JPH1051958A - 受電電力の制御装置 - Google Patents

受電電力の制御装置

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JPH1051958A
JPH1051958A JP8206685A JP20668596A JPH1051958A JP H1051958 A JPH1051958 A JP H1051958A JP 8206685 A JP8206685 A JP 8206685A JP 20668596 A JP20668596 A JP 20668596A JP H1051958 A JPH1051958 A JP H1051958A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 自家発電設備と商用電源系統とを系統連系す
る際の最小買電電力を少なくする受電電力の制御装置を
提供すること。 【解決手段】 商用電源系統と自家発電設備との連系系
統運転システムにおいて、商用電源系統に対して計器用
変圧器と計器用変流器とを介して接続された第1の電力
計と、該第1の電力計と並列に接続されかつ第1の電力
計より定格電流および計測範囲の小さい第2の電力計
と、前記計器用変流器の電流値が前記第2の電力計の定
格電流より大きいときと小さいときとで異なる切換信号
を出力する切換手段と、前記計器用変流器の電流値が前
記第2の電力計の定格電流より大きいときは前記切換信
号に基づいて前記第1の電力計の出力に基づいて受電電
力を計測し、前記計器用変流器の電流値が前記第2の電
力計の定格電流より小さいときは前記切換信号に基づい
て前記第2の電力計の出力に基づいて受電電力を計測す
る計測手段と、該計測手段により計測された受電電力に
基づいて自家発電電力を制御する制御装置とにより受電
電力の制御装置を構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、需要家の自家発電
設備(以下では「自家発」ともいう)を商用電源系統と
連系して運転する場合における商用電源系統からの受電
電力量の制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】わが国電気事業の長い歴史の中で、近年
に至り、需要家が自家発電設備を有し自己の電力消費分
を補うことが増えている。自家発電設備は設備の有効利
用のために電力会社と系統連系して運転される場合が多
い。系統連系を行っている需要家は自己の消費電力に対
し自家発電設備から電力を供給し、不足分は電力会社か
らの電力により調整する。この系統連系には、自家発電
設備による余剰電力を電力会社に送り出すことが認めら
れない「逆潮流なし」と、条件付きで認められる「逆潮
流あり」の2方式があり、受電契約にあたっていずれの
方式で系統連系を行うかを決定するようになっている。
現在のところほとんどが「逆潮流なし」で行われてい
る。コージェネレーション(熱電併給)システムはこの
自家発電設備の一例である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このような自家発と商
用電源系統との連系運転においては、需要家は受電電圧
と契約電力を定めると同時に逆潮流の「あり」、「な
し」を定めて受電契約を結ぶ。このうち「逆潮流なし」
では、需要家としては商用電源系統から受電する電力量
を極力少なく、できれば零にしたい一方で、運転中負荷
の減少などで生じた余剰の自家発電電力は商用電源系統
への逆潮流は認められない。また「逆潮流あり」では、
逆潮流は認められるものの、電力会社による買取り価格
が安価なため、必要以上の逆潮流はデメリットとなる。
【0004】図10は従来の受電電力制御システムの電
気系統図である。図において、1は商用電源、2は断路
器、3は遮断器、4は発電機とガバナーなどどの制御系
を含む自家発電設備、5は計器用変圧器(PT)、6は
計器用変流器(CT)、7は電力計、8は電力計7から
の出力に基づいて発電設備4のガバナーを制御して発電
機の発電電力を制御する制御装置である。
【0005】いま、需要家がたとえば受電電圧6.6K
V、契約電力500KW、自家発電電力300KWで
「逆潮流なし」の条件で電力会社と受電契約しており、
電力計7には定格電流が5Aのもの(以下[5A入力
型]と書く)を採用し、PT5はPT比が受電電圧で決
まる6600:110のもの(60倍)、CT6は余裕
をみてCT比が100:5のもの(20倍)を設置して
いる場合を考える。
【0006】この場合、受電電力は電力計7の読みの1
200倍となる。この規模の電力系統で使用される電力
計7の誤差は普通級で2%、精密級で1%であり、入力
電力0〜1000W(商用電源側換算0〜1200K
W)に対する5A入力型電力計7の出力は4〜20mA
であるので、出力1mA当りの受電電力は75KWにな
る。制御装置8は電力計7の出力を受けて、たとえば出
力電流が設定値A以上ならば発電機に出力増指令を出力
し、設定値B未満ならば出力減指令を出力し、設定値A
〜Bの間(不感帯)であれば指令なしとして発電設備4
の発電機のガバナを制御する。
【0007】さて、ここで5A入力型電力計7の誤差
(普通級2%)について考えると、最大誤差は±24K
Wとなり、これに制御装置8における制御動作の不感帯
として設定した15KWと、多少の余裕分6KWとを考
慮した合計電力45KWは常時受電していないと商用電
源系統に逆潮流が発生するおそれがあることになる。す
なわち45KW(契約電力の9%)の最小買電電力が常
