(57)【要約】【課題】電力系統に接続されるインバータ機器の系統電圧に対する負荷特性を変更することにより、系統電圧の変動を抑えることの可能なインバータ機器およびその制御方法を提供する。【解決手段】インバータ機器１０は、電力系統６０に接続されたインバータ１１と、このインバータに接続された負荷機器１２と、電力系統６０とインバータ１１との接続点の電圧値を計測する計測部１３と、負荷特性制御部１４を備えている。負荷特性制御部は、計測部１３で計測した電圧値が所定範囲内にある際に負荷機器１２が定電力負荷となるようにインバータ１１を駆動させ、電圧値が所定範囲より小さくなった際に負荷機器１２を電圧の減少に応じて消費電力が単調減少するようにインバータ１１を駆動させている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統に接続されたインバータと該インバータに接続された負荷機器を有するインバータ機器であって、前記電力系統と前記インバータとの接続点の電圧値を計測する計測部と、前記電圧値が所定範囲内にある際に前記負荷機器が定電力負荷となるように前記インバータを駆動させ、前記電圧値が前記所定範囲より小さくなった際に前記電圧値の減少に応じて前記負荷機器の消費電力が単調減少するように前記インバータを駆動させる負荷特性制御部を備えたことを特徴とするインバータ機器。
【請求項２】
前記負荷特性制御部は、前記電圧値が前記所定範囲より小さくなった際に前記負荷機器が定電流負荷または定インピーダンス負荷となるようにインバータを駆動させることを特徴とする請求項１に記載のインバータ機器。
【請求項３】
前記負荷特性制御部は、前記電圧値が前記所定範囲より大きくなった際に前記電圧値の増加に応じて前記負荷機器の定格電力の範囲内で前記負荷機器の消費電力が単調増加するように前記インバータを駆動させることを特徴とする請求項１または２に記載のインバータ機器。
【請求項４】
前記インバータが接続される前記電力系統に、自然エネルギー発電システムが連結点を介して接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１に記載のインバータ機器。
【請求項５】
前記所定範囲は前記電力系統の許容電圧変動範囲よりも狭いことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１に記載のインバータ機器。
【請求項６】
前記インバータは、前記負荷機器が電動機の場合に出力周波数を変更することによって、前記負荷機器の消費電力を変更することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１に記載のインバータ機器。
【請求項７】
電力系統に接続されたインバータと該インバータに接続された負荷機器からなるインバータ機器の制御方法であって、前記電力系統と前記インバータとの接続点の電圧値が所定範囲内にある際に前記負荷機器が定電力負荷となるように前記インバータを駆動し、前記電圧値が前記所定範囲より小さくなった際に前記電圧値の減少に応じて前記負荷機器の消費電力が単調減少するように前記インバータを駆動することを特徴とするインバータ機器の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、インバータ機器およびインバータ機器の制御方法に関し、より詳細には、電力系統に接続されるインバータ機器およびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
空調機や給水ポンプなどの動力を必要とする電気機器の多くは電動機によって駆動されており、電動機の負荷が一定であれば問題がないが、実際には負荷が大きく変化したり低負荷状態が続いたりすることがある。このような負荷変動に対して、単に電動機を商用電力周波数による定速運転を行っている場合には、負荷に合わせて風量や流量を合わせる必要があり、例えば、ダンパーやバルブ等で流路を塞ぐことにより余剰分のエネルギーを捨てたり、頻繁にモータを起動停止することにより起動に大きなエネルギーを使いながら調節したりすることが行われていた。
