(57)【要約】【課題】瞬低の発生をより早く的確に判定することが容易となる電力変換装置を提供する。【解決手段】電力系統に連系し、直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換装置であって、系統電圧の角加速度の情報を取得する角加速度情報取得部と、前記角加速度に基づいて瞬低の発生を判定する系統状態判定部と、を備えた構成とする。【選択図】図３
2013078207.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に連系し、直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換装置であって、
系統電圧の角加速度の情報を得る角加速度情報取得部と、
前記角加速度に基づいて瞬低の発生を判定する系統状態判定部と、
を備えた電力変換装置。
【請求項２】
前記系統状態判定部の判定結果に基づいて前記変換の動作を制御する、動作制御部を備えた請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
電力系統に出力する電流の値が出力電流指令値に対応した値となるように、前記変換が行われる請求項２に記載の電力変換装置であって、
前記動作制御部は、
瞬低が発生したと判定されたとき、予め決められた制限値を超えないように前記出力電流指令値を制限する電力変換装置。
【請求項４】
前記動作制御部は、
電力系統の電圧低下量に応じて前記制限値を決定する請求項３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記系統状態判定部は、
前記角加速度の大きさが予め設定された第１閾値を超えたときに、瞬低が発生したと判定する請求項２から請求項４の何れかに記載の電力変換装置。
【請求項６】
ゲート信号に応じて駆動するインバータを有し、該インバータを用いて前記変換を行う請求項５に記載の電力変換装置であって、
前記動作制御部は、
前記角加速度の大きさが第１閾値を超え、かつ、第１閾値より大きく設定された第２閾値を越えなかった場合には、前記制限値を超えないように前記出力電流指令値を制限し、
前記角加速度の大きさが第２閾値を越えた場合には、前記インバータへの前記ゲート信号の送出を遮断させる電力変換装置。
【請求項７】
単独運転の発生を検知する単独運転検知部を備えた請求項請求項６に記載の電力変換装置であって、
前記角加速度の大きさが第１閾値より小さく設定された第３閾値を超え、かつ、第１閾値を超えなかった場合において、単独運転の発生が検知されたときには、電力系統からの解列が行われるようにする電力変換装置。
【請求項８】
前記動作制御部は、
前記出力電流指令値を制限している際に、前記角加速度の大きさが第３閾値以下となったときには、該出力電流指令値の制限を解除し、
前記ゲート信号の送出を遮断している際に、前記角加速度の大きさが第３閾値以下となったときには、該ゲート信号の送出の遮断を解除する請求項７に記載の電力変換装置。
【請求項９】
単独運転の発生を検知し、該検知の結果に応じて電力系統からの解列が行われるようにする請求項１から請求項６の何れかに記載の電力変換装置であって、
瞬低が発生したと判定されたときには、前記解列を禁止する電力変換装置。
【請求項１０】
前記系統状態判定部は、
系統電圧の角加速度に加えて、系統電圧の周波数、位相、および振幅の少なくとも一つの検出結果にも基づいて、瞬低の発生を判定する請求項１から請求項４の何れかに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電力系統に連系する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電力系統に連系し、直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換装置が利用されている。このような電力変換装置については、系統安定化のための要件が検討されている。
【０００３】
系統安定化のための要件によれば、例えば瞬時電圧低下（以下、「瞬低」と称する）といった過渡的な電力系統の変動に対して、電力変換装置が運転を継続することが要求される。このような事情から電力変換装置においては、瞬低への適切な対応を可能とするため、瞬低の発生を早く的確に判定できることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１５３４３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば系統電圧の値を検出し、この検出結果に基づいて瞬低の発生を判定する従来の方式では、瞬低の発生を早く的確に判定することは容易ではない。
【０００６】