に必要となる。この場合の制御装置8の設定値は、(4
5KW/75KW)×1mA+4mA=4.6mA、不
感帯は(15KW/75KW)×1mA=0.2mAと
なるので、設定値Aは4.8mA、設定値Bは4.4m
Aとなる。連系運転においては、この最小買電電力をで
きる限り小さくすることが望ましい。
【0008】もう一つの従来例として、上述したと同じ
受電電圧、契約電力、自家発電電力で今度は逆潮流が許
される「逆潮流あり」の条件で受電契約をした場合を考
えると、図10の電力計7としては逆潮流電力も測定で
きる0〜±1000Wの計測可能なやはり5A入力型電
力計が用いられる。PT5のPT比、CT6のCT比、
電力計7の誤差は上述した例と同じとする。電力計7の
入力電力0〜±1000W(商用電源側換算0〜±12
00KW)に対する電力計7の出力は0〜±5Vである
ので、出力1V当りの受電電力は240KWになる。制
御装置8は電力計7の出力を受けて、たとえば出力電圧
が+0.2V以上ならば発電機の出力増指令を出力し、
−0.2V未満ならば出力減指令を出力し、±0.2V
の範囲内であれば指令なしとして発電設備4の発電機の
ガバナーを制御する。
【0009】ここで5A入力型電力計7の誤差(普通級
2%)を考えると、最大誤差は±48KWとなり、本来
最小買電電力を0KWに制御しようとしても48KWの
無駄な逆潮流が生じている可能性がある。したがってや
はりこれだけの最小買電電力が常に必要となり、これは
契約電力の約10%に当たる。
【0010】上記いずれの場合も常時契約電力の約10
%にも及ぶ最小買電電力が必要であり、この値をいかに
小さくするかが従来の系統連系上の問題である。また誤
差により本来は自家発が発電することにより受電する必
要のない電力を受電するのでコストアップとなり問題で
ある。
【0011】本発明は上記の点にかんがみてなされたも
ので、自家発電設備と商用電源系統とを系統連系する際
の最小買電電力を受電電力の計測誤差を減少することに
より少なくする受電電力の制御装置を提供することを目
的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は上記の目的を達
成するために、一態様によれば、商用電源系統と自家発
電設備との連系系統運転システムにおいて、商用電源系
統に対して計器用変圧器と計器用変流器とを介して接続
された第1の電力計と、該第1の電力計と並列に接続さ
れかつ第1の電力計より定格電流および計測範囲の小さ
い第2の電力計と、前記計器用変流器の電流値が前記第
2の電力計の定格電流より大きいときと小さいときとで
異なる切換信号を出力する切換手段と、前記計器用変流
器の電流値が前記第2の電力計の定格電流より大きいと
きは前記切換信号に基づいて前記第1の電力計の出力に
基づいて受電電力を計測し、前記計器用変流器の電流値
が前記第2の電力計の定格電流より小さいときは前記切
換信号に基づいて前記第2の電力計の出力に基づいて受
電電力を計測する計測手段と、前記計測手段により計測
された受電電力に基づいて自家発電力を制御する制御装
置とにより受電電力の制御装置を構成した。
【0013】本発明の別の態様によれば、商用電源系統
に対して計器用変圧器と計器用変流器とを介して接続さ
れた電力計と、該電力計と並列に接続されかつ該電力計
の定格電流と等しい定格電流を有し計測した積算電力量
に比例する数のパルスを出力するパルス型電力量計と、
前記電力量計から出力するパルスの時間間隔を計測する
計測手段と、該計測手段により計測したパルスの時間間
隔に基づいて自家発電電力を制御する制御装置とにより
受電電力の制御装置を構成した。
【0014】本発明のさらに別の態様によれば、商用電
源系統に対して計器用変圧器と計器用変流器とを介して
接続され受電電力および逆潮流電力を計測する電力計
と、該電力計と並列に接続されかつ該電力計の定格電流
と等しい定格電流を有し計測した積算電力量に比例する
数のパルスを出力する受電電力計測用の第1のパルス型
電力量計および逆潮流電力計測用の第2のパルス型電力
量計と、前記第1および第2の電力量計から出力するパ
ルスの時間間隔をそれぞれ計測する第1および第2の計
測手段と、該第1および第2の計測手段により計測した
パルスの時間間隔に基づいて自家発電電力を制御する制
御装置とにより受電電力の制御装置を構成した。
【0015】本発明のさらに別の態様によれば、商用電
源系統に対して計器用変圧器と計器用変流器とを介して
接続された受電電力および逆潮流電力を計測する第1の
電力計と、該第1の電力計と並列に接続されかつ第1の
電力計より定格電流および計測範囲の小さい受電電力計
測用の第2の電力計および逆潮流電力計測用の第3の電
力計と、前記計器用変流器の電流値が前記第2および第
3の電力計の定格電流より大きいときと小さいときとで
異なる切換信号を出力する切換手段と、前記計器用変流
器の電流値が前記第2の電力計の定格電流より大きいと
きは前記切換信号に基づいて前記第1の電力計の出力に
基づいて受電電力を計測し、前記計器用変流器の電流値
が前記第2の電力計の定格電流より小さいときは前記切
換信号に基づいて前記第2の電力計の出力または前記第
3の電力計の出力に基づいて受電電力を計測する計測手
段と、該計測手段により計測された受電電力に基づいて
自家発電電力を制御する制御装置とにより受電電力の制
御装置を構成した。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を説
明する。
【0017】図1は本発明による受電電力の制御装置の
第1の実施例の電気系統図である。図中、商用電源1、
