(57)【要約】【課題】  次数間電流注入方式の単独運転検出装置において、瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作を防止して、単独運転検出の精度をより高める。【解決手段】  単独運転監視装置４０ａは、注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出する離散フーリエ変換器５０、５２の前段に次のものを備えている。連系点電圧Ｖs から、配電系統の基本波成分および奇数次高調波成分を除去した電圧Ｓ1 を出力する第１フィルタ４２。電圧Ｓ1 から第２フィルタ４４によって注入周波数成分電圧を除去した電圧Ｓ2 を判定値Ｊ3 と比較して、前者が後者以上である検出状態が所定時間内に１回以上生じたとき、所定時間幅の検出信号Ｓ7 を最初の検出状態時に１回のみ出力する系統擾乱判定器４６。検出信号Ｓ7 に応答して、それが出力されていないときは電圧Ｓ1 をそのまま出力し、信号Ｓ7 が出力されたときは、電圧Ｓ1 を出力する代わりに所定時間前の自分の出力電圧Ｓ8 を所定時間ぶん出力する補正器４８。【選択図】  図７
2012257357.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散電源を有する分散電源保有設備が配電系統に接続された構成のシステムに適用されるものであって、
前記分散電源保有設備側から前記配電系統に、当該配電系統の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍の注入周波数の注入電流を注入する電流注入装置と、
前記分散電源保有設備と前記配電系統との連系点における電圧から、前記注入周波数の電圧を抽出器によって抽出し、当該注入周波数の電圧を用いて、前記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を出力する単独運転監視装置とを備えている単独運転検出装置において、
前記単独運転監視装置は、前記抽出器の前段に、
前記連系点における電圧から、前記配電系統の基本波成分および奇数次高調波成分を除去した電圧を出力する第１フィルタと、
前記第１フィルタからの出力電圧を判定値と比較して、前者が後者以上である検出状態が所定時間内に１回以上生じたとき、所定時間幅の検出信号を最初の検出状態時に１回のみ出力する系統擾乱判定器と、
前記第１フィルタからの出力電圧を受け、かつ前記系統擾乱判定器からの検出信号に応答して、当該検出信号が出力されていないときは、前記第１フィルタからの出力電圧をそのまま出力してそれを前記抽出器に供給し、前記検出信号が出力されたときは、前記第１フィルタからの出力電圧を出力する代わりに、所定時間前の自分の出力電圧を所定時間ぶん出力してそれを前記抽出器に供給する補正器とを備えている、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】
前記系統擾乱判定器は、
前記第１フィルタからの出力電圧の絶対値を演算して出力する絶対値演算器と、
前記絶対値演算器からの絶対値を判定値と比較して、前者が後者以上であるときにそれを表す信号を出力する比較器と、
前記比較器からの信号を受けるタイマであって、オフするタイミングを所定時間遅らせるオフディレイタイマと、
前記オフディレイタイマからの出力を受けるタイマであって、オンするタイミングを所定時間遅らせるオンディレイタイマと、
前記オフディレイタイマからの出力および前記オンディレイタイマからの出力を受け、両出力の排他的論理和を取って前記検出信号を出力する排他的論理和回路とを備えている請求項１記載の分散電源の単独運転検出装置。
【請求項３】
前記補正器は、
第１入力部、第２入力部および出力部を有していて、前記系統擾乱判定器からの検出信号に応答して、当該検出信号がオフの間は第１入力部を選択し、オンの間は第２入力部を選択するものであって、第１入力部に前記第１フィルタからの出力電圧が入力されるセレクタと、
前記セレクタの出力を所定時間記憶する記憶装置と、
前記記憶装置から読み出されたデータを所定時間遅らせて出力してそれを前記セレクタの第２入力部に供給する遅延回路とを備えている請求項１または２記載の分散電源の単独運転検出装置。
【請求項４】
前記第１フィルタと前記系統擾乱判定器との間に挿入されていて、前記第１フィルタからの出力電圧から、前記注入周波数成分の電圧を除去して出力する第２フィルタを更に備えている請求項１、２または３記載の分散電源の単独運転検出装置。
【請求項５】
前記単独運転監視装置は、前記抽出器によって抽出した前記注入周波数の電圧の変化分を判定して前記単独運転検出信号を出力するものである請求項１、２、３または４記載の分散電源の単独運転検出装置。
【請求項６】
前記単独運転監視装置は、前記抽出器によって抽出した前記注入周波数の電圧と、前記連系点を流れる前記注入周波数の電流の測定データとを用いて、前記連系点から見た前記配電系統の前記注入周波数のアドミタンスを演算し、当該アドミタンスの変化分を判定して前記単独運転検出信号を出力するものである請求項１、２、３または４記載の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、分散電源を有する分散電源保有設備が配電系統に接続された構成のシステムに適用されるものであって、当該分散電源保有設備内の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】
能動的方式に属するものとして、分散電源保有設備から配電系統に当該配電系統の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍の注入周波数の注入電流（換言すれば、次数間電流）を注入する電流注入装置と、分散電源保有設備と配電系統との連系点における電圧から、前記注入周波数の電圧を抽出器によって抽出し、当該注入周波数の電圧を用いて、分散電源が単独運転になったことを検出する単独運転監視装置とを備えている単独運転検出装置が、従来から種々提案されている。この方式を、次数間電流注入方式と呼ぶことにする。
【０００４】
例えば、特許文献１には、各分散電源保有設備から、上記のような注入周波数であってうなりを生じさせる二つの注入周波数（例えば２．２次および２．４次）の注入電流を配電系統に注入し、かつうなりを同期させ、そして自設備の連系点における電圧に含まれている注入周波数電圧の増大から、自設備内の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。
【０００５】
この特許文献１に記載の単独運転検出装置を構成する単独運転監視装置の一例を図１に示す。
【０００６】
この単独運転監視装置９０は、連系点の電圧Ｖs から、離散フーリエ変換器９２、９４によって上記二つの注入周波数の電圧Ｖ21（例えば２．２次）、Ｖ22（例えば２．４次）をそれぞれ抽出し、それらの絶対値を絶対値演算器９６、９８によってそれぞれ演算し、判定器１００、１０２によって各絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を所定の判定値Ｊ1 、Ｊ2 とそれぞれ比較して前者が後者以上のときに検出信号Ｄ1 、Ｄ2 をそれぞれ出力するよう構成されている。更に、両検出信号Ｄ1 、Ｄ2 が共に出力されているときにＡＮＤ回路１０４から検出信号Ｄ3 を出力し、この検出信号Ｄ3 が所定の継続判定時間継続すると継続時間判定器１０６から単独運転検出信号ＤＳを出力するよう構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１１１４２号公報（段落０２３４−０２４３、図１−図２、図２１）
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】「系統連系規程」、ＪＥＡＣ  ９７０１−２００６、社団法人日本電気協会  系統連系専門部会、平成１８年８月３０日第４版第２刷発行、頁４４−５０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