本発明は上述した問題に鑑み、瞬低の発生を早く的確に判定することが容易となる電力変換装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る電力変換装置は、電力系統に連系し、直流電力を交流電力に変換して電力系統に出力する電力変換装置であって、系統電圧の角加速度の情報を取得する角加速度情報取得部と、前記角加速度に基づいて瞬低の発生を判定する系統状態判定部と、を備えた構成とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電力変換装置によれば、瞬低の発生を早く的確に判定することが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１実施形態に係る電力変換装置の構成図である。
【図２】系統電圧の波形に関する説明図である。
【図３】系統状態の判定およびこれに関連する動作に関するフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態に係る電力変換装置の構成図である。
【図５】本発明の第３実施形態に係る電力変換装置の構成図である。
【図６】系統状態の判定条件に関する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の実施形態について、第１実施形態から第３実施形態の各々を例に挙げて、以下に説明する。
【００１１】
１．第１実施形態
［電力変換装置の構成等］
まず第１実施形態について説明する。図１は、第１実施形態に係る電力変換装置１の構成図である。電力変換装置１は、端子Ｔａおよび端子Ｔｂを有しており、端子Ｔａに直流電源（本実施形態では、一例として太陽電池２であるとするが、他の直流電源であっても構わない）が接続されるとともに、端子Ｔｂを介して電力系統３に連系した形態で使用される。
【００１２】
なお太陽電池２は、太陽光の光電変換により得た直流電力を電力変換装置１に出力する。また電力変換装置１は、様々な形態で電力系統３に接続され得る。図１に示す例では、電力変換装置１は、コイル（Ｌ）や抵抗（Ｒ）等を有する電力ラインを介して電力系統３に接続されており、当該電力ラインの正極側と負極側の間には負荷が接続されている。
【００１３】
電力変換装置１は、コンデンサ１１、インバータ１２、連系リレー１３、過電流防止回路１４、および制御装置１５などを備えている。コンデンサ１１は、主に電力の平滑用として設けられており、両端がそれぞれ端子Ｔａの正極側と負極側に接続されている。
【００１４】
インバータ１２は、制御装置１５から受取るゲート信号Ｓｇに応じてスイッチング動作を行うように駆動し、端子Ｔａ側から入力された直流電力を交流電力に変換して、端子Ｔｂ側へ出力する。インバータ１２は、例えば、ゲート信号ＳｇによりＯＮ／ＯＦＦが切替る複数のトランジスタがブリッジ接続され、各スイッチング素子にダイオードが逆並列に接続された構成となっている。
【００１５】
連系リレー１３は、インバータ１２と端子Ｔｂを繋ぐライン上に設けられており、制御装置１５から解列信号Ｓｒを受けたときに、開くように動作する。連系リレー１３が開くと、電力変換装置１は電力系統３から解列することになる。
【００１６】
過電流防止回路１４は、電力変換装置１の出力電流が所定の機器保護レベルを超えたとき、つまり過電流となったときに、過電流防止機能として電力変換装置１の動作を停止（エラー停止）させる。過電流防止機能が作動することにより、過電流から機器を保護することが可能である。
【００１７】
なお、過電流防止機能は機器を保護する上で重要な役割を果すものであるが、過電流防止機能が作動して電力変換装置１の動作が停止した場合には、電力変換装置１の復帰（再起動）には時間が掛かる。そのため電力変換装置１を安定的に動作させる観点からは、過電流防止機能を出来るだけ作動させないように、出力電流が過電流となる状況は未然に回避されることが望ましい。
【００１８】
そこで電力変換装置１は、必要に応じて出力電流指令値の制限やゲートブロックを行い、出力電流が過電流となる状況を出来るだけ回避させるようになっている。この点の詳細については、後述する説明にて明らかとなる。
【００１９】
制御装置１５は、バンドパスフィルタ２１、周波数/位相/振幅算出部２２、座標変換部２３、角加速度算出部２４、系統状態判定部２５、単独運転検知部２６、直流電圧制御部２７、リミッタ２８、有効電流制御部２９、無効電流制御部３０、座標変換部３１、およびゲート信号生成部３２などを有している。
【００２０】
また制御装置１５には、端子Ｔｂ間における交流電圧の検出値（交流電圧検出値ｖｓ）、端子Ｔｂを流れる交流電流の検出値（交流電流検出値ｉｓ）、および、コンデンサ１１の両端間における直流電圧の検出値（直流電圧検出値Ｅｄ）の各々の信号が入力される。制御装置１５は、これらの信号を所定のサンプリング周波数（例えば17.5kHz）でＡＤ変換し、得られたデジタル信号に対して各処理を施すようになっている。