断路器2、遮断器3、自家発電設備4、計器用変圧器
(PT)5、計器用変流器(CT)6、5A入力型電力
計7は図10に示したそれらと同じであるので説明は省
略する。
【0018】本実施例においては、定格電流が5Aの入
力型電力計(以下「5A入力型電力計」と書く)7と並
列に定格電流が1Aの入力型電力計(以下「1A入力型
電力計」と書く)10が接続され、5A入力型電力計7
と1A入力型電力計10との間に5A型接点出力付き電
流計11が接続され、この電流計11からの切換信号S
によりオン、オフする切換接点12とバイパス用接点1
3が接続されている。制御装置8aは切換接点12から
の信号と、5A入力型電力計7からの信号と、1A入力
型電力計10からの信号を受けて後述するシーケンスに
したがって自家発電設備4のガバナーを制御する。
【0019】1A入力型電力計10は入力電力0〜20
0W(商用電源側換算0〜240KW)に対する出力が
4〜20mAであるので、出力1mA当りの受電電力は
15KWであり、誤差は普通級で2%、精密級で1%で
ある。
【0020】定格電流が5Aの接点出力付き電流計(以
下「5A型接点出力付き電流計」と書く)11は電流値
が1A以上のときオン、0.9A以下の状態がたとえば
1分以上継続したときオフとする切換信号Sを出力する
(図1に破線で示す)ようになっており、図2に示すよ
うに、電流計11aと、a接点11bと、b接点11c
と、1分タイマー11dと、限時a接点11eと、セッ
ト端子およびリセット端子を有するキープリレー11f
とで構成されている。キープリレー11fから出力する
信号が切換信号Sである。
【0021】図3は制御装置8aの回路構成の一例を示
す。
【0022】判断回路81は5A入力型電力計7からの
出力値が設定値A以上か設定値B未満かを判断する回
路、判断回路84は1A入力型電力計10からの出力値
が同じく設定値C以上か設定値D未満かを判断する回
路、82、83、86、87はアンド回路、88、89
はオア回路、85は反転回路である。
【0023】次に、上記回路構成の制御装置の動作を説
明する。
【0024】図10に関して説明した従来例と同じ条件
すなわち受電電圧6.6KV、契約電力500KW、自
家発電電力300KWの条件で受電契約をした場合につ
いて説明するが、5A入力型電力計7の入力電力、商用
電源側での換算電力、出力1mA当りの受電電力は図A
に関して説明した場合と同じである。
【0025】制御装置8aの判断回路81には常に5A
入力型電力計7からの出力が入っており、判断回路84
には常に1A入力型電力計10からの出力が入ってい
る。
【0026】いま、5A型接点出力付き電流計11の電
流値が1A以上であるときは、図2において、a接点1
1bがオンし、キープリレー11fのセット端子にHレ
ベルの信号が与えられるためにキープリレー11fから
オンへの切換信号Sが出力され、切換接点12がオンさ
れる。その結果、制御装置8aには切換接点12を介し
てHレベルの信号が与えられるので、判断回路84の出
力は遮断され、判断回路81の出力のみが自家発電設備
4の発電機のガバナーに送られるようになる。すなわ
ち、5A入力型電力計7の出力値が設定値A以上ならア
ンド回路82が導通し、オア回路88を介して発電機に
出力増指令が出力されるし、設定値B未満ならアンド回
路83が導通し、オア回路89を介して発電機に出力減
指令が出力される。一方、5A入力型電力計7の出力値
が設定値A〜Bの範囲内にあるときは判断回路81から
は発電機の出力増指令も出力減指令も出力しない。
【0027】なおこのとき5A型接点出力付き電流計1
1からの切換信号Sはバイパス用接点13もオンするの
で、1A以上の電流は1A入力型電力計10をバイパス
して流れるので電力計10への影響はない。
【0028】ところが5A型接点出力付き電流計11の
電流値が0.9A以下となると、図2において、b接点
11cがオンし、タイマー11dがスタートする。やが
てタイマー11dが1分を計時すると、タイマー11d
の出力により限時a接点11eがオンされ、キープリレ
ー11fのリセット端子にHレベルの信号が与えられ、
それまでのオンへの切換信号Sを今度はオフへの切換信
号に切り換える。その結果、制御装置8aには切換接点
12を介してLレベルの信号が与えられるので、今度は
判断回路81の出力は遮断され、判断回路84の出力の
みが自家発電設備4の発電機のガバナーに送られるよう
になる。すなわち、1A入力型電力計10の出力値が設
定値C以上ならアンド回路86が導通し、オア回路88
を介して発電機に出力増指令が出力される。また設定値
D未満ならばアンド回路87が導通し、オア回路89を
介して発電機に出力減指令が出力される。一方、1A入
力型電力計10の出力値が設定値C〜Dの範囲内にある
ときは判断回路84からは発電機の出力増指令も出力減
指令も出力しない。
【0029】さて、ここで1A入力型電力計10の誤差
に注目すると、普通級2%の誤差は±4.8KWとな
り、電力計7の誤差の1/5である。制御装置8におけ
る制御動作の不感帯を±3KWとし、多少の余裕分を
1.2KWとすると、合計9KWを受電していればよい
こととなる。すなわち最小買電電力は、5A入力型電力
計のみを用いていた場合の45KW(契約電力の9%)
から9KW(契約電力の1.5〜2%)へ低下させるこ
とができる。
【0030】この場合の判断回路84の設定値は、(9
KW/15KW)×1mA+4mA=4.6mAであ
り、不感帯は(3KW/15KW)×1mA=0.2m
Aとなるので、設定値Cは4.8mA、設定値Dは4.