上記特許文献１に記載の単独運転検出装置を含めて、上記のような注入周波数の電流を注入し、かつ当該注入周波数の電圧を測定して単独運転検出を行うという次数間電流注入方式の単独運転検出装置は、配電系統の基本波とは異なる周波数を利用するので、他の能動方式（例えば、上記非特許文献１に記載の無効電力変動方式、周波数シフト方式等）の単独運転検出装置に比べて、定常的に基本波の影響を受けない、高速動作に優れる等の特長を有しているけれども、瞬間的な系統擾乱、例えば瞬時電圧低下（以下「瞬低」と略称する）、瞬時電圧遮断（以下「瞬断」と略称する）、電圧急変、位相急変等の発生時に、不要動作（即ち、単独運転発生ではなく本来は検出すべきでないのに誤検出すること）を起こしやすい、という点になお改善の余地がある。これを以下に詳述する。
【００１０】
上記受電点の電圧Ｖs には、上記注入電流による２．２次の電圧および２．４次の電圧が、例えば図３中に四角印で示す例の程度に含まれており、定常時にはこの電圧が計測される。
【００１１】
ところが、瞬間的な系統擾乱、例えば図２に示すような瞬低が発生すると（この例では残電圧２０％）、この電圧変動は急峻であるため、この瞬低発生時の連系点電圧Ｖs を離散フーリエ変換した結果は図３中に丸印で示すような周波数スペクトルになり、瞬低によって、基本波成分（１次）の近辺の多くの周波数（次数）に、見かけ上のバックグラウンドノイズが発生する。これには上記注入周波数と同じ２．２次および２．４次の電圧も含まれている。従って、上記注入電流による２．２次の電圧および２．４次の電圧が、当該バックグラウンドノイズに埋もれてしまうことが起こり、それによって上記不要動作を起こす。
【００１２】
より具体的には、上記単独運転監視装置９０中の判定器１００を例に説明すると、離散フーリエ変換器９２によって抽出される２．２次の電圧Ｖ21は、単独運転発生時は上記注入電流による電圧であり、当該電圧Ｖ21は図４（Ａ）に示すように判定値Ｊ1 以上に増大するので、判定器１００から検出信号Ｄ1 が出力され、かつそれが継続判定時間以上継続する。これによって、単独運転が正しく検出される。
【００１３】
ところが、瞬低発生時は、離散フーリエ変換器９２によって抽出される２．２次の電圧Ｖ21には、上記バックグラウンドノイズによる２．２次の電圧が重畳されていて、当該電圧Ｖ21も図４（Ｂ）に示すように判定値Ｊ1 以上に増大するので、単独運転発生時と同様に判定器１００から検出信号Ｄ1 が出力され、かつそれが継続判定時間以上継続する。
【００１４】
離散フーリエ変換器９４によって抽出される２．４次の電圧Ｖ22についても上記と同様であり、瞬低発生時にも、単独運転発生時と同様に判定器１０２から検出信号Ｄ2 が出力され、かつそれが継続判定時間以上継続する。
【００１５】
その結果、誤検出の可能性を小さくするためにＡＮＤ回路１０４で両検出信号Ｄ1 、Ｄ2 の論理積を取っていても、瞬低発生時に、単独運転発生ではないにも拘わらず、継続時間判定器１０６から単独運転検出信号ＤＳが誤って出力される。即ち、不要動作を起こす。
【００１６】
瞬低以外の瞬間的な系統擾乱発生時にも、例えば上述した電圧急変、位相急変発生時にも、程度の差はあれ、上記と同様の現象が生じて、不要動作を起こしやすい。
【００１７】
そこでこの発明は、上記のような次数間電流注入方式の単独運転検出装置において、瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作を防止して、単独運転検出の精度をより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】
【００１８】
この発明に係る単独運転検出装置は、分散電源を有する分散電源保有設備が配電系統に接続された構成のシステムに適用されるものであって、前記分散電源保有設備側から前記配電系統に、当該配電系統の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍の注入周波数の注入電流を注入する電流注入装置と、前記分散電源保有設備と前記配電系統との連系点における電圧から、前記注入周波数の電圧を抽出器によって抽出し、当該注入周波数の電圧を用いて、前記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を出力する単独運転監視装置とを備えている単独運転検出装置において、前記単独運転監視装置は、前記抽出器の前段に、前記連系点における電圧から、前記配電系統の基本波成分および奇数次高調波成分を除去した電圧を出力する第１フィルタと、前記第１フィルタからの出力電圧を判定値と比較して、前者が後者以上である検出状態が所定時間内に１回以上生じたとき、所定時間幅の検出信号を最初の検出状態時に１回のみ出力する系統擾乱判定器と、前記第１フィルタからの出力電圧を受け、かつ前記系統擾乱判定器からの検出信号に応答して、当該検出信号が出力されていないときは、前記第１フィルタからの出力電圧をそのまま出力してそれを前記抽出器に供給し、前記検出信号が出力されたときは、前記第１フィルタからの出力電圧を出力する代わりに、所定時間前の自分の出力電圧を所定時間ぶん出力してそれを前記抽出器に供給する補正器とを備えている、ことを特徴としている。
【００１９】
この単独運転検出装置においては、第１フィルタによって配電系統の基本波成分および奇数次高調波成分を除去するので、これらの周波数成分の影響を排除して、系統擾乱判定器における判定および抽出器における注入周波数電圧の抽出を容易かつ正確にすることができる。
【００２０】
瞬間的な系統擾乱が発生すると、連系点電圧の波形の周期性が崩れるため、第１フィルタの出力電圧が急変する。これを系統擾乱判定器が検出して検出信号を出力する。この検出信号に応答して、補正器は、第１フィルタからの出力電圧の内の所定時間ぶんを所定時間前の当該補正器の出力電圧に置き換える。これによって、瞬間的な系統擾乱発生時の急峻な電圧が抽出器に供給されることを防止することができる。その結果、瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作を防止することができる。
【００２１】
前記第１フィルタと前記系統擾乱判定器との間に挿入されていて、前記第１フィルタからの出力電圧から、前記注入周波数成分の電圧を除去して出力する第２フィルタを更に備えていても良い。第１フィルタからの出力電圧に含まれている注入周波数成分の電圧レベルは、系統条件によって変動する。この注入周波数成分の電圧を第２フィルタで除去することによって、系統擾乱判定器における判定値を一定値に設定しておいても良くなるので、当該判定値の設定、調整等が簡単になり、装置の取り扱いが容易になる。
【発明の効果】
【００２２】
請求項１〜５に記載の発明によれば、系統擾乱判定器によって瞬間的な系統擾乱を検出し、それが検出された時は補正器によって第１フィルタからの出力電圧の内の所定時間ぶんを所定時間前の当該補正器の出力電圧に置き換えることができるので、瞬間的な系統擾乱発生時の急峻な電圧が抽出器に供給されることを防止することができる。その結果、瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作を防止して、単独運転検出の精度をより高めることができる。
【００２３】
請求項４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、第１フィルタからの出力電圧に含まれている注入周波数成分の電圧レベルは、系統条件によって変動する。この注入周波数成分の電圧を第２フィルタで除去することによって、系統擾乱判定器における判定値を一定値に設定しておいても良くなるので、当該判定値の設定、調整等が簡単になり、装置の取り扱いが容易になる。
【００２４】
請求項５、６に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、注入周波数成分のレベルそのものよりも注入周波数成分の変化分の方がより速く判定値に達するので、より速く判定して単独運転検出を高速化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】従来の単独運転検出装置を構成する単独運転監視装置の一例を示すブロック図である。
【図２】瞬低発生時の連系点電圧の一例を示す図である。
