JPH10257678A - Isolation prevention device for inverter for grid connection - Google Patents
Isolation prevention device for inverter for grid connectionInfo
- Publication number
- JPH10257678A JPH10257678A JP9054329A JP5432997A JPH10257678A JP H10257678 A JPH10257678 A JP H10257678A JP 9054329 A JP9054329 A JP 9054329A JP 5432997 A JP5432997 A JP 5432997A JP H10257678 A JPH10257678 A JP H10257678A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- inverter
- fluctuation
- reactive
- value
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 系統連系用インバータの単独運転状態を短時
間に検出し、需要家引込口での電圧変動、力率変動を防
止する。
【解決手段】 発電装置内の系統連系用インバータによ
り直流電力を交流電力に変換して電力系統に連系させる
システムに関する。系統の周波数信号cを検出するため
のPT1、電圧/周波数変換器11と、系統からの受電
点電力値を検出するためのPT2,CT、受電点電力演
算器12と、インバータ3により系統14に周期的な無
効電力変動を生じさせるための無効電力変動指令bを出
力し、かつ、周波数信号cによりインバータ3の単独運
転状態が検出されたときに解列用遮断器6に対してトリ
ップ指令aを出力する無効電力変動指令発生器10とを
備え、この発生器10は、受電点電力信号dから発電装
置1が系統14に対し受電側になったときに無効電力変
動指令bを零にする。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To detect the isolated operation state of a grid interconnection inverter in a short time and prevent voltage fluctuation and power factor fluctuation at a customer service entrance. SOLUTION: The present invention relates to a system in which DC power is converted into AC power by a grid connection inverter in a power generation device and connected to a power system. A PT1 for detecting a frequency signal c of the system, a voltage / frequency converter 11, PT2, a CT for detecting a power point power value from the system, a power point power calculator 12, and an inverter 3 to the system 14 A reactive power fluctuation command b for causing periodic reactive power fluctuation is output, and a trip command a to the disconnecting breaker 6 when the isolated operation state of the inverter 3 is detected by the frequency signal c. And a reactive power fluctuation command generator 10 that outputs the reactive power fluctuation command b from the power receiving point power signal d to zero when the power generation device 1 is on the power receiving side of the system 14. .
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、直流電力をインバ
ータにより交流電力に変換して電力系統に連系させる発
電装置が、系統喪失時に一定の負荷電力を分担して単独
運転状態になること(いわゆるアイランディングと呼
ぶ)を防止するための単独運転防止装置に関し、詳しく
は、発電装置の出力に積極的に外乱を与えるようにした
系統連系用インバータの単独運転防止装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to a power generator which converts DC power into AC power by an inverter and connects the power system to an electric power system. More specifically, the present invention relates to an islanding prevention device for an inverter for system interconnection, which actively gives disturbance to the output of a power generator.
【0002】[0002]
【従来の技術】燃料電池や蓄電池等を直流電源とするイ
ンバータを用いた発電装置においては、安定した電力供
給を計る目的で電力系統の交流電力との連系運転を行っ
ている。特に近年では、商用電力系統へ発電電力を供給
する形態(以下では逆潮流と呼ぶ)での連系運転が認め
られたため、商用電力系統の遮断等の系統喪失により発
生するアイランディング現象を防止することがガイドラ
インによって決められている。2. Description of the Related Art In a power generator using an inverter that uses a fuel cell, a storage battery, or the like as a DC power supply, an interconnection operation with AC power of a power system is performed for the purpose of stable power supply. In particular, in recent years, interconnection operation in a mode of supplying generated power to the commercial power system (hereinafter referred to as reverse power flow) has been recognized, so that the islanding phenomenon that occurs due to system loss such as interruption of the commercial power system is prevented. Are determined by guidelines.
【0003】通常、系統遮断等による系統電圧の喪失時
に、一定の需要家や負荷と発電装置の出力とがバランス
して系統停電状態にならない場合には電力系統の復電時
に短絡状態を発生させたりする危険性があることから、
上記アイランディング現象の防止が求められており、以
下のような能動的(発電電力に積極的に外乱を与える)
アイランディング防止システムが既に提供されている。[0003] Usually, when the system voltage is lost due to a system interruption or the like, and a certain customer or load and the output of the power generator are balanced and the system does not enter a power outage state, a short circuit is generated when the power system is restored. Because of the danger of
The prevention of the above-mentioned islanding phenomenon is required, and the following active (active disturbance is given to the generated power)
An anti-landing system has already been provided.
【0004】(1)発電装置から無効電力の周期的な変
動を発生させ、アイランディング発生時に系統周波数
(50または60Hz)の変動を検出する。 (2)発電装置の発電電力を周期的に変動させ、アイラ
ンディング発生時の系統電圧や周波数の変動を検出す
る。 (3)発電装置のインバータの内部発振器等に周波数バ
イアスを与えておき、アイランディング発生時に系統に
現れる周波数変化を検出する。 (4)発電装置に対し並列に、インピーダンスを瞬間的
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。(1) A periodic fluctuation of reactive power is generated from a power generator, and a fluctuation of a system frequency (50 or 60 Hz) is detected when an islanding occurs. (2) The power generated by the power generator is periodically changed to detect a change in system voltage or frequency at the occurrence of the landing. (3) A frequency bias is applied to an internal oscillator or the like of the inverter of the power generation device, and a frequency change appearing in the system when an islanding occurs is detected. (4) Impedance is instantaneously and periodically inserted in parallel with the power generator, and a sudden change in voltage or current fluctuation at the insertion end of the impedance is detected.
