JPH0884436A - 系統連系用インバータの単独運転検出装置 - Google Patents
系統連系用インバータの単独運転検出装置Info
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- JPH0884436A JPH0884436A JP6215440A JP21544094A JPH0884436A JP H0884436 A JPH0884436 A JP H0884436A JP 6215440 A JP6215440 A JP 6215440A JP 21544094 A JP21544094 A JP 21544094A JP H0884436 A JPH0884436 A JP H0884436A
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- Y02E60/30—Hydrogen technology
- Y02E60/50—Fuel cells
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Inverter Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】電力系統に連系中の分散型電源の系統連系用イ
ンバータが、電力系統から解列して単独運転になるのを
検出する単独運転検出装置を提供する。 【構成】単独運転検出装置１０は、周波数検出回路１
１、変動信号発生器２１、周波数上昇監視回路２２、周
波数下降監視回路２３、反転回路２４、周波数上限監視
回路２５、周波数下限監視回路２６、単独運転信号発生
回路２７とで構成し、受電点Ａの周波数を周波数検出回
路１１を介して監視し、周波数上昇監視回路２２または
周波数下降監視回路２３が動作したときに、変動信号発
生器２１の出力の波形を反転回路２４により１８０°反
転して、この状態で周波数上限監視回路２５または周波
数下限監視回路２６が動作することにより単独運転信号
発生回路２７より単独運転信号を出力する。
ンバータが、電力系統から解列して単独運転になるのを
検出する単独運転検出装置を提供する。 【構成】単独運転検出装置１０は、周波数検出回路１
１、変動信号発生器２１、周波数上昇監視回路２２、周
波数下降監視回路２３、反転回路２４、周波数上限監視
回路２５、周波数下限監視回路２６、単独運転信号発生
回路２７とで構成し、受電点Ａの周波数を周波数検出回
路１１を介して監視し、周波数上昇監視回路２２または
周波数下降監視回路２３が動作したときに、変動信号発
生器２１の出力の波形を反転回路２４により１８０°反
転して、この状態で周波数上限監視回路２５または周波
数下限監視回路２６が動作することにより単独運転信号
発生回路２７より単独運転信号を出力する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、分散型電源を電力系
統に連系させた系統において、分散型電源、例えば燃料
電池発電システム、太陽光発電システムなどに用いられ
る系統連系用インバータが系統連系中に電力系統から解
列して単独運転となるのを検出する系統連系用インバー
タの単独運転検出装置に関する。
統に連系させた系統において、分散型電源、例えば燃料
電池発電システム、太陽光発電システムなどに用いられ
る系統連系用インバータが系統連系中に電力系統から解
列して単独運転となるのを検出する系統連系用インバー
タの単独運転検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】分散型電源としての燃料電池発電システ
ム、太陽光発電システムなどにおいては、負荷に安定し
た電力の供給を計る目的で電力系統との連系運転を行
う。特に近年では商用電力系統へ分散型電源から電力を
供給する状態（以下、逆潮流とも称する）での連系運転
が認められたため、商用電力系統の遮断などの系統喪失
に対して発生する単独運転（アイランディング（Island
ing ）ともいう）現象を検出する必要が生じている。
ム、太陽光発電システムなどにおいては、負荷に安定し
た電力の供給を計る目的で電力系統との連系運転を行
う。特に近年では商用電力系統へ分散型電源から電力を
供給する状態（以下、逆潮流とも称する）での連系運転
が認められたため、商用電力系統の遮断などの系統喪失
に対して発生する単独運転（アイランディング（Island
ing ）ともいう）現象を検出する必要が生じている。
【０００３】アイランディング現象は、商用電力系統の
遮断などで系統電力が喪失したときに、負荷と分散型電
源の発電量とがバランスした状態では、系統電力の喪失
を分散型電源側で検知することが困難で、この状態のま
ま、商用電力系統より再度この電力系統に充電される
と、電力系統に短絡状態が発生する恐れがあることなど
から、このアイランディング現象を確実に検出すること
が求められており、以下の〜に示すような能動的
（電力系統へ積極的に外乱を与える）なアイランディン
グ検出の方法が従来から用いられている。
遮断などで系統電力が喪失したときに、負荷と分散型電
源の発電量とがバランスした状態では、系統電力の喪失
を分散型電源側で検知することが困難で、この状態のま
ま、商用電力系統より再度この電力系統に充電される
と、電力系統に短絡状態が発生する恐れがあることなど
から、このアイランディング現象を確実に検出すること
が求められており、以下の〜に示すような能動的
（電力系統へ積極的に外乱を与える）なアイランディン
グ検出の方法が従来から用いられている。
