(57)【要約】【課題】分散型電源の単独運転を的確に検出する。【解決手段】単独運転検出装置は、無効電力ステップ注入部５４、周波数フィードバック部５３、及び高調波注入部５６を有している。無効電力ステップ注入部５４は、分散型電源３１から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータ部４１が、電力系統３２から切り離されて単独運転を行う時に、ステップ注入発生条件が満たされていれば、インバータ部４１から電力系統側へ、無効電力をステップ状に注入して系統周波数を急変させる。周波数フィードバック部５３は、系統周波数の変化率に比例して無効電力の注入を増大させて、系統周波数の変化を拡大することにより、系統周波数の異常を生じさせて単独運転を検出させる。高調波注入部５６は、電力系統側へ高調波電流を注入し、電力系統３２の停電時における高調波電圧の変化により、ステップ注入発生条件を満足させて、無効電力の注入を行わせる。【選択図】図１
2016012971.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
分散型電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ部が、電力系統から切り離されて単独運転を行う時に、無効電力をステップ状に注入するためのステップ注入発生条件が満たされていれば、前記インバータ部から前記電力系統側へ、前記無効電力をステップ状に注入して系統周波数を急変させる第１ステップと、
前記系統周波数の変化率に比例して前記無効電力の注入を増大させて、前記系統周波数の変化を拡大することにより、前記系統周波数の異常を生じさせて前記単独運転を検出させる第２ステップと、
を有する単独運転検出方法において、
前記電力系統側へ高調波電流を注入し、前記電力系統の停電時における高調波電圧の変化により、前記ステップ注入発生条件を満足させて、前記第１ステップを実行させることを特徴とする単独運転検出方法。
【請求項２】
前記電力系統側の変圧器の励磁電流における高調波成分の位相角に合わせて、前記高調波電流の注入を行うことを特徴とする請求項１記載の単独運転検出方法。
【請求項３】
前記電力系統は、単相系統又は三相系統であり、
前記高調波電流は、３次、５次又は７次高調波電流である、
ことを特徴とする請求項１又は２記載の単独運転検出方法。
【請求項４】
前記電力系統は、三相系統であり、
前記高調波電流は、５次高調波電流であり、
空間ベクトル回転座標系上のｄ軸電流指令ｉｄｒｅｆとｑ軸電流指令ｉｑｒｅｆとに対し、下記式のｄ軸高調波指令ｉ６９とｑ軸高調波指令ｉ７０とをそれぞれ加算して、前記５次高調波電流の注入を行うことを特徴とする請求項２記載の単独運転検出方法。
ｉ６９＝ｉｄｒｅｆ×ｋ×（（ｃｏｓ（６φｐｌｌ）×ｃｏｓ（φｅｘ）−ｓｉｎ（６φｐｌｌ）×ｓｉｎ（φｅｘ））
ｉ７０＝−ｉｄｒｅｆ×（（ｓｉｎ（６φｐｌｌ）×ｃｏｓ（φｅｘ）＋ｃｏｓ（６φｐｌｌ）×ｓｉｎ（φｅｘ））
但し、ｋ；係数    
φｐｌｌ；系統周波数に同期した同期信号
φｅｘ；高調波成分の位相角
【請求項５】
前記高調波電圧の変化を検出し、規定値以上、前記ステップ注入発生条件を満たさない場合には前記高調波電流の注入量を増加させることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の単独運転検出方法。
【請求項６】
分散型電源から供給される直流電力を交流電力に変換するインバータ部が、電力系統から切り離されて単独運転を行う時に、無効電力をステップ状に注入するためのステップ注入発生条件が満たされていれば、前記インバータ部から前記電力系統側へ、前記無効電力をステップ状に注入して系統周波数を急変させる無効電力ステップ注入手段と、
前記系統周波数の変化率に比例して前記無効電力の注入を増大させて、前記系統周波数の変化を拡大することにより、前記系統周波数の異常を生じさせて前記単独運転を検出させる周波数フィードバック手段と、
を有する単独運転検出装置において、
前記電力系統側へ高調波電流を注入し、前記電力系統の停電時における高調波電圧の変化により、前記ステップ注入発生条件を満足させて、前記無効電力の注入を行わせる高調波注入手段、
を設けたことを特徴とする単独運転検出装置。
【請求項７】
前記高調波注入手段は、
前記電力系統側の変圧器の励磁電流における高調波成分の位相角に合わせて、前記高調波電流の注入を行うことを特徴とする請求項６記載の単独運転検出装置。
【請求項８】
前記電力系統は、三相系統であり、
前記高調波電流は、５次高調波電流であり、
前記高調波注入手段は、
空間ベクトル回転座標系上のｄ軸電流指令ｉｄｒｅｆとｑ軸電流指令ｉｑｒｅｆとに対し、下記式のｄ軸高調波指令ｉ６９とｑ軸高調波指令ｉ７０とをそれぞれ加算して、前記５次高調波電流の注入を行うことを特徴とする請求項７記載の単独運転検出装置。
ｉ６９＝ｉｄｒｅｆ×ｋ×（（ｃｏｓ（６φｐｌｌ）×ｃｏｓ（φｅｘ）−ｓｉｎ（６φｐｌｌ）×ｓｉｎ（φｅｘ））
ｉ７０＝−ｉｄｒｅｆ×（（ｓｉｎ（６φｐｌｌ）×ｃｏｓ（φｅｘ）＋ｃｏｓ（６φｐｌｌ）×ｓｉｎ（φｅｘ））
但し、ｋ；係数    
φｐｌｌ；系統周波数に同期した同期信号
φｅｘ；高調波成分の位相角
【請求項９】
直流電力を供給する分散型電源と、
前記分散型電源の系統連系に用いられ、前記直流電力を交流電力に変換するインバータ部と、
請求項６〜８のいずれか１項記載の単独運転検出装置と、
を備える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、分散型電源が電力系統から切り離されて単独運転しているか否かを検出する単独運転検出方法、単独運転検出装置及び分散型電源システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
パワーコンディショナ（以下「ＰＣＳ」という。）は、太陽電池等の分散型電源で発電した直流（以下「ＤＣ」という。）電力を交流（以下「ＡＣ」という。）電力に変換するインバータ部を有し、分散型電源を電力系統（例えば、商用電力系統）に連系させて使用するために、周波数や電圧を電力系統に適合させる装置である。
【０００３】
例えば、電力系統の停電時に、ＰＣＳがその電力系統から遮断（解列）されない状態で単独運転を継続していると、本来無電圧であるべき電力系統が充電されることとなる。この場合、保安や、電力供給の信頼度確保の面から問題を生ずる恐れがあるため、分散型電源の単独運転状態を検出し、ＰＣＳを停止させる必要があるので、単独運転検出装置が、ＰＣＳの内部あるいは外部に設けられる。単独運転検出方法や単独運転検出装置に関しては、特許文献１〜４、及び非特許文献１等に記載されている。