【0005】これらの方法のうち、(4)の方法では発
電装置の他にインピーダンス設備が必要になり、電力系
統が高圧の場合や特別高圧の場合にはアイランディング
防止装置そのものが大型になってコスト高になるという
問題を有し、また、燃料電池や蓄電池を直流電源として
使用するシステムでは有効電力の変動を伴わない方法が
都合が良いことから、(1)の方法が通常、用いられて
いる。[0005] Among these methods, the method (4) requires an impedance facility in addition to the power generator, and when the power system has a high voltage or a special high voltage, the eye landing prevention device itself becomes large. The method (1) is usually used because there is a problem that the cost is high, and a method that does not involve fluctuation of the active power is convenient in a system using a fuel cell or a storage battery as a DC power supply. I have.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】上述した(1)のアイ
ランディング防止システムは、変動する無効電力を発電
装置から電力系統に供給する原理に基づいている。この
ため、アイランディング現象の検出精度を上げようとす
ると、無効電力の変動量を大きくする必要があり、逆潮
流時の電力系統への送電電力値が小さくなると、発電装
置からの無効電力変動により需要家引き込み口の電圧変
動を招きやすくなることや、無効電力変動に合わせて受
電点力率が大きく変動することから力率管理上の問題が
発生する場合がある。The above-mentioned system (1) is based on the principle of supplying fluctuating reactive power from a power generator to a power system. For this reason, in order to increase the detection accuracy of the islanding phenomenon, it is necessary to increase the amount of change in the reactive power, and when the value of the transmission power to the power system during the reverse power flow decreases, the reactive power fluctuation from the power generator causes There is a case where a problem in power factor management arises because the voltage at the customer entrance tends to fluctuate, and the power factor at the receiving point greatly fluctuates in accordance with the reactive power fluctuation.
【0007】このような問題点を回避するために、図4
に示すように電力系統に供給する常時の無効電力変動量
を微少な値に抑え、かつ、アイランディング現象検出の
ための周波数変動検出レベルを2段階として、1段階目
の微小な周波数変化の検出後に無効電力変動量(無効電
力指令値)を急増させる方法が提案されている。なお、
図4において、eは無効電力指令値の波形を示す。To avoid such a problem, FIG.
As shown in (1), the amount of constant reactive power fluctuation supplied to the power system is suppressed to a very small value, and the frequency fluctuation detection level for detecting the islanding phenomenon is set to two levels. Later, a method of rapidly increasing the reactive power fluctuation amount (reactive power command value) has been proposed. In addition,
In FIG. 4, e shows the waveform of the reactive power command value.
【0008】しかるに、図4の方法では、周波数変動の
検出を2段階で行うことから、検出時間が長くなりやす
いという新たな問題を生じていた。そこで本発明は、比
較的短時間で高精度にアイランディング現象を検出する
と共に、需要家引き込み口における電圧変動や力率変動
を抑制することができる系統連系用インバータの単独運
転防止装置を提供しようとするものである。However, the method of FIG. 4 has a new problem that the detection time tends to be long since the detection of the frequency fluctuation is performed in two stages. Therefore, the present invention provides an islanding prevention device for a grid-connected inverter capable of detecting an islanding phenomenon with high accuracy in a relatively short time and suppressing voltage fluctuation and power factor fluctuation at a customer service entrance. What you want to do.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】この発明は、直流電力を
インバータを介して電力系統に連系運転する発電装置に
おいては、アイランディング現象が電力系統の遮断器や
開閉器の操作に起因することに着目してなされたもので
ある。すなわち、インバータにより系統に連系運転する
発電装置では、需要家構内における線間短絡等の事故時
には、インバータの半導体素子が過電流や過電圧に対す
る耐量が小さいため、インバータの保護回路が動作して
発電装置の回路遮断器が開放されることになり、このと
きに電力系統に停電が発生してもアイランディング現象
が発生することはない。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a power generator which operates by linking DC power to an electric power system via an inverter, wherein an islanding phenomenon is caused by an operation of a circuit breaker or a switch of the electric power system. It was made by paying attention to. That is, in the case of a power generator that is connected to the grid by an inverter, in the event of an accident such as a line short circuit in the customer premises, the inverter's semiconductor element has a small resistance to overcurrent or overvoltage, and the inverter's protection circuit operates to generate power. The circuit breaker of the device is opened, and at this time, even if a power failure occurs in the power system, the islanding phenomenon does not occur.
【0010】上記より、本発明は、発電装置内の系統連
系用インバータにより直流電力を交流電力に変換して電
力系統に連系させるシステムにおいて、周期的な無効電
力変動をインバータから電力系統に供給させる無効電力
変動指令発生手段に、周波数信号だけでなく受電点電力
検出手段からの受電点電力信号も入力するようにし、受
電点電力値が電力系統に対して受電側になったとときに
無効電力変動指令を零にするか、更に好ましくは、受電
点電力値が電力系統に対して送電側の所定の設定値以下
になったときに無効電力変動指令を段階的に所定の微小
値まで減少させるようにしたものである。As described above, the present invention relates to a system for converting DC power into AC power and interconnecting the power system with a power system using a grid-connecting inverter in a power generator. In addition to the frequency signal, the receiving point power signal from the receiving point power detection means is also input to the reactive power fluctuation command generating means to be supplied, so that when the receiving point power value is on the receiving side of the power system, it is invalid. The power fluctuation command is set to zero, or more preferably, the reactive power fluctuation command is gradually reduced to a predetermined small value when the power receiving point power value falls below a predetermined value on the power transmission side with respect to the power system. It is intended to be.
