特開 2024-128759 マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法、マイクログリッドシステム及び電圧源インバータ

(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】P2024128759

(43)【公開日】2024-09-24

(54)【発明の名称】マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法、マイクログリッドシステム及び電圧源インバータ

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20240913BHJP

   H02J 9/06 20060101ALI20240913BHJP

   H02H 3/08 20060101ALI20240913BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 180

H02J9/06 120

H02H3/08 D

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023037938

(22)【出願日】2023-03-10

(71)【出願人】

【識別番号】000141060

【氏名又は名称】株式会社関電工

(74)【代理人】

【識別番号】100114557

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 英仁

(74)【代理人】

【識別番号】100078868

【弁理士】

【氏名又は名称】河野 登夫

(72)【発明者】

【氏名】宮本 裕介

(72)【発明者】

【氏名】石橋 一成

(72)【発明者】

【氏名】喜舎場 朝士

(72)【発明者】

【氏名】秋吉 亮佑

【テーマコード（参考）】

5G004

5G015

5G066

【Ｆターム（参考）】

5G004AA03

5G004AB03

5G004BA03

5G004DC07

5G004DC14

5G015FA02

5G015GA06

5G015JA05

5G015JA33

5G015JA34

5G015JA35

5G015JA52

5G066AE09

5G066HA11

5G066HA13

5G066HB05

(57)【要約】

【課題】短絡事故箇所を特定することができるマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法、マイクログリッドシステム及び電圧源インバータを提供する。
【解決手段】マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法は、上位系統に接続され、電圧源インバータと、電圧源インバータの出力側に接続される供給系統とを備えるマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法であって、供給系統は、１又は複数の配電盤それぞれの複数の電路それぞれに設けられた遮断器を備え、上位系統が停電した際のマイクログリッド運転時に、電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流により供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上位系統に接続され、電圧源インバータと、前記電圧源インバータの出力側に接続される供給系統とを備えるマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法であって、
前記供給系統は、１又は複数の配電盤それぞれの複数の電路それぞれに設けられた遮断器を備え、
前記上位系統が停電した際のマイクログリッド運転時に、前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する、
マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法。

【請求項2】

前記電圧源インバータの運転を停止させる過電流動作時間は、前記遮断器の瞬時引きはずし動作時間よりも短く、
前記供給系統内で短絡事故が発生して前記電圧源インバータの運転が停止した後に前記電圧源インバータの出力電圧及び出力電流の立ち上がりを抑制したソフトスタートにより前記電圧源インバータの運転を再開し、
前記電圧源インバータの出力電流が上限値に到達する前に前記電圧源インバータのソフトスタートによる出力電流特性を前記遮断器の瞬時引きはずし特性範囲内に入れて前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させる、
請求項１に記載のマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法。

【請求項3】

前記供給系統内の配電線に流れる電流を計測する電流計測器を備え、
前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流を前記電流計測器で計測した結果に基づいて短絡事故を検出する、
請求項１又は請求項２に記載のマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法。

【請求項4】

前記電圧源インバータは、
運転開始から第１時点までの間で前記電圧源インバータの出力電圧を所定電圧まで増加させるソフトスタートを実行する、
請求項１又は請求項２に記載のマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法。

【請求項5】

上位系統に接続され、電圧源インバータと、前記電圧源インバータの出力側に接続される供給系統とを備えるマイクログリッドシステムであって、
前記供給系統は、１又は複数の配電盤それぞれの複数の電路それぞれに設けられた遮断器を備え、
前記上位系統が停電した際のマイクログリッド運転時に、前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する、
マイクログリッドシステム。

【請求項6】

上位系統に接続され、供給系統を備えるマイクログリッドシステムに電力を供給する電圧源インバータであって、
出力電圧を定格電圧に上昇させる途中で、前記出力電圧を所定電圧に維持するソフトスタートを実行する実行部を備え、
前記実行部によるソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する、
電圧源インバータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法、マイクログリッドシステム及び電圧源インバータに関する。

【背景技術】

【0002】

近年、災害時のエネルギー供給の確保、エネルギー利用の効率化、地域のエネルギー活用による地域産業の活性化などのメリットがあることから、マイクログリッドが注目されている。マイクログリッドは、平常時は下位系統の潮流を把握し、災害等による上位系統の大規模停電時には、上位系統から切り離され、分散型のエネルギーリソースを用いて自立的に電力を供給することができる。