【図３】図２に示す瞬低発生時の連系点電圧を離散フーリエ変換した結果の一例を示す図である。
【図４】図１中の注入周波数電圧Ｖ21の変動の一例を示す図であり、（Ａ）は単独運転発生時、（Ｂ）は瞬低発生時のものである。
【図５】この発明に係る単独運転検出装置を有する分散電源保有設備が配電系統に接続された構成のシステムの一例を示す単線接続図である。
【図６】図５中の分散電源保有設備の構成の一例を示すブロック図である。
【図７】図６中の単独運転監視装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図７中の第１フィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図７中の第２フィルタの構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図７中の判定回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図１０中の各部の信号の一例を示す図である。
【図１２】図１０中の各部の信号の一例を示す図である。
【図１３】図７中の補正回路の構成の一例を示すブロック図である。
【図１４】図７中の判定器の構成の一例を示すブロック図である。
【図１５】図７中の判定器の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１６】瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図８中の各部の信号の一例を示す図である。
【図１７】瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図９、図１０中の各部の信号の一例を示す図である。
【図１８】瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図１３中の補正器の出力電圧の一例を示す図である。
【図１９】瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図１４中の注入周波数電圧Ｖ21およびその変化分ΔＶ21の一例を示す図である。
【図２０】瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７中の注入周波数電圧Ｖ22およびその変化分ΔＶ22の一例を示す図である。
【図２１】瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７中の各部の信号の一例を示す図である。
【図２２】単独運転が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図８中の各部の信号の一例を示す図である。
【図２３】単独運転が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図９、図１０中の各部の信号の一例を示す図である。
【図２４】単独運転が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図１３中の補正器の出力電圧の一例を示す図である。
【図２５】単独運転が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図１４中の注入周波数電圧Ｖ21およびその変化分ΔＶ21の一例を示す図である。
【図２６】単独運転が発生した場合をシミュレーションしたときの図７中の注入周波数電圧Ｖ22およびその変化分ΔＶ22の一例を示す図である。
【図２７】単独運転が発生した場合をシミュレーションしたときの図７中の各部の信号の一例を示す図である。
【図２８】単独運転発生直後に瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図８中の各部の信号の一例を示す図である。
【図２９】単独運転発生直後に瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図９、図１０中の各部の信号の一例を示す図である。
【図３０】単独運転発生直後に瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図１３中の補正器の出力電圧の一例を示す図である。
【図３１】単独運転発生直後に瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７、図１４中の注入周波数電圧Ｖ21およびその変化分ΔＶ21の一例を示す図である。
【図３２】単独運転発生直後に瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７中の注入周波数電圧Ｖ22およびその変化分ΔＶ22の一例を示す図である。
【図３３】単独運転発生直後に瞬低が発生した場合をシミュレーションしたときの図７中の各部の信号の一例を示す図である。
【図３４】他の実施形態の単独運転検出装置を構成する単独運転監視装置の構成の一例を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（１）第１の実施形態
図５に、この発明に係る単独運転検出装置３０を有する複数の分散電源保有設備２０が配電系統１に接続されている構成のシステムの一例を示し、図６に、図５中の分散電源保有設備２０の構成の一例を示す。
【００２７】
各分散電源保有設備２０内の単独運転検出装置３０は、前述した次数間電流注入方式に属するものである。より具体的には、この実施形態ではうなりを利用するものであり、簡単に言えば、当該単独運転検出装置３０の基本的な構成および図５に示すシステムの構成は、前記特許文献１に記載されているのと同様のものである。但し、単独運転検出装置３０内の単独運転監視装置４０ａの構成は異なる。
【００２８】
図５に示すシステム（これは、分散電源連系システムと呼ぶこともできる）の構成は次のとおりである。なお、以下においては、自分の分散電源保有設備２０を自設備２０、当該自設備２０が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼んでいる。
【００２９】
分散電源（図６中の分散電源２８参照）をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２０が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統１に接続されている。
【００３０】
配電系統１は、この例では、上位系統２に変電所４の変圧器６および遮断器８を介して高圧配電線１０が接続され、この高圧配電線１０に配電用変圧器１４を介して低圧配電線１６が接続された構成をしていて、この低圧配電線１６に各分散電源保有設備２０が接続されている。高圧配電線１０には、負荷１１および力率改善用コンデンサ１２が接続されている。高圧配電線１０の電圧は例えば６．６ｋＶ、低圧配電線１６の電圧は例えば２００Ｖである。
【００３１】
各分散電源保有設備２０は、図６に示すように、分散電源２８、スイッチ２２および単独運転検出装置３０を有している。
【００３２】
単独運転検出装置３０は、配電系統１（具体的にはその低圧配電線１６）に後述する注入周波数の注入電流Ｉinj を注入する電流注入装置３２と、うなりの同期制御を行う同期制御装置３４と、自設備２０内の分散電源２８の単独運転を検出して単独運転検出信号ＤＳを出力する単独運転監視装置４０ａとを有している。
【００３３】
このシステムでは、数１、表１にも示すように、うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差Δｆは両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22はそれぞれ異なると共に配電系統１の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いる。各注入周波数は、配電系統１の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍（即ち帯小数倍）の周波数にしている。