【0011】以上のように構成された本発明によれば、
受電点電力値が電力系統に対して受電側になったときに
無効電力変動指令を零にすることで、通常の逆潮流時に
大きな無効電力変動を与えてアイランディング現象の検
出感度を確保し、なおかつ、逆潮流がないときには無効
電力の変動により発生する需要家引き込み口での電圧変
動及び力率変動を抑制することができる。更に好ましく
は、受電点電力値が電力系統に対して送電側の所定の設
定値以下になったときに無効電力変動指令を段階的に所
定の微小値まで絞り込むことで、逆潮流が全くないとき
ばかりでなく、逆潮流が少ない時にもアイランディング
現象の検出感度を確保したままで需要家引き込み口にお
ける電圧変動及び力率変動を抑制することができる。According to the present invention configured as described above,
By setting the reactive power fluctuation command to zero when the power receiving point power value is on the power receiving side with respect to the power system, a large reactive power fluctuation is given during normal reverse power flow and the detection sensitivity of the landing phenomenon is secured, In addition, when there is no reverse power flow, it is possible to suppress the voltage fluctuation and the power factor fluctuation at the customer entrance which are caused by the fluctuation of the reactive power. More preferably, when the power receiving point power value falls below a predetermined value on the power transmission side with respect to the power system, the reactive power fluctuation command is narrowed down to a predetermined minute value in a stepwise manner so that there is no reverse power flow. Not only that, even when the reverse power flow is small, it is possible to suppress the voltage fluctuation and the power factor fluctuation at the customer entrance while maintaining the detection sensitivity of the islanding phenomenon.
【0012】[0012]
【発明の実施の形態】以下、図に沿って本発明の実施形
態を説明する。まず、図1は本実施形態の単独運転防止
装置を、電力系統に連系している発電装置や負荷と共に
示した単線図である。図1において、1は燃料電池など
の直流電源2による直流電力を系統連系用インバータ3
により交流電力に変換して出力する発電装置である。な
お、4はインバータ3の交流側に接続された絶縁変圧器
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, FIG. 1 is a single-line diagram showing the islanding prevention device of the present embodiment together with a power generator and a load connected to an electric power system. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a DC power from a DC power supply 2 such as a fuel cell or the like;
This is a power generator that converts the power into AC power and outputs it. Reference numeral 4 denotes an insulating transformer connected to the AC side of the inverter 3.
【0013】一方、14は連系先の電力系統であり、絶
縁変圧器4と電力系統14の高圧配電線との間には、遮
断器6,7,8、受電用変圧器9、及び遮断器13が接
続されている。ここで、遮断器6は発電装置1の解列用
遮断器、遮断器7は一般の構内負荷5からなる負荷回路
分電用の配電用ブレーカ等の負荷回路遮断器、遮断器8
は受電用変圧器9の二次側遮断器、遮断器13は高圧配
電線から受電するために構内事故時の遮断などに用いら
れる受電点遮断器である。On the other hand, reference numeral 14 denotes a power system of an interconnection destination. Circuit breakers 6, 7, and 8, a power receiving transformer 9, and a circuit breaker are provided between the insulating transformer 4 and the high-voltage distribution line of the power system 14. The vessel 13 is connected. Here, a circuit breaker 6 is a circuit breaker for disconnecting the power generator 1, a circuit breaker 7 is a load circuit breaker such as a distribution breaker for distributing a load circuit composed of a general in-house load 5, and a circuit breaker 8
Is a secondary circuit breaker of the power receiving transformer 9, and a circuit breaker 13 is a power receiving point circuit breaker that is used for receiving power from a high-voltage distribution line, for example, when a premises accident occurs.
【0014】次に、20は本実施形態にかかる単独運転
防止装置を示している。この単独運転防止装置20にお
いて、11は計器用変圧器PT1により検出した遮断器
6,8間の電圧を周波数に変換する電圧/周波数変換
器、12は計器用変圧器PT2及び変流器CTにより検
出した受電点の電圧及び電流から受電点電力値を求める
受電点電力演算器である。また、10は電圧/周波数変
換器11からの周波数信号cと受電点電力演算器12か
らの受電点電力信号dとが入力され、解列用遮断器トリ
ップ指令aと無効電力変動指令bとを出力する無効電力
変動指令発生器である。なお、トリップ指令aは解列用
遮断器6に、無効電力変動指令bはインバータ3に加え
られている。Next, reference numeral 20 denotes an islanding prevention device according to the present embodiment. In this islanding prevention device 20, reference numeral 11 denotes a voltage / frequency converter for converting a voltage between the circuit breakers 6 and 8 detected by the instrument transformer PT1 into a frequency, and 12 denotes an instrument transformer PT2 and a current transformer CT. This is a power receiving point power calculator that calculates a power receiving point power value from the detected voltage and current at the power receiving point. Reference numeral 10 denotes the input of the frequency signal c from the voltage / frequency converter 11 and the power receiving point power signal d from the power receiving point power calculator 12, and the disconnection circuit breaker trip command a and the reactive power fluctuation command b. It is a reactive power fluctuation command generator to output. The trip command a is applied to the disconnecting circuit breaker 6, and the reactive power fluctuation command b is applied to the inverter 3.