【０００３】
このため、従来から、空調機や給水ポンプなどの負荷変動が大きな負荷に対しては、特許文献１、２に開示されているようなインバータを用いて、電動機を可変速運転することにより流量を制御し、必要な流量を供給することによって無駄な電力消費を抑え、大幅な省エネ効果を得ていた。また、インバータを接続すると、電圧と周波数を可変できるようになるため、照明器具や電気調理器などにもインバータの普及が進んでいる。
【０００４】
インバータは、電源電圧が変動したとしても負荷が変化しない限り、負荷に見合った電力を供給しようとするため、インバータを用いた機器の電圧対有効電力特性は、電源電圧の変動に対して定電力特性を示すようになる。このため、家庭電化製品へのインバータの普及によって、家庭全体の負荷電力特性は定電力特性に近づきつつある。
【０００５】
一方、地球環境を考慮した低炭素社会の実現に向けて、太陽光発電（以下、単にＰＶという）等を用いた大量の再生可能エネルギーの導入が開始されている。導入目標としては、２０２０年に２８００万ｋＷ、２０３０年に５３００万ｋＷが示されている。このような再生可能エネルギーは、天候などの自然条件に応じて、その発電量が刻々と変動するため、電力系統において再生可能エネルギーが多く利用されるほど、電力系統における電圧変動や周波数変動を引き起こす可能性が高くなる。このため、電力系統の電圧状態、周波数状態に応じて、適切な発電量制御あるいは負荷制御が行えないと、電力品質が低下してしまう。すなわち、基準系統電圧からの逸脱、あるいは、基準系統周波数からの逸脱が生じることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４８８９２号公報
【特許文献２】特開２０１３−２０７９２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
インバータの周波数・電圧変動許容値は大きく、周波数は±５％（例えば定格５０Ｈｚに対して±２．５Ｈｚ)、電圧は＋６％〜−１０％（例えば定格１０１Ｖに対して１０７．０〜９０．１Ｖ）程度となっている。一方、現状の日本では再生可能エネルギーの系統連系では、周波数±０．１〜０．３Ｈｚ、電圧は１０１±６Ｖの範囲に止める必要があるため、需要機器のインバータ化によりこれらの機器の許容範囲が拡大されれば、再生可能エネルギーの系統連系可能量は大幅に増大できる。このため、機器のインバータ化は、再生可能エネルギー導入に有効である。
【０００８】
しかし、上述のように、ＰＶ等の導入により電力系統の電圧変動が引き起こされる一方で、家庭全体での電圧電力特性は定電力負荷特性に近づきつつある。このため、系統電圧が低下した場合に、例えば、家庭用機器の負荷特性がインピーダンス性のものであれば、系統電圧の低下とともに電力消費（有効電力）が少なくなることから、系統に対する電圧復帰への負担は小さいが、定電力負荷特性の機器が多い状況では、系統電圧が低下したとしても負荷電力を減少させるようにユーザが操作しない限り電力消費が変わらないため、系統電圧復帰への負担が大きくなり、基準系統電圧からの逸脱の可能性が増大することになる。
【０００９】
