JP2000358330A - 太陽光発電装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 太陽電池構成の複数の分散型電源の運転を共
通の制御装置で集中制御する際に、分散型電源の容量，
台数によらず、系統連系保護装置の大型化等なく、しか
も、盤配置の自由度を制限することなく、各分散型電源
を２点で解列し得るようにする。 【解決手段】 各分散型電源１４それぞれの逆変換装置
（インバータ１７）の系統側に、インバータ１７の内部
コンタクト等からなり第１の解列点を形成する第１の解
列用開閉器１８と、第２の解列点を形成する第２の解列
用開閉器１９とを直列に設け、共通の制御装置２２に、
系統異常時の各分散型電源１４の単独運転の検出により
各分散型電源１４に開閉器１８，１９それぞれの解放指
令を伝送する解列制御手段を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電力系統に太陽電
池の複数の分散型電源を連系し、これらの分散型電源の
運転を１台の制御装置で集中制御する太陽光発電装置に
関し、詳しくはその系統異常時の各分散型電源の解列に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、太陽光発電装置の分野において
は、例えば本出願人の既出願（特願平８−３２７８５１
号）の明細書，図面等に記載されているように、工場，
ビル或いは一般住宅等の屋根や側壁等に大型，大電力出
力の大規模の太陽電池を設置できない場合、この大規模
の太陽電池を複数の小規模，小型の太陽電池とし、これ
らの小型の太陽電池と，静止型の逆変換装置としての小
型，小容量のインバータとを組合せた太陽電池構成の複
数の分散型電源を前記の屋根や側壁に分散設置すること
が行われる。

【０００３】そして、この複数の分散型電源構成の従来
の太陽光発電装置は、ほぼ図２に示すように形成され
る。

【０００４】図２は電力系統１に＃１，＃２，…，＃ｎ
のｎ個の分散型電源２が連系した場合を示し、各分散型
電源２は、それぞれ数ＫＷ程度の太陽電池３と、静止型
の逆変換装置としての例えば１０ＫＷのインバータ４が
形成する電力変換部５とを備える。

【０００５】そして、各分散型電源２のインバータ４は
交流出力側（系統側）にそれぞれの内部コンタクタ等か
らなる解列用開閉器６が設けられ、この開閉器６を介し
て電力系統１に接続される。

【０００６】さらに、各分散型電源２と電力系統１の変
電所等の系統電源７との間に各分散型電源２の共通の系
統連系保護装置８が設けられ、この連系保護装置８は系
統連系保護リレー９の系統電圧の検出結果等に基づき、
各分散型電源２の共通の制御装置１０により系統停電等
の系統異常の有無を監視・検出する。

【０００７】そして、制御装置１０は通信線１１を介し
た有線通信，又は無線通信により、各分散型電源２にイ
ンバータ４の駆動制御信号を伝送して各分散型電源２の
運転を集中制御し、系統正常時は各分散型電源２のイン
バータ４を系統電圧に同期して連系運転する。

【０００８】ところで、この種の太陽光発電装置におい
ては、系統停電等の系統異常が発生したときの各分散型
電源２の単独運転を防止するため、いわゆる太陽光発電
システムのガイドライン（系統連系技術要件ガイドライ
ン）の規格に基づき、各分散型電源２それぞれの解列点
を２点設ける必要がある。

【０００９】そして、各分散型電源２の解列用開閉器６
がそれぞれの第１の解列点を形成することから、従来は
系統連系保護装置８に第２の解列点を形成する共通の解
列用開閉器１２が設けられ、各分散型電源２がそれぞれ
の解列用開閉器６と共通の解列用開閉器１２とを介して
系統電源７に接続される。

【００１０】さらに、前記ガイドラインの規格による
と、各分散型電源２の単独運転は、能動的方式と受動的
方式とを組合せて検出して防止することが望ましいとさ
れる。

【００１１】そのため、制御装置１０は能動的方式の単
独運転検出により制御線１１を介して各分散型電源２に
それぞれの解列用開閉器６の開放指令を伝送し、これら
の解列用開閉器６を開放するとともに、受動的方式の単
独運転検出により内部の制御線１３を介して解列用開閉
器１２に開放指令を伝送し、この解列用開閉器１２を開
放する。