【0015】上記構成において、計器用変圧器PT1及
び電圧/周波数変換器11は周波数検出手段を、計器用
変圧器PT2、変流器CT及び受電点電力演算器12は
受電点電力検出手段を、無効電力変動指令発生器10及
びインバータ3は無効電力変動発生手段をそれぞれ構成
している。In the above configuration, the instrumentation transformer PT1 and the voltage / frequency converter 11 provide frequency detection means, and the instrumentation transformer PT2, the current transformer CT and the power receiving point power calculator 12 provide power receiving point power detecting means. The reactive power fluctuation command generator 10 and the inverter 3 constitute a reactive power fluctuation generating means.
【0016】図2は、請求項1,2に記載した発明に相
当する無効電力変動指令発生器10Aの一例を示してい
る。図2において、21は変動指令の元になる変動信号
gを出力する変動信号発振器、22は変動信号gを増幅
して変動指令hを出力する増幅器である。23は受電点
電力信号dが入力されたときにこの信号dが正極性であ
るときにのみ所定のトリガ信号iを出力する判定器であ
り、受電点電力信号dは電力系統に対して送電側になっ
ているときに正極性となる。また、24は入力である変
動指令hをトリガ信号iが入力されたときにのみ有効と
し、無効電力変動指令bとして出力する3端子の電圧フ
ォロワである。FIG. 2 shows an example of a reactive power fluctuation command generator 10A corresponding to the first and second aspects of the present invention. In FIG. 2, reference numeral 21 denotes a fluctuation signal oscillator that outputs a fluctuation signal g serving as a source of the fluctuation command, and 22 denotes an amplifier that amplifies the fluctuation signal g and outputs a fluctuation command h. Reference numeral 23 denotes a decision unit that outputs a predetermined trigger signal i only when the power point power signal d is input and when the signal d has a positive polarity, and the power point power signal d is When it is positive. Reference numeral 24 denotes a three-terminal voltage follower that makes the input fluctuation command h valid only when the trigger signal i is input, and outputs it as a reactive power fluctuation command b.
【0017】更に、OFCは、周波数信号cが入力され
たときにこの信号cが設定器VR1による設定値を超え
ると出力信号jを発生する比較器、UFCは周波数信号
cが設定器VR2による設定値以下になると出力信号k
を発生する比較器である。25はORゲートであり、出
力信号j,kの何れかが入力されるとリレー26を励磁
し、図1の解列用遮断器6をトリップするためのトリッ
プ指令aを出力させる。Further, the OFC is a comparator that generates an output signal j when the frequency signal c exceeds a value set by the setter VR1 when the frequency signal c is input. The UFC is a comparator that outputs the frequency signal c by the setter VR2. Output signal k
Is a comparator that generates An OR gate 25 energizes the relay 26 when any of the output signals j and k is input, and outputs a trip command a for tripping the disconnecting circuit breaker 6 in FIG.
【0018】次に、図2の動作を図1を参照しつつ説明
する。まず、図1において、直流電源2の直流電力はイ
ンバータ3により系統の周波数・電圧に合わせた交流電
力に変換され、遮断器6,7を介して負荷5に供給され
る。アイランディングの発生していない通常時は、電圧
/周波数変換器11から出力される周波数信号cは定格
状態であるため、図2における比較器OFC,UFCは
オフであり、出力信号j,kはリセットされている。こ
のとき、ORゲート25もオフであるため、トリップ信
号aはリセットされている。Next, the operation of FIG. 2 will be described with reference to FIG. First, in FIG. 1, the DC power of the DC power supply 2 is converted into AC power according to the frequency and voltage of the system by the inverter 3 and supplied to the load 5 via the circuit breakers 6 and 7. At the normal time when the islanding does not occur, the frequency signal c output from the voltage / frequency converter 11 is in a rated state, the comparators OFC and UFC in FIG. 2 are off, and the output signals j and k are Has been reset. At this time, since the OR gate 25 is also off, the trip signal a is reset.
【0019】いま、負荷5の容量が発電装置1の出力よ
り小さいときには、発電装置1の出力電力の一部は受電
用遮断器13を介して電力系統14に送電されるので、
受電点電力演算器12から出力される受電点電力信号d
は送電側の正極性である。従って、図2における判定器
23がトリガ信号iをセットするため、無効電力変動指
令bとしては、変動信号gを増幅器22により増幅して
得た変動指令hが電圧フォロワ24を介して出力される
ことになる。Now, when the capacity of the load 5 is smaller than the output of the power generator 1, a part of the output power of the power generator 1 is transmitted to the power system 14 via the power receiving circuit breaker 13.
Power receiving point power signal d output from power receiving point power calculator 12
Is the positive polarity on the power transmission side. Therefore, since the decision unit 23 in FIG. 2 sets the trigger signal i, a fluctuation command h obtained by amplifying the fluctuation signal g by the amplifier 22 is output as the reactive power fluctuation command b via the voltage follower 24. Will be.