【００２１】
バンドパスフィルタ２１は、交流電圧検出値ｖｓの信号が入力され、この信号に対して高域および低域遮断（バンドパス）のフィルタ処理を施し、周波数/位相/振幅算出部２２へ出力する。なお交流電圧検出値ｖｓは、系統電圧（電力系統３の電圧）の値、或いはこれに応じた値となっている。
【００２２】
周波数/位相/振幅算出部２２は、バンドパスフィルタ２１から受取る交流電圧検出値ｖｓの信号に基づいて、系統電圧の周波数（角速度）ω、位相θ、および振幅Ｖｓを算出（推定）し、算出結果の信号を後段側に送出する。なお周波数/位相/振幅算出部２２は、制御装置１５におけるＡＤ変換の周期ごとに、周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓを算出することが可能となっている。
【００２３】
また算出結果の信号のうち、位相θの信号は座標変換部２３および座標変換部３１へ、周波数ωの信号は角加速度算出部２４および単独運転検知部２６へ、振幅Ｖｓの信号は単独運転検知部２６へ、それぞれ送出される。なお、周波数/位相/振幅算出部２２が行う算出処理の形態は特に限定されるものではなく、例えば、予め適切に設定された算出式やＬＵＴ［Look Up Table］が用いられる形態であっても良い。
【００２４】
座標変換部２３は、位相θの信号を用いて交流電流検出値ｉｓに対する座標変換を行い、有効電流検出値ｉｐ（有効成分）および無効電流検出値ｉｑ（無効成分）を求める。また座標変換部２３は、有効電流検出値ｉｐの信号を有効電流制御部２９へ、無効電流検出値ｉｑの信号を無効電流制御部３０へ、それぞれ送出する。
【００２５】
角加速度算出部２４は、周波数ωの信号に基づいて系統電圧の角加速度ｄω/ｄｔを算出し、算出結果の信号（角加速度ｄω/ｄｔの信号）を系統状態判定部２５へ送出する。
【００２６】
系統状態判定部２５は、角加速度ｄω/ｄｔの信号に基づいて電力系統３の状態（系統状態）を判定し、当該判定の結果を表す系統状態判定信号Ｓｄを、単独運転検知部２６およびリミッタ２８へ送出する。なお系統状態判定部２５は、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜に応じて、系統状態を「通常」、「単独運転」、「瞬低発生（位相跳躍小）」、および「瞬低発生（位相跳躍大）」の何れかに判定するようになっている。
【００２７】
より具体的には、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が所定の閾値Ａ以下である場合には、「通常」と判定され、閾値Ａより大きく閾値Ｂ（閾値Ａより大きい所定値）以下である場合には、「単独運転」（電力変換装置１の単独運転を誘発し得る程度の異常が生じた状態）と判定される。
【００２８】
電力系統３の異常（擾乱）が発生したときには、その影響により、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜は通常より増大する傾向にある。また異常の度合が高いほど、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜はより大きい値となる傾向にある。上述した閾値Ａは、電力変換装置１の単独運転を誘発する程度の異常が生じていない「通常」の系統状態と、電力変換装置１の単独運転を誘発し得る程度の異常が生じている「単独運転」の系統状態と、の判定が良好に行われるように、事前調査等に基づいて適切に設定されている。
【００２９】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｂより大きく閾値Ｃ（閾値Ｂより大きい所定値）以下である場合には、「瞬低発生（位相跳躍小）」（瞬低が発生した状態のうち、位相跳躍の度合が比較的小さい状態）と判定される。なお瞬低は、例えば、残電圧が２０％以下となり、その継続時間が１秒以下である場合を指す。但し、瞬低に該当する場合の電圧低下量や継続時間等の条件は、この内容には限られず、その他の条件とされ得る。
【００３０】
角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が特に大きい場合には、電力変換装置１の単独運転を誘発し得るような系統状態の異常ではなく、落雷等に起因する瞬低が発生した可能性が高いと想定される。上述した閾値Ｂは、「単独運転」の系統状態と、瞬低が発生した「瞬低発生（位相跳躍小）」の系統状態と、の判定が良好に行われるように、事前調査等に基づいて適切に設定されている。
【００３１】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｃより大きい場合には、「瞬低発生（位相跳躍大）」（瞬低が発生した状態のうち、位相跳躍の度合が比較的大きい状態）と判定される。「瞬低発生（位相跳躍大）」の状態は、例えば、位相跳躍の度合が正または負の方向に、ある閾値（例えば３０〜９０degの範囲における何れかの値）を超える場合が該当する。一例としては、系統電圧が図２に示すように１８０degずれた波形となるときの系統状態が、「瞬低発生（位相跳躍大）」に該当する。なお瞬低が発生した状態であって、位相跳躍の度合が当該閾値を超えない場合には、「瞬低発生（位相跳躍小）」が該当する。
【００３２】
また系統状態判定部２５は、系統状態を「瞬低発生（位相跳躍大）」と判定したときは、インバータ１２の動作を停止させるために、ゲート信号生成部３２へゲートブロック信号Ｓｂを送出するようになっている。ゲートブロック信号Ｓｂは、後述するように、ゲート信号Ｓｇの送出の遮断（ゲートブロック）を行うための信号である。
【００３３】
単独運転検知部２６は、周波数ωの信号および振幅Ｖｓの信号に基づく受動的検知方式により、電力変換装置１における単独運転の発生を検知する。なお、単独運転検知部２６が単独運転を検知する具体的な手法は特に限定されず、種々の手法が採用され得る。
【００３４】
単独運転検知部２６は、系統状態判定部２５から「単独運転」の状態を表す系統状態判定信号Ｓｄを受けており、かつ、受動的検知方式により単独運転の発生を検知したときには、連系リレー１３へ解列信号Ｓｒを送出する。このように単独運転検知部２６は、単独運転の発生の検知結果に応じて、電力系統３からの解列が行われるようにする。但し単独運転検知部２６は、「瞬低発生（位相跳躍小）」の状態を表す系統状態判定信号Ｓｄを受けているときには、単独運転の発生の検知結果に関わらず、解列信号Ｓｒを送出しないように設定されている。
【００３５】
直流電圧制御部２７は、直流電圧検出値Ｅｄの信号、および、直流電圧検出値Ｅｄに対する指令値（直流電圧指令値Ｅｄ*）の信号が入力される。なお直流電圧指令値Ｅｄ*は、予め適切に設定されている値である。そして直流電圧制御部２７は、これらの値の差がゼロに近づくようにする信号を、有効電流指令値ｉｐ*（有効電流検出値ｉｐに対する指令値）の信号として生成し、リミッタ２８へ送出する。
【００３６】
リミッタ２８は、系統状態判定部２５から「瞬低発生（位相跳躍小）」の状態を表す系統状態判定信号Ｓｄを受けているときに、入力された有効電流指令値ｉｐ*の信号にその大きさを制限するフィルタ処理を施し、フィルタ処理済の信号を有効電流制御部２９へ出力する。一方、「瞬低発生（位相跳躍小）」の状態を表す系統状態判定信号Ｓｄを受けていないときには、リミッタ２８は、入力された有効電流指令値ｉｐ*の信号をそのまま有効電流制御部２９へ出力する。
【００３７】
なおリミッタ２８が行うフィルタ処理は、有効電流指令値ｉｐ*の大きさが、予め決められた制限値Ｌｉｍを超えないようにする（制限値Ｌｉｍを超えているときには、例えば制限値Ｌｉｍと同値となるように修正する）処理となっている。
【００３８】
有効電流制御部２９は、座標変換部２３から有効電流検出値ｉｐの信号が入力され、リミッタ２８から有効電流指令値ｉｐ*の信号が入力される。そして有効電流制御部２９は、これらの値の差がゼロに近づくようにする信号を、有効電圧指令値ｖｐ*（有効電圧検出値ｖｐに対する指令値）の信号として生成し、座標変換部３１へ送出する。
【００３９】
無効電流制御部３０は、無効電流検出値ｉｑの信号、および、無効電流検出値ｉｑに対する指令値（無効電流指令値ｉｑ*）の信号が入力される。なお無効電流指令値ｉｑ*は、予め適切に設定されている値である。そして無効電流制御部３０は、これらの値の差がゼロに近づくようにする信号を、無効電圧指令値ｖｑ*（無効電圧検出値ｖｑに対する指令値）の信号として生成し、座標変換部３１へ送出する。
【００４０】
座標変換部３１は、位相θの信号を用いて有効電圧指令値ｖｐ*（有効成分）および無効電圧指令値ｉｑ*（無効成分）に対する座標変換を行い、交流電圧指令値ｖｓ*を求める。また座標変換部３１は、交流電圧指令値ｖｓ*の信号をゲート信号生成部３２へ送出する。
【００４１】
ゲート信号生成部３２は、交流電圧指令値ｖｓ*に応じたデューティ比のパルス信号をゲート信号Ｓｇとして生成し、インバータ１２へ送出する。ゲート信号生成部３２はこのようにして、インバータ１２のＰＷＭ［Pulse Width Modulation］制御を行うようになっている。
【００４２】
またゲート信号生成部３２は、ゲートブロック信号Ｓｂを受けているときには、ゲート信号Ｓｇを例えばローレベルに固定する。これにより、系統状態判定部２５からゲートブロック信号Ｓｂが送出されているときには、ゲートブロックが行われる。すなわちインバータ１２の駆動は停止されて、インバータ１２の出力が遮断される。なおゲートブロック信号Ｓｂの送出が解除されたときには、ゲートブロックは解除され、ゲート信号生成部３２は、インバータ１２を駆動するためのゲート信号Ｓｇの送出を再開する。
【００４３】
［電力変換装置の動作等］
電力変換装置１は、基本的動作として、太陽電池２から受ける直流電力をインバータ１２によって交流電力に変換し、この交流電力を電力系統３に出力する動作を行う。
【００４４】
また制御装置１５は、これまでに説明した通り、各種の検出値（ｖｓ、ｉｓ、Ｅｄ）および予め設定された各指令値（Ｅｄ*、ｉｑ*）等に基づいて、交流電圧指令値ｖｓ*を算出し、ゲート信号Ｓｇを生成することによってインバータ１２を制御する。交流電圧指令値ｖｓ*は、インバータ１２の操作量に相当している。
【００４５】
なお制御装置１５は、電力変換装置１の出力を電力系統３の電力状態に合わせるように、交流電圧指令値ｖｓ*を算出するものとなっている。なお、交流電圧指令値ｖｓ*の算出過程において求められる有効電流指令値ｉｐ*は、電力変換装置１が出力する電流の指令値（出力電流指令値）に相当する。インバータ１２による電力の変換は、電力系統３に出力する電流の値が出力電流指令値に対応した値となるように、行われることとなる。
【００４６】
そして更に制御装置１５は、系統電圧の角加速度ｄω/ｄｔに基づいて系統状態を判定し、当該判定の結果に応じて電力変換装置１の動作を制御するようになっている。ここで、系統状態の判定およびこれに関連する動作の流れについて、図３のフローチャートを参照しながら以下に説明する。
【００４７】
角加速度算出部２４によって系統電圧の角加速度ｄω/ｄｔが算出されると（ステップＳ１１）、系統状態判定部２５は、その角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜を閾値（閾値Ａ〜閾値Ｃ）と比較することにより、系統状態を判定する（ステップＳ１２〜Ｓ１４）。
【００４８】
角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａ（第３閾値）より大きく（ステップＳ１２のＹ）、かつ、閾値Ｂ（第１閾値）以下である場合（ステップＳ１３のＮ）、系統状態が「単独運転」と判定される。このように判定されたときには、制御装置１５の動作形態は「単独運転対応モード」となる（ステップＳ１５）。
【００４９】
「単独運転対応モード」では、「単独運転」を表す系統状態判定信号Ｓｄが単独運転検知部２６に入力される。これにより単独運転検知部２６は、受動的検知方式により単独運転を検知すると、解列信号Ｓｒを出力する。これにより電力変換装置１を電力系統３から解列させ、単独運転を解消させることが可能である。
【００５０】
なお単独運転検知部２６は、「単独運転」を表す系統状態判定信号Ｓｄが入力されたとき（すなわち、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａを超え、かつ、閾値Ｂ以下であったとき）には、それだけで単独運転が発生したと判定し、解列信号Ｓｒを出力するようになっていても構わない。この場合には、系統状態が「単独運転」と判定されると、直ちに解列信号Ｓｒが出力され、電力変換装置１は電力系統３から解列する。
【００５１】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｂより大きく（ステップＳ１３のＹ）、かつ、閾値Ｃ（第２閾値）以下である場合（ステップＳ１４のＮ）、系統状態が「瞬低発生（位相跳躍小）」と判定される。このように判定されたときには、制御装置１５の動作形態は「第１瞬低対応モード」となる（ステップＳ１６）。
【００５２】
「第１瞬低対応モード」では、「瞬低発生（位相跳躍小）」を表す系統状態判定信号Ｓｄがリミッタ２８に入力されることにより、リミッタ２８は出力電流指令値（有効電流指令値ｉｐ*）の信号に対して、その大きさを制限するフィルタ処理を施すようになる。これにより、瞬低が発生したと判定されたときには、制限値Ｌｉｍを超えないように出力電流指令値が制限され、電力変換装置１の出力電流の大きさが抑えられることになる。その結果、過電流防止回路１４による過電流防止機能が作動することを、出来るだけ回避することが可能となる。
【００５３】
また、「瞬低発生（位相跳躍小）」を表す系統状態判定信号Ｓｄが単独運転検知部２６に入力されることにより、単独運転検知部２６は、受動的検知方式による単独運転の発生の検知結果に関わらず、解列信号Ｓｒを出力しない状態となる。これにより、瞬低の発生に起因した不要な解列を、未然に回避することが可能となる。このように単独運転検知部２６は、瞬低が発生したと判定されたときには、単独運転の発生の検知結果に関わらず、解列を禁止する（解列が行われないようにする）。
【００５４】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｃより大きい場合（ステップＳ１４のＹ）、系統状態が「瞬低発生（位相跳躍大）」と判定される。このように判定されたときには、制御装置１５の動作形態は「第２瞬低対応モード」となる（ステップＳ１７）。