【００３４】
［数１］
｜ｆ11−ｆ12｜＝｜ｆ21−ｆ22｜＝Δｆ
ｆ11≠ｆ12≠ｆ21≠ｆ22
【００３５】
【表１】
2012257357.tif 000003
【００３６】
なお、この出願では、符号に添字１１を有する物理量（周波数、電圧、電流等）と添字１２を有する物理量とが第１組を示し、添字２１を有する物理量と添字２２を有する物理量とが第２組を示している。例えば、上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、それぞれ、１１０Ｈｚ（２．２次）、１２０Ｈｚ（２．４次）、１３０Ｈｚ（２．６次）、１４０Ｈｚ（２．８次）である。括弧内は、配電系統１の基本波（例えば５０Ｈｚ＝１次）に対する次数で表したものである。以下における例では、全て、ここに例示した周波数を用いている。但しこれに限られるものではない。
【００３７】
第１群に属する分散電源保有設備２０内の単独運転検出装置３０を構成する電流注入装置３２は、第１組の注入周波数の電流組Ｉ11、Ｉ12を含む注入電流Ｉinj を配電系統１に注入し、単独運転監視装置４０ａは、他群の（即ち上記第２組の）注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の内の少なくとも一方の電圧を測定して上記単独運転を検出する。
【００３８】
第２群に属する分散電源保有設備２０内の単独運転検出装置３０を構成する電流注入装置３２は、第２組の注入周波数の電流組Ｉ21、Ｉ22を含む注入電流Ｉinj を配電系統１に注入し、単独運転監視装置４０ａは、他群の（即ち上記第１組の）注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の内の少なくとも一方の電圧を測定して上記単独運転を検出する。
【００３９】
同期制御装置３４は、自設備２０から注入する注入電流Ｉinj を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流Ｉinj が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備２０から注入する注入電流Ｉinj の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる。
【００４０】
上記電流注入装置３２および同期制御装置３４の具体的な構成としては、例えば上記特許文献１、特開２０１０−１６６７５９号公報、特開２０１１−３６０６６号公報等に記載されているような公知の技術を利用することができる。
【００４１】
単独運転監視装置４０ａの具体的な構成の例を、第１群の分散電源保有設備２０用のものを例にして以下に詳述する。第２群の分散電源保有設備２０用の単独運転監視装置４０ａも、周波数の組が反対になる以外は、以下に説明するものと同様である。
【００４２】
図７に示すように、単独運転監視装置４０ａは、第１フィルタ４２、第２フィルタ４４、系統擾乱判定器４６、補正器４８、離散フーリエ変換器５０、５２、絶対値演算器５４、５６、判定器５８、６０、ＡＮＤ回路６２および継続時間判定器６４を備えている。
【００４３】
第１フィルタ４２は、前記連系点１８における電圧Ｖs から、配電系統１の基本波成分および奇数次高調波成分を除去した電圧Ｓ1 を出力する。
【００４４】
第１フィルタ４２は、例えば、図８に示すような加算コムフィルタである。この図８に示す加算コムフィルタは、連系点電圧Ｖs を遅延する遅延回路４２１と、遅延前後のデータを加算する加算器４２２と、入力に対する出力のゲインを１に調整するための増幅器４２３とを有している。遅延回路４２１における遅延時間は、この例では、配電系統１の基本波の半周期ぶん（５０Ｈｚ系で１０ｍ秒）にして、最短にしている。これによって応答速度が速くなる。後述するシミュレーションは、第１フィルタ４２としてこの加算コムフィルタを採用したときのものである。
【００４５】
この加算コムフィルタから成る第１フィルタ４２によって、配電系統１の基本波成分および奇数次高調波成分を除去することができる。その結果、これらの周波数成分の影響を排除して、系統擾乱判定器４６における判定および抽出器である離散フーリエ変換器５０、５２における注入周波数電圧Ｖ21、Ｖ22の抽出を容易かつ正確にすることができる。
【００４６】
第２フィルタ４４は、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 から、自群および他群の注入周波数成分の電圧Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22を除去した電圧Ｓ2 を出力する。
【００４７】
この第２フィルタ４４を設けずに第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 をそのまま系統擾乱判定器４６に供給してそれを判定に用いても良いけれども、この例のように第２フィルタ４４を設ける方が好ましい。その理由は後述する。
【００４８】
第２フィルタ４４は、例えば、図９に示すような減算コムフィルタである。この図９に示す減算コムフィルタは、上記出力電圧Ｓ1 を遅延する遅延回路４４１と、遅延前後のデータを減算する減算器４４２と、入力に対する出力のゲインを１に調整するための増幅器４４３とを有している。遅延回路４４１における遅延時間は、この例では、上記二つの注入周波数の電圧Ｖ12、Ｖ22（またはＶ21、Ｖ22）で生じるうなり（その周波数はこの例では０．２次。即ち５０Ｈｚ系で１０Ｈｚ）の１周期ぶん（５０Ｈｚ系で０．１秒）としている。正弦波と違い、うなりは強−強間（または弱−弱間）が１周期だから、減算器４４２で減算する。後述するシミュレーションは、第２フィルタ４４を設け、かつそれにこの減算コムフィルタを採用したときのものである。
【００４９】
この減算コムフィルタから成る第２フィルタ４４によって、自群および他群の注入周波数成分の電圧Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22を除去することができる。配電系統１に（即ち連系点電圧Ｖs に）偶数次高調波成分は通常は殆ど含まれていないので、第１フィルタ４２によって配電系統１の基本波成分および奇数次高調波成分を除去した後の出力電圧Ｓ1 から更に、第２フィルタ４４によって、自群および他群の注入周波数成分の電圧を除去することによって、第２フィルタ４４の出力電圧Ｓ2 は、定常時はほぼゼロになる。
【００５０】
系統擾乱判定器４６は、この例では第２フィルタ４４からの出力電圧Ｓ2 を所定の判定値Ｊ3 と比較して、前者Ｓ2 が後者Ｊ3 以上である検出状態が所定時間内に１回以上生じたとき、所定時間幅の検出信号Ｓ7 を最初の検出状態時に１回のみ出力する。
【００５１】
この系統擾乱判定器４６の具体的な構成の例を図１０に示す。この系統擾乱判定器４６は、絶対値演算器４６１、比較器４６２、オフディレイタイマ４６３、オンディレイタイマ４６４および排他的論理和回路４６５を備えている。
【００５２】
絶対値演算器４６１は、第２フィルタ４４からの出力電圧Ｓ2 の絶対値Ｓ3 を演算して出力する。
【００５３】
比較器４６２は、絶対値演算器４６１からの絶対値Ｓ3 を上記判定値Ｊ3 と比較して、前者Ｓ3 が後者Ｊ3 以上であるときにそれを表す信号Ｓ4 を出力する。この判定値Ｊ3 は、例えば、系統健全時の他群の注入周波数電圧Ｖ21、Ｖ22の大きさの１．５倍程度にしておけば良い。
【００５４】
オフディレイタイマ４６３は、比較器４６２からの信号Ｓ4 を受けるタイマであって、オフするタイミングを所定時間遅らせるものである。
【００５５】
オンディレイタイマ４６４は、オフディレイタイマ４６３からの出力Ｓ5 を受けるタイマであって、オンするタイミングを所定時間遅らせるものである。
【００５６】
排他的論理和回路４６５は、ＸＯＲゲートとも呼ばれるものであり、オフディレイタイマ４６３からの出力Ｓ5 およびオンディレイタイマ４６４からの出力Ｓ6 を受け、両出力Ｓ5 、Ｓ6 の排他的論理和を取って前記検出信号Ｓ7 を出力する。
【００５７】