4mAとなる。なお、このとき5A型接点出力付き電流
計11からの切換信号Sはバイパス用接点13をオフ状
態とする。
【0031】本発明が対象としているのは、受電電力電
力を極力零に近づけるような制御を行っている場合であ
る。この場合の受電電力は1A入力型電力計10で測定
できる範囲である。したがって、最小買電電力は常時4
5KWの従来の系統連系よりも(9KW±3KW)で済
む本発明の制御の方がはるかに小さくて済むことは明ら
かである。
【0032】次に本発明の第2の実施例として、逆潮流
が許される「逆潮流あり」の条件で受電契約する場合の
受電電力の制御装置について説明する。
【0033】この実施例の回路構成は、図1に示した第
1の実施例の5A入力型電力計7および1A入力型電力
計10の代わりに逆潮流電力も測定可能な電力計を用い
た点を除けば図1の回路構成とまったく同じである。す
なわちこの実施例で用いる電力計は、逆潮流の有無の条
件以外は第1の実施例と同じ契約条件であるとすれば、
0〜±1000w(商用電源側換算で0〜±1200K
W)の電力を測定することができ、その出力が0〜±5
V、したがって出力1V当たりの受電電力が240KW
となる5A入力型電力計と、0〜±200W(商用電源
側換算で0〜±240KW)の電力を測定することがで
き、その出力が0〜±5V、したがって出力1V当たり
の受電電力が48KWである1A入力型電力計である。
いずれも誤差は普通級で2%、精密級で1%であり、最
大誤差は普通級でそれぞれ±48KW、±9.6KWと
なる。
【0034】5A入力型電力計と1A入力型電力計との
間に5A型接点出力付き電流計が接続され、この電流計
が測定電流1A以上でオンへの切換信号を、また0.9
A以下がたとえば1分以上継続したときにオフへの切換
信号を出力し、この切換信号によって5A入力型電力計
の出力に基づいて発電機出力を制御するか、1A入力型
電力計の出力に基づいて発電機出力を制御するかが決定
される。制御シーケンスは図1に関して説明したと同じ
であるので省略する。
【0035】この実施例においては、5A入力型電力計
と1A入力型電力計の出力値が0〜±5Vであるから、
制御装置による受電電力の制御は、これらの電力計から
の出力値が設定値EまたはG以上ならば発電機の出力増
指令を、設定値FまたはHならば出力減指令をそれぞれ
出力するが、設定値E〜FまたはG〜H以内ならば出力
制御指令は出さない。
【0036】本実施例の場合、1A入力型電力計につい
ては誤差は±9.6KWである。第1の実施例の場合と
同様に、受電電力は1A入力型電力計で計測できる範囲
であるので、本実施例においても無駄な逆潮流を避ける
ために必要な最小買電電力は9.6KW(契約電力の2
%)でよく、5A入力型電力計のみを用いていた場合の
48KW(契約電力の約10%)から9.6KW(契約
電力の約2%)に低下させることができる。
【0037】図4は本発明による受電電力制御装置の第
3の実施例の電気系統図である。図中、商用電源1、断
路器2、遮断器3、自家発電設備4、計器用変圧器(P
T)5、計器用変流器(CT)6、5A入力型電力計7
は図10に示したそれらと同じである。
【0038】本実施例においては、5A入力型電力計7
と並列に受電積算電力量を計測する5A入力型電力量計
15が接続され、制御装置8bは5A入力型電力計7の
出力と5A入力型電力量計15の出力とに基づいて自家
発電設備4の発電機のガバナーを制御する。5A入力型
電力量計15としては二次側の電力量1KWh当り10
000パルスを出力する10000パルス型電子式電力
量計が用いられ、この電力量計15から出力されるパル
スにより受電電力量を測定するとともに、そのパルスの
時間間隔Tが制御信号として用いられる。この5A入力
型電力量計15から出力されるパルスの時間間隔の平均
値と受電電力量との関係を例示すると次のようになる。
【0039】 電 力 量(KWh) パルス時間間隔(秒) 60 約 7.2 45 約 9.6 30 約14.4 15 約28.8 7.5 約57.6 図5は制御装置8bの回路構成を示す。
【0040】91は5A入力型電力計7からの出力値が
設定値I以上かそれとも設定値J未満かを判断する判断
回路であり、設定値I以上であるときは端子aにHレベ
ルの信号を出力し、以下のときはLレベルの信号を出力
する。また設定値J未満のときは端子bにHレベルの信
号を出力し、そうでないときはLレベルの信号を出力す
る。92は5A入力型電力計15から出力されるパルス
の時間間隔Tを計測するパルス時間間隔計測回路、93
はパルスの時間間隔Tが設定時間a以下のときHレベ
ル、それ以外のときはLレベルの信号を出力する比較回
路、94はパルスの時間間隔Tが設定時間b以上のとき
Hレベル、それ以外のときはLレベルの信号を出力する
比較回路、95、96はオア回路である。
【0041】次に上述した実施例と同じ条件すなわち受
電電圧6.6KV、契約電力500KW、自家発電電力
300KWの条件で受電契約した場合について説明す
る。
【0042】比較回路93、94の設定時間a、bは不
感帯を7.5KWとし、常に変動する負荷に対する制御
を少なくとも60秒に1回の割合で実行したいという設