【０００４】．分散型電源の無効電力に周期的な微小
変動を発生させて、アイランディング現象発生時に系統
周波数（５０／６０Ｈｚ）の変動を検出する。 ．分散型電源の有効電力を周期的に変動させて、アイ
ランディング現象発生時の系統電圧や周波数の変動を検
出する。 ．分散型電源の系統連系用インバータの出力周波数を
決定する内部発振器にオフセットを与えておき、アイラ
ンディング現象発生時に電力系統に現れる周波数変化を
検出する。
変動を発生させて、アイランディング現象発生時に系統
周波数（５０／６０Ｈｚ）の変動を検出する。 ．分散型電源の有効電力を周期的に変動させて、アイ
ランディング現象発生時の系統電圧や周波数の変動を検
出する。 ．分散型電源の系統連系用インバータの出力周波数を
決定する内部発振器にオフセットを与えておき、アイラ
ンディング現象発生時に電力系統に現れる周波数変化を
検出する。
【０００５】．分散型電源に並列にインピーダンスを
瞬間的に、かつ周期的に挿入し、このインピーダンスの
挿入端での電圧変動や電流変動の急変を検出する。 これらの方法のうち、燃料電池発電システム、太陽光発
電システムなどにおいては、有効電力の変動を伴わず、
従って電池（セル）の直流出力電力の変動がない、前記
の方法が従来から用いらている。
瞬間的に、かつ周期的に挿入し、このインピーダンスの
挿入端での電圧変動や電流変動の急変を検出する。 これらの方法のうち、燃料電池発電システム、太陽光発
電システムなどにおいては、有効電力の変動を伴わず、
従って電池（セル）の直流出力電力の変動がない、前記
の方法が従来から用いらている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述ののアイランデ
ィング現象の検出方法は、分散型電源から電力系統への
無効電力を変動させることから、該無効電力の変動値に
よっては電力系統の電圧変動を招くため、この変動値を
極力小さくしなければならず、従ってアイランディング
現象が発生したときの周波数変動も小さく、また、単な
る系統擾乱などのノイズの影響を受けて、単独運転検出
装置が誤動作をする恐れがあった。
ィング現象の検出方法は、分散型電源から電力系統への
無効電力を変動させることから、該無効電力の変動値に
よっては電力系統の電圧変動を招くため、この変動値を
極力小さくしなければならず、従ってアイランディング
現象が発生したときの周波数変動も小さく、また、単な
る系統擾乱などのノイズの影響を受けて、単独運転検出
装置が誤動作をする恐れがあった。
【０００７】上記の問題を解決するために、従来は、図
７に示すように、電力系統に注入する常時の無効電力変
動の値を分散型電源の定格電力の数％以下に抑えて、か
つアイランディング現象検出のための周波数監視回路の
検出レベルを上下それぞれ２段階として、１段階目の微
小な周波数変位検出後に無効電力変動の値を微小時間だ
け増加させて、この時の２段階目の周波数変位検出が動
作することで単独運転になったと判定し、ノイズなどの
影響を逃れる検出方法が提案されている。
７に示すように、電力系統に注入する常時の無効電力変
動の値を分散型電源の定格電力の数％以下に抑えて、か
つアイランディング現象検出のための周波数監視回路の
検出レベルを上下それぞれ２段階として、１段階目の微
小な周波数変位検出後に無効電力変動の値を微小時間だ
け増加させて、この時の２段階目の周波数変位検出が動
作することで単独運転になったと判定し、ノイズなどの
影響を逃れる検出方法が提案されている。
【０００８】しかしながら、分散型電源として系統連系
用インバータを用いて商用電力系統へ逆潮流での連系運
転をする場合では、アイランディング現象発生時に無効
電力変動の急増を行うと、前記系統連系用インバータ
は、例えば同期発電機による分散型電源のように回転体
の慣性に起因した大きな制御遅れを持たないので、周波
数変位と無効電力の変動量の増大のタイミングによって
は、図８に示すように、周波数変動が一旦抑えられるこ
とがあり、このような場合はアイランディング検出の時
間が長くなるという問題があった。
用インバータを用いて商用電力系統へ逆潮流での連系運
転をする場合では、アイランディング現象発生時に無効
電力変動の急増を行うと、前記系統連系用インバータ
は、例えば同期発電機による分散型電源のように回転体
の慣性に起因した大きな制御遅れを持たないので、周波
数変位と無効電力の変動量の増大のタイミングによって
は、図８に示すように、周波数変動が一旦抑えられるこ
とがあり、このような場合はアイランディング検出の時
間が長くなるという問題があった。
【０００９】この発明の課題は、上述の問題点を解決す
る系統連系用インバータの単独運転検出装置を提供する
ことにある。
る系統連系用インバータの単独運転検出装置を提供する
ことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】電力系統と分散型電源と
の連系中に分散型電源の系統連系用インバータが解列し
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、系統連系用インバータの無効電力設定器に周期的微
小変動を与える変動信号発生器と、系統連系点または系
統連系用インバータの出力の周波数を検出する周波数検
出回路と、該周波数検出回路の出力の微小変動を監視す
る周波数上昇監視回路および周波数下降監視回路と、こ
の第１の発明では、前記周波数上昇監視回路または周波
数下降監視回路のいずれかが動作したときに、前記変動
信号発生器の出力波形の位相を所定の微小時間だけ反転
する反転回路と、該反転回路と前記変動信号発生器によ