【０００４】
単独運転検出方法には、受動的方式と能動的方式とがある。受動的方式は、単独運転移行時の発電出力と負荷の不平衡による電圧位相や周波数等の急変を検出する方式であり、電圧位相跳躍検出方式、３次高調波電圧歪み急増検出方式、及び周波数変化率検出方式の３方式が一般的である。これに対し、能動的方式は、ＰＣＳの制御系や外部に付加した負荷等により、常時、電圧や周波数に変動を与えておき、単独運転移行時に顕著になるその変動を検出する方式であり、周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、有効電力変動方式、無効電力変動方式、及び負荷変動方式が一般的である。周波数シフト方式は、ＰＣＳ内の発信器等に周波数バイアスを与えておき、単独運転移行時に現れる周波数変動を検出する方式である。無効電力変動方式は、分散型電源の出力に周期的な無効電力を与え、単独運転移行後に発生する周波数変動を検出する方式である。
【０００５】
単独運転検出装置としては、検出速度及び保護の信頼性の面から、受動的検出方式と能動的検出方式とを各１方式以上組み合わせて適用することが、一般社団法人日本電機工業会の系統連系規定上に定められている。単独運転能動的検出方式として、ステップ注入付周波数フィードバック方式が規格化され、それに準拠して単独運転検出を行う必要がある。ステップ注入付周波数フィードバック方式は、前記系統連系規定に記載されているように、周波数偏差に応じた無効電力を注入することで、周波数を更にシフトさせて単独運転を検出する周波数シフト方式であり、単独運転の高速検出が可能、不要動作がない、他方式との相互干渉がない、注入する無効電力による電力系統への影響が小さい等の特徴がある。
【０００６】
図２は、非特許文献１に記載された従来の分散型電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【０００７】
分散型電源システムは、太陽電池等の分散型電源１と電力系統（例えば、商用電力系統）２とを備え、この分散型電源１と電力系統２との間に、ＰＣＳ３が接続されている。電力系統２からＰＣＳ３の間には、図示しないが、高圧配電線（例えば、ＡＣ６６００Ｖ）を遮断する遮断器、高圧電力を低圧電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ又はＡＣ２００Ｖ）に降圧して低圧配電線へ供給する柱上の変圧器（以下「トランス」という。）、及びその低圧配電線に接続された負荷等が設けられている。
【０００８】
ＰＣＳ３は、ステップ注入付周波数フィードバック方式の単独運転検出装置を備えた装置であり、例えば、ハードウェア部１０とソフトウェア部２０とにより構成されている。ハードウェア部１０は、分散型電源１から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータ部１１と、このインバータ部１１の出力側と電力系統２との間に設けられた周波数検出回路２２ａ、基本波電圧計測回路２４ａ、及び高調波電圧計測回路２４ｂと、を有している。インバータ部１１は、例えば、スイッチング電源装置により構成されている。ソフトウェア部２０は、例えば、中央処理装置（以下「ＣＰＵ」という。）により実行されるものであり、インバータ部１１のスイッチング動作を制御する電流制御処理部２１と、単独運転検出装置と、を有している。
【０００９】
単独運転検出装置は、大きく分けて、系統周波数計測部２２と、無効電力注入部である周波数フィードバック部２３と、無効電力ステップ注入部２４と、単独運転検出部２５と、の４つの制御部により構成されている。
【００１０】
系統周波数計測部２２は、周波数偏差の演算に用いる周波数を計測するものであり、ハードウェア部１０内に設けられた周波数検出回路２２ａと、ソフトウェア部２０内に設けられた周波数計測処理部２２ｂ及び位相差計測同期処理部２２ｃと、を有している。周波数フィードバック部２３は、系統周波数の偏差から、注入する無効電力を演算し、周波数シフトを促す機能を有している。この周波数フィードバック部２３は、ソフトウェア部２０内に設けられ、周波数の移動平均を算出する第１移動平均算出部２３ａ及び第２移動平均算出部２３ｂと、周波数の偏差を算出する周波数偏差算出部２３ｃと、フィードバック量である無効電力注入量を算出する無効電力注入量算出部２３ｄと、加算部２３ｅと、を有している。
【００１１】
無効電力ステップ注入部２４は、単独運転発生時においても、ＰＣＳ３の出力電力及び負荷のバランス状態によって、周波数偏差が微小の条件において、周波数シフトを促すために無効電力をステップ注入する機能を有している。この無効電力ステップ注入部２４は、ハードウェア部１０内に設けられた基本波電圧計測回路２４ａ及び高調波電圧計測回路２４ｂと、ソフトウェア部２０内に設けられた基本波電圧算出部２４ｃ、高調波電圧算出部２４ｄ、ステップ注入発生条件判定部２４ｅ、及びステップ注入量算出部２４ｆと、を有している。
【００１２】
単独運転検出部２５は、系統周波数の変化によって単独運転の発生の有無を判定するものであり、能動的方式の単独運転検出判定部２５ａ、及び受動的方式の単独運転検出判定部２５ｂを有している。
【００１３】
このような系統周波数計測部２２、周波数フィードバック部２３、無効電力ステップ注入部２４、及び単独運転検出部２５により構成される単独運転検出装置では、以下のように動作する。
【００１４】
ＰＣＳ３と負荷の無効電力アンバランス状態において、電力系統２の停電後、周波数が変化するため、周波数フィードバック部２３により、その周波数変化を検出して無効電力を注入し、周波数変化を正帰還させる。周波数変化が大きくなり、単独運転検出条件に達した場合は、単独運転検出部２５によって単独運転を検出する。又、ＰＣＳ３の出力電力と負荷のバランス状態において、電力系統２側に設けられた図示しない柱上トランスにおける励磁電流の影響により、ＡＣ電圧の高調波歪みが変化する。そのため、無効電力ステップ注入部２４により、その高調波歪みの変化を検出して、周波数を低下させるように無効電力を注入する。周波数が変化した後、周波数フィードバック部２３が動作するため、単独運転検出部２５によって単独運転を検出できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１５】
【特許文献１】特開２００９−４４９１０号公報（特許第５０５０７２３号公報）
【特許文献２】特開２０１０−２１３５２９号公報
【特許文献３】特開２０１０−２１３５３０号公報
【特許文献４】特開２０１２−１９６０２０号公報
【非特許文献】
【００１６】