計思想に基づき、それぞれ29秒(受電電力15KWに
相当する)、57秒(7.5KWに相当する)とする。
また、5A入力型電力計7による制御は、5A入力型電
力量計15による時間制御が間に合わない場合のバック
アップであり、設定値I、Jはそれぞれたとえば4.8
mA(60KWに相当する)と4.1mA(7.5KW
に相当する)に設定する。
【0043】本実施例においては、制御装置8bには5
A入力型電力計7の出力と5A入力型電力量計15の出
力が常に入力されており、5A入力型電力計7の出力が
4.8mA以上すなわち受電電力が60KW以上かまた
は5A入力型電力量計15の出力が15KWh以上の場
合には発電機の出力増指令が出力されて自家発電設備4
の発電電力を増加し、5A入力型電力計7の出力が4.
1mA未満すなわち受電電力が7.5KW未満かまたは
5A入力型電力量計15の出力が7.5KWh未満の場
合には発電機の出力減指令が出力され、逆潮流の危険を
避けるように制御している。
【0044】本実施例においては、極めて急激な負荷変
動が発生する場合以外は5A入力型電力量計の制御範囲
なので、最小買電電力は比較回路93において比較の基
準値として設定した29秒に相当する15KWhで決定
されることになり、図1に関して説明した従来の最小買
電電力45KWに比較して大幅に減少させることができ
る。本実施例においては、電力量としての15KWhは
平均電力量15KWに相当すると考えられるので、最小
買電電力を契約電力量(500KW)の約3%にまで減
少させることが可能である。
【0045】なお、最小買電電力を決定する比較回路9
3の比較の基準値(上記実施例では29秒)は、構内負
荷の変動に対応させて発電機の出力増、減指令をどの程
度のタイミングで出力させるかによって決定される。
【0046】本実施例で使用される5A入力型電力量計
15は従来より受電電力量の計測に用いられているの
で、その信号が本発明における受電電力量の制御に利用
することができる。また本実施例では上記第2の実施例
の接点出力付き電流計が不要である。
【0047】図6は「逆潮流あり」の受電契約に適用で
きる本発明による受電電力の制御装置の第4の実施例の
電気系統図であり、図中、商用電源1、断路器2、遮断
器3、自家発電設備4、計器用変圧器(PT)5、計器
用変流器(CT)6は図Aに示したそれらと同じであ
る。
【0048】本実施例においては、受電電力と逆潮流電
力の両方の測定が可能な5A入力型電力計7aが用いら
れ、これと並列に受電電力の積算電力量を計測する5A
入力型電力量計15aと逆潮流電力の積算電力量を計測
する5A入力型電力量計15bとが接続され、制御装置
8cは5A入力型電力計7aの出力と、2つの5A入力
型電力量計15aおよび15bの出力とに基づいて自家
発電設備4の発電機のガバナーを制御する。5A入力型
電力計7aは0〜±1000W(商用電源側換算0〜±
1200KW)の電力に対する出力が0〜±5Vであ
る。5A入力型電力量計15aおよび15bとしては、
上述した第4の実施例の場合と同様に、二次側の電力量
1KWh当り10000パルスを出力する10000パ
ルス型電子式電力量計が用いられ、それぞれから出力す
るパルスの時間間隔T1 およびT2が制御信号として用
いられる。
【0049】図7は制御装置8cの回路構成を示す。
【0050】101は5A入力型電力計7aからの出力
値が設定値K以上かそれとも設定値L未満かを判断する
判断回路であり、設定値K以上であるときは端子aにH
レベルの信号を出力し、設定値L未満のときは端子bに
Hレベルの信号を出力する。102aは5A入力型電力
量計15aから出力されるパルスの時間間隔T1 を計測
するパルス時間間隔計測回路、102bは5A入力型電
力量計15bから出力されるパルスの時間間隔T2 を計
測するパルス時間間隔計測回路、103は5A入力型電
力量計15aから出力されるパルスの時間間隔T1 が設
定時間cのときHレベル、それ以外のときはLレベルの
信号を出力する比較回路、104は5A入力型電力量計
15bから出力されるパルスの時間間隔T2 が同じく設
定時間d以下のときHレベル、それ以外のときはLレベ
ルの信号を出力する比較回路、105、106はオア回
路である。
【0051】次に実施例4と同じ条件の場合について説
明する。
【0052】比較回路103、104の設定時間c、d
は、常に変動する負荷に対する制御を少なくとも36秒
に1回の割合で実行したいという設計思想に基づき、3
6秒(少なくとも受電または逆潮流電力12KWに相当
する)とする。また5A入力電力計7aによる制御は、
5A入力型電力量計15による時間制御が間にあわない
場合のバックアップであり、設定値K、Lはたとえば
0.2V(48KWに相当する)に設定する。
【0053】本実施例においては、制御装置8cには5
A入力型電力計7aの出力と2つの5A入力型電力量計
15aおよび15bの出力が常に入力されており、5A
入力型電力計7aの出力が+0.2V以上すなわち受電
電力が48KW以上かまたは5A入力型電力量計15a
の出力が12KWh以上の場合には発電機の出力増指令
が出力されて自家発電設備4の発電電力を増加し、5A
入力型電力計7aの出力が−0.2V未満すなわち逆潮