【0020】この状態で電力系統14側の開閉器(図示
せず)が開放されてアイランディング現象が発生する
と、インバータ3の無効電力変動により周波数が変動し
て電圧/周波数変換器11の周波数信号cが定格値から
変動するため、図2の比較器OFCまたはUFCが動作
してORゲート25がオンし、リレー26が励磁されて
トリップ信号aがセットされる。この際、比較器OF
C,UFCによる周波数検出レベルはそれぞれ1段階で
あるから、図4に示した従来技術のように検出時間の長
期化を招くこともない。以上のようにして図1の解列用
遮断器6が開放されて発電装置1が解列されるので、ア
イランディング状態が直ちに解消される。In this state, when a switch (not shown) on the power system 14 side is opened and an islanding phenomenon occurs, the frequency fluctuates due to the fluctuation of the reactive power of the inverter 3 and the frequency signal of the voltage / frequency converter 11 Since c fluctuates from the rated value, the comparator OFC or UFC shown in FIG. 2 operates to turn on the OR gate 25, energize the relay 26, and set the trip signal a. At this time, the comparator OF
Since each of the frequency detection levels by C and UFC is one stage, the detection time does not become longer as in the prior art shown in FIG. As described above, since the disconnecting circuit breaker 6 of FIG. 1 is opened and the power generation device 1 is disconnected, the islanding state is immediately canceled.
【0021】また、負荷5の容量が発電装置1の出力よ
りも大きい場合には、電力系統14から受電用遮断器1
3を介して不足分の電力が受電される。この場合には、
受電点電力演算器12の出力は電力系統に対して受電側
の負極性である。従って、図2の判定器23はトリガ信
号iをリセットするので、電圧フォロワ24もリセット
され、無効電力変動指令bもリセットされる。When the capacity of the load 5 is larger than the output of the power generator 1, the power receiving circuit breaker 1
Insufficient power is received via 3. In this case,
The output of the power receiving point power calculator 12 has a negative polarity on the power receiving side with respect to the power system. Accordingly, since the decision unit 23 in FIG. 2 resets the trigger signal i, the voltage follower 24 is also reset, and the reactive power fluctuation command b is also reset.
【0022】この状態で電力系統14側の開閉器が開放
されてアイランディング現象が発生すると、インバータ
3の出力電力では負荷5の容量を賄いきれないため、イ
ンバータ3は過電流となって停止するので周波数も当然
低下する。よって、図2における比較器UFCが動作し
てORゲート25がオンし、リレー26が励磁されてト
リップ信号aがセットされる。これにより、解列用遮断
器6が開放されて発電装置1が解列されるため、アイラ
ンディング状態が直ちに解消される。In this state, if the switch on the side of the power system 14 is opened and an islanding phenomenon occurs, the output power of the inverter 3 cannot cover the capacity of the load 5, so that the inverter 3 stops due to an overcurrent. Therefore, the frequency naturally drops. Therefore, the comparator UFC in FIG. 2 operates to turn on the OR gate 25, the relay 26 is excited, and the trip signal a is set. As a result, the disconnecting circuit breaker 6 is opened and the power generation device 1 is disconnected, so that the islanding state is immediately canceled.
【0023】なお、図2の構成において、図1の負荷5
の容量と発電装置1の出力とがおよそ等しく、かつ負荷
5が変動している場合には、請求項2に記載したよう
に、受電点電力信号dが負極性(受電側)になった後に
正極性(送電側)の適当な値になるまで判定器23のト
リガ信号iをセットしないようにヒステリシスを持たせ
れば、インバータ3の無効電力変動出力が急激なオン・
オフを繰り返すことにより発生する受電点の電圧変動及
び力率変動を防止することができる。In the configuration shown in FIG. 2, the load 5 shown in FIG.
When the capacity of the power generation device 1 is approximately equal to the output of the power generation device 1 and the load 5 fluctuates, as described in claim 2, after the power receiving point power signal d becomes negative (power receiving side), If hysteresis is provided so that the trigger signal i of the decision unit 23 is not set until an appropriate value of the positive polarity (power transmission side) is reached, the reactive power fluctuation output of the inverter 3 rapidly turns on and off.
Voltage fluctuations and power factor fluctuations at the power receiving point caused by repeated turning off can be prevented.
【0024】次いで、図3は請求項3に記載した発明に
相当する無効電力変動指令発生器10Bの一例を示すも
のである。以下では、図2と同一の構成要素には同一の
符号を付して説明を省略し、異なる部分を中心に説明す
る。図3の無効電力変動指令発生器10Bでは、前記増
幅器22の出力である変動指令hが増幅器27に入力さ
れており、その出力が無効電力変動指令bとなってい
る。増幅器27には受電点電力信号dが直接入力されて
おり、増幅器27では、受電点電力信号dの値が電力系
統に対し送電側である正極性の所定値以下になると、増
幅率を段階的に1から微小値まで減少させる(絞り込
む)ように構成されている。Next, FIG. 3 shows an example of a reactive power fluctuation command generator 10B according to the third aspect of the present invention. In the following, the same components as those in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different portions will be mainly described. In the reactive power fluctuation command generator 10B of FIG. 3, the fluctuation command h, which is the output of the amplifier 22, is input to the amplifier 27, and the output is the reactive power fluctuation command b. The receiving point power signal d is directly input to the amplifier 27. In the amplifier 27, when the value of the receiving point power signal d becomes equal to or less than a predetermined value of the positive polarity on the power transmission side with respect to the power system, the amplification factor is increased stepwise. It is configured to decrease (narrow down) from 1 to a minute value.
