(57)【要約】【課題】複数の分散型電源システムの並列運転を行う場合に、単独運転の検出に支障がないようにすることを目的とする。【解決手段】制御手段１４は、インバータ８を制御して、系統電圧ｅsと同相または進み位相の連系点における系統出力電流ｉsに、該系統出力電流ｉsの基本波に同期したｎ次（ｎは整数）、例えば、２次の高調波電流を重畳し、検出手段１５の単独運転判定部３１は、系統電圧ｅsに含まれる、その基本波に同期した前記ｎ次の高調波の振幅√（ａn2＋ｂn2）に基づいて、単独運転の有無を判定するようにしている。これによって、分散型電源システムを、系統に並列に複数接続するときに、各分散型電源システムの全てのインバータ８が、系統電圧ｅsの位相θに同期してｎ次の高調波電流を重畳することができるようにし、複数の分散型電源システムの高調波電流が打ち消し合わないようにしている。【選択図】図１
2012085384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型電源の直流電力をインバータによって交流電力に変換して電力系統ラインの商用電源と連系して負荷に供給する分散型電源システムの単独運転を検出する方法であって、
前記インバータを制御して前記商用電源との連系点における前記インバータの出力電流に、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳する一方、
前記連系点における系統電圧に含まれる、該系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波に基づいて、単独運転を検出する、
ことを特徴とする単独運転検出方法。
【請求項２】
前記ｎ次が偶数次である、
請求項１に記載の単独運転検出方法。
【請求項３】
前記系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波の振幅に基づいて、前記単独運転を検出する、
請求項１または２に記載の単独運転検出方法。
【請求項４】
前記系統電圧の前記基本波とπ／２［ｒａｄ］位相がずれた成分に基づいて、前記単独運転を検出する、
請求項１ないし３のいずかに記載の単独運転検出方法。
【請求項５】
分散型電源の直流電力を交流電力に変換するインバータを具備し、前記インバータで変換した交流電力を電力系統ラインの商用電源と連系して負荷に供給するパワーコンディショナであって、
前記インバータを制御して、前記商用電源との連系点における前記インバータの出力電流に、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳させる制御手段と、
前記連系点における系統電圧に含まれる、該系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波に基づいて、単独運転を検出する検出手段と、
を備えたことを特徴とするパワーコンディショナ。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ｎ次が偶数次である前記高調波電流を重畳させ、前記検出手段は、前記系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波の振幅に基づいて、前記単独運転を検出する、
請求項５に記載のパワーコンディショナ。
【請求項７】
分散型電源と、前記請求項５または６に記載のパワーコンディショナとを備えたことを特徴とする分散型電源システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統電源（商用電源）からの電力の供給が停止されたときの単独運転を検出する単独運転検出方法、分散型電源の直流電力を交流電力に変換して系統電源に連系して負荷に供給するパワーコンディショナおよびこのパワーコンディショナを備えた分散型電源システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、地球環境保護等の観点から環境への影響の少ない太陽電池、燃料電池等による分散型電源システムの開発が盛んに進められている。このような分散型電源システムでは、太陽電池等によって発電した直流電力を、インバータ等を備えるパワーコンディショナによって商用周波数の交流電力に変換し、系統電源と連系して系統負荷に供給するとともに、余剰電力を系統電源に逆潮流することが行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１６１０３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この種の分散型電源システムでは、系統電源の電力供給停止時において、分散型電源から系統電源側へ逆充電されるのを防止する必要があるために、系統電源の電力供給停止時の分散型電源の単独運転を検出して系統電源側と切り離すと共に、インバータの駆動を停止するようにしている。