系統擾乱判定器４６を上記構成にすることによって、単独運転発生時等における検出信号Ｓ7 のチャタリング（正確に言えば、当該検出信号Ｓ7 によって制御される補正器４８内のセレクタ４８１のチャタリング）を防止しつつ、瞬間的な系統擾乱を検出することができる。このチャタリング防止作用について、図１０中の各部の信号の一例を示す図１１〜図１２を参照して次に説明する。
【００５８】
上記のように、第２フィルタの出力電圧Ｓ2 は、定常時はほぼゼロであるけれども、例えば単独運転発生時には、上記注入周波数の電圧（即ち、うなり）の振幅が増大し、第２フィルタ４４に供給される電圧Ｓ1 の波形の周期性が崩れるため、図１１（Ａ）に示すように、注入周波数成分の振幅誤差Ｖ23が第２フィルタ４４から出力され、これが出力電圧Ｓ2 に含まれる。注入周波数の電圧の増大が終了すると周期性は保たれるので、出力電圧Ｓ2 は再びゼロになる。この振幅誤差Ｖ23の継続時間は、この例では０．１２秒程度である。
【００５９】
上記出力電圧Ｓ2 の絶対値Ｓ3 は図１１（Ｂ）に示すものとなる。従って比較器４６２からの信号Ｓ4 は、図１１（Ｃ）に示すように、非常に短周期でオンオフを繰り返すパルス状波形となる。例えば、図１１（Ａ）に示す出力電圧Ｓ2 の周波数を、低く見て２．２次（５０Ｈｚ系で１１０Ｈｚ）とすると、絶対値Ｓ3 および信号Ｓ4 の周波数は、その２倍の４．４次（５０Ｈｚ系で２２０Ｈｚ）となる。仮にこの信号Ｓ4 をそのまま後述する（図１３参照）補正器４８に供給して、それでセレクタ４８１を制御すると、セレクタ４８１がチャタリングを起こすので、補正器４８を正常に動作させることはできない。
【００６０】
そこで、オフディレイタイマ４６３における遅延時間を、上記信号Ｓ4 の１周期よりもある程度長い所定時間（例えば、信号Ｓ4 の１パルスのパルス幅約４．５ｍ秒の約２倍の１０ｍ秒）にすると、上記信号Ｓ4 が一続きのものとなって、オフディレイタイマ４６３の出力信号Ｓ5 は図１２（Ａ）に示すように１個の矩形波状になる。しかしそのオン時間幅は、上記出力電圧Ｓ2 の上記継続時間に依存するので、一定には定まらない上に、長過ぎる。これでは補正器４８の制御に不都合である。
【００６１】
そこで、上記オンディレイタイマ４６４における遅延時間Ｔ1 を所定時間（例えば１５ｍ秒）にすると、オンディレイタイマ４６４の出力信号は図１２（Ｂ）に示すものとなる。その結果、排他的論理和回路４６５からは、図１２（Ｃ）に示すように、所定のオン時間幅Ｔ2 （＝Ｔ1 。即ちこの例では１５ｍ秒）の矩形波パルス状の検出信号Ｓ7 を最初に１回のみ（即ち１ショット）出力させることができる。即ち、出力信号Ｓ2 の絶対値Ｓ3 が判定値Ｊ3 以上になる一連の検出状態の内の最初の検出状態時にのみ、一定のオン時間幅Ｔ2 の検出信号Ｓ7 を１ショット出力することができる。以上のことは、後で図２２〜図２３を参照して更に説明する。この検出信号Ｓ7 で補正器４８中のセレクタ４８１を制御することによって、セレクタ４８１がチャタリングを起こすことを防止することができる。
【００６２】
検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 は、後述するように単独運転検出に要する時間に含まれることになるので、あまり長くしない方が好ましい。これと上記チャタリング防止とを総合的に勘案すると、検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 は、例えば、１０ｍ秒〜２０ｍ秒程度の範囲内にするのが好ましい。この例では上記のように１５ｍ秒にしている。
【００６３】
後述するシミュレーションは、オフディレイタイマ４６３における遅延時間として上記１０ｍ秒、オンディレイタイマ４６４における遅延時間Ｔ1 （即ち検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 ）として上記１５ｍ秒を採用したときのものである。
【００６４】
また、瞬間的な系統擾乱が発生したときも、連系点電圧Ｖs の波形の周期性が崩れるため、第１フィルタ４２および第２フィルタ４４の出力電圧Ｓ1 、Ｓ2 が急変する。これを系統擾乱判定器４６が検出して、図１２（Ｃ）に示したのと同様の波形の検出信号Ｓ7 を出力する。この動作については、後で図１６〜図１７を参照して更に説明する。
【００６５】
補正器４８は、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 を受け、かつ系統擾乱判定器４６からの検出信号Ｓ7 に応答して、当該検出信号Ｓ7 が出力されていないときは、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 をそのまま出力してそれを抽出器である離散フーリエ変換器５０、５２に供給し、検出信号Ｓ7 が出力されたときは、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 を出力する代わりに、所定時間前の自分４８の出力電圧Ｓ8 を所定時間ぶん出力してそれを抽出器である離散フーリエ変換器５０、５２に供給する。
【００６６】
この補正器４８の具体的な構成の例を図１３に示す。この補正器４８は、セレクタ４８１、記憶装置４８２および遅延回路４８３を備えている。
【００６７】
セレクタ４８１は、第１入力部４８１ａ、第２入力部４８１ｂおよび出力部４８１ｃを有していて、系統擾乱判定器４６からの検出信号Ｓ7 に応答して、当該検出信号Ｓ7 がオフの間は第１入力部４８１ａを選択し、オンの間は第２入力部４８１ｂを選択するものである。第１入力部４８１ａに、前記第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 が入力される。
【００６８】
記憶装置４８２は、セレクタ４８１の出力Ｓ8 を所定時間記憶するものである。この所定時間は、遅延回路４８３における遅延時間（以下の例では０．１秒）以上にしておけば良い。
【００６９】
遅延回路４８３は、記憶装置４８２から読み出されたデータを所定時間遅らせて出力してそれをセレクタ４８１の第２入力部４８１ｂに供給する。この所定時間（遅延時間）は、この実施形態のようにうなりを利用する単独運転検出装置３０の場合は、上記うなりの１周期（これは、例えば前述したように０．１秒）にしておくのが好ましい。遅延時間をうなりの１周期にすることによって、下記の置き換え時に、良く似た波形の電圧と置き換えることができ、置き換え部分の波形が滑らかにつながりやすいという利点がある。後述する他の実施形態のようにうなりを利用するものでない場合は、うなりの１周期という概念はないが、この場合も例えば０．１秒程度にしておけば良い。後述するシミュレーションは、この０．１秒を採用したときのものである。
【００７０】
上記構成によって、補正器４８は、系統擾乱判定器４６からの検出信号Ｓ7 がオンのとき、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 の内の所定時間ぶん（この例では検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 、即ち１５ｍ秒）を所定時間（この例では０．１秒）前の当該補正器４８の出力電圧Ｓ8 に置き換える。これによって、瞬間的な系統擾乱発生時の急峻な電圧が抽出器である離散フーリエ変換器５０、５２に供給されることを防止することができる。その結果、瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作を防止して、単独運転検出の精度をより高めることができる。これについては、後で図１６〜図３３のシミュレーション結果を参照して更に説明する。
【００７１】
再び図７を参照して、離散フーリエ変換器５０、５２は、それぞれ、前述した抽出器を構成するものである。即ち、離散フーリエ変換器５０、５２は、補正器４８から与えられた出力信号Ｓ8 を離散フーリエ変換して、他群の注入周波数ｆ21、ｆ22の電圧Ｖ21、Ｖ22をそれぞれ抽出して出力する。
【００７２】
絶対値演算器５４、５６は、それぞれ、離散フーリエ変換器５０、５２から与えられる電圧Ｖ21、Ｖ22の絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を演算して出力する。
【００７３】