【非特許文献１】日本電機工業会規格ＪＥＭ１４９８「ステップ注入付周波数フィードバック方式（太陽光発電用パワーコンディショナの標準形能動的単独運転検出方式）」２０１２．８．２７制定
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかしながら、従来の単独運転検出方法及び単独運転検出装置では、負荷電流に対して柱上トランスの励磁電流が少ないとき、高調波歪みの変化が少ないので、通常のＡＣ電圧の高調波歪みの変動と区別できない。そのため、無効電力ステップ注入部２４によるステップ注入が動作しない可能性がある。この場合に、周波数が殆ど変化せず、単独運転検出部２５において単独運転検出不感帯の可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明の単独運転検出方法は、分散型電源から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータ部が、電力系統から切り離されて単独運転を行う時に、無効電力をステップ状に注入するためのステップ注入発生条件が満たされていれば、前記インバータ部から前記電力系統側へ、前記無効電力をステップ状に注入して系統周波数を急変させる第１ステップと、前記系統周波数の変化率に比例して前記無効電力の注入を増大させて、前記系統周波数の変化を拡大することにより、前記系統周波数の異常を生じさせて前記単独運転を検出させる第２ステップと、を有している。そして、前記電力系統側へ高調波電流を注入し、前記電力系統の停電時における高調波電圧の変化により、前記ステップ注入発生条件を満足させて、前記第１ステップを実行させることを特徴とする。
【００１９】
本発明の単独運転検出装置は、分散型電源から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータ部が、電力系統から切り離されて単独運転を行う時に、無効電力をステップ状に注入するためのステップ注入発生条件が満たされていれば、前記インバータ部から前記電力系統側へ、前記無効電力をステップ状に注入して系統周波数を急変させる無効電力ステップ注入手段と、前記系統周波数の変化率に比例して前記無効電力の注入を増大させて、前記系統周波数の変化を拡大することにより、前記系統周波数の異常を生じさせて前記単独運転を検出させる周波数フィードバック手段と、を有している。そして、前記電力系統側へ高調波電流を注入し、前記電力系統の停電時における高調波電圧の変化により、前記ステップ注入発生条件を満足させて、前記無効電力の注入を行わせる高調波注入手段を設けたことを特徴とする。
【００２０】
本発明の分散型電源システムは、ＤＣ電力を供給する分散型電源と、前記分散型電源の系統連系に用いられ、前記ＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータ部と、前記単独運転検出装置と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の単独運転検出方法、単独運転検出装置及び分散型電源システムによれば、インバータ部の出力電流に比例して、電力系統側のトランスの励磁電流における高調波成分に同期した高調波電流をインバータ部の出力側に注入し、電力系統が停電した時の高調波歪み変化に対してステップ注入発生条件を満足させる。これにより、インバータ部の出力電力と負荷のバランス状態においても、ステップ注入動作が行われ、コストの増加や発電量への影響を招くことなく、分散型電源の単独運転を的確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明の実施例１における分散型電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図２】図２は従来の分散型電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【図３】図３は図１中のステップ注入発生条件（高調波電圧変動）を示す図である。
【図４】図４は図１中のステップ注入発生条件（基本波電圧変動）を示す図である。
【図５】図５は本発明の実施例２の分散型電源システムにおける電流制御処理部及び高調波注入部の構成例を示す概略の機能ブロック図である
【図６】図６は本発明の実施例３の分散型電源システムにおける電流制御処理部及び高調波注入部の構成例を示す概略の機能ブロック図である
【図７】図７は本発明の実施例４における分散型電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２４】
（実施例１の分散型電源システムの構成）
図１は、本発明の実施例１における分散型電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図である。図３は、図１中のステップ注入発生条件（高調波電圧変動）を示す図である。更に、図４は、図１中のステップ注入発生条件（基本波電圧変動）を示す図である。
【００２５】
図１に示すように、本実施例１の分散型電源システムは、太陽電池等の分散型電源３１と電力系統（例えば、商用電力系統）３２とを備え、この分散型電源３１と電力系統３２との間に、ＰＣＳ３３が接続されている。電力系統３２からＰＣＳ３３の間には、図示しない高圧配電線（例えば、ＡＣ６６００Ｖ）を遮断する遮断器、高圧電力を低圧電力（例えば、ＡＣ１００Ｖ又は２００Ｖ）に降圧して低圧配電線へ供給する柱上のトランス３４、その低圧配電線に接続された負荷３５、及び連系点３６等が設けられている。連系点３６には、図示しない他のＰＣＳが並列に接続されている。
【００２６】
ＰＣＳ３３は、従来と同様に、ステップ注入付周波数フィードバック方式の単独運転検出装置を備えた装置であり、例えば、ハードウェア部４０とソフトウェア部５０とにより構成されている。ハードウェア部４０は、分散型電源３１から供給されるＤＣ電力をＡＣ電力に変換するインバータ部４１と、このインバータ部４１の出力側と連系点３６との間に接続されたインダクタ４２、コンデンサ４３及び連系スイッチ４４と、この連系スイッチ４４の連系点３６側に並列に接続された周波数検出回路５２ａ、基本波電圧計測回路５４ａ、及び高調波電圧計測回路５４ｂと、を有している。インバータ部４１は、例えば、スイッチング電源装置により構成されている。ソフトウェア部５０は、例えば、ＣＰＵにより実行されるものであり、インバータ部４１のスイッチング動作を制御する電流制御処理部５１と、単独運転検出装置と、を有している。
【００２７】