り受電点無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数
検出回路の出力と所定の基準周波数との偏差を監視する
周波数上限監視回路および周波数下限監視回路と、前記
周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のいずれ
かが動作したときに、単独運転信号を発生する単独運転
信号発生回路とを備え、第２の発明では、前記周波数上
昇監視回路または周波数下降監視回路のいずれかが動作
したときに、前記変動信号発生器の出力波形の位相を所
定の微小時間だけ反転して増幅する反転増幅回路と、該
反転増幅回路と前記変動信号発生器とにより受電点無効
電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出回路の出
力と所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限監
視回路および周波数下限監視回路と、前記周波数上限監
視回路または周波数下限監視回路のいずれかが動作した
ときに、単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路
とを備え、また第３の発明では、前記周波数上昇監視回
路または周波数下降監視回路のいずれかが動作したとき
に、前記変動信号発生器の出力波形の位相を所定の微小
時間だけ反転した該出力波形の尖頭値に保持する反転保
持回路と、該反転保持回路と前記変動信号発生器とによ
り受電点無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数
検出回路の出力と所定の基準周波数との偏差を監視する
周波数上限監視回路および周波数下限監視回路と、前記
周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のいずれ
かが動作したときに、単独運転信号を発生する単独運転
信号発生回路とを備え、さらに第４の発明では、前記周
波数上昇監視回路または周波数下降監視回路のいずれか
が動作したときに、前記変動信号発生器の出力波形の位
相を所定の微小時間だけ反転増幅した該出力波形の尖頭
値に保持する反転増幅保持回路と、該反転増幅保持回路
と前記変動信号発生器とにより受電点無効電力に常時微
小な変化を与え、前記周波数検出回路の出力と所定の基
準周波数との偏差を監視する周波数上限監視回路および
周波数下限監視回路と、前記周波数上限監視回路または
周波数下限監視回路のいずれかが動作したときに、単独
運転信号を発生する単独運転信号発生回路とを備える。
の連系中に分散型電源の系統連系用インバータが解列し
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、系統連系用インバータの無効電力設定器に周期的微
小変動を与える変動信号発生器と、系統連系点または系
統連系用インバータの出力の周波数を検出する周波数検
出回路と、該周波数検出回路の出力の微小変動を監視す
る周波数上昇監視回路および周波数下降監視回路と、こ
の第１の発明では、前記周波数上昇監視回路または周波
数下降監視回路のいずれかが動作したときに、前記変動
信号発生器の出力波形の位相を所定の微小時間だけ反転
する反転回路と、該反転回路と前記変動信号発生器によ
り受電点無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数
検出回路の出力と所定の基準周波数との偏差を監視する
周波数上限監視回路および周波数下限監視回路と、前記
周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のいずれ
かが動作したときに、単独運転信号を発生する単独運転
信号発生回路とを備え、第２の発明では、前記周波数上
昇監視回路または周波数下降監視回路のいずれかが動作
したときに、前記変動信号発生器の出力波形の位相を所
定の微小時間だけ反転して増幅する反転増幅回路と、該
反転増幅回路と前記変動信号発生器とにより受電点無効
電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出回路の出
力と所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限監
視回路および周波数下限監視回路と、前記周波数上限監
視回路または周波数下限監視回路のいずれかが動作した
ときに、単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路
とを備え、また第３の発明では、前記周波数上昇監視回
路または周波数下降監視回路のいずれかが動作したとき
に、前記変動信号発生器の出力波形の位相を所定の微小
時間だけ反転した該出力波形の尖頭値に保持する反転保
持回路と、該反転保持回路と前記変動信号発生器とによ
り受電点無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数
検出回路の出力と所定の基準周波数との偏差を監視する
周波数上限監視回路および周波数下限監視回路と、前記
周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のいずれ
かが動作したときに、単独運転信号を発生する単独運転
信号発生回路とを備え、さらに第４の発明では、前記周
波数上昇監視回路または周波数下降監視回路のいずれか
が動作したときに、前記変動信号発生器の出力波形の位