【０００５】
かかる単独運転を検出する方法としては、単独運転への移行時の電圧波形や位相などの急激な変化を検出する受動的方式があるが、受動的方式では、インバータの出力電力と負荷の消費電力とがバランス状態にあるときには、単独運転の移行時に系統に何ら変化が生じないため、単独運転を検出することができない。
【０００６】
そこで、インバータの出力電圧や周波数に微小な変動を与えておき、単独運転への移行時にその変動が顕著になるのを検出する能動的方式がある。
【０００７】
しかしながら、かかる能動的方式では、系統に複数の分散型電源システムを並列に接続して運転する場合は、上記変動が相殺されて単独運転検出機能が劣化することが懸念されている。
【０００８】
本発明は、上述のような課題に鑑みてなされたものであって、複数の分散型電源システムの並列運転を行う場合に、単独運転の検出に支障がないようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では、上記目的を達成するために、次のように構成している。
【００１０】
本発明の単独運転検出方法は、分散型電源の直流電力をインバータによって交流電力に変換して電力系統ラインの商用電源と連系して負荷に供給する分散型電源システムの単独運転を検出する方法であって、前記インバータを制御して前記商用電源との連系点における前記インバータの出力電流に、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳する一方、前記連系点における系統電圧に含まれる、該系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波に基づいて、単独運転を検出する。
【００１１】
本発明の単独運転検出方法によると、系統電圧の位相と同相あるいは進み位相になるように制御される連系点におけるインバータの出力電流には、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳するので、複数の分散型電源システムを、系統に並列に接続して運転するときに、各分散型電源システムのインバータの出力電流に重畳する高調波電流を、系統電圧の位相に同期させることができ、これによって、複数の分散型電源システムの高調波電流が打ち消し合うことがなく、単独運転検出性能が劣化するのを防止することができる。
【００１２】
本発明の単独運転検出方法の一つの実施態様では、前記ｎ次が偶数次である。この実施態様によると、インバータ出力電流や系統電圧に顕著に含まれる奇数次の高調波ではなく、２次、４次、６次…というような偶数次の高調波を重畳するので、単独運転を高精度で検出することができる。
【００１３】
本発明の単独運転検出方法の他の実施態様では、前記系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波の振幅に基づいて、前記単独運転を検出する。
【００１４】
この実施態様によると、単独運転移行時における系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波の振幅の増大に基づいて、単独運転を検出することができる。
【００１５】
本発明の単独運転検出方法の好ましい実施態様では、前記系統電圧の前記基本波とπ／２［ｒａｄ］位相がずれた成分に基づいて、前記単独運転を検出する。
【００１６】
この実施態様によると、単独運転移行時に、インバータの出力電力と負荷の消費電力とがバランス状態にないときには、所定の力率（力率１または進み力率）とならないか、あるいは、電圧が変動するので、系統電圧の基本波とπ／２［ｒａｄ］位相がずれた成分が増大するか、あるいは、電圧跳躍が生じるので、ｎ次の高調波で単独運転を検出する以前に、単独運転を検出することができる、すなわち、受動的方式で単独運転を検出することができる。