【００１２】なお、能動的方式の単独運転検出は、各分
散型電源２のインバータ４の交流出力の周波数，有効電
力又は無効電力を周期的に強制変動させ、有線又は無線
で各分散型電源２から伝送されたそれぞれのインバータ
の交流出力の電圧，電流又は周波数の急変動を監視して
それらの急変動から単独運転への移行を検出するもので
ある。

【００１３】また、受動的方式の単独運転検出は、系統
電圧の位相，３次高調波又は周波数を監視し、それらの
急変動から単独運転への移行を検出するものである。

【００１４】そして、系統異常が発生すると、単独運転
移行の検出に基づく各分散型電源２の解列用開閉器６の
開放，系統連系保護装置８の解列用開閉器１２の開放の
いずれか一方又は両方により、各分散型電源２が電力系
統１から解列される。

【００１５】このとき、各分散型電源２のインバータ４
は交流出力側の接続が図示省略された非常負荷（重要負
荷）に切換わるとともに、制御装置１０により運転モー
ドが自立運転に切換わる。

【００１６】そして、系統停電中等は各分散型電源２の
自立運転出力が電力系統１から切離された非常負荷に給
電される。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】前記図２の従来装置の
場合、各分散型電源２の第２の解列点が系統連系保護装
置８に設けた共通の解列用開閉器１２により形成される
ため、各分散型電源２の容量，台数によっては解列用開
閉器１２として、系統連系保護装置８の盤内に極めて大
容量，大型の開閉器を設ける必要がある。

【００１８】この場合、解列用開閉器１２が大型，高価
になるだけでなく、系統連系保護装置８の盤サイズが大
きくなってこの装置８が大型，高価になる問題点があ
る。

【００１９】また、分散型電源２を増設等する際には、
同時に系統連系保護装置８の解列用開閉器１２を容量ア
ップしなければならず、場合によっては系統連系保護装
置８の盤の取換え又は増設が必要になる問題点がある。

【００２０】さらに、分散型電源２の容量，台数によっ
て系統連系保護装置８の盤サイズが変わるため、全体の
盤サイズを統一して生産性の向上，コストダウン等を図
ることができない問題点もある。

【００２１】その上、各分散型電源２の交流出力側の電
力ケーブルを必ず系統連系保護装置８に引込まなければ
ならないため、盤配置等の自由度が制限される等の問題
点もある。

【００２２】本発明は、太陽電池構成の複数の分散型電
源の運転を共通の制御装置で集中制御する際に、分散型
電源の容量，台数によらず、系統連系保護装置の大型化
等なく、しかも、盤配置の自由度を制限することなく、
各分散型電源を２点で解列し得るようにすることを課題
とする。

【００２３】

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、本発明の太陽光発電装置においては、各分散型電
源それぞれの逆変換装置の系統側に、逆変換装置の内部
コンタクト等からなり第１の解列点を形成する第１の解
列用開閉器と、第２の解列点を形成する第２の解列用開
閉器とを直列に設け、共通の制御装置に、系統異常時の
各分散型電源の単独運転の検出により各分散型電源に両
解列用開閉器それぞれの開放指令を伝送する解列制御手
段を備える。

【００２４】したがって、各分散型電源にそれぞれ第
１，第２の解列点の解列用開閉器が設けられ、系統異常
時は、これらの開閉器が共通の制御装置から伝送された
それぞれの開放指令によって開放され、各分散型電源が
電力系統から解列される。

【００２５】この場合、各分散型電源は２解列点がそれ
ぞれの両解列用開閉器により個別に形成される。

【００２６】そして、これらの解列用開閉器は、分散型
電源の台数によらず、個々の分散型電源の容量に応じた
小容量，小型の開閉器で形成される。

【００２７】しかも、従来の系統連系保護装置の大型の
共通の解列用開閉器は省いて形成される。

【００２８】そのため、分散型電源の容量，台数によら
ず、系統連系保護装置等に大容量の大型の解列用開閉器
を設けたりすることなく、各分散型電源にそれぞれの容
量の小容量，小型の２個の解列用開閉器を設けて形成す
ることができ、各盤サイズが大きくならず、分散型電源
の増設による系統連系保護装置等の容量アップ，盤の取
換え，増設が不要であり、しかも、各分散型電源の電力
ケーブルを系統連系保護装置に引込む必要がなく、盤配
置の自由度が制限されることもない。