相を所定の微小時間だけ反転増幅した該出力波形の尖頭
値に保持する反転増幅保持回路と、該反転増幅保持回路
と前記変動信号発生器とにより受電点無効電力に常時微
小な変化を与え、前記周波数検出回路の出力と所定の基
準周波数との偏差を監視する周波数上限監視回路および
周波数下限監視回路と、前記周波数上限監視回路または
周波数下限監視回路のいずれかが動作したときに、単独
運転信号を発生する単独運転信号発生回路とを備える。
【００１１】
【作用】この発明の系統連系用インバータの単独運転検
出装置によれば、系統連系中の系統連系用インバータの
無効電力設定器に周期的微小変動を与えて系統連系点の
無効電力を周期的に変化させ、能動的に先述のバランス
状態を崩して、この系統連系点または系統連系用インバ
ータの周波数を監視し、この周波数の微小な変化が検知
されたならば、前記周期的微小変動の波形の位相を１８
０°反転、反転増幅、反転保持、または、反転増幅保持
させることで、より確実、迅速に単独運転の検出ができ
る。
出装置によれば、系統連系中の系統連系用インバータの
無効電力設定器に周期的微小変動を与えて系統連系点の
無効電力を周期的に変化させ、能動的に先述のバランス
状態を崩して、この系統連系点または系統連系用インバ
ータの周波数を監視し、この周波数の微小な変化が検知
されたならば、前記周期的微小変動の波形の位相を１８
０°反転、反転増幅、反転保持、または、反転増幅保持
させることで、より確実、迅速に単独運転の検出ができ
る。
【００１２】
【実施例】図１は、この発明の系統連系用インバータの
単独運転検出装置の第１の実施例を示す回路構成図であ
る。図１において、燃料電池発電システム１は燃料電池
本体２、系統連系用インバータ３、配電用変圧器４で構
成され、５は負荷、６は電力系統である。
単独運転検出装置の第１の実施例を示す回路構成図であ
る。図１において、燃料電池発電システム１は燃料電池
本体２、系統連系用インバータ３、配電用変圧器４で構
成され、５は負荷、６は電力系統である。
【００１３】また、７は負荷分電用遮断器、８は分散型
電源としての燃料電池発電システム１の分散型電源側遮
断器、９は電力系統６から受電するための受電点遮断器
である。さらに、単独運転検出装置１０は、周波数／電
圧コンバータなどからなる周波数検出回路１１と単独運
転検出部２０とで構成され、この単独運転検出部２０
は、例えば周期的な正弦波状の微小信号を発生する変動
信号発生器２１と、周波数検出回路１１の出力値の微小
変動を監視する比較器，設定器からなる周波数上昇監視
回路２２および周波数下降監視回路２３と、周波数上昇
監視回路２２または周波数下降監視回路２３のいずれか
が動作したときに、変動信号発生器２１の出力に接続さ
れ変動信号発生器２１の出力波形の位相を所定の微小時
間だけ反転するＯＲゲート，ＮＯＲゲート，３ステート
バッファ，３ステートインバータからなる反転回路２４
と、反転回路２４と変動信号発生器２１とにより系統連
系インバータ３の図示しない無効電力設定器の設定値に
周期的微小変動を与え、受電点Ａ（図１参照）の無効電
力に常時微小な変化をさせ、周波数検出回路１１の出力
と所定の基準周波数との偏差を監視する比較器，設定器
からなる周波数上限監視回路２５および周波数下限監視
回路２６と、周波数上限監視回路２５または周波数下限
監視回路２６のいずれかが動作したときに、単独運転信
号を発生するＯＲゲートからなる単独運転信号発生回路
２７とから構成されている。
電源としての燃料電池発電システム１の分散型電源側遮
断器、９は電力系統６から受電するための受電点遮断器
である。さらに、単独運転検出装置１０は、周波数／電
圧コンバータなどからなる周波数検出回路１１と単独運
転検出部２０とで構成され、この単独運転検出部２０
は、例えば周期的な正弦波状の微小信号を発生する変動
信号発生器２１と、周波数検出回路１１の出力値の微小
変動を監視する比較器，設定器からなる周波数上昇監視
回路２２および周波数下降監視回路２３と、周波数上昇
監視回路２２または周波数下降監視回路２３のいずれか
が動作したときに、変動信号発生器２１の出力に接続さ
れ変動信号発生器２１の出力波形の位相を所定の微小時
間だけ反転するＯＲゲート，ＮＯＲゲート，３ステート
バッファ，３ステートインバータからなる反転回路２４
と、反転回路２４と変動信号発生器２１とにより系統連
系インバータ３の図示しない無効電力設定器の設定値に
周期的微小変動を与え、受電点Ａ（図１参照）の無効電
力に常時微小な変化をさせ、周波数検出回路１１の出力
と所定の基準周波数との偏差を監視する比較器，設定器
からなる周波数上限監視回路２５および周波数下限監視
回路２６と、周波数上限監視回路２５または周波数下限
監視回路２６のいずれかが動作したときに、単独運転信
号を発生するＯＲゲートからなる単独運転信号発生回路
２７とから構成されている。
【００１４】図１の単独運転検出装置１０の動作を、図
２に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明する。図
２において、燃料電池発電システム１の系統連系用イン
バータ３より供給される発電量と負荷５で消費される電
力量がバランスしている状態で、図２（Ｂ）に示す、時
刻ｔ0 で電力系統６側の事故などで受電点遮断器９によ
り電力系統６が切り離されると、燃料電池発電システム
１と負荷５の間でアイランディング現象が発生する。こ
のような状態の時に、変動信号発生器２１と反転回路２
４とにより無効電力変動を与えておくと、図２（Ｂ）に
示す、時刻ｔ0 〜ｔ1 間のような周波数変動が発生し