【００１７】
本発明のパワーコンディショナは、分散型電源の直流電力を交流電力に変換するインバータを具備し、前記インバータで変換した交流電力を電力系統ラインの商用電源と連系して負荷に供給するパワーコンディショナであって、前記インバータを制御して、前記商用電源との連系点における前記インバータの出力電流に、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳させる制御手段と、前記連系点における系統電圧に含まれる、該系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波に基づいて、単独運転を検出する検出手段とを備えている。
【００１８】
本発明のパワーコンディショナによると、系統電圧の位相と同相あるいは進み位相になるように制御される連系点におけるインバータの出力電流には、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳するので、複数の分散型電源システムを、系統に並列に接続して運転するときに、各分散型電源システムのインバータの出力電流に重畳する高調波電流を、系統電圧の位相に同期させることができ、これによって、複数の分散型電源システムの高調波電流が打ち消し合うことがなく、単独運転検出性能が劣化するのを防止することができる。
【００１９】
本発明のパワーコンディショナの好ましい実施態様では、前記制御手段は、前記ｎ次が偶数次である前記高調波電流を重畳させ、前記検出手段は、前記系統電圧の基本波の前記ｎ次の高調波の振幅に基づいて、前記単独運転を検出する。
【００２０】
この実施態様によると、単独運転移行時における系統電圧の基本波の偶数次の高調波の振幅の増大に基づいて、単独運転を検出することができる。
【００２１】
本発明の分散型電源システムは、分散型電源と、本発明のパワーコンディショナとを備えている。
【００２２】
本発明の分散型電源システムによると、当該分散型電源システムが、系統に並列に複数接続されているときに、各分散型電源システムのインバータの出力電流に含まれる高調波電流を同期させることができ、これによって、複数の分散型電源システムの高調波電流が打ち消し合うことがなく、単独運転検出性能が劣化するのを防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、系統電圧と同相または進み位相になるように制御される連系点におけるインバータの出力電流には、該出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳するので、複数の分散型電源システムを、系統に並列に接続して運転するときに、各分散型電源システムのインバータの出力電流に含まれる高調波電流を同期させることができ、これによって、複数の分散型電源システムの高調波電流が打ち消し合うことがなく、単独運転検出性能が劣化するのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一つの実施形態に係る分散型電源システムの概略構成図である。
【図２】本発明の他の実施形態に係る分散型電源システムの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面によって本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００２６】
図１は、本発明の一つの実施形態に係るパワーコンディショナを備える分散型電源システムの概略構成図である。
【００２７】
この分散型電源システムは、太陽電池や燃料電池などの分散型電源１と、この分散型電源１からの直流電力を交流電力に変換して、配電用遮断器２を介して柱状トランス３の二次側出力に連系するパワーコンディショナ６とを備えている。柱状トランス３の一次側は、配電線用開閉器４を介して商用電源５に接続されている。
【００２８】
