特開 2023-88599 交流給電システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023088599

(43)【公開日】2023-06-27

(54)【発明の名称】交流給電システム

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20230620BHJP

   H02J 3/18 20060101ALI20230620BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J3/38 110

H02J3/18 135

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021203429

(22)【出願日】2021-12-15

(71)【出願人】

【識別番号】501137636

【氏名又は名称】東芝三菱電機産業システム株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001195

【氏名又は名称】弁理士法人深見特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】谷内田 貴行

(72)【発明者】

【氏名】森島 直樹

【テーマコード（参考）】

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G066HA04

5G066HA11

5G066HA19

5G066HB02

(57)【要約】

【課題】既存の分散型電源を使用しながら、交流電源の停電時に分散型電源を単独運転させることが可能な交流給電システムを提供する。
【解決手段】この交流給電システムは、負荷６に交流電力を供給するための給電線３と、商用交流電源５と給電線３の間に接続され、商用交流電源５の健全時にオンされ、商用交流電源５の停電時にオフされる遮断器１と、給電線３の交流電圧Ｖａに同期して給電線３に交流電力を供給する分散型電源４と、商用交流電源５の停電時に、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが商用周波数Ｆｃになるように給電線３に無効電力を供給する無効電力補償装置３０とを備える。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

負荷に交流電力を供給するための給電線と、
一方端子が交流電源から供給される交流電圧を受け、他方端子が前記給電線に接続され、前記交流電源の健全時にオンされ、前記交流電源の停電時にオフされる遮断器と、
前記給電線の交流電圧に同期して前記給電線に交流電力を供給する分散型電源と、
前記交流電源の停電時に、前記給電線の交流電圧の周波数が参照周波数になるように前記給電線に無効電力を供給する無効電力補償装置とを備える、交流給電システム。

【請求項2】

前記無効電力補償装置は、
前記給電線の交流電圧の周波数を検出する周波数検出器と、
前記交流電源の停電時に、前記参照周波数と前記周波数検出器によって検出される周波数との偏差がなくなるように第１の無効電力制御値を生成する周波数制御部と、
前記第１の無効電力制御値に従って前記給電線に無効電力を出力する無効電力発生部とを含む、請求項１に記載の交流給電システム。

【請求項3】

前記無効電力補償装置は、
前記給電線の交流電圧の電圧値を検出する電圧値検出器と、
前記交流電源の健全時に、前記電圧値検出器によって検出される電圧値が参照電圧値になるように第２の無効電力制御値を生成する電圧制御部とをさらに含み、
前記無効電力発生部は、前記第１および第２の無効電力制御値に従って前記給電線に無効電力を出力する、請求項２に記載の交流給電システム。

【請求項4】

前記分散型電源は、
直流電力を発生する直流電源と、
前記直流電源から供給される直流電力を交流電力に変換して前記給電線に供給する電力変換器と、
前記給電線の交流電圧の周波数変化を検出し、その周波数変化がしきい値を超えた場合に前記電力変換器の運転を停止させる単独運転検出部とを含む、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の交流給電システム。

【請求項5】

前記交流電源は商用交流電源であり、
前記参照周波数は商用周波数である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の交流給電システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明は交流給電システムに関し、特に、分散型電源を備えた交流給電システムに関する。

【背景技術】

【0002】

たとえば特開２０１３－２０７８５３号公報（特許文献１）には、負荷に交流電力を供給するための給電線と、交流電源と給電線の間に接続された遮断器と、給電線に交流電力を供給する分散型電源と、分散型電源の単独運転を許可するか否かを設定する設定部とを備える交流給電システムが開示されている。

【0003】

設定部の設定結果を示す信号は、通信網を介して分散型電源に送信される。分散型電源の単独運転が許可されていない場合、交流電源の停電時には、遮断器がオフされるとともに分散型電源の運転が停止され、負荷への電力供給は停止される。分散型電源の単独運転が許可されている場合、交流電源の停電時には、遮断器がオフされるとともに分散型電源が単独運転され、分散型電源から負荷に交流電力が供給される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１３－２０７８５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかし、特許文献１では、設定部から信号を受信して動作する新規の分散型電源を使用する必要があり、既存の分散型電源を使用することができないという問題があった。

【0006】

それゆえに、この発明の主たる目的は、既存の分散型電源を使用しながら、交流電源の停電時に分散型電源を単独運転させることが可能な交流給電システムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

この発明に係る交流給電システムは、負荷に交流電力を供給するための給電線と、一方端子が交流電源から供給される交流電圧を受け、他方端子が給電線に接続され、交流電源の健全時にオンされ、交流電源の停電時にオフされる遮断器と、給電線の交流電圧に同期して給電線に交流電力を供給する分散型電源と、交流電源の停電時に、給電線の交流電圧の周波数が参照周波数になるように給電線に無効電力を供給する無効電力補償装置とを備えたものである。

【発明の効果】

【0008】

この発明に係る交流給電システムでは、交流電源の停電が発生すると、給電線の交流電圧が参照周波数になるように無効電力補償装置から給電線に無効電力が供給されるので、分散型電源の単独運転は検出されず、分散型電源の運転が継続される。したがって、既存の分散型電源を使用しながら、交流電源の停電時に分散型電源を単独運転させることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本願発明の基礎となる交流給電システムの構成を示す回路ブロック図である。

【図2】図１に示す制御装置の構成を示すブロック図である。

【図3】図１に示す分散型電源の構成を示す回路ブロック図である。

【図4】この発明の実施の形態１に従う交流給電システムの構成を示す回路ブロック図である。

【図5】図４に示す無効電力補償装置の構成を示すブロック図である。

【図6】図５に示す制御部の構成を示すブロック図である。

【図7】この発明の実施の形態２に従う交流給電システムの要部を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

本願発明の理解を容易にするために、まず本願発明の基礎となる交流給電システムについて説明する。図１は、本願発明の基礎となる交流給電システムの構成を示す回路ブロック図である。図１において、この交流給電システムは、遮断器１、制御装置２、給電線３、および複数の分散型電源４を備え、商用交流電源５と連係して複数の負荷６に交流電力を供給する。

【0011】

遮断器１の一方端子は商用交流電源５から供給される商用周波数の交流電圧ＶＡを受け、その他方端子は給電線３に接続される。遮断器１のオンおよびオフは、制御装置２によって制御される。

【0012】

制御装置２は、商用交流電源５から交流電圧ＶＡが正常に供給されている場合（商用交流電源５の健全時）には遮断器１をオンさせ、商用交流電源５から交流電圧ＶＡが正常に供給されていない場合（商用交流電源５の停電時）には遮断器１をオフさせる。

【0013】

図２は、制御装置２の構成を示すブロック図である。図２において、制御装置２は、電圧検出器１０、停電検出器１１、および制御部１２を含む。電圧検出器１０は、商用交流電源５から供給される交流電圧ＶＡの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号ＶＡｆを出力する。

【0014】

停電検出器１１は、電圧検出器１０の出力信号ＶＡｆによって示される交流電圧ＶＡの電圧値が正常範囲内であるか否かを検出し、検出結果を示す停電検出信号ＤＢを出力する。交流電圧ＶＡの電圧値が正常範囲内である場合には、停電検出信号ＤＢは非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。交流電圧ＶＡの値が正常範囲よりも低い場合には、停電検出信号ＤＢは活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。制御部１２は、停電検出信号ＤＢが「Ｈ」レベルである場合には遮断器１をオンさせ、停電検出信号ＤＢが「Ｌ」レベルである場合には遮断器１をオフさせる。

【0015】

再び図１を参照して、複数の分散型電源４および複数の負荷６の各々は、給電線３に接続されている。各分散型電源４は、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａの時間変化Ｆｃｈｇに基づいて、当該分散型電源４が商用交流電源５と連係せずに単独運転しているか否かを判別する。

【0016】

単独運転していないと判別した場合には、当該分散型電源４は、給電線３の交流電圧Ｖａに同期して交流電力を給電線３に供給する。単独運転していると判別した場合には、当該分散型電源４の運転は停止される。

【0017】

商用交流電源５の健全時には、給電線３は遮断器１を介して商用交流電源５に接続され、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数変化Ｆｃｈｇは小さいので、分散型電源４の単独運転は検出されない。

【0018】

商用交流電源５の停電時には、遮断器１がオフされて給電線３が商用交流電源５から電気的に切り離され、複数の分散型電源４の出力電流と複数の負荷６のインピーダンスとの関係で決定される所定周波数に向かって給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが変化するので、分散型電源４の単独運転が検出される。交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが許容範囲を超えると負荷６等に悪影響が発生するので、単独運転が検出されると分散型電源４の運転は停止される。

【0019】

図３は、分散型電源４の構成を示すブロック図である。図３において、分散型電源４は、直流電源２０およびパワーコンディショナ２１を備える。直流電源２０は、自然エネルギーを直流電力に変換する。自然エネルギーは、たとえば、太陽光、風力、潮力、地熱などであり、再生可能エネルギーとも呼ばれる。パワーコンディショナ２１は、給電線３の交流電圧Ｖａに同期して動作し、直流電源２０によって生成される直流電力を交流電力に変換して給電線３に供給する。

【0020】

パワーコンディショナ２１は、電流検出器２２，２６、電圧検出器２３，２７、電力変換器２４、遮断器２５、単独運転検出部２８、および制御部２９を含む。直流電源２０の出力端子２０ａは、電力変換器２４の直流端子２４ａに接続される。電力変換器２４の交流端子２４ｂは遮断器２５の一方端子に接続され、遮断器２５の他方端子は給電線３に接続される。

【0021】

電流検出器２２は、直流電源２０の直流出力電流ＩＤを検出し、その検出値を示す信号ＩＤｆを制御部２９に出力する。電圧検出器２３は、直流電源２０の直流出力電圧ＶＤを検出し、その検出値を示す信号ＶＤｆを制御部２９に出力する。

【0022】

電力変換器２４は、制御部２９によって制御される。分散型電源４の単独運転が検出されていない場合には、電力変換器２４は、直流電源２０から供給される直流電力を交流電力に変換する。分散型電源４の単独運転が検出された場合には、電力変換器２４の運転は停止される。

【0023】

遮断器２５のオンおよびオフは、制御部２９によって制御される。分散型電源４の単独運転が検出されていない場合には、遮断器２５はオンされる。分散型電源４の単独運転が検出された場合には、遮断器２５はオフされる。

【0024】

電流検出器２６は、遮断器２５の他方端子と給電線３との間に流れる交流電流Ｉａの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｉａｆを制御部２９に出力する。電圧検出器２７は、給電線３の交流電圧Ｖａを検出し、その検出値を示す信号Ｖａｆを単独運転検出部２８および制御部２９に出力する。

【0025】

単独運転検出部２８は、電圧検出器２７の出力信号Ｖａｆによって示される給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａの時間変化Ｆｃｈｇを求め、求めた周波数変化Ｆｃｈｇとしきい値Ｆｔｈとの大小を比較し、比較結果を示す信号を単独運転検出信号ＤＩとして制御部２９に出力する。

【0026】

周波数変化Ｆｃｈｇがしきい値Ｆｔｈよりも小さい場合には（Ｆｃｈｇ＜Ｆｔｈ）、単独運転が行なわれていないと判定され、単独運転検出信号ＤＩは非活性化レベルの「Ｌ」レベルにされる。周波数変化Ｆｃｈｇがしきい値Ｆｔｈよりも大きい場合には（Ｆｃｈｇ＞Ｆｔｈ）、単独運転が行なわれていると判定され、単独運転検出信号ＤＩは活性化レベルの「Ｈ」レベルにされる。

【0027】

また、単独運転検出部２８は、周波数変化Ｆｃｈｇがしきい値Ｆｔｈよりも小さな所定値Ｆｂを超えた場合には、周波数変化Ｆｃｈｇを増大させる方向（進相または遅相）の無効電力の出力を指令する指令信号ＣＭＤを制御部２９に出力する。これにより、単独運転を迅速に検出することが可能となっている。

【0028】

なお、このような検出方法は、新型能動的方式と呼ばれる。ただし、単独運転検出部２８は、従来型能動方式または受動的方式で単独運転を検出するものであっても構わない。

【0029】

制御部２９は、電流検出器２２，２６の出力信号ＩＤｆ，Ｉａｆ、電圧検出器２３，２７の出力信号ＶＤｆ，Ｖａｆ、および単独運転検出部２８の出力信号ＤＩ，ＣＭＤに基づいて電力変換器２４を制御する。

【0030】

単独運転検出信号ＤＩが非活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合には、制御部２９は、遮断器２５をオンさせるとともに、電流検出器２２，２６および電圧検出器２３，２７の出力信号に基づいて電力変換器２４を制御し、直流電源２０によって生成される直流電力を交流電力に変換させる。

【0031】

また、制御部２９は、指令信号ＣＭＤに従って電力変換器２４を制御し、電力変換器２４から給電線３に進相無効電力または遅相無効電力を出力させる。また、単独運転検出信号ＤＩが活性化レベルの「Ｈ」レベルである場合には、制御部２９は、遮断器２５をオフさせるとともに電力変換器２４の運転を停止させる。

【0032】

次に、この交流給電システムの動作について説明する。商用交流電源５の健全時には、停電検出器１１（図２）によって停電検出信号ＤＢが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、制御部１２によって遮断器１（図１）がオンされる。これにより、商用交流電源５の交流出力電圧ＶＡが遮断器１を介して給電線３に供給され、商用交流電源５と複数の分散型電源４が連係される。

【0033】

各分散型電源４では、直流電源２０（図３）によって自然エネルギーが直流電力に変換され、その直流電力が電力変換器２４によって交流電力に変換され、その交流電力は遮断器２５および給電線３を介して複数の負荷６に供給される。

【0034】

複数の負荷６の消費電力よりも、複数の分散型電源４によって生成される交流電力が小さい場合には、不足分の電力は商用交流電源５から供給される。複数の負荷６の消費電力よりも、複数の分散型電源４によって生成される交流電力が大きい場合には、余剰分の電力は商用交流電源５に回生される。

【0035】

商用交流電源５の停電時には、停電検出器１１（図２）によって停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、制御部１２によって遮断器１（図１）がオフされ、商用交流電源５（図１）と給電線３が電気的に切り離される。商用交流電源５と給電線３が電気的に切り離されると、複数の分散型電源４の交流出力電流Ｉａと複数の負荷６のインピーダンスとで決定される所定周波数に向かって、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが変化する。

【0036】

その周波数Ｆａの時間変化Ｆｃｈｇが所定値Ｆｂを超えると、単独運転検出部２８から制御部２９に指令信号ＣＭＤが出力される。制御部２９は、指令信号ＣＭＤに応答して電力変換器２９を制御し、その周波数変化Ｆｃｈｇを増大させる方向の無効電力を給電線３に出力させる。

【0037】

周波数変化Ｆｃｈｇがさらに増大してしきい値Ｆｔｈを超えると、単独運転検出部２８によって単独運転検出信号ＤＩが活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、電力変換器２４の運転が停止されるとともに、遮断器２５がオフされる。これにより、複数の分散型電源４から給電線３への交流電力の出力が停止され、複数の負荷６の運転が停止される。

【0038】

このように、図１～図３で示した交流給電システムでは、商用交流電源５の停電時には、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａの変化によって負荷６が悪影響を受けること等を防止するため、全ての分散型電源４の運転が停止される。しかし、自然災害等によって商用交流電源５の停電が発生した場合に、複数の分散型電源４によって生成される交流電力を有効に利用することが望まれる。本願発明では、この問題の解決が図られる。

【0039】

［実施の形態１］
図４は、この発明の実施の形態１に従う交流給電システムの構成を示す回路ブロック図であって、図１と対比される図である。図４を参照して、この交流給電システムが図１の交流給電システムと異なる点は、無効電力補償装置３０が追加されている点である。

【0040】

無効電力補償装置３０は、停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされている場合に、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが商用周波数Ｆｃ（参照周波数）になるように無効電力を給電線３に出力する。無効電力補償装置３０は、たとえばＳＴＡＴＣＯＭ（Static synchronous compensator）を含む。

【0041】

図５は、無効電力補償装置３０の構成を示すブロック図である。図５において、無効電力補償装置３０は、無効電力発生部３１、電流検出器３２、電圧検出器３３、周波数検出器３４、および制御部３５を含む。

【0042】

無効電力発生部３１は、複数のリアクトル、複数のコンデンサ、複数のサイリスタを含み、制御部３５によって制御され、無効電力を給電線３に出力する。複数のサイリスタの各々をオンおよびオフさせることにより、進相無効電力または遅相無効電力を選択的に出力するとともに、無効電力の大きさを所望の値に制御することが可能となっている。

【0043】

電流検出器３２は、無効電力発生部３１から給電線３に出力される交流電流ＩＲを検出し、その検出値を示す信号ＩＲｆを制御部３５に出力する。電圧検出器３３は、給電線３の交流電圧Ｖａの瞬時値を検出し、その検出値を示す信号Ｖａｆを制御部３５に出力する。周波数検出器３４は、電圧検出器３３の出力信号Ｖａｆに基づいて交流電圧Ｖａの周波数Ｆａを検出し、その検出値を示す信号Ｆａｆを制御部３５に出力する。

【0044】

制御部３５は、停電検出信号ＤＢ、電流検出器３２の出力信号ＩＲｆ、電圧検出器３３の出力信号Ｖａｆ、および周波数検出器３４の出力信号Ｆａｆに基づいて、無効電力発生部３１を制御する。

【0045】

制御部３５は、停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルである場合に活性化され、周波数検出器３４の出力信号Ｆａｆによって示される周波数Ｆａが商用周波数Ｆｃになるように、無効電力発生部３１から出力される無効電力を制御する。

【0046】

図６は、制御部３５の構成を示すブロック図である。図６において、制御部３５は、減算器４０、周波数制御部４１、および無効電力制御部４２を含む。減算器４０は、商用周波数Ｆｃと、周波数検出器３４（図５）の出力信号Ｆａｆによって示される周波数Ｆａとの偏差ΔＦａ＝Ｆｃ－Ｆａを求める。

【0047】

周波数制御部４１は、停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされた場合に活性化され、偏差ΔＦａがなくなるように無効電力制御値ΔＱを生成する。周波数制御部４１は、たとえば、偏差ΔＦａに比例する値と偏差ΔＦａの積分値に比例する値とを加算することにより無効電力制御値ΔＱを生成する。

【0048】

無効電力制御部４２は、電流検出器３２の出力信号ＩＲｆと、電圧検出器３３の出力信号Ｖａｆとに基づいて、無効電力発生部３１から給電線３に出力される無効電力を検出し、その検出値が無効電力制御値ΔＱに応じた値の無効電力になるように無効電力発生部３１を制御する。

【0049】

次に、図４～図６で示した交流給電システムの動作について説明する。商用交流電源５の健全時の動作は、図１～図３で示した交流給電システムと同じである。すなわち、商用交流電源５（図４）の健全時には、停電検出信号ＤＢが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、遮断器１がオンされるとともに、無効電力補償装置３０が非活性化される。