【0003】

特許文献１には、分散型のエネルギーリソースとしてのインバータ電源を備え、インバータ電源の交流端が昇圧トランスを介して配電系統に接続されるマイクログリッドシステムが開示されている。

【0004】

マイクログリッドシステムには、複数の配電盤が設置されている。各配電盤内は複数の電気負荷に接続される複数の電路が設けられ、各電路には電気負荷などの事故（例えば、短絡、過負荷など）が発生した場合に自動的に電路を遮断する遮断器が設置され、事故箇所をマイクログリッドシステムから切り離すようになっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０２２－３７４７５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

インバータ電源が電力を供給するマイクログリッドシステム内で短絡事故が発生した場合、遮断器よりもインバータ電源の過電流に対する応答が速いときは、遮断器が電路を遮断する前にインバータ電源が運転を停止して過電流を止める。このため、遮断器による短絡箇所の切り離しが行われず短絡事故箇所を特定できない可能性がある。

【0007】

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、短絡事故箇所を特定することができるマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法、マイクログリッドシステム及び電圧源インバータを提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本願は上記課題を解決する手段を複数含んでいるが、その一例を挙げるならば、本実施形態のマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法は、上位系統に接続され、電圧源インバータと、前記電圧源インバータの出力側に接続される供給系統とを備えるマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法であって、前記供給系統は、１又は複数の配電盤それぞれの複数の電路それぞれに設けられた遮断器を備え、前記上位系統が停電した際のマイクログリッド運転時に、前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、短絡事故箇所を特定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態のマイクログリッドシステムの構成の一例を示す図である。

【図2】本実施形態の電圧源インバータの構成の第１例を示す図である。

【図3】ソフトスタート時の第１例の電圧源インバータの出力電圧の制御方法の一例を示す図である。

【図4】本実施形態の電圧源インバータの構成の第２例を示す図である。

【図5】ソフトスタート時の第２例の電圧源インバータの出力電圧及び出力電流の制御方法の一例を示す図である。

【図6】コントローラによる図５に示す制御方法を実現する処理手順の一例を示す。

【図7】ブラックスタート時の本実施形態の電圧源インバータの出力電圧・出力電流及び比較例の電圧源インバータの出力電圧・出力電流の推移の一例を示す図である。

【図8】マイクログリッドシステムの供給系統の短絡事故箇所の第１例を示す図である。

【図9】遮断器の動作特性曲線の一例を示す図である。

【図10】短絡事故に対する遮断器及び電圧源インバータの応答の一例を示す図である。

【図11】再連系における電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流特性の一例を示す。

【図12】マイクログリッドシステムの供給系統内の短絡事故箇所の第２例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて説明する。図１は本実施形態のマイクログリッドシステムの構成の一例を示す図である。マイクログリッドシステムは、開閉器２を介して上位系統１に接続される。上位系統は、一般送配電事業者等が所有する送電線、配電線などである。平常時には、開閉器２が閉じた状態になっており、マイクログリッドシステムは、上位系統１を通じて電力供給を受ける。

【0012】

マイクログリッドシステムは、電圧源インバータ１０、電圧源インバータ１０の出力を昇圧する昇圧トランス５１、昇圧トランス５１に接続される供給系統５、構内負荷４０、供給系統５と構内負荷４０との間に設けられる降圧トランス５４などを備える。昇圧トランス５１は、例えば、２１０Ｖを６６００Ｖに昇圧することができる。

【0013】

供給系統５は、例えば、６．６ｋＶ（高圧）の配電系統であり、複数の降圧トランス４、各降圧トランス４の二次側（低圧側）に接続される複数の配電盤（不図示）を備える。複数の配電盤それぞれには、複数の電気負荷に接続される複数の電路が設けられ、各電路には電気負荷などの事故（例えば、短絡、過負荷など）が発生した場合に自動的に電路を遮断する遮断器６、６、…が設置されている。また、降圧トランス４の一次側（高圧側）に電流計測器７を備えてもよい。電流計測器７は、例えば、不図示のＥＭＳ（エネルギー管理システム）に対して計測した電流値を出力する。また、供給系統５は、降圧トランス４と上位系統１及び昇圧トランス５１、降圧トランス５４との間をつなぐ配電線３などを備える。配電線３の下流側には、開閉器２ａが接続され、当該開閉器２ａよりも下流側の隣接系統と分離できるようになっている。降圧トランス４には、遮断器６が接続されている。