パワーコンディショナ６は、本発明に係る単独運転検出方法を実施するものであって、分散型電源１からの直流電力を、交流電力に変換すると共に、その交流電力を柱状トランス３の二次側出力に連系して負荷７に供給するものである。このパワーコンディショナ６は、基本的に、分散型電源１からの直流電力を交流電力に変換するインバータ８と、インバータ８からの交流電力のリプル成分を除去するフィルタ回路９と、インバータ８の入力電圧ｅdを検出するインバータ入力電圧検出器１０と、インバータ８の出力電流ｉiを検出するインバータ出力電流検出器１１と、系統連系点におけるフィルタ回路９の出力電流である系統出力電流ｉsを検出する系統出力電流検出器１２と、系統連系点の電圧である系統電圧ｅsを検出する系統電圧検出器１３と、各検出器１０〜１３の検出出力等に基づいて、インバータ８のスイッチング制御を行う制御手段１４と、単独運転を検出する検出手段１５と、解列用リレー１６と、該解列用リレー１６のオンオフを制御するコイル及びコイル制御部１７とを備えている。
【００２９】
インバータ８は、例えば、フルブリッジ接続された複数のＩＧＢＴ等のスイッチング素子を含み、制御手段１４からのＰＷＭのスイッチング信号によってスイッチング素子がオンオフされて分散型電源１からの直流電圧ｅdを、直流／交流変換して交流電圧ｅiを出力する。なお、パワーコンディショナ６内でインバータ８の前段には、分散型電源１が、例えば、太陽電池である場合、その直流電圧を昇圧する昇圧回路等を設けることができる。
【００３０】
フィルタ回路９は、リアクトルＬ及びコンデンサＣを含み、インバータ８からのインバータ出力電圧ｅiに対してスイッチング制御に起因するキャリア周波数のリプル成分を平滑することで正弦波状とし、商用電力系統ラインの商用電源５と連系する系統電圧ｅsに波形整形する。
【００３１】
解列用リレー１６は、フィルタ回路９の後段側で、商用電源５との間に接続され、単独運転を検出する検出手段１５の後述の単独運転判定部３１からのリレー解列信号によってコイル及びコイル制御部１７を介してオフされて商用電力系統ラインにおける商用電源５に対してパワーコンディショナ６を解列する。また、この解列用リレー１６は、系統の復電時には、単独運転判定部３１からのリレー復帰信号によってコイル及びコイル制御部１７を介してオンされて商用電力系統ラインにパワーコンディショナ６を接続する。なお、この解列用リレー１６は、インバータ８の入力電圧が、発電が可能な所定電圧以上になったときに、インバータ入力電圧検出器１０の出力に基づいて、コイル及びコイル制御部１７を介してオンされる。
【００３２】
インバータ８を制御する制御手段１４は、インバータ８の入力電圧の目標値ｅd*を生成するインバータ入力電圧目標値生成部１８と、系統出力電流目標値の位相θsを生成する位相生成部１９と、系統出力電流の目標値ｉs*を生成する系統出力電流目標値生成部２０と、インバータの出力電流目標値ｉi1*を生成するインバータ出力電流目標値生成部２１と、フィルタ回路９の出力電流である系統出力電流ｉsに重畳する高調波電流の目標値ｉsn*を生成するインバータ出力電流高調波目標値生成部３２と、インバータ出力電圧目標値ｅi*を生成するインバータ出力電圧目標値生成部２２と、インバータ８内のスイッチング素子をオンオフするためのＰＷＭのスイッチング信号を生成するスイッチング信号生成部２３とを備えている。
【００３３】
系統出力電流目標値の位相θsを生成する位相生成部１９は、後述のように、系統出力電流ｉsが系統電圧ｅsの位相と同相または進み位相、すなわち、所定の力率（力率１または進み力率）になるように系統出力電流目標値の位相θsを生成する。
【００３４】
系統出力電流目標値生成部２０は、インバータ入力電圧目標値生成部１８からの目標入力電圧ｅd*とインバータ入力電圧検出器１０で検出される実際の入力電圧ｅdとに基づいて、系統出力電流ｉsの大きさを決定すると共に、系統出力電流目標値の位相生成部１９からの位相θsによって系統出力電流ｉsの位相を決定して系統出力電流の目標値ｉs*を生成する。具体的には、系統出力電流目標値生成部２０は、系統出力電流の大きさを、目標入力電圧ｅd*と実際の入力電圧ｅdとの差が負であれば大きく、逆に差が正であれば小さく、差がなければ、維持するように系統出力電流目標値ｉs*を生成する。
【００３５】
インバータ出力電流目標値生成部２１は、系統出力電流目標値生成部２０からの系統出力電流目標値ｉs*とインバータ出力電流高調波目標値生成部３２で生成する高調波電流の目標値ｉsn*とを加算し、この加算値と系統出力電流検出器１２で検出される実際の系統出力電流ｉsとの差を増幅してインバータ出力電流目標値ｉi1*を生成する。
【００３６】