判定器５８、６０は、それぞれ、絶対値演算器５４、５６から与えられる上記絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜の変化分を判定して検出信号Ｓ11、Ｓ12をそれぞれ出力する。
【００７４】
この判定器５８の構成の具体例を図１４、図１５に示す。判定器６０も、判定値がＪ5 になる以外はこの判定器５８と同じ構成をしているので、これを参照するものとする。
【００７５】
図１４に示す判定器５８は、移動平均算出回路５８１、減算器５８６および比較器５８７を備えている。
【００７６】
移動平均算出回路５８１は、絶対値演算器５４から与えられる上記絶対値｜Ｖ21｜を第１の所定時間（例えば１秒間）遅延して出力する遅延回路５８２と、上記絶対値｜Ｖ21｜を第２の所定時間（例えば２秒間）遅延して出力する遅延回路５８３と、両遅延回路５８２、５８３からの出力を加算する加算器５８４と、加算器５８４の出力を１／２にする増幅器５８５とを有している。これによって、上記絶対値｜Ｖ21｜の、現在より１〜２秒過去における１秒間の移動平均を算出することができる。
【００７７】
減算器５８６は、絶対値演算器５４より与えられる上記絶対値｜Ｖ21｜から、移動平均算出回路５８１より与えられる上記移動平均を減算して、上記絶対値｜Ｖ21｜の所定時間前からの変化分ΔＶ21を出力する。
【００７８】
比較器５８７は、減算器５８６から与えられる上記変化分ΔＶ21を所定の判定値Ｊ4 と比較して、前者ΔＶ21が後者Ｊ4 以上のとき、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｓ11を出力する。判定値Ｊ4 は、例えば、系統健全時の上記変化分ΔＶ21と単独運転時の上記変化分ΔＶ21との間の値にしておけば良い。
【００７９】
判定器５８は、図１５に示す構成のものでも良い。図１４との違いは、移動平均算出回路５８１の代わりに遅延回路５８８を設けたことである。この遅延回路５８８における遅延時間は、例えば１秒とか２秒にすれば良いが、これに限られるものではない。
【００８０】
判定器５８は、上記２例のように上記絶対値｜Ｖ21｜の所定時間前からの変化分ΔＶ21を比較器５８７によって判定する代わりに、上記絶対値｜Ｖ21｜のレベルそのものを比較器５８７によって判定するものでも良い。但し、単独運転発生時に、絶対値｜Ｖ21｜のレベルそのものよりも変化分ΔＶ21の方がより速く判定値に達するので、上記２例のように変化分ΔＶ21を判定する方が、より速く判定して、単独運転検出を高速化することができる。図１４に示す移動平均を用いると変化分ΔＶ21がより速く判定値に達するので、より速く判定して、単独運転検出をより高速化することができる。判定器６０についても同様である。
【００８１】
再び図７を参照して、判定器６０も、上記判定器５８と同様の構成をしており、上記絶対値演算器５６から与えられる絶対値｜Ｖ22｜の変化分ΔＶ22を所定の判定値Ｊ5 と比較して、前者ΔＶ22が後者Ｊ5 以上のとき、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｓ12を出力する。判定値Ｊ5 は、例えば、系統健全時の上記変化分ΔＶ22と単独運転時の上記変化分ΔＶ22との間の値にしておけば良い。
【００８２】
なお、両判定器５８、６０における判定値Ｊ4 、Ｊ5 は、互いに異なる値にしても良いが、互いに同じ値にする方が簡単で良い。後述するシミュレーションは、同じ値を採用したときのものである。後述するシミュレーションは、判定器５８、６０に図１４に示す構成を採用したときのものである。
【００８３】
ＡＮＤ回路６２は、上記両検出信号Ｓ11、Ｓ12の論理積を取って、両検出信号Ｓ11、Ｓ12が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｓ13を出力する。
【００８４】
なお、注入周波数の電圧については、上記例のように、一組の注入周波数の両方の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出し、かつ当該両方の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定結果のＡＮＤ条件で検出信号Ｓ13を出力するようにすると、単独運転検出を慎重に行って不要動作をより確実に防止することができるので好ましいけれども、いずれか一方の周波数の電圧（Ｖ21またはＶ22）のみを抽出して判定するようにしても良い。その場合はＡＮＤ回路６２は不要である。
【００８５】
上記検出信号Ｓ13を単独運転検出信号としてこの単独運転監視装置４０ａから出力しても良いけれども、それよりも、この例のように、継続時間判定器６４によって、検出信号Ｓ13が所定の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに単独運転検出信号ＤＳを出力するようにするのが好ましい。そのようにすると、単独運転以外の何らかの原因による電圧Ｖs 等の瞬時の変動による誤検出を防止することができる。この継続確認時間は、それを長くすると、その分、単独運転検出が遅くなるので、例えば３０ｍ秒程度にすれば良い。この例ではこの単独運転検出信号ＤＳの出力によって、単独運転監視装置４０ａは、最終的に、それが設けられている自設備２０内の分散電源２８が単独運転になったことを検出したことになる。
【００８６】
単独運転監視装置４０ａによる単独運転検出後に分散電源２８の解列を行うには、例えば、上記単独運転検出信号ＤＳによって図６に示すスイッチ２２を開放すれば良い。
【００８７】
なお、上記離散フーリエ変換器５０、５２で抽出した注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を図６に示す同期制御装置３４に供給して、図７中の離散フーリエ変換器５０、５２およびその前段の要素を、単独運転監視装置４０ａと同期制御装置３４とで兼用しても良い。
【００８８】
（２）シミュレーション結果
図５に示したシステムを模擬したシミュレーションモデルを用いてシミュレーションを行った結果を図１６〜図３３に示す。
【００８９】
当該シミュレーションモデルでは、上位系統２および高圧配電線１０のインピーダンスを３０＋ｊ４８％（１０ＭＶＡベース）とし、配電用変圧器１４のインピーダンスをｊ５％（１０ｋＶＡベース）とし、負荷１１を８００ｋＷとし、出力１０ｋＷの分散電源２８を有する８０台（第１群用が４０台、第２群用が４０台）の分散電源保有設備２０が同じ配電用変圧器１４に接続されているものとし、各分散電源保有設備２０内の各電流注入装置３２から０．５８Ａの注入電流Ｉinj をそれぞれ注入するものとした。そして、自設備２０を第１群に属するものとし、その単独運転検出装置３０内の単独運転監視装置４０ａは、上記図７およびそれに関連して説明した構成のものとした。従って以下においては、この図７およびそれに関連する図中の符号をも参照するものとする。
【００９０】
（２−１）瞬低発生時
瞬間的な系統擾乱の例として瞬低が発生した場合を図１６〜図２１に示す。
【００９１】
図１６（Ａ）は、電圧位相が９０度である３．０秒の時点に瞬低が発生し、残電圧が２０％となり、０．１秒後に回復したときの連系点電圧Ｖs を示す。
【００９２】
瞬低発生によって連系点電圧Ｖs が急変してその基本波成分の周期性が崩れるので、その急変時に第１フィルタ４２（コムフィルタ）から誤差電圧Ｖ3 が発生し、それが図１６（Ｂ）に示すように第１フィルタ４２の出力電圧Ｓ1 に含まれる。この出力電圧Ｓ1 には、うなりを生じさせている注入周波数の電圧Ｖ20も含まれている。
【００９３】
上記誤差電圧Ｖ3 の影響を受けて、第２フィルタ４４（コムフィルタ）の出力電圧Ｓ2 にも、図１７（Ａ）に示すように誤差電圧Ｖ4 が含まれる。注入周波数の電圧Ｖ20は除去されている。なお、コムフィルタの特性上、一つの誤差電圧Ｖ3 の入力に対して二つの誤差電圧Ｖ4 が発生するが、中間の二つの誤差電圧Ｖ4 は互いに重なっているため、三つに見える。
【００９４】