【００２９】

【発明の実施の形態】本発明の実施の１形態につき、図
１を参照して説明する。図１に示すように＃１〜＃ｎの
ｎ台の分散型電源１４は、それぞれ図２の太陽電池３と
同様の数ＫＷの小規模，小型の太陽電池１５と電力変換
部１６とを備え、この電力変換部１６は静止型の逆変換
装置としてのインバータ１７により形成される。

【００３０】このインバータ１７は図２の従来のインバ
ータ４に相当し、例えば１０ＫＷの比較的小容量のイン
バータであり、その交流出力側（系統側）には、図２の
解列用開閉器６に相当する内部コンタクタ等の第１の解
列用開閉器１８が設けられ、この開閉器１８により第１
の解列点が形成される。

【００３１】さらに、第１の解列用開閉器１８に直列に
第２の解列点を形成する第２の解列用開閉器１９が設け
られ、各分散型電源１４のインバータ１７はそれぞれの
解列用開閉器１８，１９を介して電力系統１に接続され
る。

【００３２】このとき、両解列用開閉器１８，１９は、
それぞれの分散型電源１４のインバータ１７に応じた容
量，大きさの開閉器からなり、とくに解列用開閉器１９
は図２の解列用開閉器１２の１／ｎの小容量，小型であ
り、しかも、分散型電源１４の台数が多くなっても大型
化等することもない。

【００３３】一方、系統連系保護装置２０は例えば図２
の同装置８から共通の解列用開閉器１２を省いた構成で
あり、系統連系保護リレー２１の系統電圧の検出結果等
に基づき、共通の制御装置２２が通信線２３を介した有
線通信，又は無線通信により、各分散型電源１４のイン
バータ１７の運転及び両解列用開閉器１８，１９の開閉
を制御する。

【００３４】このとき、系統連系保護装置２０は図２の
大型の解列用開閉器１２が設けられないため、分散型電
源１４の容量，台数によらず、盤サイズが小さく、小型
である。

【００３５】そして、系統電源７の正常時（系統正常
時）は、制御装置２２から各分散型電源１４に連系運転
の制御指令が伝送され、各分散型電源１４のインバータ
１７が系統電源７に同期して連系運転される。

【００３６】また、系統異常時は図２の制御装置１０と
同様の能動的方式，受動的方式の単独運転の検出に基づ
き、制御装置２２の解列制御手段から各分散型電源１４
に、例えば制御コードを変えて両解列用開閉器１８，１
９それぞれの開放指令が伝送される。

【００３７】そして、これらの開放指令の着信（受信）
に基づき、各分散型電源１４の解列用開閉器１８，１９
のいずれか一方又は両方が解放され、各分散型電源１４
が電力系統１から解列される。

【００３８】このとき、各分散型電源１４のインバータ
１７は交流出力側が例えば図示省略された非常給電用開
閉器を介して共通の非常負荷に接続されるとともに、制
御装置２２によって自立運転に制御され、各分散型電源
１４の自立運転出力が非常負荷に給電される。

【００３９】そして、系統正常に戻ると、各分散型電源
１４は非常負荷から切離されて解列用開閉器１８，１９
が閉成し、連系運転に戻される。

【００４０】この場合、各分散型電源１４はそれぞれの
容量に応じた小容量，小型の解列用開閉器１８，１９を
設けて同一盤サイズに形成され、しかも、系統連系保護
装置２０は従来の大容量，大型の共通の解列用開閉器１
２が設けられず、分散型電源１４の容量，台数によらず
小型である。

