(57)【要約】      （修正有）【課題】動作確認試験にあたって作業負荷を軽減することを可能とする。【解決手段】系統連系用インバータ１は、系統電源を保護するための系統保護動作を行う系統保護機能部７と、動作確認試験時に、系統電源の異常の種別を表す系統保護種別のうちのいずれかの選択を操作者から受け付ける発生系統保護選択部５と、動作確認試験時に、系統保護機能部に系統保護動作をさせるための保護指示を操作者から受け付ける系統保護任意動作部６と、を備える。系統保護機能部は、系統保護任意動作部によって保護指示を受け付けると、発生系統保護選択部で受け付けた選択に基づいて系統保護動作を行う。【選択図】図１
2016167917.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電装置によって発電された電力を系統電源に供給する系統連系用インバータであって、
前記系統電源を保護するための系統保護動作を行う系統保護機能部と、
動作確認試験時に、前記系統電源の異常の種別を表す系統保護種別のうちのいずれかの選択を操作者から受け付ける発生系統保護選択部と、
前記動作確認試験時に、前記系統保護機能部に前記系統保護動作をさせるための保護指示を操作者から受け付ける系統保護任意動作部と、を備え、
前記系統保護機能部は、前記系統保護任意動作部によって前記保護指示を受け付けると、前記発生系統保護選択部で受け付けた前記選択に基づいて前記系統保護動作を行うことを特徴とする系統連系用インバータ。
【請求項２】
請求項１に記載の系統連系用インバータにおいて、
前記系統保護機能部が前記系統保護動作を行うと、前記系統保護種別を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする系統連系用インバータ。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の系統連系用インバータにおいて、
前記発電装置によって発電された電力を交流電力に変換する電力変換部を備え、
前記系統保護機能部は、前記発生系統保護選択部によって受け付けた前記選択に係る前記系統保護種別が「過電圧」、「電圧不足」、「周波数上昇」、「周波数低下」、又は「単独運転検出（能動的方式）」である場合、前記発電装置を前記系統電源から解列するべく系統保護動作を行い、前記系統保護種別が「単独運転検出（受動的方式）」である場合、前記電力変換部の動作を停止させるべく系統保護動作を行うことを特徴とする系統連系用インバータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、発電装置によって発電された電力を系統電源に供給する系統連系用インバータに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、社会全体としての省電力の要請、及び電力利用者の経済性に関する要求が高まっている。そして、これらのことを背景として、太陽光、風力、及び水力等のエネルギーを利用して電力を発電する発電装置の普及が進んでいる。また、このような発電装置を商用電源（以下、系統電源という）に連系し、発電装置によって発電された電力を系統電源へ供給することがある。
【０００３】
このように、発電装置により発電された電力を系統電源に供給する場合において、系統電源に異常があった場合、系統電源を保護することが要求されている。そのために、図４に示す従来の系統連系用インバータシステム１１のように、系統連系用インバータ１４が発電装置１３によって発電した電力を交流電力に変換して、変換した交流電力を系統電源１２に供給している。さらに、系統連系用インバータ１４は、系統電源１２が過電圧又は電圧不足になったり、周波数上昇や低下が発生したりした場合に、系統連系インバータ１４が備える系統保護機能部１５が系統電源１２を保護するための系統保護動作を行う。また、系統電源１２に停電が発生した場合も、系統保護機能部１５が系統保護動作を行う。
【０００４】
例えば、特許文献１に記載の発明は、太陽光による発電装置を系統電源に連系するにあたって用いられる系統保護機能を備える系統連系用インバータが、負荷への出力電圧の周波数変動に基づいて系統電源の停電を判断することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献２には、系統保護機能を備える系統連系用インバータが、系統電源の電圧を連系点で常に監視し、その電圧の位相に跳躍と電圧異常とが発生したときに運転を停止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１０−３３６９０３号公報
【特許文献２】特開２０００−９２７１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１及び２に記載の系統連系用インバータを系統電源に連系させる前に、系統保護機能部の動作を確認する動作確認試験を行う必要がある。この動作確認試験において、系統保護機能部を動作させるために、系統連系用インバータに疑似電源装置及び電源シミュレータ等の外部装置を接続し、系統連系用インバータに疑似電源を入力するための設定をするという作業が必要となり、その作業負荷が高くなっている。
【０００８】
したがって、かかる点に鑑みてなされた本発明の目的は、動作確認試験時に、作業負荷を軽減することを可能とする系統連系用インバータを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の課題を解決するため、本発明に係る系統連系用インバータは、発電装置によって発電された電力を系統電源に供給する系統連系用インバータであって、前記系統電源を保護するための系統保護動作を行う系統保護機能部と、動作確認試験時に、前記系統電源の異常の種別を表す系統保護種別のうちのいずれかの選択を操作者から受け付ける発生系統保護選択部と、前記動作確認試験時に、前記系統保護機能部に前記系統保護動作をさせるための保護指示を操作者から受け付ける系統保護任意動作部と、を備え、前記系統保護機能部は、前記系統保護任意動作部によって前記保護指示を受け付けると、前記発生系統保護選択部で受け付けた前記選択に基づいて系統保護動作を行うことを特徴とする。
【００１０】
また、本発明に係る系統連系用インバータにおいて、前記系統保護機能部が系統保護動作を行うと、前記系統保護種別を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る系統連系用インバータにおいて、前記発電装置によって発電された電力を交流電力に変換する電力変換部を備え、前記系統保護機能部は、前記発生系統保護選択部によって受け付けた前記選択に係る前記系統保護種別が「過電圧」、「電圧不足」、「周波数上昇」、「周波数低下」、又は「単独運転検出（能動的方式）」である場合、前記発電装置を前記系統電源から解列するべく系統保護動作を行い、前記系統保護種別が「単独運転検出（受動的方式）」である場合、前記電力変換部の動作を停止させるべく系統保護動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、動作確認試験時の作業負荷を軽減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係る系統連系用インバータシステムの機能構成図である。
【図２】図１に示す系統保護機能部が系統保護動作に係る系統保護種別ごとの要件を示す図である。
【図３】図１に示す系統保護機能部が系統保護動作に係る系統保護種別ごとの要件の詳細の一例を示す図である。
【図４】従来の系統連系用インバータシステムの機能構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図１〜３を用いて説明する。
【００１５】
＜＜系統連系用インバータシステムの機能構成＞＞
まず、図１を用いて、本実施形態の系統連系用インバータシステム１の機能構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る系統連系用インバータシステム１の機能構成図である。
【００１６】
系統連系用インバータシステム１は、発電装置３によって発電された電力を商用電源である系統電源２に供給するシステムであり、図１に示されるように発電装置３及び系統連系用インバータ４を備える。
【００１７】
発電装置３は、太陽光、風力、及び水力等を利用して電力を発生させる装置である。
【００１８】
系統連系用インバータ４は、発電装置３が発電した電力を、系統に応じた電圧及び周波数の交流電力に変換し、変換した交流電力を系統電源２に対して出力する。また、系統連系用インバータ４は、系統連系規定において定められる系統保護種別ごとの所定の要件にしたがって、系統電源２を保護するための系統保護動作を行う。系統保護種別とは、系統保護動作を行うべき系統電源２の異常の種別である。
【００１９】
系統連系用インバータ４は、発生系統保護選択部５、系統保護任意動作部６、系統保護機能部７、及び表示部８を備える。
【００２０】
発生系統保護選択部５は、発電装置３が系統電源２に連系される前に行われる系統連系用インバータ４の動作確認試験時に、系統保護機能部７が行う系統保護動作に係る系統保護種別のうちのいずれかの選択を操作者から受け付ける。
【００２１】
系統保護任意動作部６は、系統保護機能部７が系統保護動作を行うための、操作者からの保護指示を受け付ける。
【００２２】
図２に示すように、例えば、系統保護種別の「過電圧」は、「連系運転中、系統電圧が基準電圧を超えている」ことで、この場合の所定の要件は、図３に整定値として示すように、系統電源２において、基準電圧４００Ｖの１１５％である電圧４６０Ｖの電圧が０．５秒間、発生することである。また、この整定値は、整定範囲に示すように、電圧を基準電圧の１００．１％〜１３０．０％に、発生する時間を０〜５秒間に設定することができる。連系運転中においては、このような場合、系統保護機能部７が、系統保護動作を行う。なお、連系運転中とは、系統連系用インバータ４が系統電源２と連系して運転している最中のことを表す。
【００２３】
また、系統保護種別の「電圧不足」は、「連系運転中、系統電圧が基準電圧より不足している」ことで、この場合の所定の要件は、図３に整定値として示すように、系統電源２において、基準電圧４００Ｖの８５％である電圧３４０Ｖの電圧が０．５秒間、発生することである。また、この整定値は、整定範囲に示すように、電圧を基準電圧の７０％〜９９％に、発生する時間を０〜５秒間に設定することができる。連系運転中においては、このような場合、系統保護機能部７が系統保護動作を行う。
【００２４】
また、系統保護種別の「周波数上昇」は、「連系運転中、系統周波数が基準周波数より上昇している」ことで、この場合の所定の要件は、図３に整定値として示すように、系統電源２において、基準周波数（６０Ｈｚとする）より１Ｈｚ高い周波数６１Ｈｚの電力が０．５秒間、発生することである。また、この整定値は、整定範囲に示すように、周波数を基準周波数より０．１〜９．９Ｈｚ高く、発生する時間を０〜５秒間に設定することができる。連系運転中においては、このような場合、系統保護機能部７が系統保護動作を行う。
【００２５】
また、系統保護種別の「周波数低下」は、「連系運転中、系統周波数が基準周波数より低下している」ことで、この場合の所定の要件は、図３に整定値として示すように、系統電源２において、基準周波数より１Ｈｚ低い周波数５９Ｈｚの電力が０．５秒間、発生することである。また、この整定値は、整定範囲に示すように、周波数を基準周波数より０．１〜９．９Ｈｚ低く、発生する時間を０〜５秒間に設定することができる。連系運転中においては、このような場合、系統保護機能部７が系統保護動作を行う。
【００２６】
また、系統保護種別の「単独運転検出（能動的方式）」は、「連系運転中、能動方式により交流電源の停電を検出」することで、この場合の所定の要件は、図３に整定値として示すように、系統電源２の周波数の変動が０．４Ｈｚで０．５秒間、検出されることである。また、この整定値は、整定範囲に示すように、周波数を０．０１〜９．９９Ｈｚに、発生する時間を０．００１〜９．９９９秒間に設定することができる。連系運転中においては、このような場合、系統保護機能部７が系統保護動作を行う。
【００２７】
また、系統保護種別の「単独運転検出（受動的方式）」は「連系運転中、受動方式により交流電源の停電を検出」することで、この場合の所定の要件は、図３に整定値として示すように、系統電源２の電力に４度の位相跳躍が０．３秒間、検出されることである。また、この整定値は、整定範囲に示すように、位相跳躍を０．５〜２０度に、発生する時間を０〜２秒間に設定することができる。連系運転中においては、このような場合、系統保護機能部７が系統保護動作を行う。
【００２８】
なお、所定の要件に係る前述の電圧及び周波数は一例であり、系統連系規定等に応じて、所定の要件に係る電圧及び周波数を設定することができる。
【００２９】
系統保護機能部７は、連系運転中において、系統電源２の電圧及び周波数を検出し、検出した電圧及び周波数が所定の要件を満たす場合に、系統保護動作を行う。また、系統保護機能部７は、動作確認試験時に、操作者による保護指示を受け付けると、操作者による選択に基づいて系統保護動作を行う。系統保護機能部７は、電圧・周波数検出部７１、系統異常検出部７２、及び制御部７３を備える。
【００３０】
電圧・周波数検出部７１は、連系運転中に系統電源２の電圧及び周波数を検出する。
【００３１】
系統異常検出部７２は、連系運転中に電圧・周波数検出部７１によって検出された電圧及び周波数に基づいて系統電源２の異常を検出する。具体的には、系統異常検出部７２は、電圧・周波数検出部７１によって検出された電圧及び周波数が前述の所定の要件を満たすか否かを判定し、所定の要件を満たす場合に系統電源２の異常を検出する。
【００３２】
制御部７３は、連系運転中に、系統異常検出部７２によって系統電源２の異常が検出された場合、系統保護動作を行う。また、制御部７３は、動作確認試験時に、系統保護任意動作部６によって保護指示が受け付けられると、発生系統保護選択部５によって選択された系統保護種別に基づいて系統保護動作を行う。
【００３３】
具体的には、制御部７３は、発生系統保護選択部５によって選択された系統保護種別が「過電圧」、「電圧不足」、「周波数上昇」、「周波数低下」、又は「単独運転検出（能動的方式）」である場合、発電装置３を系統電源２から解列させるべく系統保護動作を行う。また、発生系統保護選択部５によって選択された系統保護種別が「単独運転検出（受動的方式）」である場合、発電装置３が発電した電力を交流電力に変換する、不図示の電力変換部の動作を、所定の時間、停止させるべく系統保護動作を行う。
【００３４】
表示部８は、制御部７３が動作確認試験時に系統保護動作を行うと、その系統保護動作に係る系統保護種別を表示する。
【００３５】
以上のように、本実施形態に記載された系統連系用インバータシステム１では、動作確認試験時に、系統保護任意動作部６が系統保護機能部７に系統保護動作をさせるための保護指示を操作者から受け付けると、発生系統保護選択部５によって受け付けられた選択に基づいて、系統保護機能部７が系統保護動作を行う。そのため、動作確認試験時に、操作者が疑似電源装置及び電源シミュレータ等の外部装置を系統連系用インバータ４に接続し、系統連系用インバータに疑似電源を入力するための設定をするという作業を行うことなく、系統連系用インバータシステム１の系統保護機能部７が動作することが可能となる。したがって、動作確認試験時に、操作者の作業負荷を軽減することが可能となる。
【００３６】
また、系統保護機能部７が系統保護動作を行うと、表示部８が系統保護種別を表示するため、操作者は系統保護動作が行われたことを確認することができる。したがって、動作確認試験時に、操作者の作業負荷を軽減することが可能となる。
【００３７】
上述の実施形態は代表的な例として説明したが、本発明の趣旨及び範囲内で、多くの変更及び置換ができることは当業者に明らかである。したがって、本発明は、上述の実施形態によって制限するものと解するべきではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。例えば、実施形態に記載の複数の構成ブロックを１つに組み合わせたり、あるいは１つの構成ブロックを分割したりすることが可能である。
【符号の説明】
【００３８】
１    系統連系用インバータシステム
２    系統電源
３    発電装置
４    系統連系用インバータ
５    発生系統保護選択部
６    系統保護任意動作部
７    系統保護機能部
８    表示部
１１  系統連系用インバータシステム
１２  系統電源
１３  発電装置
１４  系統連系用インバータ
１５  系統保護機能部
７１  電圧・周波数検出部
７２  系統異常検出部
７３  制御部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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