インバータ出力電流高調波目標値生成部３２は、系統出力電流の基本波と同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流の目標値Ｉsn*を生成するものであり、この実施形態では、偶数次、例えば、２次の高調波電流の目標値Ｉsn*を生成する。インバータ出力電流ｉiや系統連系点電圧ｅsは、高調波を含むとしても対称波であり、一般的に、基本波と３次、５次、…のような奇数次の高調波を顕著に含んでいるが、２次、４次、６次…というような偶数次の高調波は小さいので、意図的に加える高調波としては、偶数次の高調波は適切である。このインバータ出力電流高調波目標値生成部３２で生成する高調波電流の目標値ｉsn*の振幅は、系統連系規程に、系統出力電流ｉsは、各次電流歪率を３％以下とすることが望ましいとされているので、系統連系中はその定格電流の、例えば、２％としている。
【００３７】
インバータ出力電圧目標値生成部２２は、インバータ出力電流目標値生成部２１からのインバータ出力電流目標値ｉi1*と、インバータ出力電流検出器１１で検出されるインバータ８の実際の出力電流ｉiとの差を増幅し、更に、系統電圧検出器１３からの系統電圧ｅsを加えるフィードフォワード制御を行ってインバータ出力電圧目標値ｅi*を生成する。このように系統電圧検出器１３で検出される系統電圧ｅsを利用してフィードフォワード制御を行うことによって、制御系のゲインを高める必要がないようにしている。
【００３８】
ＰＷＭのスイッチング信号を生成するスイッチング信号生成部２３は、インバータ入力電圧ｅdをパルス幅変調制御して、インバータ出力電圧目標値ｅi*を得るようにインバータ８内のスイッチング素子のオンオフを制御するＰＷＭスイッチング信号を生成する。
【００３９】
このように制御手段１４は、インバータ８を制御して、系統出力電流ｉsに、該系統出力電流ｉsの基本波に同期した、例えば、２次の高調波電流を重畳させる。
【００４０】
単独運転を検出する検出手段１５は、系統電圧ｅsをフーリエ級数に展開し、系統電圧ｅsの基本波に同期した前記ｎ次、この実施形態では、偶数次、例えば、２次の高調波を検出し、その振幅に基づいて、単独運転を検出するようにしている。
【００４１】
この検出手段１５は、系統電圧検出器１３で検出した系統電圧ｅsの基本波の位相θを演算する系統電圧位相演算部２４と、この基本波の位相θに基づいてｃｏｓθを演算するｃｏｓθ演算部２５と、このｃｏｓθと系統電流検出器１２で検出した系統出力電流ｉsとに基づいて、系統出力電流の成分を演算する系統出力電流の成分演算部２６とを備えている。
【００４２】
ここで、系統連系点の電圧である系統電圧ｅsの基本波をＥ1ｓｉｎθとするとき
系統出力電流ｉsの基本波は、ａ1ｓｉｎθ＋ｂ1ｃｏｓθで表され、
【００４３】
【数１】
2012085384.tif 000003
【００４４】
【数２】
2012085384.tif 000004
【００４５】
である。ここで、θ＝ωｔ（ωを一定とするとき）、ω＝２πｆ＝２π（１／Ｔ）であり、Ｔは系統電圧ｅsの基本波の周期であり、系統電圧ｅsをフィルタリングしてゼロクロス点を検出することで求めることができる。系統出力電流の成分演算部２６では、ｃｏｓ成分の係数である上記のｂ1を演算する。
【００４６】
この系統出力電流の成分演算部２６で演算されるｃｏｓθの係数ｂ1は、単独運転判定部３１に与えられると共に、制御手段１４の上述の系統出力電流目標値の位相生成部１９に与えられる。
【００４７】
系統出力電流目標値の位相生成部１９は、この係数ｂ1と系統電圧位相演算部２４からの系統電圧ｅsの基本波の位相θとに基づいて、係数ｂ1がゼロ（ｂ1＝０）、あるいは、正の或る値になるように、すなわち、基本波がＥ1ｓｉｎθである系統電圧ｅsに対して、位相が９０度（π／２ｒａｄ）ずれたｃｏｓ成分がゼロになって系統電圧ｅsと系統出力電流ｉsとが同相（力率１）、あるいは、進み位相（進み力率）、すなわち、所定の力率となるように、系統出力電流目標値の位相θsを生成する。
【００４８】
このｃｏｓ成分の係数ｂ1は、後述のように受動的方式による単独運転検出に用いられるものであって、この係数ｂ1を所定の力率の制御に利用することによって、従来のような複雑なＰＬＬ回路によって所定の力率の制御を行う必要がない。
【００４９】