本発明は、これらの実情に鑑みてなされたものであり、電力系統に接続されるインバータ機器の系統電圧に対する負荷特性を変更することにより、系統電圧の変動を抑えることおよび負荷が安定運転を継続できることの可能なインバータ機器およびその制御方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、電力系統に接続されたインバータと該インバータに接続された負荷機器を有するインバータ機器であって、前記電力系統と前記インバータとの接続点の電圧値を計測する計測部と、前記電圧値が所定範囲内にある際に前記負荷機器が定電力負荷となるように前記インバータを駆動させ、前記電圧値が前記所定範囲より小さくなった際に前記電圧値の減少に応じて前記負荷機器の消費電力が単調減少するように前記インバータを駆動させる負荷特性制御部を備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記負荷特性制御部は、前記電圧値が前記所定範囲より小さくなった際に前記負荷機器が定電流負荷または定インピーダンス負荷となるようにインバータを駆動させることを特徴としたものである。
【００１２】
第３の技術手段は、第１または第２の技術手段において、前記負荷特性制御部は、前記電圧値が前記所定範囲より大きくなった際に前記電圧値の増加に応じて前記負荷機器の定格電力の範囲内で前記負荷機器の消費電力が単調増加するように前記インバータを駆動させることを特徴としたものである。
【００１３】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記インバータが接続される前記電力系統に、自然エネルギー発電システムが連結点を介して接続されていることを特徴としたものである。
【００１４】
第５の技術手段は、第１〜第４のいずれか１の技術手段において、前記所定範囲は前記電力系統の許容電圧変動範囲よりも狭いことを特徴としたものである。
【００１５】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記インバータは、前記負荷機器が電動機の場合に出力周波数を変更することによって、前記負荷機器の消費電力を変更することを特徴としたものである。
【００１６】
第７の技術手段は、電力系統に接続されたインバータと該インバータに接続された負荷機器からなるインバータ機器の制御方法であって、前記電力系統と前記インバータとの接続点の電圧値が所定の範囲にある際に前記負荷機器が定電力負荷となるように前記インバータを駆動し、前記電圧値が前記所定範囲より小さくなった際に前記電圧値の減少に応じて前記負荷機器の消費電力が単調減少するように前記インバータを駆動することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、系統電圧の変動に対してインバータ機器の負荷特性を変更することにより、系統電圧の変動を効果的に抑制することができるとともに負荷の安定運転が継続でき、さらに、電力系統の基準系統電圧からの逸脱の可能性を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係るインバータ機器の一例を含む系統システムの構成例を示す図である。
【図２】本発明に係るインバータ機器の電圧負荷電力特性の一例を示す図である。
【図３】本発明に係るインバータ機器における、系統電圧からインバータの目標出力値を求める関係を説明するための図である。
【図４】系統電圧電力特性と負荷電圧電力特性との関係を模式的に説明するための図である。
【図５】本発明のインバータ機器を含む系統システムの検討に用いたモデル回路を示す図である。
【図６】図５に示すモデル回路による系統電圧電力特性と負荷電圧電力特性との関係を説明するための図である。
【図７】図５に示すモデル回路をシミュレータで作成し系統への電力供給および引き出しをステップ状に行った場合の応答結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照しながら、本発明のインバータ機器およびその制御方法に係る好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、異なる図面においても同じ符号を付した構成は同様のものであるとして、その説明を省略する場合がある。