て、時刻ｔ1 において周波数下降監視回路２３が動作
し、受電点Ａの無効電力変動の位相を反転回路２４によ
り１８０°反転させる（図２（Ａ）参照）。この時に周
波数変動は、図２（Ｂ）に示す、時刻ｔ1 〜ｔ2 のよう
に拡大するため、図２（Ｂ）に示す、時刻ｔ2 において
周波数下限監視回路２６が動作し、単独運転信号発生回
路２７によりアイランディング現象が検出される（図２
（Ｃ）参照）。
２に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明する。図
２において、燃料電池発電システム１の系統連系用イン
バータ３より供給される発電量と負荷５で消費される電
力量がバランスしている状態で、図２（Ｂ）に示す、時
刻ｔ0 で電力系統６側の事故などで受電点遮断器９によ
り電力系統６が切り離されると、燃料電池発電システム
１と負荷５の間でアイランディング現象が発生する。こ
のような状態の時に、変動信号発生器２１と反転回路２
４とにより無効電力変動を与えておくと、図２（Ｂ）に
示す、時刻ｔ0 〜ｔ1 間のような周波数変動が発生し
て、時刻ｔ1 において周波数下降監視回路２３が動作
し、受電点Ａの無効電力変動の位相を反転回路２４によ
り１８０°反転させる（図２（Ａ）参照）。この時に周
波数変動は、図２（Ｂ）に示す、時刻ｔ1 〜ｔ2 のよう
に拡大するため、図２（Ｂ）に示す、時刻ｔ2 において
周波数下限監視回路２６が動作し、単独運転信号発生回
路２７によりアイランディング現象が検出される（図２
（Ｃ）参照）。
【００１５】図３は、この発明の系統連系用インバータ
の単独運転装置の第２の実施例を示す回路構成図であ
り、図１と同様の構成の部材についての説明は省略す
る。すなわち図３において、単独運転検出装置３０は、
周波数検出回路１１と単独運転検出部３１とで構成さ
れ、この単独運転検出部３１は、変動信号発生器２１
と、周波数検出回路１１の出力値の微小変動を監視する
周波数上昇監視回路２２および周波数下降監視回路２３
と、周波数上昇監視回路２２または周波数下降監視回路
２３のいずれかが動作したときに、変動信号発生器２１
の出力に接続され変動信号発生器２１の出力波形の位相
を所定の微小時間だけ反転増幅するＯＲゲート，ＮＯＲ
ゲート，３ステートバッファ，３ステートインバータ，
増幅器からなる反転増幅回路３２と、反転増幅回路３２
と変動信号発生器２１とにより系統連系インバータ３を
介して、受電点Ａ（図３参照）の無効電力に常時微小な
変化を与え、周波数検出回路１１の出力と所定の基準周
波数との偏差を監視する周波数上限監視回路２５および
周波数下限監視回路２６と、周波数上限監視回路２５ま
たは周波数下限監視回路２６のいずれかが動作したとき
に、単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路２７
とから構成されている。
の単独運転装置の第２の実施例を示す回路構成図であ
り、図１と同様の構成の部材についての説明は省略す
る。すなわち図３において、単独運転検出装置３０は、
周波数検出回路１１と単独運転検出部３１とで構成さ
れ、この単独運転検出部３１は、変動信号発生器２１
と、周波数検出回路１１の出力値の微小変動を監視する
周波数上昇監視回路２２および周波数下降監視回路２３
と、周波数上昇監視回路２２または周波数下降監視回路
２３のいずれかが動作したときに、変動信号発生器２１
の出力に接続され変動信号発生器２１の出力波形の位相
を所定の微小時間だけ反転増幅するＯＲゲート，ＮＯＲ
ゲート，３ステートバッファ，３ステートインバータ，
増幅器からなる反転増幅回路３２と、反転増幅回路３２
と変動信号発生器２１とにより系統連系インバータ３を
介して、受電点Ａ（図３参照）の無効電力に常時微小な
変化を与え、周波数検出回路１１の出力と所定の基準周
波数との偏差を監視する周波数上限監視回路２５および
周波数下限監視回路２６と、周波数上限監視回路２５ま
たは周波数下限監視回路２６のいずれかが動作したとき
に、単独運転信号を発生する単独運転信号発生回路２７
とから構成されている。
【００１６】図３の単独運転検出装置３０の動作を、図
４に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明する。図
４において、燃料電池発電システム１の系統連系用イン
バータ３より供給される発電量と負荷５で消費される電
力量がバランスしている状態で、図４（Ｂ）に示す、時
刻ｔ0 で受電点遮断器９にて電力系統６が切り離される
と、燃料電池発電システム１と負荷５の間でアイランデ
ィング現象が発生する。このような状態の時に、変動信
号発生器２１と反転増幅回路３２とにより無効電力変動
を与えておくと、図４（Ｂ）に示す、時刻ｔ0 〜ｔ1 間
のような周波数変動が発生して、時刻ｔ1 において周波
数下降監視回路２３が動作し、受電点Ａの無効電力変動
の位相を反転増幅回路３２により１８０°反転増幅させ
る（図４（Ａ）参照）。この時に周波数変動は、図４
（Ｂ）に示す、時刻ｔ1 〜ｔ2 のように拡大するため、
図４（Ｂ）に示す、時刻ｔ2 において周波数下限監視回
路２６が動作し、単独運転信号発生回路２７によりアイ
ランディング現象が速やかに検出される（図４（Ｃ）参
照）。
４に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明する。図
４において、燃料電池発電システム１の系統連系用イン
バータ３より供給される発電量と負荷５で消費される電
力量がバランスしている状態で、図４（Ｂ）に示す、時
刻ｔ0 で受電点遮断器９にて電力系統６が切り離される