【0014】

降圧トランス５４の高圧側と低圧側には、開閉スイッチ６５、６６が設けられている。

【0015】

災害等により上位系統１が停電した非常時には、事故復旧の一手段として、開閉器２が閉状態から開状態に切り替えられ、マイクログリッドシステムが上位系統１から切り離される。また、開閉器２ａを閉状態から開状態に切り替えることで、マイクログリッドシステムを隣接系統から切り離すことができる。また、開閉スイッチ６５、６６は、常時閉状態になっている。そして、供給系統５に電力を供給すべく、電圧源インバータ１０の運転が開始される（いわゆる、ブラックスタート：供給系統５に電圧が印加されていないときの運転開始）。電圧源インバータ１０の出力電圧が定格電圧（例えば、２００Ｖ程度）に達すると、昇圧トランス５１によって配電線３には、６６００Ｖの電圧が供給される。

【0016】

ブラックスタート時に電圧源インバータを立ち上げた際、電圧源インバータの出力側の昇圧トランスを励磁するための励磁電流が流れる。状況によっては、当該励磁電流が過渡的に過大な電流となって電圧源インバータの出力電流の上限値を超えると、電圧源インバータの電流保護回路がトリップ（過電流トリップ）して電圧の立ち上げに失敗することになる。電圧源インバータの電圧の立ち上げは複数回繰り返されるが、その都度過電流トリップが生じて電圧源インバータが運転できないケースが生じる場合がある。本実施形態では、ブラックスタート時に電圧源インバータの出力電圧を立ち上げる際にソフトスタートを実行する。以下、ソフトスタートについて説明する。

【0017】

図２は本実施形態の電圧源インバータ１０の構成の第１例を示す図である。電圧源インバータ１０は、入力端側に設けられたスイッチ１１、スイッチ１１に接続されたコイル１２（インダクタ）、コイル１２に接続されたＤＣ／ＤＣコンバータ１３、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３に接続されたＤＣ／ＡＣコンバータ１５、ＤＣ／ＡＣコンバータ１５に接続されたコイル１６、コイル１６に接続された電圧調整用トランス１８、電圧調整用トランス１８と出力端との間に設けられたスイッチ１９、電圧調整用トランス１８の二次側の電圧を検出してＤＣ／ＡＣコンバータ１５に対して制御信号を出力するコントローラ１００、ＤＣ／ＤＣコンバータ１３とＤＣ／ＡＣコンバータ１５との電路に並列に接続されたコンデンサ１４、及びコイル１６と電圧調整用トランス１８との電路に並列に接続されたコンデンサ１７などを備える。

【0018】

ガスバルクに保管されたＬＰガスをＬＰガス発電機に供給してＬＰガス発電機が生成する直流電力を電圧源インバータ１０へ供給する。電圧源インバータ１０は、入力端から供給された直流電圧をＤＣ／ＤＣコンバータ１３によって所要の直流電圧に変換する。変換された直流電圧はＤＣ／ＡＣコンバータ１５に入力される。ＤＣ／ＡＣコンバータ１５は、入力された直流電圧を交流電圧に変換し、変換した交流電圧を、ＬＣフィルタ（コイル１６及びコンデンサ１７）を介して電圧調整用トランス１８に入力する。電圧調整用トランス１８は、変換された交流電圧が電圧源インバータ１０の定格電圧（例えば、２００Ｖ程度）になるように電圧調整する。なお、電圧源インバータ１０に直流電力を供給する電源は、ＬＰガス発電機に限定されるものではなく、他の直流電源でもよい。

【0019】

コントローラ１００は、電圧源インバータ１０の出力電圧の立ち上がり時に、出力電流が上限値を超えないようにソフトスタートを実行する。具体的には、コントローラ１００（電圧源インバータ１０）は、上位系統１の停電時に、電圧源インバータ１０の出力電圧を定格電圧に上昇させる途中で、出力電圧を所定電圧に維持するソフトスタートを実行する。

