(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力系統と分散型電源との連系中に分散型電源が開列して単独運転となるのを検出する単独運転検出装置において、
分散型電源に接続される無効電力調整機器と、
該無効電力調整機器の無効電力設定器に所定の時間毎に振幅を変化させた周期的微小変動を与える変動信号発生回路と、
受電点または分散型電源の周波数を検出する周波数検出器と、
前記変動信号発生回路により分散型電源が出力する無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出器の出力が所定の範囲を逸脱したときに単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路と、
分散型電源が出力する無効電力を検出する無効電力検出器と、
前記変動信号発生回路の出力と無効電力検出器の検出値の変動量との偏差が所定の値を越えたときに該変動信号発生回路及び前記単独運転信号発生回路の動作を停止させる検出停止回路とを備えたことを特徴とする分散型電源の単独運転検出装置。
【請求項２】
電力系統と分散型電源との連系中に分散型電源が開列して単独運転となるのを検出する単独運転検出装置において、
分散型電源が出力する有効電力を調整する有効電力調整機器と、
該有効電力調整機器の有効電力設定器に所定の時間毎に振幅を変化させた周期的微小変動を与える変動信号発生回路と、
受電点または分散型電源の周波数を検出する周波数検出器と、
前記変動信号発生回路により分散型電源が出力する有効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出器の出力が所定の範囲を逸脱したときに単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路と、
分散型電源が出力する有効電力を検出する有効電力検出器と、
前記変動信号発生回路の出力と有効電力検出器の検出値の変動量との偏差が所定の値を越えたときに該変動信号発生回路及び前記単独運転信号発生回路の動作を停止させる検出停止回路とを備えたことを特徴とする分散型電源の単独運転検出装置。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の分散型電源の単独運転検出装置において、
前記分散型電源は同期発電機からなることを特徴とする分散型電源の単独運転検出装置。
【請求項４】
請求項１に記載の分散型電源の単独運転検出装置において、
前記分散型電源は誘導発電機からなることを特徴とする分散型電源の単独運転検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電力系統と分散型電源との連系中に分散型電源が開列して単独運転となるのを検出する単独運転検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の単独運転検出装置の従来例として、例えば、特願平８−６０７１４号で出願された分散型電源の単独運転検出装置がある。
図５は上記の単独運転装置の要点を示すブロック図であり、参照符号１０は商用系統側を示し、商用系統側１０の無限大母線１１および送電線１２は、系統遮断器１３を介して需要家側２０と接続される。需要家側２０における分散型電源としての同期発電機２１は同期発電機遮断器２２および検出装置側遮断器２３を介して商用系統側１０に接続されて電力系統と連系運転される。需要家側２０の所内負荷３０は、所内負荷遮断器３１と検出装置側遮断器２３を介して商用系統側１０に接続されると共に、所内負荷遮断器３１と同期発電機遮断器２２を介して同期発電機２１にも接続される。また、需要家側２０の外部負荷３２は、外部負荷側遮断器３３を介して商用系統側１０に接続されると共に、検出装置側遮断器２３と同期発電機遮断器２２を介して同期発電機２１に接続される。
【０００３】
また、例えば静止型無効電力補償装置などの無効電力調整機器２４が無効電力調整機器側遮断器２５を介して需要家側２０に接続され、需要家側２０の無効電力を補償するようにしている。
このように商用系統側１０に接続されて電力系統と並列運転する同期発電機２１の単独運転検出装置４０は周波数検出器４１と、単独運転信号発生回路４２と、変動信号発生回路４３とから構成され、変動信号発生回路４３が出力する周期的微少変動を無効電力調整機器２４の無効電力設定器に与えることによって、例えば同期発電機２１の発電量と、所内負荷３０と外部負荷３２の合計負荷量がバランスしている状態でも能動的にこの平行状態を崩し、商用系統側１０の事故などにより系統遮断器１３が開放され、同期発電機２１が単独運転になったときにも、周波数検出器４１の検出値が例えば所定の範囲を逸脱したこと、該検出値と基準値との偏差が所定の範囲を逸脱したことなどを単独運転信号発生回路４２が監視することで、該単独運転が検出できる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図５に示した従来の単独運転検出装置４０によると、上述の如く需要家側２０および商用系統側１０に常時擾乱を与えているので、万一変動信号発生回路４３，無効電力調整機器２４などに不具合が発生すると、この擾乱量が大きくなることがあり、この状態は需要家側２０および商用系統側１０にとって好ましくない。また前記不具合により前記擾乱量が小さくなると、同期発電機２１が単独運転になったことが検出できない恐れがあった。