単独運転を検出する検出手段１５は、更に、系統電圧ｅsの基本波の位相θを前記ｎ倍（この実施形態では、例えば、２倍）するｎθ演算部２７と、ｓｉｎｎθを演算するｓｉｎｎθ演算部２８と、ｃｏｓｎθを演算するｃｏｓｎθ演算部２９と、系統電圧ｅsに含まれるｎ次調波の振幅を演算するｎ次調波演算部３０とを備えている。
【００５０】
ここで、系統電流ｉsには、インバータ出力電流高調波目標値生成部３２が生成するｎ次の高調波電流目標値ｉsn*に起因するｎ次調波電流ｉsnが流れている。この電流によって、系統連系点から商用電源側を見たインピーダンスＺとｉsnにより、系統電圧ｅsには、系統連系時と単独運転時とで異なるｎ次調波ｅsnが含まれている。
【００５１】
ｎ次調波ｅsnは、ａnｓｉｎｎθ＋ｂnｃｏｓｎθで表すことができ、ａn，ｂnは、
【００５２】
【数３】
2012085384.tif 000005
【００５３】
【数４】
2012085384.tif 000006
【００５４】
で求めることができる。更に、ｎ次調波ｅsnの振幅は、
【００５５】
【数５】
2012085384.tif 000007
【００５６】
で求められる。
【００５７】
ｎ次調波演算部３０は、このｎ次調波ｅsnの振幅√（ａn2＋ｂn2）、この実施形態では、例えば、２次の高調波の振幅を演算する。
【００５８】
単独運転を検出する検出手段１５は、系統出力電流の成分演算部２６からの系統出力電流ｉsのｃｏｓθの係数ｂ1と、ｎ次調波演算部３０からの系統電圧ｅsに含まれているｎ次調波ｅsnの振幅に基づいて、単独運転の有無を判定する単独運転判定部３１を備えている。
【００５９】
系統連系時、系統出力電流目標値の位相生成部１９の働きによって系統出力電流ｉsのｃｏｓθの係数ｂ1はゼロ、あるいは、正の或る値になるように、すなわち、所定の力率に制御されている。
【００６０】
このとき系統電源の電力供給が停止して単独運転に移行すると、パワーコンディショナ６の出力電力と負荷の消費電力とがバランス状態にないときには、所定の力率を維持できないか、あるいは、電圧が変動する。所定の力率を維持できないときには、前記係数ｂ1がゼロ、あるいは、正の或る値とならず、急激に増加することになる。単独運転判定部３１は、この係数ｂ1が閾値を越えて増加したときに、単独運転であると判定し、上述のリレー解列信号をコイル及びコイル制御部１７に出力して解列用リレー１６をオフして系統からパワーコンディショナ６を解列すると共に、制御手段１４のスイッチング信号生成部２３のスイッチング信号の生成を停止させてインバータ８の駆動を停止させる。なお、電圧が変動する場合には、後述のようにして電圧跳躍として検出することができる。
【００６１】
このように、所定の力率の制御に用いられる係数ｂ1を利用して受動的方式で単独運転を検出する。
【００６２】
しかしながら、この受動的方式による単独運転の検出では、パワーコンディショナ６の出力電力と負荷の消費電力とがバランス状態にあるときには、単独運転に移行してもｂ1＝０であるので、単独運転を検出することができない。
【００６３】
そこで、この実施形態では、単独運転判定部３１は、ｎ次調波演算部３０からのｎ次の高調波ｅsn、この実施形態では、２次の高調波の振幅√（ａ22＋ｂ22）の増加に基づいて、単独運転の有無を判定する。
【００６４】
系統電圧ｅsに含まれるｎ次調波ｅsnは、系統出力電流ｉsに含まれているｎ次調波ｉsnと、系統連系点から商用電源側を見たインピーダンスＺにより定まる。インピーダンスＺは、等価的に、系統インピーダンスＺｓと負荷インピーダンスＺLが並列接続されて形成されているので、系統連系時は、
Ｚ＝１／｛（１／Ｚｓ）＋（１／ＺL）｝＜Ｚｓ
である。従って、系統連系時のｎ次調波ｅsnは小さい。
【００６５】
一方、単独運転時は、Ｚ＝ＺLとなるが、ＺL＞Ｚｓである。系統の電圧降下が、電源電圧の数十％になることは系統運用上ないことと判断できるので、ＺLはＺｓの９倍程度以上あると考えられる。従って、単独運転時のｎ次調波ｅsnは系統連系時のｎ次調波ｅsnに比べてかなり大きくなる。したがって、ｎ次調波ｅsnの振幅√（ａn2＋ｂn2）が、系統連系時に比べて所定倍以上、例えば、１．５倍以上なったときには、単独運転であると判定することができる。
【００６６】