【0025】次に、図3の動作を図1を参照しつつ説明
する。図1において、負荷5の容量が発電装置1の出力
より十分に小さいときには、発電装置1の出力電力の大
部分は受電用遮断器13を介して電力系統14に送電さ
れるので、受電点電力信号dは電力系統に対して送電側
の正極性である。従って、図3における増幅器27の増
幅率は1であるから、変動信号gを増幅器22により増
幅して得た変動指令hが増幅器27を介し無効電力変動
指令bとして出力されることになる。Next, the operation of FIG. 3 will be described with reference to FIG. In FIG. 1, when the capacity of the load 5 is sufficiently smaller than the output of the power generation device 1, most of the output power of the power generation device 1 is transmitted to the power system 14 via the power receiving circuit breaker 13. The signal d has a positive polarity on the power transmission side with respect to the power system. Therefore, since the amplification factor of the amplifier 27 in FIG. 3 is 1, the fluctuation command h obtained by amplifying the fluctuation signal g by the amplifier 22 is output via the amplifier 27 as the reactive power fluctuation command b.
【0026】この状態で電力系統14側の開閉器が開放
されてアイランディング現象が発生すると、前記同様に
電圧/周波数変換器11の周波数信号cが定格値から変
動するため、図3の比較器OFCまたはUFCが動作し
てORゲート25がオンし、リレー26が励磁されてト
リップ信号aがセットされる。これにより、図1の解列
用遮断器6が開放されて発電装置1が解列されるので、
アイランディング状態が直ちに解消される。In this state, if the switch on the power system 14 side is opened and the islanding phenomenon occurs, the frequency signal c of the voltage / frequency converter 11 fluctuates from the rated value in the same manner as described above. The OFC or UFC operates to turn on the OR gate 25, energize the relay 26, and set the trip signal a. Thereby, the disconnecting circuit breaker 6 of FIG. 1 is opened and the power generator 1 is disconnected,
The islanding condition is immediately resolved.
【0027】また、負荷5の容量が発電装置1の出力よ
り若干小さいときには、発電装置1の出力電力のごく一
部が受電用遮断器13を介して電力系統14に送電され
るので、受電点電力信号dは電力系統に対して送電側の
正極性の小さな値となる。従って、増幅器27の増幅率
は1より絞り込まれた値となり、変動信号gを増幅器2
2により増幅して得た変動指令hは増幅器27によって
微小な無効電力変動指令bに変換されて出力されること
になる。When the capacity of the load 5 is slightly smaller than the output of the power generator 1, a small part of the output power of the power generator 1 is transmitted to the power system 14 via the power receiving circuit breaker 13, so that the power receiving point The power signal d has a small positive value on the power transmission side with respect to the power system. Accordingly, the amplification factor of the amplifier 27 is a value narrowed down from 1, and the fluctuation signal g is
The fluctuation command h obtained by amplification by 2 is converted into a small reactive power fluctuation command b by the amplifier 27 and output.
【0028】この状態で、同様に電力系統14側の開閉
器が開放されてアイランディング現象が発生すると、イ
ンバータ3の無効電力変動出力は微小値であるが、系統
側に送電している電力そのものも小さいため、十分な周
波数変動が発生して電圧/周波数変換器11の周波数信
号cが定格値から変動する。このため、図3の比較器O
FCまたはUFCが動作してORゲート25がオンし、
リレー26が励磁されてトリップ信号aがセットされ
る。よって、解列用遮断器6が開放されて発電装置1が
解列されるので、アイランディング状態が直ちに解消さ
れる。In this state, when the switch on the power system 14 side is similarly opened and an islanding phenomenon occurs, the reactive power fluctuation output of the inverter 3 is a very small value, but the power transmitted to the system side itself is small. , The frequency signal c of the voltage / frequency converter 11 fluctuates from the rated value. Therefore, the comparator O in FIG.
When the FC or UFC operates to turn on the OR gate 25,
The relay 26 is excited and the trip signal a is set. Therefore, since the disconnecting circuit breaker 6 is opened and the power generator 1 is disconnected, the islanding state is immediately resolved.
【0029】負荷5の容量が発電装置1の出力より大き
いときには、電力系統14から受電点遮断器13を介し
て受電側に電力が供給され、基本的な動作は前述した図
2の場合と同様になる。When the capacity of the load 5 is larger than the output of the power generator 1, power is supplied from the power system 14 to the power receiving side via the power receiving point circuit breaker 13, and the basic operation is the same as that of FIG. become.
【0030】また、負荷5の容量と発電装置1の出力と
が等しい場合には、図2の構成では無効電力変動が停止
しているので、アイランディング現象が継続する可能性
がある。しかるに図3の構成では、この場合も微小では
あるが無効電力変動指令bに基づいてインバータ3から
無効電力が出力されているので、アイランディングの検
出及び防止は十分に可能である。Further, when the capacity of the load 5 is equal to the output of the power generator 1, the variation of the reactive power is stopped in the configuration of FIG. 2, so that the islanding phenomenon may continue. In the configuration shown in FIG. 3, however, reactive power is output from the inverter 3 based on the reactive power fluctuation command b, albeit minute, so that the detection and prevention of the eye landing can be sufficiently performed.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、系統連系
用インバータにより直流電力を交流電力に変換して系統
と連系運転している際に、電力系統の開閉器等の操作に
よりアイランディング現象が発生するとこれを直ちに検
出して系統連系用インバータの単独運転を防止すること
ができる。また、需要家からの送電電力がないときには
インバータの運転による無効電力変動を生じさせないこ
とで、需要家引き込み口における電圧変動を防止して需
要家の力率管理も容易に行うことができる。As described above, according to the present invention, when the DC power is converted into AC power by the grid connection inverter and the grid is connected to the grid, the power is switched by operating the switch of the power grid. When the islanding phenomenon occurs, it can be immediately detected to prevent the isolated operation of the grid interconnection inverter. In addition, when there is no transmission power from the customer, the reactive power fluctuation due to the operation of the inverter is not generated, so that the voltage fluctuation at the customer service entrance can be prevented and the power factor management of the customer can be easily performed.