【０００５】
この発明の目的は、上記問題点を解決し、動作信頼性の高い分散型電源の単独運転検出装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この第１の発明は、電力系統と分散型電源との連系中に分散型電源が開列して単独運転となるのを検出する単独運転検出装置において、
分散型電源に接続される無効電力調整機器と、該無効電力調整機器の無効電力設定器に所定の時間毎に振幅を変化させた周期的微小変動を与える変動信号発生回路と、受電点または分散型電源の周波数を検出する周波数検出器と、前記変動信号発生回路により分散型電源が出力する無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出器の出力が所定の範囲を逸脱したときに単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路と、分散型電源が出力する無効電力を検出する無効電力検出器と、前記変動信号発生回路の出力と無効電力検出器の検出値の変動量との偏差が所定の値を越えたときに該変動信号発生回路及び前記単独運転信号発生回路の動作を停止させる検出停止回路とを備える。
【０００７】
この第２の発明は、電力系統と分散型電源との連系中に分散型電源が開列して単独運転となるのを検出する単独運転検出装置において、
分散型電源が出力する有効電力を調整する有効電力調整機器と、該有効電力調整機器の有効電力設定器に所定の時間毎に振幅を変化させた周期的微小変動を与える変動信号発生回路と、受電点または分散型電源の周波数を検出する周波数検出器と、前記変動信号発生回路により分散型電源が出力する有効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出器の出力が所定の範囲を逸脱したときに単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路と、分散型電源が出力する有効電力を検出する有効電力検出器と、前記変動信号発生回路の出力と有効電力検出器の検出値の変動量との偏差が所定の値を越えたときに該変動信号発生回路及び前記単独運転信号発生回路の動作を停止させる検出停止回路とを備える。
【０００８】
第３の発明は前記第１又は第２の発明において、前記分散型電源は同期発電機からなるものとする。
第４の発明は前記第１の発明において、前記分散型電源は誘導発電機からなるものとする。
この発明によれば、分散型電源が出力する無効電力または有効電力に与える周期的微少変動の振幅を所定の時間毎に変化させ、この変化に基づく応答を前記検出停止回路で監視するようにして、分散型電源の単独運転検出装置の動作信頼性を高めている。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の第１の実施例を示す分散型電源としての同期発電機の単独運転検出装置のブロック図であり、図５に示した従来例回路と同一機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち図１に示した単独運転検出装置５０には周波数検出器４１と、単独運転信号発生回路４２に対して後述の検出停止回路５２の出力に基づいて単独運転信号を出力することを停止させる機能を付加した単独運転信号発生回路４２ａと、変動信号発生回路４３に対して所定の時間毎に振幅を変化させた周期的微小変動を出力し、且つ後述の検出停止回路５２の出力に基づいて該微少変動を出力するのを停止させる機能を付加した変動信号発生回路４３ａと、同期発電機２１が出力する無効電力を検出する無効電力検出器５１と、変動信号発生回路４３ａの出力と無効電力検出器５１の検出値の変動量との偏差が一定値以上になったときに変動信号発生回路４３ａ及び単独運転信号発生回路４２ａの動作を停止させる検出停止回路５２とを備える。
【００１０】
この単独運転検出装置５０の検出停止回路５２の動作を以下に説明する。
例えば変動信号発生回路４３ａの出力が周期１秒程度の正弦波状の微少変動とし、この振幅を例えば数十秒毎に変化させ、この振幅を変化させた微少変動と無効電力検出器５１の検出値の変動量との偏差（絶対値）が所定の値を越えたときにはこの無効電力制御系を構成する機器の少なくともいずれかに不具合が生じているとして、変動信号発生回路４３ａ及び単独運転信号発生回路４２ａの動作を停止させる信号を出力する。
【００１１】
図２は、この発明の第２の実施例を示す分散型電源としての同期発電機の単独運転検出装置のブロック図であり、図１に示した第１の実施例回路と同一機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち図２において、同期発電機２１の界磁巻線２１ａはサイリスタ２１ｂと、自動電圧調整器２１ｃとで制御されて同期発電機２１の端子電圧が調整され、この端子電圧の調整により結果として同期発電機２１が出力する無効電力が調整できることは周知の技術である。
