ5 、ＳＩ7 を出力する。
【０１１３】
複数の論理積回路９１〜９９は、上記第１の次数についての第１のアドミタンス変化検出信号ＳＹ5 、第１の電圧変化検出信号ＳＶ5 および第１の電流変化検出信号ＳＩ5 の３検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス変化検出信号ＳＹ7 、第２の電圧変化検出信号ＳＶ7 および第２の電流変化検出信号ＳＩ7 の３検出信号との全ての組み合わせである９通りの論理積（ＡＮＤ）を取るものである。この場合の論理積回路の数は９個になる。これによって、表１に示した９通りの検出を行うことができる。
【０１１４】
論理和回路４８は、論理積回路９１〜９９からの出力信号の論理和（ＯＲ）を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳ0 を出力する。この単独運転検出信号ＤＳ0 は、継続時間判定回路５０に供給されてそれから上記単独運転検出信号ＤＳが出力される。
【０１１５】
この単独運転検出装置２０によれば、アドミタンス変化率ＲＹn による単独運転判定、電圧変化率ＲＶn による単独運転判定および電流変化率ＲＩn による単独運転判定を組み合わせて単独運転検出を行う構成であるので、分散電源１４側、系統電源６側および負荷１２側の各高調波源の大きさの関係が変化しても、殆どの場合は単独運転検出が可能である。その結果、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【０１１６】
しかも、第１の次数についてのアドミタンス変化率ＲＹ5 による単独運転判定、電圧変化率ＲＶ5 による単独運転判定および電流変化率ＲＩ5 による単独運転判定と、第２の次数についてのアドミタンス変化率ＲＹ7 による単独運転判定、電圧変化率ＲＶ7 による単独運転判定および電流変化率ＲＩ7 による単独運転判定とをそれぞれ組み合わせて、互いに異なる二つの次数のＡＮＤ条件で単独運転検出を行う構成であるので、単独運転検出を慎重に行って、不要検出（即ち、単独運転でないのに単独運転と誤検出すること）を抑制することができる。その結果、単独運転検出の信頼性をより高めることができる。
【０１１７】
図１１に示す単独運転検出装置２０は、簡単に言えば、図１０に示す単独運転検出装置を更に改良して、表２に示すように、アドミタンス変化率ＲＹ5 、ＲＹ7 、電圧変化率ＲＶ5 、ＲＶ7 および電流変化率ＲＩ5 、ＲＩ7 の判定を、それぞれ、大小２段階の判定値α1 、α2 、β1 、β2 、γ1 、γ2 を用いて行う構成を採用したものである。
【０１１８】
【表２】
2012010479.tif 000004
【０１１９】
第１のアドミタンス変化率α1 よりも第２のアドミタンス変化率α2 の方が絶対値が小さい。例えば前者は−０．４、後者は−０．２である。同様に、第１の電圧変化率β1 よりも第２の電圧変化率β2 の方が絶対値が小さい。例えば前者は−０．４、後者は−０．２である。第１の電流変化率γ1 よりも第２の電流変化率γ2 の方が絶対値が小さい。例えば前者は０．４、後者は０．２である。
【０１２０】
第１の（即ち大きい）判定値α1 、β1 、γ1 は、アドミタンス変化率等が大きく変化（強変化）した場合に検出できる判定値であり、第２の（即ち小さい）判定値α2 、β2 、γ2 は、アドミタンス変化率等が、強変化には至らないが変化（弱変化）が検出できる判定値である。
【０１２１】
表２に示すように、二つの次数の判定値が共に第２の（即ち小さい）判定値α2 、β2 、γ2 の場合の組み合わせ項目（−印）の単独運転検出は行わない。これは不要検出の可能性を低減させるためである。
【０１２２】
表２中の、二つの次数の判定値が共に第１の（即ち大きい）判定値α1 、β1 、γ1 の場合の組み合わせ項目（◎印）は、その検出用の論理積回路を必ずしも設けなくても（但し後述するように、設けても良い）、一方の次数の判定値が第１の（即ち大きい）判定値α1 、β1 、γ1 、かつ、他方の次数の判定値が第２の（即ち小さい）判定値α2 、β2 、γ2 の場合の組み合わせ項目（即ち○印）検出用の論理積回路を設けることによって、実質的に検出することができる。これは、判定値が大きい方の（即ち第１の）場合の条件が成立するときは、当然、それよりも判定値が小さい方の（即ち第２の）場合の条件が必ず成立するので、○印の組み合わせ項目検出用の論理積回路によって検出することができるからである。
【０１２３】
表２中の○印の組み合わせ項目検出用の論理積回路等を有している単独運転検出装置２０の実施形態を図１１に示す。
【０１２４】
この図１１に示す単独運転検出装置２０は、図面寸法の制約から省略しているけれども、図１０に示した高調波抽出回路３４、３５および継続時間判定回路５０を備えており、これらについては図１０を参照するものとする。後述する図１２の単独運転検出装置２０においても同様である。
【０１２５】
図１０の単独運転検出装置２０との相違点を主体に説明すると、図１０に示すアドミタンス変化率判定回路７２、７４を、それぞれ、二つのアドミタンス変化率判定回路７２ａと７２ｂ、二つのアドミタンス変化率判定回路７４ａと７４ｂに分け、電圧変化率判定回路７６、７８を、それぞれ、二つの電圧変化率判定回路７６ａと７６ｂ、二つの電圧変化率判定回路７８ａと７８ｂとに分け、電流変化率判定回路８０、８２を、それぞれ、二つの電流変化率判定回路８０ａと８０ｂ、二つの電流変化率判定回路８２ａと８２ｂとに分けている。
【０１２６】