【図1】本発明の実施形態の単独運転防止装置を、電力
系統に連系している発電装置や負荷と共に示した単線図
である。FIG. 1 is a single-line diagram showing an islanding prevention device according to an embodiment of the present invention, together with a power generator and a load connected to an electric power system.
【図2】図1における無効電力変動指令発生器の一例を
示すブロック図である。FIG. 2 is a block diagram showing an example of a reactive power fluctuation command generator in FIG.
【図3】図1における無効電力変動指令発生器の他の例
を示すブロック図である。FIG. 3 is a block diagram showing another example of the reactive power fluctuation command generator in FIG. 1;
【図4】従来技術における無効電力指令値と周波数変動
波形の例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a reactive power command value and a frequency fluctuation waveform in the related art.
1 発電装置 2 直流電源 3 系統連系用インバータ 4 絶縁変圧器 5 負荷 6 解列用遮断器 7 負荷回路遮断器 8 受電用変圧器二次側遮断器 9 受電用変圧器 10,10A,10B 無効電力変動指令発生器 11 電圧/周波数変換器 12 受電点電力演算器 13 受電点遮断器 14 電力系統 20 単独運転防止装置 21 変動信号発振器 22 増幅器 23 判定器 24 電圧フォロワ 25 ORゲート 26 トリップ指令出力用リレー PT1,PT2 計器用変圧器 CT 変流器 OFC,UFC 比較器 VR1,VR2 設定器 a 解列用遮断器トリップ指令 b 無効電力変動指令 c 周波数信号 d 受電点電力信号 g 変動信号 h 変動指令 i トリガ信号 j,k 比較器出力信号 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Power generator 2 DC power supply 3 Inverter for system interconnection 4 Insulation transformer 5 Load 6 Breaker for disconnection 7 Load circuit breaker 8 Secondary circuit breaker for power receiving transformer 9 Transformer for power receiving 10, 10A, 10B Invalid Power fluctuation command generator 11 voltage / frequency converter 12 power receiving point power calculator 13 power receiving point circuit breaker 14 power system 20 islanding prevention device 21 fluctuation signal oscillator 22 amplifier 23 determiner 24 voltage follower 25 OR gate 26 for trip command output Relay PT1, PT2 Instrument transformer CT Current transformer OFC, UFC Comparator VR1, VR2 Setter a Disconnect circuit breaker trip command b Reactive power fluctuation command c Frequency signal d Power receiving point power signal g Fluctuation signal h Fluctuation command i Trigger signal j, k Comparator output signal
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 長沢 誠 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Makoto Nagasawa 1-1-1, Tanabe Nitta, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Prefecture Fuji Electric Co., Ltd.
Claims (3)
り直流電力を交流電力に変換して電力系統に連系させる
システムにおいて、 系統周波数を検出してその周波数信号を出力する周波数
検出手段と、 電力系統からの受電点電力値を検出する受電点電力検出
手段と、 前記インバータにより電力系統に周期的な無効電力変動
を生じさせるための無効電力変動指令を出力し、かつ、
前記周波数検出手段から出力された周波数信号に基づき
系統連系用インバータの単独運転状態が検出されたとき
に前記発電装置の解列用遮断器に対して開放信号を出力
する無効電力変動指令発生手段とを備え、 前記無効電力変動指令発生手段は、前記受電点電力値が
電力系統に対して受電側になったときに前記無効電力変
動指令を零にすることを特徴とする系統連系用インバー
タの単独運転防止装置。1. A system for converting a DC power into an AC power by an inverter for system interconnection in a power generating apparatus and interconnecting the AC power with a power system, comprising: frequency detection means for detecting a system frequency and outputting a frequency signal thereof; A receiving point power detecting means for detecting a receiving point power value from the power system, and a reactive power fluctuation command for causing a periodic reactive power fluctuation in the power system by the inverter, and
Reactive power fluctuation command generating means for outputting an open signal to the disconnecting circuit breaker of the power generator when the isolated operation state of the grid interconnection inverter is detected based on the frequency signal output from the frequency detecting means. Wherein the reactive power fluctuation command generating means sets the reactive power fluctuation command to zero when the power receiving point power value is on the power receiving side with respect to a power system, Single-operation prevention device.
単独運転防止装置において、 受電点電力値が電力系統に対して受電側になったときに
零とした無効電力変動指令を、受電点電力値が電力系統
に対して送電側の所定値になったときに元の設定値に復
帰させることを特徴とする系統連系用インバータの単独
運転防止装置。2. The system according to claim 1, wherein the reactive power fluctuation command is set to zero when the power value of the power receiving point is on the power receiving side with respect to the power system. An isolated operation prevention device for a grid interconnection inverter, wherein when a power value reaches a predetermined value on a power transmission side with respect to a power system, the power setting is restored to an original set value.