【００５５】
「第２瞬低対応モード」では、系統状態判定部２５がゲートブロック信号Ｓｂを送出することにより、インバータ１２においてゲートブロックが行われることになる。これにより、電力変換装置１の出力電流が抑えられ、過電流防止回路１４による過電流防止機能が作動することを、出来るだけ回避することが可能となる。
【００５６】
なお「瞬低発生（位相跳躍大）」の場合には、「瞬低発生（位相跳躍小）」の場合に比べて電力系統３の異常の度合が高く、その影響を受けて、出力電流の異常が大きいものとなり易い。そのため「第２瞬低対応モード」では、ゲートブロックの実行により出力電流がほぼゼロとなるようにして、「第１瞬低対応モード」の場合に比べて出力電流がより強く抑えられるようになっている。
【００５７】
また単独運転検知部２６は、「瞬低発生（位相跳躍大）」を表す系統状態判定信号Ｓｄが入力された場合にも、受動的検知方式による単独運転の検知に関わらず、解列信号Ｓｒを出力しないように設定されていても構わない。これにより「第２瞬低対応モード」においても、瞬低の発生に起因した不要な解列を、未然に回避することが可能となる。
【００５８】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａ以下である場合（ステップＳ１２のＮ）、系統状態が「通常」と判定される。このように判定されたときには、制御装置１５の動作形態は「通常モード」となる（ステップＳ１８）。
【００５９】
「通常モード」では、出力電流指令値の制限やゲートブロック信号Ｓｂの送出がなされることなく、制御装置１５は通常通りの動作を行う。なお「第１瞬低対応モード」から「通常モード」に移行したときには、これまで行われていた出力電流指令値の制限は解除される。すなわち、出力電流指令値が制限されている際に、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａ以下となったときには、この出力電流指令値の制限は解除される。
【００６０】
また「第２瞬低対応モード」から「通常モード」に移行したときには、これまで行われていたゲートブロック信号Ｓｂの送出が停止され、ゲートブロックは解除される。すなわち、ゲート信号Ｓｇの送出が停止されている際に、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａ以下となったときには、ゲート信号Ｓｇの送出の遮断は解除される。このように「通常モード」となった場合には、系統状態が通常の状態に復帰したとみなされ、制御装置１５の動作形態は通常の形態に回復する。
【００６１】
なお上述した一連の動作（ステップＳ１１〜Ｓ１８）は、電力変換装置１が電力系統３から解列した場合等を除き、制御装置１５におけるＡＤ変換の周期、或いはこれに準じた周期ごとに繰り返される。そのため制御装置１５は、非常に短い周期で系統状態を判定し、この判定結果に適応した動作を行うことが可能である。
【００６２】
また単独運転検知部２６が解列信号Ｓｒを出力する条件等は、上述した形態には限られない。例えば単独運転検知部２６は、受動的検知方式により単独運転を検知した際には基本的に解列信号Ｓｒを出力することとし、例外的に瞬低が発生したと判定された場合には、当該検知結果に関わらず解列信号Ｓｒを出力しないようにしても良い。これにより、瞬低の発生に起因した不要な解列を、未然に回避することが可能となる。
【００６３】
２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、電力系統３の電圧低下量に応じて制限値Ｌｉｍが決定される点などを除き、基本的には第１実施形態と同等である。以下の説明では、第１実施形態と異なる部分の説明に重点を置き、第１実施形態と同等の部分については説明を省略することがある。
【００６４】
図４は、第２実施形態に係る電力変換装置１ａの構成図である。電力変換装置１ａが有する制御装置１５には、制限値決定部３５が設けられている。
【００６５】
制限値決定部３５は、系統状態判定部２５から系統状態判定信号Ｓｄが入力されるとともに、周波数/位相/振幅算出部２２から系統電圧の振幅Ｖｓの信号が入力される。そして制限値決定部３５は、「瞬低発生（位相跳躍小）」の系統状態判定信号Ｓｄを受けているときに、振幅Ｖｓの信号に基づいて制限値Ｌｉｍを決定し、決定した制限値Ｌｉｍの信号をリミッタ２８に送出する。
【００６６】
より具体的には、制限値決定部３５は、振幅Ｖｓの信号に基づいて電力系統３の電圧低下量を認識し、この電圧低下量が大きい程、制限値Ｌｉｍをより厳しい値（より小さい値）に決定する。なお制限値Ｌｉｍの決定に際しては、例えば、予め適切に設定された算出式やＬＵＴが用いられるようにしても良い。上述したように制限値決定部３５は、瞬低が発生したと判定されたときに、電力系統３の電圧低下量に応じて制限値Ｌｉｍを決定するようになっている。