【００４１】そのため、分散型電源１４の台数が多くな
っても系統連系保護装置２０等の盤サイズが大きくなら
ず、その大型化等が生じない。

【００４２】また、分散型電源１４を増設する際に、系
統連系保護装置２０等の容量アップか不要でそれらの取
換えや増設は不要である。

【００４３】そして、分散型電源１４，系統連系保護装
置２０等の盤サイズが分散型電源１４の台数によって変
わらないため、それらの盤サイズを統一して規格化し、
生産性の向上やコストダウン等を図ることができる。

【００４４】さらに、各分散型電源１４の電力ケーブル
は電力系統１に直接接続され、それらの電力ケーブルを
系統連系保護装置２０に引込む必要がないため、盤配置
等の自由度が制限されることもない。

【００４５】そして、各分散型電源１４の太陽電池１５
やインバータ１７の容量，制御装置２２の構成や運転制
御手段及び単独運転検出方法等はどのようであってもよ
く、実施の形態のものに限られるものではない。

【００４６】また、制御装置２２から各分散型電源１４
への制御指令等の伝送方式は、電力線を用いた配電線搬
送方式，通信線２３を用いたスペクトラム拡散方式等の
有線方式又は電波による無線方式等の種々の方式のいず
れであってもよい。

【００４７】そして、制御装置２２が系統連系保護装置
２０に設けられず、他の装置内に設けられたり、単独で
設けられたりする場合にも、同様に適用できるのは勿論
である。

【００４８】

【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。各分散型電源１４にそれぞれ第１，第２の解列点の
解列用開閉器１８，１９が設けられ、系統異常時は、こ
れらの開閉器１８，１９を、共通の制御装置２２から伝
送されたそれぞれの開放指令によって開放し、各分散型
電源１４を電力系統１から解列することができる。

【００４９】この場合、各分散型電源１４の２解列点が
それぞれの両解列用開閉器１８，１９により個別に形成
され、これらの解列用開閉器１８，１９は、分散型電源
１４の台数によらず、個々の分散型電源１４の容量に応
じた小容量，小型の開閉器で形成される。

【００５０】そして、従来の系統連系保護装置の大型の
共通の解列用開閉器は省いて形成される。

【００５１】したがって、分散型電源１４の容量，台数
によらず、系統連系保護装置等に大容量，大型の解列用
開閉器を設けたりすることなく、各分散型電源１４にそ
れぞれの容量の小型，小容量の２個の解列用開閉器１
８，１９を設けて形成することができ、装置各部の盤サ
イズが大きくならず、それらの大型等が防止され、しか
も、分散型電源１４の増設による系統連系保護装置等の
他の盤の容量アップや取換え，増設等が不要で、全体の
盤サイズを統一することができ、その上、各分散型電源
１４の電力ケーブルを系統連系保護装置等に引込む必要
がなく、盤配置の自由度が制限されることもない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の１形態のブロック結線図であ
る。

【図２】従来例のブロック結線図である。

【符号の説明】

１ 電力系統 ２，１４ 分散型電源 ３，１５ 太陽電池 ４，１７ インバータ １０，２２ 共通の制御装置 １８ 第１の解列用開閉器 １９ 第２の解列用開閉器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栄 紀雄 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F051 KA03 KA07 KA10 5G066 HA06 HB05 5H007 AA17 BB07 CC05 DB01 FA14 FA19 GA09

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 系統に接続された複数の分散型電源それ
   ぞれに太陽電池及び静止型の逆変換装置を備え、 前記各分散型電源の系統からの解列及び前記逆変換装置
   の運転を、共通の制御装置により集中して制御し、 系統正常時は前記各分散型電源を系統に連系運転し、系
   統異常時は前記各分散型電源を系統から解列して自立運
   転する太陽光発電装置において、 前記各分散型電源それぞれの前記逆変換装置の系統側
   に、前記逆変換装置の内部コンタクト等からなり第１の
   解列点を形成する第１の解列用開閉器と、第２の解列点
   を形成する第２の解列用開閉器とを直列に設け、 前記共通の制御装置に、系統異常時の前記各分散型電源
   の単独運転の検出により前記各分散型電源に前記両解列
   用開閉器それぞれの開放指令を伝送する解列制御手段を
   備えたことを特徴とする太陽光発電装置。