流電力が12KW未満かまたは5A入力型電力量計15
bの出力が12KWh未満の場合には発電機の出力減指
令が出力され、逆潮流がそれ以上にならないように制御
している。
【0054】本実施例においても、極めて急激な負荷変
動が発生する場合以外は5A入力型電力量計の制御範囲
なので、最小買電電力は比較回路103または104に
おいて比較の基準値として設定した36秒に相当する1
2KWhとなり、図1に関して説明した従来の「逆潮流
あり」の場合における最小買電電力48KWと比較して
大幅に減少させることができる。これは契約電力量(5
00KW)の約±2.5%である。
【0055】なお、最小買電電力を決定する比較回路1
03、104の比較の基準値(上記実施例では36秒)
は、構内負荷の変動に対応させて発電機の出力増、減指
令をどの程度のタイミングで出力させるかによって決定
される。
【0056】図8は図6に示した「逆潮流あり」の場合
の第4の実施例をさらに改良した本発明による受電電力
の制御装置の第5の実施例の電気系統図である。図中、
商用電源1、断路器2、遮断器3、自家発電設備4、計
器用変圧器(PT)5、計器用変流器(CT)6、5A
入力型電力計7aは図6に示したそれらと同じである。
【0057】本実施例においては、受電電力と逆潮流電
力の両方の測定が可能な5A入力型電力計7aと並列に
受電電力量を計測する1A入力型電力計10と逆潮流の
電力量を計測する1A入力型電力量計10aとが接続さ
れ、5A入力型電力計7aと1A入力型電力計10との
間に5A型接点出力付き電流計11が接続され、この電
流計11からの切換信号Sによりオン、オフする切換接
点12とバイパス用接点13が設けられている。制御装
置8dは切換接点12からの信号と、5A入力型電力計
7aからの信号と、2つの1A入力型電力計10および
10aからの信号を受けて後述するシーケンスにしたが
って自家発電設備4のガバナーを制御する。
【0058】5A入力型電力計7aは0〜±1000W
(商用電源側換算0〜±1200KW)の電力に対する
出力が0〜±5Vである。1A入力型電力量計10およ
び10aは、それぞれ0〜+200W(商用電源側換算
0〜+240KW)および0〜−200W(商用電源側
換算0〜−240KW)の電力に対する出力が4〜20
mAである。電力計の誤差はいずれも普通級で2%、精
密級で1%である。また5A型接点出力付き電流計11
は第1の実施例で用いられたものと同じであり、図2に
示す回路構成で、電流値が1A以上のときオン、0.9
A以下の状態が1分以上継続したときオフとする切換信
号S(図1に破線で示す)を出力するようになってい
る。
【0059】図9は制御装置8dの回路構成を示す。
【0060】110は5A入力型電力計7aからの出力
値が設定値M以上かまたは設定値N未満のときは端子b
にHレベルの信号を出力する判断回路、111および1
12はアンド回路、113は反転回路である。114お
よび115はそれぞれ1A入力型電力計10および10
aからの出力値が設定値O以上かそれとも設定値P以上
がたとえば5秒経過したときにHレベルの信号を出力す
る判断回路である。116、118はアンド回路、11
7、119はオア回路である。
【0061】本実施例においては、制御装置8dには5
A入力型電力計7aの出力と、2つの5A入力型電力計
10および10aの出力と、切換接点12からの信号と
が常に入力されている。
【0062】次に実施例2と同じ条件すなわち受電電圧
6.6KV、契約電力500KW、自家発電電力300
KWで「逆潮流あり」の条件で受電契約をした場合につ
いて説明する。
【0063】いま、5A型接点出力付き電流計11の電
流値が1A以上であるときは、オンへの切換信号Sが出
力され、切換接点12がオンされる。その結果、制御装
置8dには切換接点12を介してHレベルの信号が与え
られるので、判断回路114および115の出力は遮断
され、判断回路110の出力のみが自家発電設備4の発
電機のガバナーに送られるようになる。すなわち、5A
入力型電力計7aの出力値が設定値M以上ならアンド回
路111が導通し、オア回路117を介して発電機に出
力増指令が出力されるし、設定値N未満ならばアンド回
路112が導通し、オア回路119を介して発電機に出
力減指令が出力される。一方、5A入力型電力計7の出
力値が上の条件を満足しないときすなわち設定値M〜N
の範囲内にあるときは発電機の出力増指令も出力減指令
も出力しない。
【0064】なおこのとき5A型接点出力付き電流計1
1からの切換信号Sはバイパス用接点13もオンするの
で、1A以上の電流は1A入力型電力計10および10
aをバイパスして流れるので電力計10および10aへ
の影響はない。
【0065】ところが5A型接点出力付き電流計11の
電流値が0.9A以下となると、それまでのオンへの切
換信号Sを今度はオフへの切換信号に切り換わる。その
結果、制御装置8dには切換接点12を介してLレベル
の信号が与えられるので、今度は判断回路110の出力
は遮断され、判断回路114または115の出力が自家
発電設備4の発電機のガバナーに送られるようになる。
すなわち、受電電力量を計測している1A入力型電力計
10の出力値が設定値O以上か設定値P以上の状態が5
秒以上継続したときはアンド回路116が導通し、オア
回路117を介して発電機に出力増指令が出力される。
また逆潮流の電力量を計測している1A入力型電力計1
0aの出力値が設定値O以上か設定値P以上の状態が5
秒以上継続したときはアンド回路118が導通し、オア
回路119を介して発電機に出力減指令が出力される。
一方、1A入力型電力計10および10aの出力値が上
記の条件を満たさないときは発電機の出力増指令も出力
減指令も出力しない。
【0066】さて、ここで1A入力型電力計10、10
aの誤差に注目すると、普通級2%の誤差は±4.8K
Wとなり、電力計7aの誤差の1/5である。すなわち
最小買電電力は、5A入力型電力計のみを用いていた場
合の±48KWから±4.8KWに低下させることがで
きる。
【0067】この場合の判断回路114、115の設定
値Pは、(4.8KW/15KW)×1mA+4mA=
4.32mAとなるが、制御の頻繁な動作を避けるため
にタイマー(この場合は5秒)を設置することとした。
さらに、制御性をよくするために、設定値Pの外側に設
定値Oを設けた(たとえば設定値4.6mA)。
【0068】本実施例は第2の実施例と比較して電流信
号で制御できるために、受電点と自家発電設備との距離
が離れていても精度の低下がない。
【0069】上記実施例においては電力計および電力量
計を用いたが、本発明においては電力値や電力量値が目
視計測できる必要はなく、データとして取り出せればよ
い。したがって電力計や電力量計の代わりにトランスデ
ューサを用いることもできる。
【0070】
【発明の効果】商用電源系統と自家発電設備との系統連
系運転の相当部分にわたり、既存の電力計に対して並列
に接続される小レンジの電力計またはパルス型電力量計
により受電電力または逆潮流電力を計測するようになる
ので、電力計による誤差を小さく抑えることができ、そ
れにより最小買電電力を少なくすることができるので、
極めて経済的な系統連系が可能になる。
【0071】またパルス型電力量計は従来よりすでに積
算電力量の計測に用いられているので、新たな計器を付
加することなく単にその出力信号の処理だけで誤差電力
の極小化したがって最小買電電力の低減が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による受電電力の制御装置の第1の実施
例の電気系統図である。
【図2】図1に示した第1の実施例で用いられる接点出
力付き電流計の回路構成を示す。
【図3】図1に示した第1の実施例における制御装置の
回路構成を示す。
【図4】本発明による受電電力の制御装置の第3の実施
例の電気系統図である。
【図5】図4に示した第3の実施例における制御装置の
回路構成を示す。
【図6】本発明による受電電力の制御装置の第4の実施
例の電気系統図である。
【図7】図6に示した第4の実施例における制御装置の
回路構成を示す。
【図8】本発明による受電電力の制御装置の第5の実施
例の電気系統図である。
【図9】図8に示した第5の実施例における制御装置の
回路構成を示す。
【図10】従来の受電電力の制御装置の一例の電気系統
図である。
【符号の説明】
1 商用電源 2 断路器 3 遮断器 4 自家発電設備 5 計器用変圧器 6 計器用変流器 7 5A入力型電力計 8、8a、8b、8c、8d 制御装置 10、10a 1A入力型電力計 11 5A型接点出力付き電流計 12 切換接点 13 バイパス接点 15、15a、15b 5A入力型電力量計 81、84、91、101、110、114、115
判断回路 92、102a、102b パルス時間間隔計測回路 93、94、103、104 比較回路

Claims (12)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 商用電源系統と自家発電設備との連系系
    統運転システムにおいて、商用電源系統に対して計器用
    変圧器と計器用変流器とを介して接続された第1の電力
    計と、該第1の電力計と並列に接続されかつ第1の電力
    計より定格電流および計測範囲の小さい第2の電力計
    と、前記計器用変流器の電流値が前記第2の電力計の定
    格電流より大きいときと小さいときとで異なる切換信号
    を出力する切換手段と、前記計器用変流器の電流値が前
    記第2の電力計の定格電流より大きいときは前記切換信
    号に基づいて前記第1の電力計の出力に基づいて受電電
    力を計測し、前記計器用変流器の電流値が前記第2の電
    力計の定格電流より小さいときは前記切換信号に基づい
    て前記第2の電力計の出力に基づいて受電電力を計測す
    る計測手段と、該計測手段により計測された受電電力に
    基づいて自家発電電力を制御する制御装置とを有するこ
    とを特徴とする受電電力の制御装置。
  2. 【請求項2】 前記切換手段が前記第1の電力計の定格
    電流と等しい定格電流の接点出力付き電流計である請求
    項1に記載の受電電力の制御装置。
  3. 【請求項3】 前記第2の電力計が、前記計器用変流器
    の電流値が前記第2の電力計の定格電流より大きいとき
