JPH10257678A - 系統連系用インバータの単独運転防止装置 - Google Patents
系統連系用インバータの単独運転防止装置Info
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- 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
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- Y02E40/30—Reactive power compensation
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- 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。
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。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
示すブロック図である。
【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。
を示すブロック図である。
【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。
波形の例を示す図である。
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
───────────────────────────────────────────────────── 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
Claims (3)
- 【請求項１】 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、 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。 - 【請求項２】 請求項１記載の系統連系用インバータの
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。 - 【請求項３】 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、 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05432997A JP3627948B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 系統連系用インバータの単独運転防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP05432997A JP3627948B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 系統連系用インバータの単独運転防止装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10257678A true JPH10257678A (ja) | 1998-09-25 |
| JP3627948B2 JP3627948B2 (ja) | 2005-03-09 |
Family
ID=12967563
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP05432997A Expired - Fee Related JP3627948B2 (ja) | 1997-03-10 | 1997-03-10 | 系統連系用インバータの単独運転防止装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3627948B2 (ja) |
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 (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 単独運転検出装置 |
| US9762036B2 (en) | 2014-02-25 | 2017-09-12 | Wave Energy Inc. | Electric power distribution system |
-
1997
- 1997-03-10 JP JP05432997A patent/JP3627948B2/ja 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 (ja) * | 2010-07-09 | 2012-01-26 | Fuji Electric Co Ltd | 単独運転検出装置 |
| US9762036B2 (en) | 2014-02-25 | 2017-09-12 | Wave Energy Inc. | Electric power distribution system |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3627948B2 (ja) | 2005-03-09 |
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