アドミタンス変化率判定回路７２ａ、７４ａは、上記アドミタンス変化率判定値α1 を用いて上記アドミタンス変化率判定回路７２、７４とそれぞれ同様の比較を行って、第１、第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、ＳＹ7sを出力する。
【０１２７】
アドミタンス変化率判定回路７２ｂ、７４ｂは、上記アドミタンス変化率判定値α2 を用いて上記アドミタンス変化率判定回路７２、７４とそれぞれ同様の比較を行って、第１、第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、ＳＹ7wを出力する。
【０１２８】
電圧変化率判定回路７６ａ、７８ａは、上記電圧変化率判定値β1 を用いて上記電圧変化率判定回路７６、７８とそれぞれ同様の比較を行って、第１、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ5s、ＳＶ7sを出力する。
【０１２９】
電圧変化率判定回路７６ｂ、７８ｂは、上記電圧変化率判定値β2 を用いて上記電圧変化率判定回路７６、７８とそれぞれ同様の比較を行って、第１、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ5w、ＳＶ7wを出力する。
【０１３０】
電流変化率判定回路８０ａ、８２ａは、上記電流変化率判定値γ1 を用いて上記電流変化率判定回路８０、８２とそれぞれ同様の比較を行って、第１、第２の電流強変化検出信号ＳＩ5s、ＳＩ7sを出力する。
【０１３１】
電流変化率判定回路８０ｂ、８２ｂは、上記電流変化率判定値γ2 を用いて上記電流変化率判定回路８０、８２とそれぞれ同様の比較を行って、第１、第２の電流弱変化検出信号ＳＩ5w、ＳＩ7wを出力する。
【０１３２】
複数の論理積回路１０１〜１１８は、（ａ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、第１の電圧強変化検出信号ＳＶ5s、第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5w、第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sおよび第１の電流弱変化検出信号ＳＩ5wの６検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ7s、第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7w、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ7s、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7w、第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sおよび第２の電流弱変化検出信号ＳＩ7wの６検出信号との全ての組み合わせである３６通り（これは表２中の全ての組み合わせに相当する）の内から、（ｂ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5wおよび第１の電流弱変化検出信号ＳＩ5wの３検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7w、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7wおよび第２の電流弱変化検出信号ＳＩ7wの３検出信号との全ての組み合わせである９通り（これは表２中の−印の項目に相当する）と、（ｃ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、第１の電圧強変化検出信号ＳＶ5sおよび第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sの３検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ7s、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ7sおよび第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sの３検出信号との全ての組み合わせである９通り（これは表２中の◎印の項目に相当する）とを除いた残り１８通り（これは表２中の○印の項目に相当する）の論理積（ＡＮＤ）を取るものである。この場合の論理積回路の数は１８個になる。これによって、表２中に○印を付した１８通りの検出を行うことができる。
【０１３３】
論理和回路４８は、論理積回路１０１〜１１８からの出力信号の論理和（ＯＲ）を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳ0 を出力する。この単独運転検出信号ＤＳ0 は、継続時間判定回路５０（図１０参照）に供給されてそれから上記単独運転検出信号ＤＳが出力される。
【０１３４】
この単独運転検出装置２０によれば、アドミタンス変化率ＲＹn による単独運転判定、電圧変化率ＲＶn による単独運転判定および電流変化率ＲＩn による単独運転判定を組み合わせて単独運転検出を行う構成であるので、分散電源１４側、系統電源６側および負荷１２側の各高調波源の大きさの関係が変化しても、殆どの場合は単独運転検出が可能である。その結果、単独運転の不検出の可能性を低減させて、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【０１３５】