上記出力電圧Ｓ2 の絶対値Ｓ3 は図１７（Ｂ）に示すものとなり、それが系統擾乱判定器４６において判定値Ｊ3 （このシミュレーションでは０．０１５Ｖ）と比較され、先に図１１〜図１２を参照して説明した場合と同様の動作によって、図１７（Ｃ）に示すような検出信号Ｓ7 が出力される。この検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 は前述したように１５ｍ秒である。
【００９５】
先に図１３を参照して説明したように、補正器４８は、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 を出力するけれども、この出力電圧Ｓ1 の内の検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 ぶんを、所定時間（この例では０．１秒）前の当該補正器４８の出力電圧Ｓ8 に置き換えて出力する。即ち、図１８に示すように、補正器４８の出力電圧Ｓ8 の内、ｂ部の信号として、その０．１秒前のａ部の信号が出力される。このａ部、ｂ部の時間幅は検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 と同じ１５ｍ秒である。ｂ部以降も検出信号Ｓ7 のオン期間中は同様に置き換えられる。
【００９６】
その結果、出力電圧Ｓ8 には、上記誤差電圧Ｖ3 が含まれることはなく、注入周波数の電圧Ｖ20のみが含まれることになり、これが離散フーリエ変換器５０、５２に供給される。即ち、瞬間的な系統擾乱発生時の急峻な電圧が抽出器である離散フーリエ変換器５０、５２に供給されることを防止することができる。その結果、瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作を防止して、単独運転検出の精度をより高めることができる。
【００９７】
瞬低発生時は、変電所４の遮断器８が開放されるわけではないので配電系統１のインピーダンスに変化は殆どなく、図１６（Ｂ）、図１８にも示すように、注入周波数の電圧Ｖ20の大きさも殆ど変化しない。従って、離散フーリエ変換器５０、５２によって抽出する他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22も、図１９、図２０に示すように殆ど変化せず、それらの変化分ΔＶ21、ΔＶ22はほぼゼロであり、判定値Ｊ4 、Ｊ5 よりも小さい。判定値Ｊ4 、Ｊ5 は、このシミュレーションでは共に０．００２５Ｖにしている。
【００９８】
従って、図２１に示すように、判定器５８、６０、ＡＮＤ回路６２の検出信号Ｓ11〜Ｓ13はいずれも「０」（「０」、「１」は論理値を示す）であり、従って継続時間判定器６４から単独運転検出信号ＤＳは出力されていない。即ち、瞬低のような瞬間的な系統擾乱発生時の不要動作（誤検出）を防止することができている。
【００９９】
（２）単独運転発生時
変電所４の遮断器８が開放されて単独運転が発生した（即ち、分散電源保有設備２０内の分散電源２８が単独運転になった）場合を図２２〜図２８に示す。これらは、上記図１６〜図２１にそれぞれ対応しているので、それらとの相違点を主体に説明する。
【０１００】
図２２（Ａ）に示すように、前記と同じく３．０秒の時点で単独運転を発生させた。分散電源保有設備２０内の分散電源２８が発電をしているので連系点電圧Ｖs に変化はないが、図２２（Ｂ）に示すように、第１フィルタ４２の出力電圧Ｓ1 に含まれている注入周波数の電圧Ｖ20は、単独運転発生に伴って増大している。これは、遮断器８が開放されたことによって、低インピーダンスの上位系統２が切り離されて、遮断器８よりも下流側の配電系統１のインピーダンスが増大したからである。
【０１０１】
上記に伴う第２フィルタ４４の出力電圧Ｓ2 、それの絶対値Ｓ3 、系統擾乱判定器４６からの検出信号Ｓ7 を図２３に示すが、これらは、先に図１１〜図１２を参照して説明したものと同じであるので、それを参照するものとする。要は、図２３（Ｃ）に示すように、オン時間幅Ｔ2 の検出信号Ｓ7 が１ショット出力される。その他の重複説明は省略する。
【０１０２】
その結果、補正器４８によって上述したような置き換えが行われ、図２４に示すように、補正器４８の出力電圧Ｓ8 （即ち注入周波数の電圧Ｖ20）の内、ｂ部の信号として、その０．１秒前のａ部の信号が出力される。この置き換えによって、単独運転発生直後の注入周波数の電圧Ｖ20の変動（増大）は、図２２（Ｂ）に示す出力信号Ｓ1 中のものよりもｂ部の時間幅、即ち検出信号Ｓ7 のオン時間幅Ｔ2 （１５ｍ秒）だけ遅れて発生している。この遅れは短時間であるので単独運転検出に与える影響は小さく、特に支障がないことは後述する。
【０１０３】
上記置き換えを行っても、離散フーリエ変換器５０、５２に供給される出力電圧Ｓ8 中の注入周波数の電圧Ｖ20は単独運転発生直後に増大するので、当該注入周波数の電圧Ｖ20を構成している他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22も図２５、図２６に示すように増大し、かつその変化分ΔＶ21、ΔＶ22も増大し、これらは３．０５秒の時点で判定値Ｊ4 、Ｊ5 以上になっている。
【０１０４】
その結果、図２７に示すように、判定器５８、６０、ＡＮＤ回路６２の検出信号Ｓ11〜Ｓ13は３．０５秒の時点で「１」になり、それより継続時間判定器６４における継続判定時間Ｔ3 （０．０３秒）後に単独運転検出信号ＤＳが出力されている。従って、単独運転発生から最終的に単独運転検出信号ＤＳが出力されるまでの単独運転検出時間Ｔ4 は、０．０５＋０．０３＝０．０８秒であり、図２４で説明したように１５ｍ秒の遅れが生じたにも拘わらず、０．１秒以内の高速検出を実現することができている。即ち、１５ｍ秒程度の遅れであれば単独運転検出時間Ｔ4 に与える影響は小さい。
【０１０５】
ちなみに、電気設備技術基準の解釈第１９条によれば、地絡事故発生後に分散電源の解列が完了するまでの時間として１秒以内が求められており、変電所４の遮断器８は、通常、地絡事故検出後、約０．９秒で解列するので、残された０．１秒以内という高速で分散電源の単独運転を検出することが要請されているが、上記単独運転監視装置４０ａでこれを満たすことができることが確かめられた。
【０１０６】
（２−３）単独運転発生直後に瞬低発生時
変電所４の遮断器８が開放されて単独運転が発生した直後に瞬低が発生した場合を図２８〜図３３に示す。これらは、上記図２２〜図２８に示す単独運転発生と図１６〜図２１に示す瞬低発生とを合せたものに相当するのでそれらとの相違点を主体に説明する。なお、遮断器８が開放されて単独運転が発生すると、上位系統２からの電流供給が絶たれるので、分散電源保有設備２０内の分散電源２８の合計出力よりも、各分散電源保有設備２０内の負荷や負荷１１等の合計負荷の方が大きい場合に瞬低が引き続いて起こり得るので、それを模擬したものである。
【０１０７】
単独運転の発生状況および瞬低の発生状況は先のシミュレーションの場合と同じである。この場合の連系点電圧Ｖs 、第１フィルタ４２の出力電圧Ｓ1 、その絶対値Ｓ3 、系統擾乱判定器４６の検出信号Ｓ7 、補正器４８の出力電圧Ｓ8 を図２８〜図３０に示す。これらは、図２２〜図２３と図１６〜図１７とを合せたものに相当する。なお、図２９（Ｃ）において検出信号Ｓ7 が２回しか出力されていないのは、注入周波数成分の振幅誤差Ｖ23が連続して出力されている間は検出信号Ｓ7 は１回しか出力されないからである。これは図１１〜図１２の説明参照。
【０１０８】
以上の結果、図３０に示すように、補正器４８の出力電圧Ｓ8 の内、ｂ部の信号として、その０．１秒前のａ部の信号が出力される。その結果、単独運転発生直後の３．０秒付近の出力電圧Ｓ8 には、第１フィルタ４２からの上記誤差電圧Ｖ3 が含まれることはなく、注入周波数の電圧Ｖ20のみが含まれることになり、これが離散フーリエ変換器５０、５２に供給される。
【０１０９】
なお、３．１秒直後の誤差電圧Ｖ3 は補正器４８を素通りしたものであり、３．２秒直後の誤差電圧Ｖ5 は当該誤差電圧Ｖ3 を補正器４８で０．１秒遅延して出力したものである。これらが出力電圧Ｓ8 に含まれていても、上述したように（かつ以下に述べるように）、単独運転発生から０．１秒以内には単独運転検出が既に完了しているので、特に支障はない。
【０１１０】