【００２０】
図１は、本発明に係るインバータ機器の一例を含む系統システムの構成例を示す図である。系統システム１００は変電所２０から変圧器３０を介して商用の電力系統６０に電力を供給しており、電力系統６０には、太陽光発電（ＰＶ）などの自然エネルギー発電システム４０、本発明に係るインバータ機器１０、その他の負荷機器５０が接続されている。また、自然エネルギー発電システム４０で発電された電力は、電力系統６０に出力される。なお、自然エネルギー発電システム４０の出力値は、図示しない安定化制御装置によって系統電圧の大きさに応じて制御される。
【００２１】
本発明に係るインバータ機器１０は、インバータ１１とこのインバータ１１によって駆動される負荷機器１２を備えており、さらに、電力系統６０とインバータ１１との接続点の電圧値を計測する計測部１３と、計測部１３で計測した電圧値に基づいてインバータ機器１０の負荷特性を変更する負荷特性制御部１４を有している。より具体的には、負荷特性制御部１４は、電力系統６０とインバータ１１との接続点の電圧値が所定範囲内にある場合には負荷機器１２が定電力負荷となるようにインバータ１１を駆動させ、電圧値が所定範囲より小さくなった際には電圧の減少に応じて負荷機器１２の消費電力が単調減少する可変負荷特性となるように前記インバータを駆動させている。
【００２２】
図２は、本発明に係るインバータ機器の電圧負荷電力特性の一例を示す図であり、横軸が電圧、縦軸が負荷電力を示している。インバータ機器１０は、電圧が下限値Ｖ1から上限値Ｖ2の範囲内にある場合は、負荷電力が一定の定負荷電力Ｐｒの定電力負荷特性となるようにしており、電圧が下限値Ｖ1未満となった場合は、消費電力が電圧値に応じて点ｂを通り比例定数ｋの直線上で低下する負荷特性となるようにしている。なお、電圧が上限値Ｖ2を超えた場合は、図２のＦ1(実線)で示すように、消費電力が電圧値の増大に応じて点ｄを通り単調増加する可変負荷特性となるように構成してもよく、あるいは、電圧の増加に伴って消費電力が増大することを避けたい場合は、図２のＦ2（破線）で示すように定電力特性を維持するように構成してもよい。
【００２３】
なお、電圧が上限値Ｖ2を超えた場合に、図２のＦ1(実線)で示す可変負荷特性となるようにする場合であっても、負荷機器の定格電力を超えないようにすることが望ましい。すなわち、電圧が増加し、消費電力が負荷機器の定格電力を超える場合は、Ｆ3（一点鎖線)で示すように定格電力値Ｐｍａｘでの定電力特性となるようにし、負荷機器が定格電力を超えて運転されないようにすることが望ましい。
【００２４】
図２に示したインバータ機器では、電圧がＶ1未満となった場合に比例定数（傾き）ｋの直線に沿って減少するようにしているが、電圧が所定範囲の電圧の下限値Ｖ1未満となった場合に、インバータ機器が電圧の減少に応じて消費電力が単調減少するようにインバータを駆動すればよく、例えば、定電流負荷特性あるいは定インピーダンス負荷特性となるように構成してもよい。また、電圧が所定範囲の電圧の上限値Ｖ2を超えた場合も同様に、インバータ機器が電圧の増加に応じて消費電力が単調増加するようにインバータを駆動すればよい。後述するように、これによって系統電圧の変動を効果的に抑制することができる。
【００２５】
所定範囲の電圧の下限値Ｖ1と上限値Ｖ2とは、電力系統の許容電圧範囲内であれば、任意に設定できるようにしておけばよいが、例えば、系統電圧が１０１±６Ｖの範囲内で許容されている場合は、所定範囲の中心電圧値を基準電圧Ｖｒとして１０１Ｖに設定し、下限値Ｖ１と上限値Ｖ２はそれぞれ基準電圧Ｖｒから６Ｖ以内の値となるように設定するようにしておけばよい。以下の説明では、説明を簡単にするために、図２において電圧消費電力特性がＦ1の特性を示す場合、すなわち、電圧が所定範囲内から外れた場合に、インバータ機器１０が可変負荷特性を有する場合について説明する。