単独運転検出装置は、従来と同様の系統周波数計測部５２、周波数フィードバック手段としての無効電力注入部である周波数フィードバック部５３、無効電力ステップ注入手段としての無効電力ステップ注入部５４、及び単独運転検出部５５の４つの制御部と、新たに追加された高調波注入手段としての高調波注入部５６と、により構成されている。
【００２８】
系統周波数計測部５２は、周波数偏差の演算に用いる周波数を計測するものであり、ハードウェア部４０内に設けられた周波数検出回路５２ａと、ソフトウェア部５０内に設けられた周波数計測処理部５２ｂ及び位相差計測同期処理部５２ｃと、を有している。周波数検出回路５２ａは、インバータ部４１側の出力電圧から周波数を計測する回路である。周波数計測処理部５２ｂは、計測された周波数を処理して処理結果を出力する回路である。更に、位相差計測同期処理部５２ｃは、前記処理結果に基づき、位相差計測の同期処理を行って同期信号φｐｌｌを出力する回路である。
【００２９】
周波数フィードバック部５３は、系統周波数の偏差から、注入する無効電力を演算し、周波数シフトを促す機能を有している。この周波数フィードバック部５３は、ソフトウェア部５０内に設けられた第１移動平均算出部５３ａ、第２移動平均算出部５３ｂ、周波数偏差算出部５３ｃ、無効電力注入量算出部５３ｄ、及び加算部５３ｅにより構成されている。
【００３０】
第１移動平均算出部５３ａ及び第２移動平均算出部５３ｂは、周波数計測処理部５２ｂの処理結果に基づいて、周波数の第１及び第２移動平均を算出し、第１及び第２移動平均算出結果を出力するものである。周波数偏差算出部５３ｃは、第１及び第２移動平均算出結果に基づいて、周波数の偏差を算出するものである。無効電力注入量算出部５３ｄは、算出された周波数の偏差に基づいて、フィードバック量である無効電力注入量ｐ５３ｄを算出するものである。更に、加算部５３ｅは、算出された無効電力注入量ｐ５３ｄと、無効電力ステップ注入部５４で算出された無効電力のステップ注入量ｓ５４ｆと、を加算して注入するための無効電力指令ｐ５３ｅを出力するものである。
【００３１】
無効電力ステップ注入部５４は、単独運転発生時においても、ＰＣＳ３３の出力電力及び負荷３５のバランス状態によって、周波数偏差が微小の条件において、周波数シフトを促すために無効電力をステップ注入する機能を有している。この無効電力ステップ注入部５４は、ハードウェア部４０内に設けられた基本波電圧計測回路５４ａ及び高調波電圧計測回路５４ｂと、ソフトウェア部５０内に設けられた基本波電圧算出部５４ｃ、高調波電圧算出部５４ｄ、ステップ注入発生条件判定部５４ｅ、及びステップ注入量算出部５４ｆと、を有している。
【００３２】
基本波電圧計測回路５４ａは、インバータ部４１側の出力電圧から基本波電圧を計測する回路である。高調波電圧計測回路５４ｂは、インバータ部４１側の出力電圧から高調波電圧を測定する回路である。基本波電圧算出部５４ｃは、計測された基本波電圧を演算して基本波電圧を算出するものである。高調波電圧算出部５４ｄは、計測された高調波電圧の内、例えば、２次〜７次以上の高調波電圧に基づき、離散フーリエ解析等の演算を行って高調波電圧を算出するものである。
【００３３】
ステップ注入発生条件判定部５４ｅは、周波数計測処理部５２ｂの処理結果、算出された基本波電圧、及び、算出された高調波電圧に基づき、無効電力をステップ状に注入するためのステップ注入発生条件の判定を行うものである。ステップ注入発生条件は、次の第１条件及び第２条件の２つである。
【００３４】
第１条件：周波数偏差が±０．０１Ｈｚ以内（即ち、周波数不感帯０．０１Ｈ以下）である。
【００３５】
第２条件：高調波電圧及び基本波電圧を監視し、高調波電圧が図３のステップ注入発生条件（高調波電圧変動）を満たす、又は、基本波電圧が図４のステップ注入発生条件（基本波電圧変動）を満たすことである。
【００３６】
ステップ注入量算出部５４ｆは、ステップ注入発生条件判定部５４ｅの判定結果に基づき、無効電力のステップ注入量ｓ５４ｆを算出して加算部５３ｅへ与えるものである。無効電力のステップ注入は、次の第１〜第４による。
【００３７】
第１：注入時間は、３サイクル以下とする。
第２：注入量は、上限を０．１ｐ．ｕ．（＝１ｐｅｒ  ｕｎｉｔ）とする。
第３：無効電力は、ＰＣＳ３３から見て電流位相を遅らせる方向に注入する（周波数は低下方向）。
第４：無効電力のステップ注入は、前記ステップ注入発生条件を満たしてから系統周波数（周期）の半サイクル以内に行う。
【００３８】
単独運転検出部５５は、系統周波数の変化によって単独運転の発生の有無を判定するものであり、能動的方式の単独運転検出判定部５５ａ、及び受動的方式の単独運転検出判定部５５ｂを有している。
【００３９】
高調波注入部５６は、例えば、有効電流指令ｉｄｒｅｆに基づいて高調波制御指令ｉ５６を生成し、この高調波制御指令ｉ５６を電流制御処理部５１に与えて、インバータ部４１の出力電流に高調波電流を注入し、電力系統３２の停電時における高調波歪み変化に対してステップ注入発生条件を満足させ、ＰＣＳ３３の出力電力と負荷３５のバランス状態においても無効電力のステップ注入を動作させ、単独運転を確実に検出できるようにする機能を有している。この高調波注入部５６は、有効電流指令ｉｄｒｅｆに対して乗算する係数ｋ（例えば、１％位）と、その乗算結果を入力するｎ次高調波注入部５６ａと、を有している。ｎ次高調波注入部５６ａは、係数ｋが乗算された有効電流指令ｉｄｒｅｆ×ｋと、系統周波数計測部５２から出力される同期信号φｐｌｌと、を入力し、高調波制御指令ｉ５６を生成して電流制御処理部５１へ与えるものである。
【００４０】
ＰＣＳ制御は、インバータ部４１の出力電流を有効電流成分と無効電流成分とに分けて出力制御を行っている。高調波注入部５６に入力される有効電流指令ｉｄｒｅｆは、ＡＣ電圧と同位相の電流成分であり、無効電流は、ＡＣ電圧と９０°位相ずれの電流成分である。通常、有効電流に比べて無効電流が小さいので、その有効電流が、インバータ部４１の出力電流と略同等レベルの信号になる。
【００４１】
高調波注入部５６では、高調波歪み率への影響を一定にするために、有効電流指令ｉｄｒｅｆに係数ｋを乗算し、その有効電流指令ｉｄｒｅｆに比例した高調波歪みを持った高調波電流の注入を行っている。ｎ次高調波注入部５６ａにおける「ｎ」は、高調波の次数（即ち、ＡＣ周波数の倍数）であり、規格として、ステップ注入発生条件は２〜７次高調波を使用しているため、ｎ＝２〜７になる。制御性の観点からは、次数の低い方が制御し易いので、次数の低い方が望ましい。トランス３４として、単相トランス３４Ｂを使用した場合は、この励磁電流に３次、５次及び７次の高調波成分が含まれており、三相トランス３４Ａを使用した場合は、この励磁電流に５次及び７次の高調波成分が含まれている。そのため、トランス３４として単相トランス３４Ｂを使用する場合は、高調波注入部５６により、３次高調波電流の注入を行い、三相トランス３４Ｂを使用する場合は、高調波注入部５６により、５次高調波電流の注入を行うようにしている。