【００６７】
またリミッタ２８は、制限値決定部３５から制限値Ｌｉｍの信号を受けているときに、入力された有効電流指令値ｉｐ*の信号にその大きさを制限するフィルタ処理を施して、フィルタ処理済の信号を有効電流制御部２９へ出力する。一方、制限値Ｌｉｍの信号を受けていないときには、リミッタ２８は、入力された有効電流指令値ｉｐ*の信号をそのまま有効電流制御部２９へ出力する。なお第１実施形態の場合と同様、リミッタ２８が行うフィルタ処理は、有効電流指令値ｉｐ*の大きさが制限値Ｌｉｍを超えないようにする処理である。
【００６８】
電力系統３の電圧低下量が大きいときは、その分、系統電圧等の異常の度合が高く、電力変換装置１の動作が不安定になり易いと想定される。そのため過電流防止回路１４による過電流防止機能の作動を極力回避させるにあたっては、電力系統３の電圧低下量が大きい程、有効電流指令値ｉｐ*の大きさをより十分に制限する必要がある。第２実施形態の電力変換装置１ａによれば、このような趣旨に沿って、制限値Ｌｉｍを適切に設定することが可能である。
【００６９】
３．第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。なお第３実施形態は、系統状態の判定手法などを除き、基本的には第２実施形態と同等である。以下の説明では、第２実施形態と異なる部分の説明に重点を置き、第２実施形態と同等の部分については説明を省略することがある。
【００７０】
図５は、第３実施形態に係る電力変換装置１ｂの構成図である。電力変換装置１ｂが有する系統状態判定部２５は、系統電圧の角加速度ｄω/ｄｔの信号が入力されるとともに、周波数/位相/振幅算出部２２から、系統電圧の周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓの各信号が入力されるようになっている。
【００７１】
そして系統状態判定部２５は、角加速度ｄω/ｄｔに加えて、周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓにも基づいて、系統状態の判定（瞬低の発生の判定を含む）を行うようになっている。なお系統状態判定部２５が、これらの情報に基づいてどのような手順で系統状態を判定するかについては、様々な形態が採用され得る。系統状態の判定手順の具体例については、例えば以下に示す第１の例から第３の例が挙げられる。
【００７２】
第１の例では、図６に示す各判定条件を用いて系統状態が判定される。なお図６に示す各判定条件は、系統状態の項目（「通常」、「単独運転」、「瞬低発生（位相跳躍小）」、「瞬低発生（位相跳躍大）」）ごとに、各パラメータ（角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜、周波数ω、位相θ、振幅Ｖｓ）の判定条件が設定されたものである。
【００７３】
第１の例によれば、例えば、角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａ以下であり、周波数ωに基準値を超える変化が無く、位相θの跳躍が無く、振幅Ｖｓが通常の１００％であれば、系統状態が「通常」と判定される。
【００７４】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａより大きく閾値Ｂ以下であり、周波数ωに基準値を超える変化が有り、位相θの跳躍が０〜Ｘの範囲にあり、振幅Ｖｓが０％であれば、系統状態が「単独運転」と判定される。
【００７５】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｂより大きく閾値Ｃ以下であり、周波数ωに基準値を超える変化が有り、位相θの跳躍がＸ〜Ｙの範囲にあり、振幅Ｖｓが０〜１００％であれば、系統状態が「瞬低発生（位相跳躍小）」と判定される。
【００７６】
また角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｃより大きく、周波数ωに基準値を超える変化が有り、位相θの跳躍がＹ〜１８０degの範囲にあり、振幅Ｖｓが０〜１００％であれば、系統状態が「瞬低発生（位相跳躍大）」と判定されるようにする。なお上記においてＸおよびＹは、０＜Ｘ＜Ｙ＜１８０degを満たすように予め設定された値である。例えば、Ｘは１０〜３０degの範囲における何れかの値であり、Ｙは３０〜９０degの範囲における何れかの値である。
【００７７】