と、燃料電池発電システム１と負荷５の間でアイランデ
ィング現象が発生する。このような状態の時に、変動信
号発生器２１と反転増幅回路３２とにより無効電力変動
を与えておくと、図４（Ｂ）に示す、時刻ｔ0 〜ｔ1 間
のような周波数変動が発生して、時刻ｔ1 において周波
数下降監視回路２３が動作し、受電点Ａの無効電力変動
の位相を反転増幅回路３２により１８０°反転増幅させ
る（図４（Ａ）参照）。この時に周波数変動は、図４
（Ｂ）に示す、時刻ｔ1 〜ｔ2 のように拡大するため、
図４（Ｂ）に示す、時刻ｔ2 において周波数下限監視回
路２６が動作し、単独運転信号発生回路２７によりアイ
ランディング現象が速やかに検出される（図４（Ｃ）参
照）。
【００１７】図５は、この発明の系統連系用インバータ
の単独運転装置の第３の実施例を示す回路構成図であ
り、図１と同様の構成の部材についての説明は省略す
る。すなわち図５において、単独運転検出装置４０は、
周波数検出回路１１と単独運転検出部４１とで構成さ
れ、この単独運転検出部４１は、変動信号発生器２１
と、周波数検出回路１１の出力値の微小変動を監視する
周波数上昇監視回路２２および周波数下降監視回路２３
と、周波数上昇監視回路２２または周波数下降監視回路
２３のいずれかが動作したときに、変動信号発生器２１
の出力に接続され変動信号発生器２１の出力波形の位相
を所定の微小時間だけ反転保持するＯＲゲート，ＮＯＲ
ゲート，３ステートバッファ，３ステートインバータ，
ピークホールド回路からなる反転保持回路４２と、反転
保持回路４２と変動信号発生器２１とにより系統連系イ
ンバータ３を介して、受電点Ａ（図５参照）の無効電力
に常時微小な変化を与え、周波数検出回路１１の出力と
所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限監視回
路２５および周波数下限監視回路２６と、周波数上限監
視回路２５または周波数下限監視回路２６のいずれかが
動作したときに、単独運転信号を発生する単独運転信号
発生回路２７とから構成されている。
の単独運転装置の第３の実施例を示す回路構成図であ
り、図１と同様の構成の部材についての説明は省略す
る。すなわち図５において、単独運転検出装置４０は、
周波数検出回路１１と単独運転検出部４１とで構成さ
れ、この単独運転検出部４１は、変動信号発生器２１
と、周波数検出回路１１の出力値の微小変動を監視する
周波数上昇監視回路２２および周波数下降監視回路２３
と、周波数上昇監視回路２２または周波数下降監視回路
２３のいずれかが動作したときに、変動信号発生器２１
の出力に接続され変動信号発生器２１の出力波形の位相
を所定の微小時間だけ反転保持するＯＲゲート，ＮＯＲ
ゲート，３ステートバッファ，３ステートインバータ，
ピークホールド回路からなる反転保持回路４２と、反転
保持回路４２と変動信号発生器２１とにより系統連系イ
ンバータ３を介して、受電点Ａ（図５参照）の無効電力
に常時微小な変化を与え、周波数検出回路１１の出力と
所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限監視回
路２５および周波数下限監視回路２６と、周波数上限監
視回路２５または周波数下限監視回路２６のいずれかが
動作したときに、単独運転信号を発生する単独運転信号
発生回路２７とから構成されている。
【００１８】図５の単独運転検出装置４０の動作を、図
６に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明する。図
６において、燃料電池発電システム１の系統連系用イン
バータ３より供給される発電量と負荷５で消費される電
力量がバランスしている状態で、図６（Ｂ）に示す、時
刻ｔ0 で受電点遮断器９にて電力系統６が切り離される
と、燃料電池発電システム１と負荷５の間でアイランデ
ィング現象が発生する。このような状態の時に、変動信
号発生器２１と反転保持回路４２とにより無効電力変動
を与えておくと、図６（Ｂ）に示す、時刻ｔ0 〜ｔ1 間
のような周波数変動が発生して、時刻ｔ1 において周波
数下降監視回路２３が動作し、受電点Ａの無効電力変動
の位相を反転保持回路４２により１８０°反転保持させ
る（図６（Ａ）参照）。この時に周波数変動は、図６
（Ｂ）に示す、時刻ｔ1 〜ｔ2 のように拡大するため、
図６（Ｂ）に示す、時刻ｔ2 において周波数下限監視回
路２６が動作し、単独運転信号発生回路２７によりアイ
ランディング現象が速やかに検出される（図６（Ｃ）参
照）。
６に示す動作波形図を参照しつつ、以下に説明する。図
６において、燃料電池発電システム１の系統連系用イン
バータ３より供給される発電量と負荷５で消費される電
力量がバランスしている状態で、図６（Ｂ）に示す、時
刻ｔ0 で受電点遮断器９にて電力系統６が切り離される
と、燃料電池発電システム１と負荷５の間でアイランデ
ィング現象が発生する。このような状態の時に、変動信
号発生器２１と反転保持回路４２とにより無効電力変動
を与えておくと、図６（Ｂ）に示す、時刻ｔ0 〜ｔ1 間
のような周波数変動が発生して、時刻ｔ1 において周波
数下降監視回路２３が動作し、受電点Ａの無効電力変動
の位相を反転保持回路４２により１８０°反転保持させ
る（図６（Ａ）参照）。この時に周波数変動は、図６
（Ｂ）に示す、時刻ｔ1 〜ｔ2 のように拡大するため、
図６（Ｂ）に示す、時刻ｔ2 において周波数下限監視回
路２６が動作し、単独運転信号発生回路２７によりアイ
ランディング現象が速やかに検出される（図６（Ｃ）参
照）。