【００２６】
図３は、本発明に係るインバータ機器における、系統電圧からインバータの目標出力値を求める関係を説明するための図である。計測部１３によって計測された電力系統６０とインバータ１１との接続点の電圧値である系統電圧Ｖは、比較器１４ａに入力され、基準電圧Ｖｒと比較される。ここで基準電圧Ｖｒは、図２で示すインバータ機器１０が定負荷電力Ｐｒをとる所定の電圧範囲の中心値（下限値Ｖ1と上限値Ｖ2との中心値）である。次に、比較器１４ａから出力された系統電圧Ｖと基準電圧Ｖｒとの電圧差分ΔＶは、関数演算器１４ｂに入力される。
【００２７】
関数演算器１４ｂでは、入力された電圧差分ΔＶに対して電力差分ΔＰを算出するためのものであり、電圧差分ΔＶが電圧値Ｖ1’と電圧値Ｖ2’との範囲内にある場合は、電力差分ΔＰとして零を出力し、電圧差分ΔＶが電圧値Ｖ1’と電圧値Ｖ2’との範囲から外れた場合は、電圧差分ΔＶに対して点（Ｖ1’,０）あるいは（Ｖ2’,０）を通り勾配ａ（ΔＰ／ΔＶ）の直線上の値ΔＰを出力する。ここで、電圧値Ｖ1’および電圧値Ｖ2’と図２に示す下限値Ｖ1および上限値との関係は、Ｖ1’＝Ｖ1−Ｖｒ、Ｖ2’＝Ｖ2−Ｖｒの関係となっている。
【００２８】
関数演算器１４ｂからの出力された電力差分ΔＰは加算器１４Ｃに入力され、基準電力Ｐｒと加算されて、加算器１４Ｃから目標電力制御値Ｐとして出力される。基準電力Ｐｒは、図２で示す下限値Ｖ1と上限値Ｖ2間の所定の電圧範囲における定負荷電力Ｐｒである。そして、目標電力制御値Ｐはインバータ１１に与えられ、インバータ１１は負荷機器１２への出力電力が目標電力制御値Ｐになるように動作する。インバータを目標電力制御値で駆動することは、既存の技術を用いることで実現可能である。
【００２９】
例えば、負荷機器が電動機の場合、インバータ１１は、目標電力制御値Ｐに応じて出力周波数を変更することによって、電動機の回転速度を制御し、電動機への出力電力が目標電力制御値Ｐとなるようにすることができる。より具体的には、インバータ１１は、電力系統からの交流を直流に変換する交流−直流変換部（インバータ部）と、得られた直流を交流に変換する直流−交流変換部（コンバータ部）を有しており、目標電力制御値Ｐに応じて直流−交流変換部でのＰＷＭ制御によって出力周波数を変更することが可能である。そして、電動機の回転速度は、誘導電動機の場合は入力周波数にほぼ比例し、電力は回転速度に比例することから、インバータ１１の出力周波数制御によって電動機の消費電力を制御することができる。
【００３０】
次に、本発明に係るインバータ機器１０が系統電圧の変動を抑制することについて説明する。図４は、系統電圧電力特性と負荷電圧電力特性との関係を模式的に説明するための図である。図４に示す線Ｌ0，Ｌ1，Ｌ2はそれぞれ図１に示す系統システム１００の系統電圧電力特性を示す線であり、線Ｌ0は通常時を示し、線Ｌ1は系統電圧が所定の値だけ上昇した時、線Ｌ２は系統電圧が所定の値だけ下降した時を示している。系統電圧の上昇または下降は、電力系統６０に供給される自然エネルギー発電システム４０からの電力の増減や変電所２０から電力供給の変動によってもたらされる。
【００３１】
図４に示す線Ｒ0, Ｒ1，Ｒ2はそれぞれインバータ機器１０の電圧電力負荷特性を示す線であり、線Ｒ0は定電力負荷特性を示す場合、線Ｒ1，Ｒ2は消費電力が電圧値に応じてそれぞれ点ｂ、点ｄを通り傾きｋの直線に沿って増減する可変負荷特性を示す場合を示している。本実施形態では、インバータ機器１０の負荷電圧電力特性は、系統電圧Ｖが所定の電圧範囲内（図４で示す下限値Ｖ1と上限値Ｖ2の範囲Ａ内）にある場合は、線Ｒ0で示す定電力負荷特性を有し、下限値Ｖ1より小さい場合は線Ｒ1で示す特性を有し、下限値Ｖ2より小さい場合は線Ｒ2で示す特性を有している。
【００３２】