しかも、第１の次数についてのアドミタンス変化率ＲＹ5 による単独運転判定、電圧変化率ＲＶ5 による単独運転判定および電流変化率ＲＩ5 による単独運転判定と、第２の次数についてのアドミタンス変化率ＲＹ7 による単独運転判定、電圧変化率ＲＶ7 による単独運転判定および電流変化率ＲＩ7 による単独運転判定とをそれぞれ組み合わせて、互いに異なる二つの次数のＡＮＤ条件で単独運転検出を行う構成であるので、単独運転検出を慎重に行って、不要検出を抑制することができる。その結果、単独運転検出の信頼性をより高めることができる。
【０１３６】
更に、上記第１の次数および第２の次数についてのアドミタンス変化率ＲＹ5 、ＲＹ7 、電圧変化率ＲＶ5 、ＲＶ7 および電流変化率ＲＩ5 、ＲＩ7 の判定を、それぞれ、大小２段階の判定値を用いて行う構成を採用しているので、第１の次数と第２の次数の各変化率の内のどちらか一方の次数の変化率が相対的に大きく変化し、かつ他方の次数の変化率が相対的に小さい場合でも単独運転検出が可能になり、それによって不検出の可能性をより低減させることができるので、単独運転検出の信頼性をより高めることができる。
【０１３７】
ちなみに、図１０に示す単独運転検出装置２０の場合は、判定値α、β、γが第１の次数側と第２の次数側とで同じであるために、どちらかの次数で判定値を超過しない場合は、不検出となる可能性があり、この点になお改善の余地がある。図１１に示す単独運転検出装置２０は、大小２段階の判定値を採用することによって、この点を更に改善したものである。
【０１３８】
図１１に示す単独運転検出装置２０において、前述したように、表２中の◎印の組み合わせ項目検出用の論理積回路を設けても良い。即ち、複数の論理積回路は、（ａ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、第１の電圧強変化検出信号ＳＶ5s、第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5w、第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sおよび第１の電流弱変化検出信号ＳＩ5wの６検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ7s、第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7w、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ7s、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7w、第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sおよび第２の電流弱変化検出信号ＳＩ7wの６検出信号との全ての組み合わせである３６通り（これは表２中の全ての組み合わせに相当する）の内から、（ｂ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5wおよび第１の電流弱変化検出信号ＳＩ5wの３検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7w、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7wおよび第２の電流弱変化検出信号ＳＩ7wの３検出信号との全ての組み合わせである９通り（これは表２中の−印の項目に相当する）を除いた残り２７通りの論理積（ＡＮＤ）を取るものとしても良い。この場合の論理積回路の数は２７個になる。論理和回路４８はそれに応じたものにすれば良い。
【０１３９】
また、シミュレーション等の結果から、上記第１の次数および第２の次数についての電流変化率ＲＩ5 、ＲＩ7 は、単独運転発生時に比較的大きく変化することが確かめられたので、これらの電流変化率の判定は一つの判定値、より具体的には絶対値の大きい方の判定値γ1 を用いて行う構成を採用しても良いことが分かった。表２をそのように変更したのが表３である。
【０１４０】
【表３】
2012010479.tif 000005
【０１４１】
表３中の○印の組み合わせ項目検出用の論理積回路を有している単独運転検出装置２０の実施形態を図１２に示す。
【０１４２】
図１１に示す実施形態との相違点を主体に説明すると、この実施形態では、電流変化率判定値γ2 は用いないので、図１１に示した電流変化率判定回路８０ｂ、８２ｂは省略している。
【０１４３】
複数の論理積回路１２１〜１３３は、（ａ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、第１の電圧強変化検出信号ＳＶ5s、第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5wおよび第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sの５検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ7s、第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7w、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ7s、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7wおよび第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sの５検出信号との全ての組み合わせである２５通り（これは表３中の全ての組み合わせに相当する）の内から、（ｂ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5wおよび第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5wの２検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7wおよび第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7wの２検出信号との全ての組み合わせである４通り（これは表３中の−印の項目に相当する）と、（ｃ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、第１の電圧強変化検出信号ＳＶ5sおよび第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sの３検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ7s、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ7sおよび第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sの３検出信号との全ての組み合わせである９通り（これは表３中の◎印の項目および右下Ａの○印の項目に相当する）とを除いた残り１２通りに、（ｄ）上記第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sと第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sとの組み合わせ（これは表３中の右下Ａの○印の項目に相当する）を加えた１３通り（これは表３中の○印の項目に相当する）の論理積（ＡＮＤ）を取るものである。この場合の論理積回路の数は１３個になる。これによって、表３中に○印を付した１３通りの検出を行うことができる。
【０１４４】
論理和回路４８は、論理積回路１２１〜１３３からの出力信号の論理和（ＯＲ）を取って、当該出力信号の内の少なくとも一つが出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳ0 を出力する。それ以降は図１１と同様である。
【０１４５】
この単独運転検出装置２０によれば、図１１の単独運転検出装置２０に比べて、回路構成の簡素化を図ることができる。
【０１４６】
図１２に示す単独運転検出装置２０において、図１１の場合と同様に、表３中の◎印の組み合わせ項目検出用の論理積回路を設けても良い。即ち、複数の論理積回路は、（ａ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ5s、第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5w、第１の電圧強変化検出信号ＳＶ5s、第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5wおよび第１の電流強変化検出信号ＳＩ5sの５検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス強変化検出信号ＳＹ7s、第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7w、第２の電圧強変化検出信号ＳＶ7s、第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7wおよび第２の電流強変化検出信号ＳＩ7sの５検出信号との全ての組み合わせである２５通り（これは表３中の全ての組み合わせに相当する）の内から、（ｂ）上記第１の次数についての第１のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ5wおよび第１の電圧弱変化検出信号ＳＶ5wの２検出信号と、上記第２の次数についての第２のアドミタンス弱変化検出信号ＳＹ7wおよび第２の電圧弱変化検出信号ＳＶ7wの２検出信号との全ての組み合わせである４通り（これは表３中の−印の項目に相当する）とを除いた残り２１通りの論理積（ＡＮＤ）を取るものとしても良い。この場合の論理積回路の数は２１個になる。論理和回路４８はそれに応じたものにすれば良い。
【０１４７】
（IＶ) 小水力発電所での試験結果の説明
小水力発電所（出力８２００ｋＶＡ）を図９に示す分散電源１４として扱い、遮断器８を開放して単独運転を発生させた試験を行った。
【０１４８】
単独運転検出装置２０は図１２に示したものを用いた。上記各判定値は、α1 ＝−０．４、α2 ＝−０．２、β1 ＝−０．４、β2 ＝−０．２、γ1 ＝０．４とした。上記継続時間判定回路５０（図１０参照）における継続確認時間Ｔ1 は０．１秒とした。
【０１４９】
上記試験時の各種信号の波形の一例を図１３に示す。時刻ｔ1 で単独運転を発生させた。その後、時刻ｔ2 で７次のアドミタンス変化率ＲＹ7 がアドミタンス変化率判定値α1 （強条件）よりも小さくなり、かつ時刻ｔ3 で５次の電圧変化率ＲＶ5 が電圧変化率判定値β2 （弱条件）よりも小さくなり、この時点で表３中のＢの○印の条件が成立して、上記単独運転検出信号ＤＳ0 が出力された。この単独運転検出信号ＤＳ0 が継続確認時間Ｔ1 （０．１秒）だけ継続した時刻ｔ4 に上記単独運転検出信号ＤＳが出力された。これにより、単独運転発生後約０．４秒で単独運転を検出することができた。
【０１５０】
（Ｖ）その他の変形例
上記アドミタンス変化率ＲＹn 、電圧変化率ＲＶn 、電流変化率ＲＩn は、上記数１、数５、数７に示した以外の表現形式でも良い。これをアドミタンス変化率ＲＹn を例に説明すると、アドミタンス変化率ＲＹn は例えば、次の数１３〜数１５のいずれかでも良い。数１３の変化率ＲＹn は、数１の変化率ＲＹn を単に＋１だけシフトしたものである。数１４の変化率ＲＹn は、数１の分母を高調波アドミタンスＹn にしたものである。数１５の変化率ＲＹn は、数１４の変化率ＲＹn を単に−１だけシフトしたものである。
【０１５１】
［数１３］
ＲＹn ＝（Ｙn ／Ｙnp）
【０１５２】
［数１４］
ＲＹn ＝（Ｙn −Ｙnp）／Ｙn 
＝１−（Ｙnp−Ｙn ）
【０１５３】
［数１５］
ＲＹn ＝−（Ｙnp／Ｙn ）
【０１５４】
また、数１、数１４の分子を（Ｙnp−Ｙn ）にしても良い。
【０１５５】
電圧変化率ＲＶn 、電流変化率ＲＩn についても上記と同様である。
【０１５６】
表現形式を上記のように変える場合は、それに応じて、上記判定値α、β、γ等の値を選定すれば良い。
【０１５７】
ところで、電力系統における対称成分は、良く知られているように、高調波の次数ｎに応じて、正相成分および逆相成分の内のどれかに集中する。これを主要対称成分と呼ぶ。具体的には次のとおりである。なお、ｎ＝３、９、１５ならば、主要対称成分は零相成分となるが、電力系統に通常存在するΔ結線の変圧器により、これらの成分は現れなくなるために、ここでは考慮しない（指標として使用しない）ことにする。
【０１５８】
ｎ＝７、１３・・・ならば正相成分
ｎ＝５、１１、１７・・・ならば逆相成分
【０１５９】
従って、上記各実施形態の単独運転検出装置２０において、各次数ｎの高調波電圧Ｖn 、高調波電流Ｉn および高調波アドミタンスＹn の上記主要対称成分を扱っても良い。例えば、５次は逆相成分、７次は正相成分を扱う。
【０１６０】
主要対称成分を扱う場合は、高調波抽出回路３２〜３５において、各次数ｎの高調波電圧Ｖn 、高調波電流Ｉn の主要対称成分をそれぞれ抽出して、それを用いてアドミタンス変化率演算回路３６、電圧変化率演算回路３８、電流変化率演算回路４０等においてアドミタンス変化率ＲＹn 、電圧変化率ＲＶn 、電流変化率ＲＩn 等を演算し、更にアドミタンス変化率判定回路４２、電圧変化率判定回路４４、電流変化率判定回路４６等において判定すれば良い。
【０１６１】
高調波抽出回路３２〜３５において各次数ｎの高調波電圧Ｖn 、高調波電流Ｉn の主要対称成分を抽出するには、例えば、特開２００７−１７４７４２号公報、特開２００８−２９０６５号公報等に記載の公知の技術を用いれば良い。即ち、３相の相電圧をＶa 、Ｖb 、Ｖc とすると、３相回路の対称成分である正相成分Ｖ1 および逆相成分Ｖ2 は、公知の次式で表されるので、これに基づいて抽出すれば良い。電流についても同様である。
【０１６２】
［数１６］
Ｖ1 ＝（Ｖa ＋ａ・Ｖb ＋ａ2 ・Ｖc ）／３
Ｖ2 ＝（Ｖa ＋ａ2 ・Ｖb ＋ａ・Ｖc ）／３
ａ＝ｅｘｐ（ｊ２π／３）
【０１６３】
上記のように主要対称成分を用いると、高調波電圧Ｖn 、高調波電流Ｉn 、高調波アドミタンスＹn 、アドミタンス変化率ＲＹn 、電圧変化率ＲＶn 、電流変化率ＲＩn 等の算出のＳＮ比が向上するので、単独運転検出の信頼性がより向上する。
【符号の説明】
【０１６４】
６  系統電源
８  変電所の遮断器
１０  商用電力系統
１２  負荷
１４  分散電源
２０  単独運転検出装置
３６  アドミタンス変化率演算回路
３８  電圧変化率演算回路
４０  電流変化率演算回路
４２  アドミタンス変化率判定回路
４４  電圧変化率判定回路
４６  電流変化率判定回路
４８  論理和回路
５０  継続時間判定回路
５２、５４  アドミタンス変化率演算回路
５６、５８  電圧変化率演算回路
６０、６２  電流変化率演算回路
７２、７２ａ、７２ｂ、７４、７４ａ、７４ｂ  アドミタンス変化率判定回路
７６、７６ａ、７６ｂ、７８、７８ａ、７８ｂ  電圧変化率判定回路
８０、８０ａ、８０ｂ、８２、８２ａ、８２ｂ  電流変化率判定回路
９１〜９９、１０１〜１１８、１２１〜１３３  論理積回路
Ｐ  連系点
ＤＳ、ＤＳ0   単独運転検出信号
【図１】
2012010479.tif 000006
【図２】
2012010479.tif 000007
【図３】
2012010479.tif 000008
【図４】
2012010479.tif 000009
【図５】
2012010479.tif 000010
【図６】
2012010479.tif 000011
【図７】
2012010479.tif 000012
【図８】
2012010479.tif 000013
【図９】
2012010479.tif 000014
【図１０】
2012010479.tif 000015
【図１１】
2012010479.tif 000016
【図１２】
2012010479.tif 000017
【図１３】
2012010479.tif 000018