【0020】

図３はソフトスタート時の第１例の電圧源インバータ１０の出力電圧の制御方法の一例を示す図である。図３において、縦軸は電圧（交流電圧の実効値）を示し、横軸は時間を示す。運転開始時点を０で表す。図３では、便宜上、電圧の推移を折れ線で示しているが、実際の電圧の推移は、図３の例に限定されるものではない。また、実際の電圧波形は、実効値（波高値）のピークが図３のように推移する正弦波の集合である。コントローラ１００は、運転開始から第１時点ｔ１までの加速時間Δｔ１では、出力電圧が０Ｖから所定電圧まで増加するようにＤＣ／ＡＣコンバータ１５を制御する。コントローラ１００は、第１時点ｔ１から第２時点ｔ２までの待機期間Δｔ２では、出力電圧を所定電圧で維持するようにＤＣ／ＡＣコンバータ１５を制御する。コントローラ１００は、第２時点ｔ２から第３時点ｔ３までの加速時間Δｔ３では、出力電圧を所定電圧から定格電圧まで増加するようにＤＣ／ＡＣコンバータ１５を制御する。

【0021】

所定電圧は、０Ｖから定格電圧までの範囲内で適宜設定できる。加速時間Δｔ１は、例えば、０秒から５秒までの間の時間、待機時間Δｔ２は、例えば、０．１秒から５秒までの間の時間、加速時間Δｔ３は、例えば、０．１秒から５秒までの間の時間で適宜設定できる。加速時間Δｔ１、Δｔ３、待機時間Δｔ２、及び所定電圧は、予めユーザが設定することができる。図３に示すように、出力電圧を定格電圧に上昇させる途中で、出力電圧を所定電圧に維持することにより、昇圧トランス５１の励磁や供給系統５に接続された負荷機器への急激な突入電流を抑制して、ブラックスタート時に電圧源インバータ１０（インバータ電源）を停止することなく立ち上げることができる。

【0022】

また、加速時間Δｔ１、Δｔ３における出力電圧の立ち上がり速度を調整できるので、昇圧トランス５１の励磁や供給系統５に接続された負荷機器への急激な突入電流を抑制して、ブラックスタート時に電圧源インバータ１０を停止することなく立ち上げることができる。

【0023】

図２及び図３に示す第１例では、電圧源インバータ１０の出力電圧の推移を制御する構成であったが、ソフトスタートは第１例の構成に限定されるものではない。例えば、電圧源インバータ１０の出力電圧だけでなく出力電流も検出してソフトスタートを実行してもよい。以下、出力電流も考慮したソフトスタートについて説明する。

【0024】

図４は本実施形態の電圧源インバータ１０の構成の第２例を示す図である。図２に示す第１例との相違点は、コントローラ１００が電圧調整用トランス１８の二次側の電圧だけでなく、電圧調整用トランス１８の二次側の出力電流を検出してＤＣ／ＡＣコンバータ１５に対して制御信号を出力する点である。他の構成は第１例と同様であるので説明は省略する。

【0025】

コントローラ１００（電圧源インバータ１０）は、上位系統１の停電時に、電圧源インバータ１０の出力電流が電流閾値以下の場合、電圧源インバータ１０の出力電圧を増加させ、出力電流が電流閾値を超えた場合、出力電圧を維持し、出力電圧を維持した後、出力電流が電流閾値以下となるように、出力電圧を調整して定格電圧まで増加させる。

【0026】

図５はソフトスタート時の第２例の電圧源インバータ１０の出力電圧及び出力電流の制御方法の一例を示す図である。図５において、縦軸は電圧（交流電圧の実効値）及び電流（交流電流の実効値）を示し、横軸は時間を示す。実際の電圧波形及び電流波形は、実効値（波高値）のピークが図５のように推移する正弦波の集合である。コントローラ１００は、電圧源インバータ１０の出力電圧を初期設定値で上昇させる。初期設定値は、出力電圧が０Ｖから定格電圧に到達するまでの加速時間ｔであり、加速時間ｔは、例えば、０秒から５秒の範囲で適宜設定できる。コントローラ１００は、電圧源インバータ１０の運転開始（立ち上げ）とともに出力電圧及び出力電流を検出する。

【0027】

コントローラ１００は、出力電流が電流閾値以下の場合、出力電圧を初期設定値で上昇させる。コントローラ１００は、出力電流が電流閾値を超えた場合、その時点における出力電圧の電圧値を維持する。出力電圧を当該電圧値に維持することは、出力電圧の傾き（時間に対する電圧の増分）を０にすることに相当する。コントローラ１００は、出力電圧を当該電圧値に維持した後は、出力電流が電流閾値以下になるように、出力電圧の傾きを調整しつつ、定格電圧まで上昇させる。