上記置き換えを行っても、上記と同様に、離散フーリエ変換器５０、５２に供給される出力電圧Ｓ8 中の注入周波数の電圧Ｖ20は単独運転発生直後に増大するので、当該注入周波数の電圧Ｖ20を構成している他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22も図３１、図３２に示すように増大し、かつその変化分ΔＶ21、ΔＶ22も増大し、これらは３．０５秒、３．０６秒の時点でそれぞれ判定値Ｊ4 、Ｊ5 以上になっている。
【０１１１】
その結果、図３３に示すように、判定器５８の検出信号Ｓ11は３．０５秒、判定器６０、ＡＮＤ回路６２の検出信号Ｓ12、Ｓ13は３．０６秒の時点でそれぞれ「１」になり、検出信号Ｓ13の出力から継続時間判定器６４における継続判定時間Ｔ3 （０．０３秒）後に単独運転検出信号ＤＳが出力されている。従って、単独運転発生から最終的に単独運転検出信号ＤＳが出力されるまでの単独運転検出時間Ｔ4 は、０．０６＋０．０３＝０．０９秒であり、この場合も同時発生した瞬低に殆ど影響されることなく、０．１秒以内の高速検出を実現することができている。
【０１１２】
ところで、前述したように、第２フィルタ４４を設けずに、第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 をそのまま系統擾乱判定器４６に供給してそれを判定しても良いけれども、この実施形態のように第２フィルタ４４を設ける方が好ましい理由は次のとおりである。
【０１１３】
第２フィルタ４４を設けない場合、系統擾乱判定器４６には第１フィルタ４２からの出力電圧Ｓ1 が供給され、それを系統擾乱判定器４６において判定値Ｊ3 と比較して判定することになる。この出力電圧Ｓ1 には、例えば図１６（Ｂ）に示すように注入周波数の電圧Ｖ20も含まれているので、この注入周波数の電圧Ｖ20で誤って系統擾乱（例えば瞬低）と判断しないようにするためには、系統擾乱判定器４６における判定値Ｊ3 を、図１７（Ｂ）に示すものよりも大きくして、定常時の注入周波数の電圧Ｖ20のレベルよりも大きく、かつ誤差電圧Ｖ4 よりも小さくする必要がある。ところが、定常時の注入周波数電圧Ｖ20のレベルは系統条件（負荷、配電線亘長、配電用変圧器１４のリアクタンス等）によって変動するので、これに合せて判定値Ｊ3 を調整する必要があり、面倒である。
【０１１４】
これに対して、この実施形態のように、注入周波数の電圧を除去する第２フィルタ４４を設けておくと、系統擾乱判定器４６に供給される出力電圧Ｓ2 に含まれている注入周波数成分電圧のレベルは、例えば図１７（Ａ）に示すように、定常時はゼロである。系統条件が変っても定常時はゼロのままである。従って、判定値Ｊ3 をゼロよりも少し大きい一定値に設定しておいても良くなるので、当該判定値Ｊ3 の設定、調整等が簡単になり、装置の取り扱いが簡単になる。
【０１１５】
（３）他の実施形態
注入周波数の電圧を抽出する抽出器の前段に上記のような第１フィルタ４２、第２フィルタ４４、系統擾乱判定器４６および補正器４８を設ける技術は、上記第１の実施形態のような、うなりを利用するもの以外の次数間電流注入方式の単独運転検出装置にも広く適用することができる。即ち、分散電源保有設備側から配電系統に当該配電系統の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍の注入周波数の注入電流を注入する電流注入装置と、分散電源保有設備と配電系統との連系点における電圧から、注入周波数の電圧を抽出器によって抽出し、当該注入周波数の電圧を用いて、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を出力する単独運転監視装置とを備えている単独運転検出装置に広く適用することができる。
【０１１６】
例えば、特開２０００−２８７３６３号公報、特開２００９−６５７９４号公報等に記載されているような次数間電流注入方式の単独運転検出装置にも適用することができる。
【０１１７】
より具体例を説明すると、図５、図６に示す各分散電源保有設備２０内の単独運転検出装置３０を構成する電流注入装置３２および同期制御装置３４の代わりに、低圧配電線１６に配電系統１の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍の注入周波数ｍの注入電流を注入する電流注入装置を設け、かつ単独運転監視装置４０ａの代わりに図３４に示すような単独運転監視装置４０ｂを設けても良い。
【０１１８】
図３４に示す単独運転監視装置４０ｂを、図７に示した単独運転監視装置４０ａとの相違点を主体に説明する。第１フィルタ４２、第２フィルタ４４、系統擾乱判定器４６および補正器４８は前述したとおりである。そして、補正器４８からの出力電圧Ｓ8 から、抽出器である離散フーリエ変換器５０によって、上記注入周波数ｍの電圧Ｖm を抽出する。
【０１１９】
一方、連系点１８を流れる電流Ｉs から、抽出器である離散フーリエ変換器８０によって、上記注入周波数ｍの電流Ｉm を抽出する。連系点１８を流れる電流Ｉs は離散フーリエ変換器８０に直接供給しても良い。瞬間的な系統擾乱が発生しても当該電流Ｉs が急峻に変動することは少ないからである。それでも、この実施形態のように、フィルタ７２、７４、系統擾乱判定器７６および補正器７８を通して離散フーリエ変換器８０に供給する方が、電流Ｉs の急峻な変動の影響をより確実に防止することができるので好ましい。これらのフィルタ７２等は、上記フィルタ４２、４４、系統擾乱判定器４６および補正器４８とそれぞれ同様の構成をしているので、重複説明は省略する。扱うものが電圧から電流に変るだけである。
【０１２０】
アドミタンス演算器５７は、上記注入周波数の電圧Ｖm および電流Ｉm を用いて、次式に従って、連系点１８から見た配電系統１の上記注入周波数ｍのアドミタンスＹm を演算して出力する。
【０１２１】
［数２］
Ｙm ＝Ｉm ／Ｖm 
【０１２２】
判定器６１は、アドミタンス演算器５７からのアドミタンスＹm を所定の判定値Ｊ7 と比較して、分散電源２８の単独運転を検出して検出信号Ｓ14を出力する。変電所４の遮断器８が開放されて単独運転が発生すると、上位系統２の大きなアドミタンスが切り離されて遮断器８よりも下流側の配電系統１のアドミタンスは小さくなり、上記アドミタンスＹm も小さくなるので、このアドミタンスＹm を判定器６１によって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。
【０１２３】
判定器６１は、アドミタンスＹm の大きさそのものを判定するものでも良いけれども、上記判定器５８の場合と同様に、アドミタンスＹm の時間的な変化分ΔＹm を判定する方が、より速く判定して、単独運転検出を高速化することができる。変化分ΔＹm を判定する場合の判定器６１の構成は、例えば図１４または図１５に示した判定器５８と同様のものであるので、重複説明を省略する。扱うものが電圧からアドミタンスに変るだけである。
【０１２４】
継続時間判定器６４は、図７に示したものと同様であるので、重複説明を省略する。
【０１２５】
アドミタンスとインピーダンスとは互いに逆数の関係にあるだけなので、上記アドミタンスＹm の代わりに、注入周波数ｍのインピーダンスＺm を算出してそれを上記と同様に判定するようにしても良い。
【符号の説明】
【０１２６】
１  配電系統
１８  連系点
２０  分散電源保有設備
２８  分散電源
３０  単独運転検出装置
３２  電流注入装置
３４  同期制御装置
４０ａ、４０ｂ  単独運転監視装置
４２  第１フィルタ
４４  第２フィルタ
４６  系統擾乱判定器
４８  補正器
５０、５２  離散フーリエ変換器（抽出器）
Ｖs   連系点の電圧
Ｉinj   注入電流
Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22、Ｖ20  注入周波数の電圧
Ｙm   注入周波数のアドミタンス
ＤＳ  単独運転検出信号
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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