り直流電力を交流電力に変換して電力系統に連系させる
システムにおいて、 系統周波数を検出してその周波数信号を出力する周波数
検出手段と、 電力系統からの受電点電力値を検出する受電点電力検出
手段と、 前記インバータにより電力系統に周期的な無効電力変動
を生じさせるための無効電力変動指令を出力し、かつ、
前記周波数検出手段から出力された周波数信号に基づき
系統連系用インバータの単独運転状態が検出されたとき
に前記発電装置の解列用遮断器に対して開放信号を出力
する無効電力変動指令発生手段とを備え、 前記無効電力変動指令発生手段は、前記受電点電力値が
電力系統に対して送電側の所定の設定値以下になったと
きに前記無効電力変動指令を段階的に所定の微小値まで
減少させることを特徴とする系統連系用インバータの単
独運転防止装置。3. A system for converting a DC power into an AC power by an inverter for system interconnection in a power generating apparatus and interconnecting the AC power with a power system, comprising: frequency detection means for detecting a system frequency and outputting a frequency signal thereof; A receiving point power detecting means for detecting a receiving point power value from the power system, and a reactive power fluctuation command for causing a periodic reactive power fluctuation in the power system by the inverter, and
Reactive power fluctuation command generating means for outputting an open signal to the disconnecting circuit breaker of the power generator when the isolated operation state of the grid interconnection inverter is detected based on the frequency signal output from the frequency detecting means. The reactive power fluctuation command generating means, when the power point power value is less than or equal to a predetermined set value on the power transmission side with respect to the power system, the reactive power fluctuation command stepwise the predetermined minute value An isolated operation prevention device for a grid-connected inverter, characterized in that the power consumption of the system is reduced.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05432997A JP3627948B2 (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | Independent operation prevention device for grid interconnection inverter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05432997A JP3627948B2 (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | Independent operation prevention device for grid interconnection inverter |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10257678A true JPH10257678A (en) | 1998-09-25 |
| JP3627948B2 JP3627948B2 (en) | 2005-03-09 |
Family
ID=12967563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05432997A Expired - Fee Related JP3627948B2 (en) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | Independent operation prevention device for grid interconnection inverter |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627948B2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7045913B2 (en) | 2002-06-18 | 2006-05-16 | Ingersoll Rand Energy Systems | Microturbine engine system |
| US7161257B2 (en) | 2004-03-08 | 2007-01-09 | Ingersoll-Rand Energy Systems, Inc. | Active anti-islanding system and method |
| JP2012019644A (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | Individual operation detection device |
| US9762036B2 (en) | 2014-02-25 | 2017-09-12 | Wave Energy Inc. | Electric power distribution system |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP05432997A patent/JP3627948B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7045913B2 (en) | 2002-06-18 | 2006-05-16 | Ingersoll Rand Energy Systems | Microturbine engine system |
| US7078825B2 (en) | 2002-06-18 | 2006-07-18 | Ingersoll-Rand Energy Systems Corp. | Microturbine engine system having stand-alone and grid-parallel operating modes |
| US7161257B2 (en) | 2004-03-08 | 2007-01-09 | Ingersoll-Rand Energy Systems, Inc. | Active anti-islanding system and method |
| US7365444B2 (en) | 2004-03-08 | 2008-04-29 | Southern California Gas Company | Active anti-islanding system and method |
| JP2012019644A (en) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | Individual operation detection device |
| US9762036B2 (en) | 2014-02-25 | 2017-09-12 | Wave Energy Inc. | Electric power distribution system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627948B2 (en) | 2005-03-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8334618B2 (en) | Method and area electric power system detecting islanding by employing controlled reactive power injection by a number of inverters | |
| US20120235492A1 (en) | Power supply system | |
| JP6995228B2 (en) | Power storage system compatible with full-load distribution boards and full-load distribution boards | |
| US20200259332A1 (en) | Load switch for fragile electric power networks | |
| KR102128442B1 (en) | Apparatus for protecting OLTC of main transformer | |
| KR101859053B1 (en) | Standby generator synchronizing operation of closed transition transfer switch | |
| JPH08236134A (en) | Power supply control device for fuel cell | |
| JP3627948B2 (en) | Independent operation prevention device for grid interconnection inverter | |
| JP6801788B2 (en) | Reactive power suppression methods for power converters, power systems and power systems | |
| JP2005245136A (en) | Reverse power flow prevention type grid interconnection system | |
| KR102789291B1 (en) | Short test device for power conversion system | |
| JPH09285016A (en) | Power equipment | |
| JP2002125320A (en) | Distributed power system | |
| JP3336756B2 (en) | Method of detecting islanding operation of grid-connected inverter | |
| JPH08308104A (en) | Distributed power system and control method thereof | |
| JP2000358331A (en) | Synchronous generator islanding detection device | |
| JP7506240B1 (en) | PROTECTIVE RELAY SYSTEM, PARALLEL-OFF DETECTION DEVICE, PARALLEL-OFF DETECTION METHOD, AND PROGRAM | |
| JP2021136078A (en) | Short circuit current cutoff device of dc power supply facility | |
| JP2860740B2 (en) | Grid connection protection detector | |
| JPWO2020070905A1 (en) | DC power distribution system | |
| JP2003111283A (en) | Power grid connection protection device | |
| JPS61106027A (en) | System stabilizer | |
| JP3284683B2 (en) | Current direction detection relay | |
| JP3370308B2 (en) | Power system | |
| CN106849104B (en) | A project management method based on equipment utilization |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040303 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040428 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20041202 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20041203 |
|
| R150 | Certificate of patent (=grant) or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071217 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081217 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| R360 | Written notification for declining of transfer of rights |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R360 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| R370 | Written measure of declining of transfer procedure |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R370 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091217 Year of fee payment: 5 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees | ||
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |