技術分野
太陽光発電システム、風力発電システム、燃料電池発電システム等を構成する分散電源がインバータ等の電力変換器を介して電力系統に連系している場合に、系統電源の事故停電や作業停電により、分散電源が系統から切り離されて単独運転状態になったことを検出する単独運転検出システムに関するものである。
なお、以下において、「分散電源」は、太陽電池等の直流電源自体だけではなく、直流電源とその直流電力を交流電力に変換する電力変換器とからなる直流−交流変換器を指す場合にも、使用するものとする。
発明が解決しようとする課題[発明の詳細な説明]から抜粋
しかしながら、例えば、複数台の分散電源が並列運転されている環境で単独運転が発生してその出力電圧が低下し、その単独運転状態が時間差をもって検出され、これらの分散電源の運転が順に停止されるような場合には、運転を停止した分散電源の出力分だけ系統電圧が低下する。このため、特許文献2に係る発明では、系統電圧が低下した事象を瞬低によるものと判定し、実際には単独運転状態であるにも関わらず分散電源の運転を継続してしまう。
また、分散電源の並列台数が多く、出力電圧の低下が著しい場合には、瞬時電圧低下と判定しなくても周波数を検出することができなくなる。このような場合には、不足電圧リレーの動作により所定の検出時限後に分散電源の運転を停止させることが可能であるが、単独運転判定時に比べると、運転停止までの時間が長くなり、安全性の低下を招くという問題があった。
そこで、本発明の解決課題は、複数台の分散電源の並列運転時に発生した単独運転が時間差をもって検出される場合でも、周波数偏差比率の判定と解列による電圧低下の事象とを組み合わせることで分散電源の単独運転を確実かつ短時間で検出可能とした単独運転検出システムを提供することにある。
課題を解決するための手段[発明の詳細な説明]から抜粋
課題を解決するため、本発明の基本原理は、インバータを介して系統へ無効電力を注入することにより、その注入無効電力量に応じて周波数偏差が大きくなり、当該注入無効電力量から想定される周波数偏差が変化することに基づいて単独運転を検出する。
【発明の効果】
本発明は、系統への注入無効電力とこれによって生じる周波数偏差とを関連付けた単独運転検出システムであり、無効電力注入により発生する周波数偏差の現れ方が負荷の状況によって異なる状況でも、初期の周波数変動が小さく立ち上りが遅い場合、及び、これとは逆に、初期の周波数変動が大きく、注入無効電力の制限値に速く到達してしまう場合にも単独運転検出動作が有効に働く検出システムである。
本発明によれば、分散電源の単独運転を短時間で検出可能であり、連系リレーを迅速に開放することで直ちに事故防止対策を講じることができる。また、注入無効電力に応じた系統周波数の偏差比率に基づいて判定する単独運転検出動作と、注入無効電力に基づいて判定する単独運転検出動作とを備えることにより、検出漏れのない高精度な単独運転検出システムを実現することができる。
更に、複数台の分散電源の並列運転時に発生した単独運転が時間差をもって検出されるような場合でも、分散電源の解列前における周波数偏差比率の判定と解列による電圧低下の事象とを組み合わせることにより、分散電源の単独運転を確実かつ短時間で検出することができる。
この発明についての権利主張の範囲[特許請求の範囲]
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この特許公報に記載されている図面[図面の簡単な説明]から抜粋
【図1】本発明の実施形態が適用される系統連系システムの構成図である。
【図2】図1における単独運転検出手段の処理を示すフローチャートである。
【図3】図1における単独運転検出手段の処理を示すフローチャートである。
【図4】図1における単独運転検出手段の処理を示すフローチャートである。
【図5】系統への無効電力注入による周波数偏差の挙動を示す図である。
【図6】周波数偏差と注入無効電力との関係を示す図である。
【図7】本発明における閾値変動方法を説明するための概念図である。
【図8】従来技術による単独運転検出原理の説明図である。
【図9】特許文献1に記載された単独運転検出装置の構成図である。
【図10】図9における制御装置の構成図である。
【図11】特許文献1による単独運転検出原理の説明図である。
1:分散電源
10:パワーコンディショナー
11:インバータ
12:周波数検出手段
13:周波数偏差算出手段
14:無効電力算出・注入手段
15:インバータ制御手段
16:単独運転検出手段
17:連系リレー
20:系統電源
21:系統
30:負荷
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