    前記切換信号によりオンされるバイパス接点を有するバ
    イパス回路を有する請求項2に記載の受電電力の制御装
    置。
  4. 【請求項4】 前記切換手段は、前記計器用変流器電力
    計の電流値が所定時間以上にわたって前記第2の電力計
    の定格電流より小さいとき切換信号を出力する請求項2
    または3に記載の受電電力の制御装置。
  5. 【請求項5】 前記第1の電力計および第2の電力計が
    受電電力および逆潮流の受電電力を計測できる電力計で
    ある請求項1ないし4に記載の受電電力の制御装置。
  6. 【請求項6】 商用電源系統と自家発電設備との連系系
    統運転システムにおいて、商用電源系統に対して計器用
    変圧器と計器用変流器とを介して接続された電力計と、
    該電力計と並列に接続されかつ該電力計の定格電流と等
    しい定格電流を有し計測した積算電力量に比例する数の
    パルスを出力するパルス型電力量計と、前記電力量計か
    ら出力するパルスの時間間隔を計測する計測手段と、該
    計測手段により計測したパルスの時間間隔に基づいて自
    家発電電力を制御する制御装置とを有することを特徴と
    する受電電力の制御装置。
  7. 【請求項7】 前記制御装置は、前記計測手段により計
    測したパルスの時間間隔が第1の所定値より小さいとき
    は自家発電設備の出力増指令を出力し、前記第1の所定
    値より大きい第2の所定値より大きいときは自家発電設
    備の出力減指令を出力する請求項6に記載の受電電力の
    制御装置。
  8. 【請求項8】 商用電源系統と自家発電設備との連系系
    統運転システムにおいて、商用電源系統に対して計器用
    変圧器と計器用変流器とを介して接続され受電電力およ
    び逆潮流の電力を計測する電力計と、該電力計と並列に
    接続されかつ該電力計の定格電流と等しい定格電流を有
    し計測した積算電力量に比例する数のパルスを出力する
    受電電力計測用の第1のパルス型電力量計および逆潮流
    の電力計測用の第2のパルス型電力量計と、前記第1お
    よび第2の電力量計から出力するパルスの時間間隔をそ
    れぞれ計測する第1および第2の計測手段と、該第1お
    よび第2の計測手段により計測したパルスの時間間隔に
    基づいて自家発電電力を制御する制御装置とを有するこ
    とを特徴とする受電電力の制御装置。
  9. 【請求項9】 前記制御装置は、前記第1の計測手段に
    より計測したパルスの時間間隔が所定値より小さいとき
    は自家発電設備の出力増指令を出力し、前記第2の計測
    手段により計測したパルスの時間間隔が前記所定値より
    小さいときは自家発電設備の出力減指令を出力する請求
    項8に記載の受電電力の制御装置。
  10. 【請求項10】 商用電源系統と自家発電設備との連系
    系統運転システムにおいて、商用電源系統に対して計器
    用変圧器と計器用変流器とを介して接続された受電電力
    および逆潮流の電力を計測する第1の電力計と、該第1
    の電力計と並列に接続されかつ第1の電力計より定格電
    流および計測範囲の小さい受電電力計測用の第2の電力
    計および逆潮流の電力計測用の第3の電力計と、前記計
    器用変流器の電流値が前記第2および第3の電力計の定
    格電流より大きいときと小さいときとで異なる切換信号
    を出力する切換手段と、前記計器用変流器の電流値が前
    記第2の電力計の定格電流より大きいときは前記切換信
    号に基づいて前記第1の電力計の出力に基づいて自家発
    電電力を制御し、前記計器用変流器の電流値が前記第2
    の電力計の定格電流より小さいときは前記切換信号に基
    づいて前記第2の電力計の出力または前記第3の電力計
    の出力に基づいて自家発電電力を制御する制御装置とを
    有することを特徴とする受電電力の制御装置。
  11. 【請求項11】 前記切換手段が前記第1の電力計の定
    格電流と等しい定格電流の接点出力付き電流計である請
    求項10に記載の受電電力の制御装置。
  12. 【請求項12】 前記切換手段は、前記計器用変流器の
    電流値が所定時間以上にわたって前記第2および第3の
    電力計の定格電流より小さいとき切換信号を出力する請
    求項11に記載の受電電力の制御装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007259580A (ja) * 2006-03-23 2007-10-04 Osaka Gas Co Ltd コージェネレーションシステム
CN103645363A (zh) * 2013-12-11 2014-03-19 广东电网公司电力科学研究院 双向计量三相智能电能表
JP2016111876A (ja) * 2014-12-09 2016-06-20 シャープ株式会社 電力変換器

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