【００４２】
（実施例１の分散型電源システムの動作）
図１の分散型電源システムにおいて、負荷３５に対して分散型電源３１の電力供給能力が大きい場合、分散型電源３１から出力されたＤＣ電力は、電流制御処理部５１のスイッチング制御により、インバータ部４１にてＡＣ電力に変換される。変換されたＡＣ電力は、インダクタ４２、コンデンサ４３、連系スイッチ４４及び連系点３６を経由して、負荷３５へ供給される。分散型電源３１の余剰電力は、トランス３４等を経由して電力系統３２へ逆潮流される。負荷３５に対して分散型電源３１の電力供給が不足する場合は、電力系統３２から供給されたＡＣ電力が、トランス３４等を経由して負荷３５へ供給（潮流）される。電力系統３２の不測の停電時又は作業停電時には、単独運転検出部５５によってＰＣＳ３３の単独運転状態が検出され、この検出結果に基づいて連系スイッチ４４がオフ状態になり、分散型電源３１が電力系統３２から解列（遮断）されて、分散型電源３１の単独運転が防止される。
【００４３】
分散型電源３１の単独運転は、以下のようにして検出される。
ＰＣＳ３３の出力電力と負荷３５の無効電力アンバランス状態において、電力系統３２の停電後、周波数が変化するため、周波数検出回路５２ａ及び周波数計測処理部５２ｂを介して、周波数フィードバック部５３により、その周波数変化が検出されて無効電力指令ｐ５３ｅが求められる。求められた無効電力指令ｐ５３ｅが電流制御処理部５１に与えられ、この電流制御処理部５１により、無効電力がインバータ部４１の出力電力に注入され、周波数変化が正帰還される。これにより、周波数変化が大きくなり、単独運転検出部５５内の単独運転検出条件に達した場合は、その単独運転検出部５５によって単独運転が検出される。又、ＰＣＳ３３の出力電力と負荷３５のバランス状態において、電力系統３２側に設けられたトランス３４における励磁電流の影響により、ＡＣ電圧の高調波歪みが変化する。そのため、第１ステップにおいて、無効電力ステップ注入部５４により、その高調波歪みの変化が検出されて、周波数を低下させるようなステップ注入量ｓ５４ｆが算出され、加算部５３ｅを通して無効電力指令ｐ５３ｅが生成される。生成された無効電力指令ｐ５３ｅが電流制御処理部５１に与えられ、この電流制御処理部５１により、無効電力がインバータ部４１の出力電力へ注入される。第２ステップにおいて、周波数が変化した後、周波数フィードバック部５３が動作するため、単独運転検出部５５によって単独運転を検出できる。
【００４４】
しかし、負荷電流に対してトランス３４の励磁電流が少ないとき、高調波歪みの変化が少ないので、通常のＡＣ電圧の高調波歪みの変動と区別できない。そのため、無効電力ステップ注入部５４による無効電力のステップ注入が動作しない。この場合に、周波数が殆ど変化せず、単独運転検出部５５において単独運転の検出ができない恐れがある。これを防止するために、本実施例１では、高調波注入部５６を設けている。
【００４５】
高調波注入部５６において、有効電流指令ｉｄｒｅｆが入力されると、この有効電流指令ｉｄｒｅｆに対して係数ｋが乗算されて、ｎ次高調波注入部５６ａへ与えられる。ｎ次高調波注入部５６ａでは、位相差計測同期処理部５２ｃから与えられる同期信号φｐｌｌと、係数ｋが乗算された有効電流指令ｉｄｒｅｆ×ｋと、に基づいてｎ次高調波電流の高調波制御指令ｉ５６を生成し、電流制御処理部５１に与える。この電流制御処理部５１により、ｎ次高調波電流がインバータ部４１の出力電流へ注入される。注入されるｎ次高調波電流は、電力系統３２及びトランス３４が単相の場合は、３次高調波電流であり、その電力系統３２及びトランス３４が三相の場合は、５次高調波電流である。
【００４６】
このようなｎ次高調波電流がインバータ部４１の出力電流に注入されると、電力系統停電時におけるインバータ部４１の出力電力に高調波電圧変化（即ち、高調波歪み変化）が生じ、無効電力ステップ注入部５４内のステップ注入発生条件判定部５４ｅのステップ注入発生条件が満足される。そのため、無効電力ステップ注入部５４が動作し、この無効電力ステップ注入部５４から無効電力のステップ注入量ｓ５４ｆが出力される。出力されたステップ注入量ｓ５４ｆは、加算部５３ｅによって無効電力指令ｐ５３ｅに加算され、電流制御処理部５１により、無効電力がインバータ部４１の出力電力に注入される。これにより、単独運転検出部５５にて分散型電源３１の単独運転を的確に検出できる。
【００４７】
（実施例１の効果）
本実施例１によれば、高調波注入部５６により、インバータ部４１の出力電流に比例して、電力系統側のトランス３４の励磁電流における高調波成分に同期した高調波電流を、電流制御処理部５１を介してインバータ部４１の出力側に注入し、電力系統３２が停電した時の高調波歪み変化に対してステップ注入発生条件判定部５４ｅのステップ注入発生条件を満足させるようにしている。これにより、インバータ部４１の出力電力と負荷３５のバランス状態においても、無効電力ステップ注入部５４による無効電力のステップ注入動作が行われ、コストの増加や発電量への影響を招くことなく、単独運転検出部５５によって分散型電源３１の単独運転を的確に検出することができる。
【実施例２】
【００４８】
（実施例２の構成）
図５は、本発明の実施例２の分散型電源システムにおける電流制御処理部及び高調波注入部の構成例を示す概略の機能ブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００４９】
本実施例２では、図１の柱上のトランス３４が、三相出力ＡＣ２００Ｖのトランス３４Ａにて構成されている。これに対応して、図１の高調波注入部５６が５次高調波注入部５６Ａで構成されている。本実施例２のインバータ制御は、空間ベクトル回転座標系上で制御演算を行う構成になっている。
【００５０】
本実施例２の系統周波数計測部５２は、図１の周波数検出回路５２ａに対応する電圧計測用のトランス５２ｄと、図１の周波数計測処理部５２ｂに対応する電圧計測回路５２ｅと、図１の位相差計測同期処理部５２ｃに対応するフェーズ・ロックド・ループ（以下「ＰＬＬ」という。）制御部５２ｆと、を有している。トランス５２ｄ及び電圧計測回路５２ｅは、連系スイッチ４４の出力電圧に対応した電圧を計測して電力系統電圧の位相θ（ｔ）を求め、ＰＬＬ制御部５２ｆへ与えるものである。ＰＬＬ制御部５２ｆは、ＰＬＬ制御によって位相θ（ｔ）に同期した同期信号φｐｌｌを生成し、この同期信号φｐｌｌを５次高調波注入部５６Ａ及び電流制御処理部５１Ａへ与えるものである。
【００５１】