まず、系統システム１００が通常時の場合、系統電圧Ｖは系統電圧電力特性の線Ｌ0と負荷電圧電力特性の線Ｒ0との交点ａの電圧Ｖ0で平衡している。そして、系統電圧が下降し系統電圧電力特性の線Ｌ1まで下降した場合、系統電圧Ｖは点ａから線Ｒ0に沿って点ｂの下限値Ｖ1まで低下し、さらに系統電圧電力特性の線Ｌ1と負荷電圧電力特性の線Ｒ1との交点ｃの電圧Ｖ3で平衡するまで線Ｒ1に沿って低下する。これとは反対に、系統電圧が上昇し系統電圧電力特性の線Ｌ2まで上昇した場合、系統電圧Ｖは点ａから線Ｒ0に沿って点ｄの上限値Ｖ2まで上昇し、さらに系統電圧電力特性の線Ｌ2と負荷電圧電力特性の線Ｒ2との交点ｅの電圧Ｖ4で平衡するまで線Ｒ2に沿って上昇する。このように、本実施形態のインバータ機器１０では、系統電圧電力特性が線Ｌ1から線Ｌ2まで変化した場合、系統電圧Ｖは図４で示す系統電圧Ｖ3からＶ4の範囲Ｂの変動幅を持つことになる。
【００３３】
ちなみに、インバータ機器が従来のように定電力負荷特性を示す場合、系統電圧電力特性が線Ｌ1から線Ｌ2まで変化すれば、線Ｌ1、Ｌ2と定電力負荷特性を示す線Ｒ0とのそれぞれの交点ｆ、ｇの電圧Ｖ5、Ｖ6がなす範囲Ｃの変動幅を持つことになる。このように、本実施形態のインバータ機器１０は、従来の定電力負荷特性を有するインバータ機器に比べて、系統電圧の変動を小さく抑えることができる。
【００３４】
次に、図１に示す系統システム１００のモデル回路を作成して検討を行ったのでその結果について説明する。図５は、本発明のインバータ機器を含む系統システムの検討に用いたモデル回路を示す図である。モデル回路２００は、発電機１０１、線路抵抗１０２、分散電源１０３、インバータ機器１０、負荷機器５０からなる集中定数回路とした。分散電源１０３は図１の自然エネルギー発電システム４０に相当するものであるが、本モデル回路では、後述するように系統電圧の変動に影響を与える要素として電力系統に電力を供給したり電力系統から電力を受給したりするものとして取り扱っている。
【００３５】
図５のモデル回路において、簡単化のために、インバータ機器１０の消費電力（負荷電力）Ｐinは、定電力負荷特性となる電圧範囲を設定せず、系統電圧が基準電圧Ｖｒの際に定負荷電力Ｐｒとなりかつ電圧に対する電力が比例係数ｋで変化する負荷特性を有するものとした。この条件下でインバータ機器１０の消費電力Ｐinは、系統電圧をＶlineとすると式１で表すことができる。式１は、インバータ機器１０の負荷電圧電流特性を示している。
Ｐin＝ｋ×（Ｖline−Ｖｒ）＋Ｐｒ                     …式１
【００３６】
また、発電機１０１による電源電圧をＶg、線路抵抗をＲline、分散電源１０３から線路に投入される分散電流をＩpv、負荷機器５０へ流入する負荷電流をＩload、インバータ機器１０へ流入する電流をＩinとすると、系統電圧Ｖlineと消費電力Ｐinはそれぞれ式２、式３で表すことができる。
Ｖline＝Ｖg−Ｒline×（Ｉload−Ｉpv＋Ｉin）          …式２
Ｐin＝Ｖline×Ｉin                                   …式３
式２から求めたＩinを式３に代入すると、式４が得られる。式４は系統システムのモデル回路における電圧電力特性を示している。
Ｐin＝（−１／Ｒline）×Ｖline2＋（Ｖg／Ｒline−Ｉload＋Ｉpv）×Ｖline
…式４
【００３７】
図６は、図５に示すモデル回路による系統電圧電力特性と負荷電圧電力特性との関係を説明するための図である。式１の比例係数ｋを１．２（Ｗ／Ｖ）とし、基準電圧Ｖｒが９７．７（ｖ）、定負荷電力Ｐｒが６（Ｗ）とした場合、インバータ機器１０の負荷電圧電力特性は図６の線Ｒ3で示す負荷特性となる。次に、式４の各パラメータの設定値として、電源電圧Ｖｇを１０９．７（Ｖ）、線路抵抗Ｒlineを５４（Ω）、負荷電流Ｉloadを０．１６１（Ａ）、分散電流Ｉpvを０（Ａ）とした場合の電圧電力の関係は曲線Ｌ0で示す特性となる。さらに、分散電流Ｉpvの値を−０．０２（Ａ）とした場合、および＋０．０２（Ａ）とした場合の電圧電力の関係はそれぞれ特性曲線Ｌ1およびＬ2となる。