【００１９】図１〜図６に示したこの発明の実施例の説
明では、周波数下降監視回路２３と周波数下限監視回路
２６とが動作した場合について述べたが、周波数上昇監
視回路２２と周波数下降監視回路２３のいずれかが動作
し、周波数上限監視回路２５と周波数下限監視回路２６
のいずれかが動作すれば、単独運転信号発生回路２７に
より単独運転の検出が可能である。
明では、周波数下降監視回路２３と周波数下限監視回路
２６とが動作した場合について述べたが、周波数上昇監
視回路２２と周波数下降監視回路２３のいずれかが動作
し、周波数上限監視回路２５と周波数下限監視回路２６
のいずれかが動作すれば、単独運転信号発生回路２７に
より単独運転の検出が可能である。
【００２０】
【発明の効果】この発明の単独運転検出装置によれば、
系統連系点の無効電力を周期的に変化させ、能動的にバ
ランス状態を崩して、この系統連系点または系統連系用
インバータの周波数を監視し、この周波数の微小な変化
が検知されたならば、変動信号の波形の位相を１８０°
反転、反転増幅、反転保持、または、反転増幅保持させ
ることで、より確実、迅速に単独運転が検出できる。
系統連系点の無効電力を周期的に変化させ、能動的にバ
ランス状態を崩して、この系統連系点または系統連系用
インバータの周波数を監視し、この周波数の微小な変化
が検知されたならば、変動信号の波形の位相を１８０°
反転、反転増幅、反転保持、または、反転増幅保持させ
ることで、より確実、迅速に単独運転が検出できる。
【００２１】しかも、実施例で説明したように簡単な回
路を付加することで、この発明が実現でき、分散型電源
に対して信頼性の向上と、経済的効果とをもたらすこと
ができる。
路を付加することで、この発明が実現でき、分散型電源
に対して信頼性の向上と、経済的効果とをもたらすこと
ができる。
【図１】この発明の第１の実施例の単独運転検出装置の
回路構成図
回路構成図
【図２】図１の動作を説明する動作波形図
【図３】この発明の第２の実施例の単独運転検出装置の
回路構成図
回路構成図
【図４】図３の動作を説明する動作波形図
【図５】この発明の第３の実施例の単独運転検出装置の
回路構成図
回路構成図
【図６】図５の動作を説明する動作波形図
【図７】従来の単独運転検出装置の動作を説明する動作
波形図
波形図
【図８】従来の単独運転検出装置の動作を説明する動作
波形図
波形図
１…燃料電池発電システム、２…燃料電池本体、３…系
統連系用インバータ、４…配電用変圧器、５…負荷、６
…電力系統、７…負荷分電用遮断器、８…分散型電源側
遮断器、９…受電点遮断器、１０，３０，４０…単独運
転検出装置、１１…周波数検出回路、２０，３１，４１
…単独運転検出部、２１…変動信号発生器、２２…周波
数上昇監視回路、２３…周波数下降監視回路、２４…反
転回路、２５…周波数上限監視回路、２６…周波数下限
監視回路、２７…単独運転信号発生回路、３２…反転増
幅回路、４２…反転保持回路、Ａ…受電点。
統連系用インバータ、４…配電用変圧器、５…負荷、６
…電力系統、７…負荷分電用遮断器、８…分散型電源側
遮断器、９…受電点遮断器、１０，３０，４０…単独運
転検出装置、１１…周波数検出回路、２０，３１，４１
…単独運転検出部、２１…変動信号発生器、２２…周波
数上昇監視回路、２３…周波数下降監視回路、２４…反
転回路、２５…周波数上限監視回路、２６…周波数下限
監視回路、２７…単独運転信号発生回路、３２…反転増
幅回路、４２…反転保持回路、Ａ…受電点。
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０２Ｍ 7/48 Ｍ 9181−5Ｈ
Claims (4)
- 【請求項１】電力系統と分散型電源との連系中に分散型
電源の系統連系用インバータが解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、 系統連系用インバータの無効電力設定器に周期的微小変
動を与える変動信号発生器と、 系統連系点または系統連系用インバータの出力の周波数
を検出する周波数検出回路と、 該周波数検出回路の出力の微小変動を監視する周波数上
昇監視回路および周波数下降監視回路と、 前記周波数上昇監視回路または周波数下降監視回路のい
ずれかが動作したときに、前記変動信号発生器の出力波
形の位相を所定の微小時間だけ反転する反転回路と、 該反転回路と前記変動信号発生器とにより受電点無効電
力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出回路の出力
と所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限監視
回路および周波数下限監視回路と、 前記周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のい
ずれかが動作したときに、単独運転信号を発生する単独
運転信号発生回路とを備えたことを特徴とする系統連系
用インバータ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
電源の系統連系用インバータが解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、 系統連系用インバータの無効電力設定器に周期的微小変
動を与える変動信号発生器と、 系統連系点または系統連系用インバータの出力の周波数
を検出する周波数検出回路と、 該周波数検出回路の出力の微小変動を監視する周波数上
昇監視回路および周波数下降監視回路と、 前記周波数上昇監視回路または周波数下降監視回路のい