５次高調波注入部５６Ａは、トランス３４Ａの励磁電流における高調波成分の位相の逆位相（１８０°位相差）φｅｘに合わせて、５次の高調波電流制御信号を含めたｄ軸制御指令としての有効電流指令ｉ５６ａと、ｑ軸制御指令としての無効電流指令ｉ５６ｂと、を電流制御処理部５１Ａへ与えるものである。励磁電流における高調波成分の位相は、例えば、代表的なトランス特性を測定して求めている。５次高調波注入部５６Ａは、同期信号φｐｌｌの６倍の正弦波ｓｉｎ（６・φｐｌｌ）の値を求める正弦波生成部６１と、同期信号φｐｌｌの６倍の余弦波ｃｏｓ（６・φｐｌｌ）の値を求める余弦波生成部６２と、を有している。正弦波生成部６１の出力側には、正弦波変換部６３及び余弦波変換部６４が接続されている。余弦波生成部６２の出力側にも、正弦波変換部６５及び余弦波変換部６６が接続されている。
【００５２】
正弦波変換部６３は、正弦波生成部６１の出力値を逆位相φｅｘの正弦波ｓｉｎ（φｅｘ）の値に変換するものである。余弦波変換部６４は、正弦波生成部６１の出力値を逆位相φｅｘの余弦波ｃｏｓ（φｅｘ）の値に変換するものである。正弦波変換部６５は、余弦波生成部６２の出力値を逆位相φｅｘの正弦波ｓｉｎ（φｅｘ）の値に変換するものである。更に、余弦波変換部６６は、余弦波生成部６２の出力値を逆位相φｅｘの余弦波ｃｏｓ（φｅｘ）の値に変換するものである。
【００５３】
正弦波変換部６３の出力側及び余弦波変換部６６の出力側には、減算部６７が接続され、更に、余弦波変換部６４の出力側及び正弦波変換部６５の出力側にも、加算部６８が接続されている。減算部６７は、余弦波変換部６６の出力値から正弦波変換部６３の出力値を減算するものであり、この出力側に、乗算部６９が接続されている。加算部６８は、余弦波変換部６４の出力値と正弦波変換部６５の出力値とを加算するものであり、この出力側に、乗算部７０が接続されている。
【００５４】
乗算部６９は、空間ベクトル回転座標系上のｄ軸電流指令としての有効電流指令ｉｄｒｅｆに係数ｋ（例えば、１％）が乗算された乗算結果ｉｄｒｅｆ×ｋと、減算部６７の減算結果と、を乗算してｄ軸高調波指令ｉ６９を出力するものであり、この出力側に、加算部７１が接続されている。乗算部７０は、前記乗算結果ｉｄｒｅｆ×ｋと、加算部６８の加算結果と、を乗算してｑ軸高調波指令ｉ７０を出力するものであり、この出力側に、加算部７２が接続されている。加算部７１は、ｄ軸高調波指令ｉ６９と有効電流指令ｉｄｒｅｆとを加算して、５次の高調波電流制御信号を含めたｄ軸制御指令としの有効電流指令ｉ５６ａを電流制御処理部５１Ａへ出力するものである。更に、加算部７２は、ｑ軸電流指令としての無効電流指令ｉｑｒｅｆとｑ軸高調波指令ｉ７０とを加算して、５次の高調波電流制御信号を含めたｑ軸制御指令としての無効電流指令ｉ５６ｂを電流制御処理部５１Ａへ出力するものである。
【００５５】
電流制御処理部５１Ａは、インバータ部４１の三相ＡＣ出力電流を計測する変流器８１の出力側に接続された三相／二相変換部（ＵＶＷ／αβ）８２を有している。三相／二相変換部８２は、変流器８１により計測された三相ＡＣ電流をαβ座標電流に変換するものであり、この出力側に、回転座標系変換部（αβ／ｄｑ）８３が接続されている。回転座標系変換部８３は、同期信号φｐｌｌに基づき、変換されたαβ座標電流から、回転座標電流である有効電流ｉｄ及び無効電流ｉｑを生成するものであり、この出力側に、減算部８４，８５がそれぞれ接続されている。
【００５６】
減算部８４は、５次高調波注入部５６Ａ内の加算部７１から与えられる有効電流指令ｉ５６ａから、有効電流ｉｄを減算するものであり、この出力側に、比例積分制御部（ＰＩ）８６が接続されている。減算部８５は、５次高調波注入部５６Ａ内の加算部７２から与えられる無効電流指令ｉ５６ｂから、無効電流ｉｑを減算するものであり、この出力側に、比例積分制御部（ＰＩ）８７が接続されている。
【００５７】
比例積分制御部８６は、減算部８４の減算結果が目標値になるように制御するものであり、この出力側に、変調制御部８８が接続されている。比例積分制御部８７は、減算部８５の減算結果が目標値になるように制御するものであり、この出力側に、変調制御部８８が接続されている。変調制御部８８は、比例積分制御部８６，８７の制御結果に対し、例えば、回転座標系の逆変換、二相／三相変換、及びパルス幅変調（ＰＷＭ）等を行って、インバータ部４１のスイッチングを制御するものである。
【００５８】
（実施例２の電流制御処理部、系統周波数計測部、及び５次高調波注入部の動作）
電力系統３２が停電すると、インバータ部４１側の出力電圧の周波数が変化するため、トランス５２ｄを介して電圧計測回路５２ｅにより、電力系統電圧の位相θ（ｔ）が求められ、ＰＬＬ制御部５２ｆに与えられる。ＰＬＬ制御部５２ｆは、位相同期制御を行って位相θ（ｔ）に同期した同期信号φｐｌｌを生成し、この同期信号φｐｌｌを、電流制御処理部５１Ａ内の回転座標系変換部８３と５次高調波注入部５６Ａとに与える。
【００５９】
５次高調波注入部５６Ａにおいて、与えられた同期信号φｐｌｌに基づき、正弦波生成部６１によって正弦波ｓｉｎ（６・φｐｌｌ）が生成されると共に、余弦波生成部６２によって余弦波ｃｏｓ（６・φｐｌｌ）が生成される。生成された正弦波ｓｉｎ（６・φｐｌｌ）は、正弦波変換部６３により、トランス３４Ａの励磁電流における高調波成分の位相の逆位相φｅｘの正弦波ｓｉｎ（φｅｘ）に変換されると共に、余弦波変換部６４により、その逆位相φｅｘの余弦波ｃｏｓ（φｅｘ）に変換される。更に、生成された余弦波ｃｏｓ（６・φｐｌｌ）は、正弦波変換部６５によって逆位相φｅｘの正弦波ｓｉｎ（φｅｘ）に変換されると共に、余弦波変換部６６によって逆位相φｅｘの余弦波ｃｏｓ（φｅｘ）に変換される。
【００６０】
減算部６７により、余弦波変換部６６によって変換された余弦波ｃｏｓ（φｅｘ）から、正弦波変換部６３によって変換された正弦波ｓｉｎ（φｅｘ）が、減算されて乗算部６９に与えられる。更に、加算部６８により、余弦波変換部６４によって変換された余弦波ｃｏｓ（φｅｘ）と、正弦波変換部６５によって変換された正弦波ｓｉｎ（φｅｘ）と、が加算されて乗算部７０に与えられる。乗算部６９は、有効電流指令ｉｄｒｅｆに係数ｋ（例えば、１％）が乗算された乗算結果ｉｄｒｅｆ×ｋと、減算部６７の減算結果と、を乗算してｄ軸高調波指令ｉ６９を求め、加算部７１に与える。更に、乗算部７０は、前記乗算結果ｉｄｒｅｆ×ｋと、加算部６８の加算結果と、を乗算してｑ軸高調波指令ｉ７０を求め、加算部７２に与える。
【００６１】
加算部７１は、有効電流指令ｉｄｒｅｆとｄ軸高調波指令ｉ６９とを加算して有効電流指令ｉ５６ａを求め、電流制御処理部５１Ａ内の減算部８４に与える。更に、加算部７２は、無効電流指令ｉｑｒｅｆとｑ軸高調波指令ｉ７０とを加算して無効電流指令ｉ５６ｂを求め、電流制御処理部５１Ａ内の減算部８５に与える。