この実施形態では、単独運転判定部３１は、２次の高調波ｅsnの振幅√（ａ22＋ｂ22）が、系統連系時に比べて、例えば、２倍以上となってその期間が所定期間、例えば、０．５秒以上継続したときに、単独運転であると判定し、リレー解列信号を出力すると共に、制御手段１４のスイッチング信号生成部２３のスイッチング信号の生成を停止させてインバータ８の駆動を停止させる。
【００６７】
この単独運転判定部３１は、２次の高調波ｅsnの振幅√（ａ22＋ｂ22）が、系統連系時に比べて２倍以上になっても、前記０．５秒未満で系統連系時に比べて１．５倍未満となったときには、瞬時停電であると判定し、単独運転とは判定しないようにしている。なお、前記所定期間は、０．５秒に限らず、例えば、０．１秒等であってもよい。
【００６８】
このようにして、パワーコンディショナ６の出力電力と負荷の消費電力とがバランス状態にあるときでも、能動的方式によって単独運転を検出することができる。
【００６９】
しかも、系統電圧の位相と同相または進み位相になるように制御される連系点におけるインバータ８の出力電流に、該出力電流の基本波に同期したｎ次（ｎは整数）の高調波電流を重畳するので、複数の分散型電源システムを、系統に並列に接続するときには、各分散型電源システムの全てのインバータ８が、系統電圧の位相θに同期して２次の高調波電流を重畳することができる、いわゆる、同期式高調波注入が可能となるので、複数の分散型電源システムの高調波電流が打ち消し合うことがなく、単独運転検出性能が劣化するのを防止することができる。
【００７０】
なお、単独運転判定部３１は、単独運転と判定してリレー解列信号を出力した後、系統電圧検出器１３からの系統電圧ｅsが正常電圧に戻ったときには、上記リレー復帰信号をコイル及びコイル制御部１７に出力し、解列用リレー１６をオンすると共に、
制御手段１４のスイッチング信号生成部２３のスイッチング信号の生成を許容し、インバータ８の駆動を許容する。
【００７１】
上述の実施形態では、ｃｏｓ成分の係数ｂ1を用いて受動的方式によって単独運転を検出したけれども、本発明の他の実施形態として、図２に示すように、系統電圧ｅsの基本波の位相θに基づいてｓｉｎθを演算するｓｉｎθ演算部３５を設け、系統出力電流の成分演算部２６ａでは、基本波のｓｉｎ成分の係数である上記ａ1及び基本波の振幅√（ａ12＋ｂ12）を演算し、単独運転判定部３１ａでは、基本波のｓｉｎ成分の係数であるａ1とｃｏｓ成分の係数ｂ1とに基づいて算出される位相の跳躍、または、基本波の振幅√（ａ12＋ｂ12）に基づく電圧の跳躍を検出して単独運転の有無を判定するようにしてもよい。また、ｎ次調波のｓｉｎ成分の係数である、ａn、ｃｏｓ成分の係数ｂnに基づいて単独運転を検出するようにしてもよい。
【００７２】
上述の実施形態では、ｎ次を、２次としたけれども、２次に限らず、４次、６次…の偶数次、あるいは、３次、５次等の奇数次としてもよい。
【００７３】
分散型電源１は、太陽電池や燃料電池に限らず、ガスエンジン、整流器付き風力発電器や水力発電器等の直流を発電するものであればよく、適当な電圧レベルの直流電圧になるように、変換器を有してもよい。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
本発明は、単独運転の検出に有用である。
【符号の説明】
【００７５】
１                    分散型電源
５                    商用電源
６                    パワーコンディショナ
７                    負荷
８                    インバータ
１０                  インバータ入力電圧検出器
１１                  インバータ出力電流検出器
１２                  系統出力電流検出器
１３                  系統電圧検出器
１４                  制御手段
１５                  検出手段
１６                  解列用リレー
２６，２６ａ          系統出力電流の成分演算部
３０                  ｎ次調波演算部
３１，３１ａ          単独運転判定部
３２                  インバータ出力電流高調波生成部
【図１】
2012085384.tif 000008
【図２】
2012085384.tif 000009