ずれかが動作したときに、前記変動信号発生器の出力波
形の位相を所定の微小時間だけ反転して増幅する反転増
幅回路と、 該反転増幅回路と前記変動信号発生器とにより受電点無
効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出回路の
出力と所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限
監視回路および周波数下限監視回路と、 前記周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のい
ずれかが動作したときに、単独運転信号を発生する単独
運転信号発生回路とを備えたことを特徴とする系統連系
用インバータの単独運転検出装置。 - 【請求項３】電力系統と分散型電源との連系中に分散型
電源の系統連系用インバータが解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、 系統連系用インバータの無効電力設定器に周期的微小変
動を与える変動信号発生器と、 系統連系点または系統連系用インバータの出力の周波数
を検出する周波数検出回路と、 該周波数検出回路の出力の微小変動を監視する周波数上
昇監視回路および周波数下降監視回路と、 前記周波数上昇監視回路または周波数下降監視回路のい
ずれかが動作したときに、前記変動信号発生器の出力波
形の位相を所定の微小時間だけ反転した該出力波形の尖
頭値に保持する反転保持回路と、 該反転保持回路と前記変動信号発生器とにより受電点無
効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出回路の
出力と所定の基準周波数との偏差を監視する周波数上限
監視回路および周波数下限監視回路と、 前記周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のい
ずれかが動作したときに、単独運転信号を発生する単独
運転信号発生回路とを備えたことを特徴とする系統連系
用インバータの単独運転検出装置。 - 【請求項４】電力系統と分散型電源との連系中に分散型
電源の系統連系用インバータが解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、 系統連系用インバータの無効電力設定器に周期的微小変
動を与える変動信号発生器と、 系統連系点または系統連系用インバータの出力の周波数
を検出する周波数検出回路と、 該周波数検出回路の出力の微小変動を監視する周波数上
昇監視回路および周波数下降監視回路と、 前記周波数上昇監視回路または周波数下降監視回路のい
ずれかが動作したときに、前記変動信号発生器の出力波
形の位相を所定の微小時間だけ反転増幅した該出力波形
の尖頭値に保持する反転増幅保持回路と、 該反転増幅保持回路と前記変動信号発生器とにより受電
点無効電力に常時微小な変化を与え、前記周波数検出回
路の出力と所定の基準周波数との偏差を監視する周波数
上限監視回路および周波数下限監視回路と、 前記周波数上限監視回路または周波数下限監視回路のい
ずれかが動作したときに、単独運転信号を発生する単独
運転信号発生回路とを備えたことを特徴とする系統連系
用インバータの単独運転検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215440A JPH0884436A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 系統連系用インバータの単独運転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6215440A JPH0884436A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 系統連系用インバータの単独運転検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0884436A true JPH0884436A (ja) | 1996-03-26 |
Family
ID=16672390
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6215440A Pending JPH0884436A (ja) | 1994-09-09 | 1994-09-09 | 系統連系用インバータの単独運転検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0884436A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8928178B2 (en) | 2010-07-09 | 2015-01-06 | Fuji Electric Co., Ltd. | Isolated operation detection device |
-
1994
- 1994-09-09 JP JP6215440A patent/JPH0884436A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8928178B2 (en) | 2010-07-09 | 2015-01-06 | Fuji Electric Co., Ltd. | Isolated operation detection device |
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