【００６２】
電流制御処理部５１Ａにおいて、インバータ部４１の三相ＡＣ出力電流が変流器８１で計測され、この計測された三相ＡＣ電流が、三相／二相変換部８２によってαβ座標電流に変換される。変換されたαβ座標電流から、回転座標系変換部８３によって有効電流ｉｄ及び無効電流ｉｑが生成され、減算部８４，８５に与えられる。減算部８４では、有効電流指令ｉ５６ａから有効電流ｉｄを減算する。更に、減算部８５では、無効電流指令ｉ５６ｂから無効電流ｉｑを減算する。減算部８４の減算結果は、比例積分制御部８６によって比例積分されると共に、減算部８５の減算結果が比例積分制御部８７によって比例積分される。比例積分制御部８６，８７の比例積分結果は、変調制御部８８によってパルス幅変調等が行われ、インバータ部４１のスイッチングが制御される。
【００６３】
このように、５次高調波注入部５６Ａから出力された５次の高調波電流制御信号を含めた有効電流指令ｉ５６ａと無効電流指令ｉ５６ｂとが、電流制御処理部５１Ａに入力され、この電流制御処理部５１Ａにより、５次高調波電流がインバータ部４１の出力電流に注入される。これにより、電力系統停電時におけるインバータ部４１のＡＣ電圧に高調波電圧変化（即ち、高調波歪み変化）が生じ、図１中の無効電力ステップ注入部５４内のステップ注入発生条件判定部５４ｅのステップ注入発生条件が満足される。そのため、実施例１と同様に、図１中の無効電力ステップ注入部５４が動作するので、単独運転検出部５５にて分散型電源３１の単独運転を的確に検出できる。
【００６４】
（実施例２の効果）
本実施例２によれば、５次高調波注入部５６Ａにより、インバータ部４１の出力電流に比例して、電力系統側のトランス３４Ａの励磁電流における高調波成分に同期した５次高調波電流をインバータ部４１の出力側に注入し、電力系統３２が停電した時の高調波歪み変化に対して図１中のステップ注入発生条件判定部５４ｅのステップ注入発生条件を満足させるようにしている。そのため、実施例１と略同様に、コストの増加や発電量への影響を招くことなく、単独運転検出部５５によって分散型電源３１の単独運転を的確に検出することができる。
【実施例３】
【００６５】
（実施例３の構成）
図６は、本発明の実施例３の分散型電源システムにおける電流制御処理部及び高調波注入部の構成例を示す概略の機能ブロック図であり、実施例１、２を示す図１及び図５中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００６６】
本実施例３では、図１の柱上トランス３４が、単相出力トランス３４Ｂにて構成されている。これに対応して、図１の高調波注入部５６が、３次高調波注入部５６Ｂで構成され、更に、図１の電流制御処理部５１が、図５の電流制御処理部５１Ａとは構成の異なる電流制御処理部５１Ｂで構成されている。
【００６７】
３次高調波注入部５６Ｂは、トランス３４Ｂの励磁電流における高調波成分の位相の逆位相（１８０°位相差）φｅｘに合わせて、３次高調波電流の注入を行うものである。トランス３４Ｂの励磁電流における高調波成分の位相は、例えば、代表的なトランス特性を測定して求めている。３次高調波注入部５６Ｂは、ＰＬＬ制御部５２ｆから与えられる同期信号φｐｌｌの正弦波ｓｉｎ（φｐｌｌ）の値を求める正弦波生成部７３と、同期信号φｐｌｌの余弦波ｃｏｓ（φｐｌｌ）の値を求める余弦波生成部７４と、同期信号φｐｌｌ及び逆位相φｅｘの正弦波ｓｉｎ（３φｐｌｌ＋φｅｘ）の値を求める３次正弦波生成部７５と、を有している。各正弦波生成部７３及び余弦波生成部７４の出力側には、乗算部７６，７７がそれぞれ接続されている。
【００６８】
乗算部７６は、有効電流指令ｉｄｒｅｆと正弦波生成部７３の出力値とを乗算するものであり、この出力側に、加算部７８が接続されている。乗算部７７は、無効電流指令ｉｑｒｅｆと余弦波生成部７４の出力値とを乗算するものであり、この出力側に、加算部７８が接続されている。加算部７８は、乗算部７６の乗算結果と乗算部７７の乗算結果とを加算するものであり、この出力側に、加算部７９が出力されている。加算部７９は、加算部７８の加算結果と３次正弦波生成部７５の出力値とを加算して、３次高調波電流に対応する電流指令ｉ５６ｃを電流制御処理部５１Ｂへ出力するものである。
【００６９】
電流制御処理部５１Ｂは、インバータ部４１の単相ＡＣ出力電流を計測する変流器９１の出力側に接続された誤差演算用の減算部９２と、この減算部９２の出力側に接続された比例積分制御部（ＰＩ）９３と、この比例積分制御部９３の出力側に接続された変調制御部９４と、を有している。減算部９２は、３次高調波電流に対応する電流指令ｉ５６ｃから、変流器９１により計測された単相ＡＣ電流値を減算して、比例積分制御部９３へ与えるものである。比例積分制御部９３は、減算部９２の減算結果に対して比例積分演算を行い、この演算結果を変調制御部９４へ与えるものである。変調制御部９４は、比例積分制御部９３の演算結果に対してパルス幅変調等を行い、インバータ部４１のスイッチングを制御するものである。
【００７０】
（実施例３の電流制御処理部、系統周波数計測部、及び３次高調波注入部の動作）
電力系統３２が停電すると、インバータ部４１側の出力電圧の周波数が変化するため、トランス５２ｄを介して電圧計測回路５２ｅにより、その周波数変化が検出されて電力系統電圧の位相θ（ｔ）が求められ、ＰＬＬ制御部５２ｆに与えられる。ＰＬＬ制御部５２ｆは、位相同期制御を行って位相θ（ｔ）に同期した同期信号φｐｌｌを生成し、この同期信号φｐｌｌを、３次高調波注入部５６Ｂに与える。３次高調波注入部５６Ｂにおいて、与えられた同期信号φｐｌｌに基づき、正弦波生成部７３によって正弦波ｓｉｎ（φｐｌｌ）が生成され、余弦波生成部７４によって余弦波ｃｏｓ（φｐｌｌ）が生成され、更に、３次正弦波生成部７５によって３次正弦波ｓｉｎ（３φｐｌｌ＋φｅｘ）が生成される。
【００７１】
乗算部７６により、有効電流指令ｉｄｒｅｆと、正弦波生成部７３によって生成された正弦波ｓｉｎ（φｐｌｌ）と、が乗算されて加算部７８に与えられる。更に、乗算部７７により、無効電流指令ｉｑｒｅｆと、余弦波生成部７４によって生成された余弦波ｃｏｓ（φｐｌｌ）と、が乗算されて加算部７８に与えられる。加算部７８は、乗算部７６の乗算結果と乗算部７７の乗算結果とを加算して加算部７９に与える。加算部７９は、加算部７８の加算結果と、３次正弦波生成部７５によって生成された３次正弦波ｓｉｎ（３φｐｌｌ＋φｅｘ）と、を加算し、３次高調波電流に対応した電流指令ｉ５６ｃを生成して電流制御処理部５１Ｂに与える。
【００７２】