また全パラメータの判定条件を満たす項目が無い場合、系統状態は、最も多くのパラメータの判定条件を満たす項目に判定されるようにしても良い。この場合、例えば角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ａ以下であり、周波数ωに基準値を超える変化が無く、位相θの跳躍が無く、振幅Ｖｓが１００％未満であれば、系統状態は、３個のパラメータ（角加速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜、周波数ω、位相θ）の判定条件が満たされる「通常」と判定される。
【００７８】
また第２の例では、周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓの各々に対して、所定の瞬低判定条件が設定される。そして、周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓの何れもが瞬低判定条件を満たしている状況において、角速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｂより大きく閾値Ｃ以下であれば「瞬低発生（位相跳躍小）」と判定され、角速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜が閾値Ｃを超えていれば「瞬低発生（位相跳躍大）」と判定されるようにする。
【００７９】
また第３の例では、角速度の大きさ｜ｄω/ｄｔ｜、周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓの重み付けを考慮した相加平均が算出され、この算出結果に基づいて系統状態が判定されるようにする。
【００８０】
なお系統状態判定部２５は、角加速度ｄω/ｄｔに加えて、周波数ω、位相θ、および振幅Ｖｓの全てではなく、これらのうちの何れか一つ或いは二つに基づいて、系統状態を判定するようになっていても良い。第３実施形態の電力変換装置１ｂによれば、角加速度ｄω/ｄｔだけではなく、更に系統電圧に関する他の情報にも基づくことにより、系統状態をより精度良く判定することが可能である。
【００８１】
４．その他
以上に説明した通り、本実施形態に係る電力変換装置は、電力系統３に連系し、直流電力を交流電力に変換して電力系統３に出力するものであって、系統電圧の角加速度ｄω/ｄｔの情報を得る角加速度情報取得部（周波数/位相/振幅算出部２２や角加速度算出部２４など）と、角加速度ｄω/ｄｔに基づいて瞬低の発生を判定する系統状態判定部（系統状態判定部２５など）と、を備えている。なお本実施形態では、系統状態が「瞬低発生（位相跳躍小）」或いは「瞬低発生（位相跳躍大）」と判定されたときが、瞬低の発生が判定されたときに相当する。
【００８２】
このように本実施形態に係る電力変換装置は、角加速度ｄω/ｄｔに基づいて瞬低の発生を判定するため、瞬低の発生を早く的確に判定することが容易となっている。
【００８３】
例えば、系統電圧のゼロクロスのタイミングから周波数や位相を検出し、この検出結果に基づいて瞬低の発生を判定する方式では、系統電圧波形の半周期の間に生じた瞬低を検知することは難しく、また、瞬低の発生を判定するタイミングが遅れ易いという問題がある。しかし本実施形態に係る電力変換装置によれば、系統電圧波形の半周期よりも短い間隔で角加速度ｄω/ｄｔの情報を取得し、瞬低の発生を判定することが可能であるため、このような問題が起こり難くなっている。
【００８４】
また本発明の構成は、上記実施形態のほか、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えることが可能である。すなわち、上記実施形態は、全ての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の技術的範囲は、上記実施形態の説明ではなく、特許請求の範囲によって示されるものであり、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内に属する全ての変更が含まれると理解されるべきである。
【符号の説明】
【００８５】
１、１ａ、１ｂ    電力変換装置
２    太陽電池
３    電力系統
１１    コンデンサ
１２    インバータ
１３    連系リレー
１４    過電流防止回路
１５    制御装置
２１    バンドパスフィルタ
２２    周波数/位相/振幅算出部
２３    座標変換部
２４    角加速度算出部
２５    系統状態判定部
２６    単独運転検知部
２７    直流電圧制御部
２８    リミッタ
２９    有効電流制御部
３０    無効電流制御部
３１    座標変換部
３２    ゲート信号生成部
３５    制限値決定部
【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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