【0050】

これにより、商用交流電源５の交流出力電圧ＶＡが遮断器１を介して給電線３に供給され、商用交流電源５と複数の分散型電源４が連係される。各分散型電源４では、自然エネルギーが直流電力に変換され、その直流電力が交流電力に変換され、その交流電力は給電線３を介して複数の負荷６に供給される。このとき無効電力補償装置３０から無効電力は出力されない。

【0051】

商用交流電源５の停電時には、停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、遮断器１がオフされて商用交流電源５と給電線３が電気的に切り離されるとともに、無効電力補償装置３０が活性化される。

【0052】

電圧検出器３３および周波数検出器３４（図５）によって給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが検出され、減算器４０（図６）によって商用周波数Ｆｃと交流電圧Ｖａの周波数Ｆａとの偏差ΔＦａが求められる。周波数制御部４１によって偏差ΔＦａがなくなるように無効電力制御値ΔＱが生成され、その無効電力制御値ΔＱに従って無効電力制御部４２が無効電力発生部３１を制御し、無効電力発生部３１から給電線３に無効電力が出力される。

【0053】

これにより、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａは商用周波数Ｆｃに維持される。周波数Ｆａが商用周波数Ｆｃに維持されるので、単独運転検出部２８によって単独運転は検出されず、分散型電源４の運転が継続され、負荷６の運転が継続される。

【0054】

以上のように、この実施の形態１では、商用交流電源５の停電時には、無効電力補償装置３０によって給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが商用周波数Ｆｃに維持されるので、単独運転検出部２８によって単独運転は検出されず、分散型電源４の単独運転が継続される。したがって、既存の分散型電源４を使用しながら、商用交流電源５の停電が発生した場合でも、分散型電源４の単独運転を継続することができる。このため、自然災害等によって商用交流電源５の停電が発生した場合に、分散型電源４によって生成される交流電力を有効に利用することができる。

【0055】

［実施の形態２］
商用交流電源５の健全時に分散型電源４の発電量が増大すると、逆潮流によって給電線３の交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが上昇するという問題がある。交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが過度に高くなると、負荷６に悪影響が発生する。本実施の形態２では、この問題の解決が図られる。

【0056】

図７は、この発明の実施の形態２に従う交流給電システムの要部を示すブロック図であって、図６と対比される図である。図７を参照して、この交流給電システムが実施の形態１と異なる点は、無効電力補償装置３０の制御部３５が制御部４５で置換されている点である。

【0057】

制御部４５は、制御部３５に実効値演算部５０、減算器５１、電圧制御部５２、およびスイッチ５３を追加したものである。実効値演算部５０は、電圧検出器３３（図５）の出力信号Ｖａｆに基づいて、給電線３の交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅ（電圧値）を求める。電圧検出器３３および実効値演算部５０は、電圧値検出器の一実施例を構成する。減算器５１は、交流電圧Ｖａの実効値の基準値Ｖｃ（参照電圧値）と、実効値演算部５０によって求められた実効値Ｖｅとの偏差ΔＶｅ＝Ｖｃ－Ｖｅを求める。

【0058】

電圧制御部５２は、停電検出信号ＤＢが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に活性化され、偏差ΔＶｅがなくなるように無効電力制御値ΔＱを生成する。電圧制御部５２は、たとえば、偏差ΔＶｅに比例する値と偏差ΔＶｅの積分値に比例する値とを加算することにより無効電力制御値ΔＱを生成する。

【0059】

スイッチ５３は、停電検出信号ＤＢに応じて、周波数制御部４１によって生成される無効電力制御値ΔＱと、電圧制御部５２によって生成される無効電力制御値ΔＱとの何れか一方を無効電力制御部４２に与える。具体的には、停電検出信号ＤＢが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされた場合に、スイッチ５３は、電圧制御部５２によって生成される無効電力制御値ΔＱを無効電力制御部４２に与える。停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされた場合に、スイッチ５３は、周波数制御部４１によって生成される無効電力制御値ΔＱを無効電力制御部４２に与える。