【００１２】
この単独運転検出装置５０ａは前述の単独運転検出装置５０と同一機能要素からなり、変動信号発生回路４３ａの出力を自動電圧調整器２１ｃの電圧設定器の設定値に加算させて、需要家側２０および商用系統側１０に常時擾乱を与え、周波数検出器４１と単独運転信号発生回路４２ａとにより単独運転を検出し、検出停止回路５２により同期発電機２１の電圧制御系の異常を監視している。
【００１３】
図３は、この発明の第３の実施例を示す分散型電源としての誘導発電機の単独運転検出装置のブロック図であり、図１に示した第１の実施例回路と同一機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち図３において、誘導発電機２６は誘導発電機側遮断器２７および検出装置側遮断器２３を介して商用系統側１０に接続されて電力系統と連系運転される。また、電力コンデンサなどの調相設備２８が調相設備遮断器２９を介して需要家側２０の系統に接続され、この系統の力率改善，誘導発電機２６の運転時の安定度向上などに供用されている。
【００１４】
この単独運転検出装置５０ｂは前述の単独運転検出装置５０と同一機能要素からなり、変動信号発生回路４３ａの出力を調相設備２８の無効電力設定器のの設定値に加算させて、需要家側２０および商用系統側１０に常時擾乱を与え、周波数検出器４１と単独運転信号発生回路４２ａとにより単独運転を検出し、検出停止回路５２により誘導発電機２６の電圧制御系の異常を監視している。
【００１５】
図４は、この発明の第４の実施例を示す分散型電源としての同期発電機の単独運転検出装置のブロック図であり、図１に示した第１の実施例回路と同一機能を有するものには同一符号を付してその説明を省略する。
すなわち図４において、同期発電機２１を駆動する原動機２１ｄと、原動機２１ｄを制御する自動電力調整器２１ｅとが備えられ、また単独運転検出装置６０は変動信号発生回路４３ａの出力を自動電力調整器２１ｅの有効電力設定器のの設定値に加算させて、需要家側２０および商用系統側１０に常時擾乱を与え、周波数検出器４１と単独運転信号発生回路４２ａとにより単独運転を検出し、同期発電機２１が出力する有効電力を検出する有効電力検出器６１と、変動信号発生回路４３ａの出力と有効電力検出器６１の検出値の変動量との偏差が一定値以上になったときに変動信号発生回路４３ａ及び単独運転信号発生回路４２ａの動作を停止させる検出停止回路６２とを備える。
【００１６】
この単独運転検出装置６０の検出停止回路６２の動作を以下に説明する。
例えば変動信号発生回路４３ａの出力が周期１秒程度の正弦波状の微少変動とし、この振幅を例えば数十秒毎に変化させ、この振幅を変化させた微少変動と有効電力検出器６１の検出値の変動量との偏差（絶対値）が所定の値を越えたときにはこの有効電力制御系を構成する機器の少なくともいずれかに不具合が生じているとして、変動信号発生回路４３ａ及び単独運転信号発生回路４２ａの動作を停止させる信号を出力する。
【００１７】
【発明の効果】
この発明によれば、同期発電機，誘導発電機などの分散型電源が出力する無効電力または有効電力に与える周期的微少変動の振幅を所定の時間毎に変化させ、この変化に基づく応答を前記検出停止回路で監視するようにして、分散型電源の単独運転検出装置の動作信頼性を高めている。
【００１８】
また、この発明は分散型電源としての燃料電池，太陽電池などを直流電源とする系統連系用インバータに対しても適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す分散型電源の単独運転検出装置のブロック図
【図２】この発明の第２の実施例を示す分散型電源の単独運転検出装置のブロック図
【図３】この発明の第３の実施例を示す分散型電源の単独運転検出装置のブロック図
【図４】この発明の第４の実施例を示す分散型電源の単独運転検出装置のブロック図
【図５】従来例を示す分散型電源の単独運転検出装置のブロック図
【符号の説明】
１０…商用系統側、１１…無限大母線、１２…送電線、１３…系統遮断器、２０…需要家側、２１…同期発電機、２１ａ…界磁巻線、２１ｂ…サイリスタ、２１ｃ…自動電圧調整器、２１ｄ…原動機、２１ｅ…自動電力調整器、２２…同期発電機遮断器、２３…検出装置側遮断器、２４…無効電力調整機器、２５…無効電力調整機器遮断器、２６…誘導発電機、２７…誘導発電機遮断器、２８…調相設備、２９…調相設備遮断器、３０…所内負荷、３１…所内負荷遮断器、３２…外部負荷、３３…外部負荷遮断器、４０，５０，５０ａ，５０ｂ，６０…単独運転検出装置、４１…周波数検出器、４２，４２ａ…単独運転検出回路、４３，４３ａ…変動信号発生回路、５１…無効電力検出器、５２…停止検出回路、６１…有効電力検出器、６２…停止検出回路。
【図１】
0003736055.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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