【００３８】
ここで、分散電流Ｉpvの値を０、マイナス値、プラス値に変更しているのは、系統電圧Ｖlineの変動要素として分散電源を機能させてモデル回路の電圧電力特性の変化をシミュレーションするためであり、分散電流Ｉpvとして０．０２（Ａ）を系統に加えることは、系統に対して約２（Ｗ）の電力を供給することに相当する。また、分散電流Ｉpvとして０．０２（Ａ）を系統から引き去る加えることは、系統から約２（Ｗ）の電力を消費することに相当する。
【００３９】
図６に示すように、分散電源１０３から系統へ分散電流Ｉpvを加えない場合、系統電圧Ｖlineは、特性曲線Ｌ0と線Ｒ3との交点ａの電圧である９７．７Ｖとなり、また、分散電源１０３が系統から分散電流Ｉpvとして０．０２（Ａ）の電流を減じた場合は、系統電圧Ｖlineは、特性曲線Ｌ1と線Ｒ3との交点ｃの電圧９７．１Ｖとなり、さらに、分散電源１０３が系統から分散電流Ｉpvとして０．０２（Ａ）の電流を加えた場合は、系統電圧Ｖlineは、特性曲線Ｌ2と線Ｒ3との交点ｅの電圧９８．４Ｖとなった。可変負荷特性の線Ｒ3上での系統電圧Ｖlineの変化幅は、ほぼ１．３Ｖであった。
【００４０】
また、インバータ機器１０が系統電圧Ｖlineの変化によっても消費電力が変わらない定電力負荷であるとすれば、分散電源１０３から系統へ分散電流Ｉpvを加えない場合、系統電圧Ｖlineは、特性曲線Ｌ0と線Ｒ0との交点ａの電圧である９７．７Ｖで変わらないが、分散電源１０３が系統から分散電流Ｉpvとして０．０２（Ａ）の電流を減じた場合は、系統電圧Ｖlineは、特性曲線Ｌ1と線Ｒ0との交点ｆの電圧９６．６Ｖとなり、さらに、分散電源１０３が系統から分散電流Ｉpvとして０．０２（Ａ）の電流を加えた場合は、系統電圧Ｖlineは、特性曲線Ｌ2と線Ｒ0との交点ｅの電圧９８．８Ｖとなった。定電力負荷特性の線Ｒ0上での系統電圧Ｖlineの変化幅は、ほぼ２．２Ｖであった。
【００４１】
次に、シミュレータを用いて図５に示すモデル回路を作成し、系統への電力供給を変化させた際のシミュレーション結果について説明する。図７は、図５に示すモデル回路をシミュレータで作成し、分散電源１０３からの電力を系統に対してステップ状に供給および引き出した際の系統電圧の応答結果を示す図である。図７（Ａ）は系統電圧が９７．７Ｖで安定した状態において、ｔ0のタイミングで系統から電力２Ｗをステップ状に引き出した場合の系統電圧の応答結果を示し、細い実線が可変負荷特性の場合を示すとともに、太い実線が定電力特性の場合を示している。図７（Ｂ）は系統電圧が９７．７Ｖで安定した状態において、ｔ0のタイミングで系統へ電力２Ｗをステップ状に供給した場合の系統電圧の応答結果を示し、細い実線が可変負荷特性の場合を示すとともに、太い実線が定電力特性の場合を示している。
【００４２】
図７で示すシミュレーションの結果は図６での計算結果とも一致しており、本実施形態によれば、インバータ機器を定電力負荷特性で駆動するよりも、系統電圧の変化に応じて可変負荷特性となるように制御することで、系統電圧の変動を効果的に抑えることができる。
【符号の説明】
【００４３】
１０…インバータ機器、１１…インバータ、１２…負荷機器、１３…計測部、１４…負荷特性制御部、２０…変電所、３０…変圧器、４０…自然エネルギー発電システム、５０…負荷機器、６０…電力系統、１００…系統システム、１０１…発電機、１０２…線路抵抗、１０３…分散電源、２００…モデル回路。
【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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