【0060】

次に、この交流給電システムの動作について説明する。商用交流電源５（図４）の健全時には、停電検出信号ＤＢが非活性化レベルの「Ｈ」レベルにされ、遮断器１がオンされる。これにより、商用交流電源５の交流出力電圧ＶＡが遮断器１を介して給電線３に供給され、商用交流電源５と複数の分散型電源４が連係される。各分散型電源４では、自然エネルギーが直流電力に変換され、その直流電力が交流電力に変換され、その交流電力は給電線３を介して複数の負荷６に供給される。

【0061】

また、無効電力補償装置３０では、電圧制御部５２（図７）が活性化される。電圧検出器３３（図５）によって給電線３の交流電圧Ｖａが検出され、実効値演算部５０（図７）によって交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが求められ、減算器５１によって交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅと基準値Ｖｃとの偏差ΔＶｅが求められる。

【0062】

電圧制御部５２によって偏差ΔＶｅがなくなるように無効電力制御値ΔＱが生成され、スイッチ５３を介して無効電力制御部４２に与えられる。その無効電力制御値ΔＱに従って無効電力制御部４２が無効電力発生部３１を制御し、無効電力発生部３１から給電線３に無効電力が出力される。これにより、給電線３の交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが基準値Ｖｃに維持され、交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが過度に高くなることが防止される。

【0063】

商用交流電源５の停電時には、停電検出信号ＤＢが活性化レベルの「Ｌ」レベルにされ、遮断器１がオフされて商用交流電源５と給電線３が電気的に切り離される。無効電力補償装置３０では、電圧制御部５２が非活性化されるとともに、周波数制御部４１が活性化される。

【0064】

電圧検出器３３および周波数検出器３４によって給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａが検出され、減算器４０によって商用周波数Ｆｃと交流電圧Ｖａの周波数Ｆａとの偏差ΔＦａが求められる。周波数制御部４１によって偏差ΔＦａがなくなるように無効電力制御値ΔＱが生成され、スイッチ５３を介して無効電力制御部４２に与えられる。その無効電力制御値ΔＱに従って無効電力制御部４２が無効電力発生部３１を制御し、無効電力発生部３１から給電線３に無効電力が出力される。

【0065】

これにより、給電線３の交流電圧Ｖａの周波数Ｆａは商用周波数Ｆｃに維持される。周波数Ｆａが商用周波数Ｆｃに維持されるので、単独運転検出部２８によって単独運転は検出されず、分散型電源４の運転が継続され、負荷６の運転が継続される。他の構成および動作は、実施の形態１と同じであるので、その説明は繰り返さない。

【0066】

以上のように、この実施の形態２では、商用交流電源５の健全時には、給電線３の交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが基準値Ｖｃになるように、無効電力補償装置３０から給電線３に無効電力が供給される。したがって、分散型電源４の発電量が増大した場合でも、給電線３の交流電圧Ｖａの実効値Ｖｅが増大して負荷６に悪影響が発生することを防止することができる。

【0067】

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

【符号の説明】

【0068】

１，２５ 遮断器、２ 制御装置、３ 給電線、４ 分散型電源、５ 商用交流電源、６ 負荷、１０，２３，２７，３３ 電圧検出器、１１ 停電検出器、１２，２９，３５，４５ 制御部、２０ 直流電源、２１ パワーコンディショナ、２２，２６，３２ 電流検出器、２４ 電力変換器、２８ 単独運転検出部、３０ 無効電力補償装置、３１ 無効電力発生部、３４ 周波数検出器、４０，５１ 減算器、４１ 周波数制御部、４２ 無効電力制御部、５０ 実効値演算部、５２ 電圧制御部、５３ スイッチ。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】