電流制御処理部５１Ｂにおいて、インバータ部４１側の単相ＡＣ出力電流が変流器９１で計測され、この計測された単相ＡＣ電流値が、減算部９２に与えられる。減算部９２では、加算部７９から与えられた電流指令ｉ５６ｃから、変流器９１で計測された単相ＡＣ電流値を減算する。この減算結果に対し、変調制御部９４によってパルス幅変調等が行われ、インバータ部４１のスイッチングが制御される。
【００７３】
このように、３次高調波注入部５６Ｂから出力された電流指令ｉ５６ｃが、電流制御処理部５１Ｂに与えられ、この電流制御処理部５１Ｂにより、３次高調波電流がインバータ部４１の出力電流に注入される。これにより、電力系統停電時におけるインバータ部４１の出力電力に高調波電圧変化（即ち、高調波歪み変化）が生じ、図１中の無効電力ステップ注入部５４内のステップ注入発生条件判定部５４ｅのステップ注入発生条件が満足される。そのため、実施例２と同様に、図１中の無効電力ステップ注入部５４が動作するので、単独運転検出部５５にて分散型電源３１の単独運転を的確に検出できる。
【００７４】
（実施例３の効果）
本実施例３によれば、３次高調波注入部５６Ｂにより、インバータ部４１の出力電流に比例して、電力系統側のトランス３４Ｂの励磁電流における高調波成分に同期した３次高調波電流を、電流制御処理部５１Ｂを介してインバータ部４１の出力側に注入し、電力系統３２が停電した時の高調波歪み変化に対して図１中のステップ注入発生条件判定部５４ｅのステップ注入発生条件を満足させるようにしている。そのため、実施例２と同様に、コストの増加や発電量への影響を招くことなく、単独運転検出部５５によって分散型電源３１の単独運転を的確に検出することができる。
【実施例４】
【００７５】
（実施例４の分散型電源システムの構成）
図７は、本発明の実施例４における分散型電源システムの概略の構成を示す機能ブロック図であり、実施例１を示す図１中の要素と共通の要素には共通の符号が付されている。
【００７６】
本実施例４の分散型電源システムでは、実施例１の図１中のＰＣＳ３３とは機能の異なるＰＣＳ３３Ｃが設けられている。ＰＣＳ３３Ｃは、実施例１と同様のハードウェア部４０と、実施例１のソフトウェア部５０とは機能の異なるソフトウェア部５０Ｃと、を有している。ソフトウェア部５０Ｃは、実施例１と同様の電流制御処理部５１、系統周波数計測部５２、周波数フィードバック部５３、及び無効電力ステップ注入部５４と、実施例１の高調波注入部５６とは機能の異なる高調波注入部５６Ｃと、を有している。
【００７７】
高調波注入部５６Ｃは、実施例１と同様のｎ次高調波注入部５６ａと、新たに追加された注入量調整部５６ｂと、を有している。ｎ次高調波注入部５６ａは、係数ｋ（例えば、１．０％）が乗算された有効電流指令ｉｄｒｅｆ×ｋと、系統周波数計測部５２から出力される同期信号φｐｌｌと、を入力し、高調波電流に対応する高調波制御指令ｉ５６を生成して電流制御処理部５１へ与えるものである。
【００７８】
新たに追加された注入量調整部５６ｂは、係数ｋが乗算された有効電流指令ｉｄｒｅｆ×ｋと、高調波電圧算出部５４ｄの算出結果と、に基づいて、インバータ部４１側の出力電圧における高調波歪みの変化（即ち、高調波電圧変動）を検出し、規定値（例えば、１．０％）以上、ステップ注入発生条件判定部５４ｅにおけるステップ注入発生条件を満たさない場合には、ｎ次高調波注入部５６ａに対して高調波電流注入量を増加させる機能を有している。
【００７９】
つまり、注入量調整部５６ｂは、高調波歪みの変化が規定値（例えば、１．０％）以下の高調波変動を検出した時、ｎ次高調波注入部５６ａに対して高調波電流注入量を増加させ、高調波電圧変化を正帰還させるための注入量調整を行う機能を有している。高調波変動の検出条件は、例えば、図３中の符号を用いて表現すれば、次の（１）、（２）となる。
【００８０】
（１）  通常変動幅の算出：
Ｎｖａｒ＝Ｍａｘ（｜Ｎ３−Ｎａｖｒ｜，｜Ｎ４−Ｎａｖｒ｜，｜Ｎ５−Ｎａｖｒ｜）
（２）  高調波急変検出条件：
｜（Ｎ１＋Ｎ０）／２−Ｎａｖｒ｜＞ｊ×Ｎｖａｒ
又は、
｜Ｎ０−Ｎａｖｒ｜＞ｊ×Ｎｖａｒ
但し、ｊ；判定係数（例えば、２倍）
【００８１】
本実施例４の分散型電源システムにおけるその他の構成は、実施例１の図１と同様である。
【００８２】
（実施例４の分散型電源システムの動作）
本実施例４の分散型電源システムでは、高調波注入部５６Ｃ内に注入量調整部５６ｂを追加したので、この注入量調整部５６ｂにより、インバータ部４１側の出力電圧における高調波電圧変動を検出し、規定値（例えば、１．０％）以上、ステップ注入発生条件判定部５４ｅにおけるステップ注入発生条件を満たさない場合には、ｎ次高調波注入部５６ａに対して高調波電流注入量を増加させる。分散型電源システムのその他の動作は、実施例１と同様である。
【００８３】
（実施例４の効果）
本実施例４によれば、注入量調整部５６ｂを設けたので、負荷３５の変動等があっても、高調波電圧変化を正帰還させるための注入量が調整される。そのため、単独運転検出部５５によって分散型電源３１の単独運転をより的確に検出することができる。
【００８４】
（変形例）
本発明は、上記実施例１〜４に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）、（ｂ）のようなものがある。
【００８５】
（ａ）  図１及び図７のＰＣＳ３３，３３Ｃでは、ハードウェア部４０とソフトウェア部５０，５０Ｃとを分割した構成例を説明したが、分割の領域は任意に変更が可能である。
【００８６】
（ｂ）  図１、図５〜図７において、トランス３４，３４Ａ，３４Ｂとして柱上トランスの例を説明したが、柱上トランス以外の他のトランスの場合にも、本発明を適用できる。又、インバータ部４１と電力系統３２との間の回路構成等は、図示以外の構成に変更しても良い。
【符号の説明】
【００８７】
３１      分散型電源
３２      電力系統
３３，３３Ｃ      ＰＣＳ（パワーコンディショナ）
３４，３４Ａ，３４Ｂ      トランス
４１      インバータ部
５１，５１Ａ，５１Ｂ      電流制御処理部
５２      系統周波数計測部
５３      周波数フィードバック部
５４      無効電力ステップ注入部
５５      単独運転検出部
５６，５６Ａ，５６Ｂ，５６Ｃ      高調波注入部
【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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【図７】
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