【0028】

図６はコントローラ１００による図５に示す制御方法を実現する処理手順の一例を示す。コントローラ１００は、設定した加速時間ｔでソフトスタートを開始し（Ｓ１１）、電圧源インバータ１０の出力電流を検出する（Ｓ１２）。以降、コントローラ１００は、所定のサンプリング周期で出力電圧及び出力電流を検出する。

【0029】

コントローラ１００は、出力電流＞閾値（電流閾値）であるか否かを判定し（Ｓ１３）、出力電流＞閾値でない場合（Ｓ１３でＮＯ）、設定した加速時間ｔで出力電圧を定格電圧まで上昇させる（Ｓ１４）。コントローラ１００は、出力電圧が定格電圧に到達したか否かを判定し（Ｓ１５）、定格電圧に到達していない場合（Ｓ１５でＮＯ）、ステップＳ１３以降の処理を続ける。定格電圧に到達した場合（Ｓ１５でＹＥＳ）、コントローラ１００は、ソフトスタートが完了したとして、ソフトスタートを終了し（Ｓ１６）、処理を終了する。

【0030】

出力電流＞閾値である場合（Ｓ１３でＹＥＳ）、コントローラ１００は、出力電圧の傾き（時間に対する電圧の増加分）を０にし（Ｓ１７）、出力電流＞閾値（電流閾値）であるか否かを判定する（Ｓ１８）。出力電流＞閾値でない場合（Ｓ１８でＮＯ）、コントローラ１００は、出力電圧の傾きを増加し（Ｓ１９）、出力電流＞閾値（電流閾値）であるか否かを判定する（Ｓ２０）。

【0031】

出力電流＞閾値でない場合（Ｓ２０でＮＯ）、コントローラ１００は、出力電圧を定格電圧まで上昇させ（Ｓ２１）、出力電圧が定格電圧に到達したか否かを判定し（Ｓ２２）、定格電圧に到達していない場合（Ｓ２２でＮＯ）、ステップＳ１８以降の処理を続ける。定格電圧に到達した場合（Ｓ２２でＹＥＳ）、コントローラ１００は、ステップＳ１６の処理を行う。

【0032】

ステップＳ１８又はステップＳ２０において、出力電流＞閾値である場合（Ｓ１８でＹＥＳ又はＳ２０でＹＥＳ）、コントローラ１００は、出力電圧の傾きを減少し（Ｓ２３）、出力電流＞閾値であるか否かを判定する（Ｓ２４）。出力電流＞閾値でない場合（Ｓ２４でＮＯ）、コントローラ１００は、ステップＳ１９以降の処理を続ける。出力電流＞閾値である場合（Ｓ２４でＹＥＳ）、コントローラ１００は、ソフトスタートを完了できないとして、ソフトスタートを終了し（Ｓ２５）、処理を終了する。

【0033】

図７はブラックスタート時の本実施形態の電圧源インバータ１０の出力電圧・出力電流及び比較例の電圧源インバータの出力電圧・出力電流の推移の一例を示す図である。図７Ａは本実施形態の電圧源インバータ１０の出力電圧及び出力電流を示し、図７Ｂは比較例の電圧源インバータの出力電圧及び出力電流を示す。比較例の電圧源インバータは、本実施形態のようなソフトスタート機能を具備していない。実際の電圧波形及び電流波形は、実効値（波高値）のピークが図７のように推移する正弦波の集合である。

【0034】

図７Ａに示すように、本実施形態の電圧源インバータ１０では、ソフトスタート機能を具備しているので、出力電圧は、例えば、図３に例示したようなスフトスタートの期間を経過して定格電圧に到達する。また、出力電流は、ソフトスタートによって過渡的に急増することが抑制され、比較的緩やかな立ち上がり時間で徐々に上昇し、上限値を超えることなく繋がる負荷が必要な電流まで増加する。なお、ソフトスタート機能は、図７Ａの例に限定されるものではなく、例えば、図５に示した方法でもよい。

【0035】

一方、図７Ｂに示すように、比較例の電圧源インバータでは、ソフトスタート機能を具備しないので、出力電圧は一定（ソフトスタートを具備する場合に比べて）で増大し、出力電流も変圧器の励磁や電気負荷の容量成分等による急激な突入電流となり、上限値を超えることで過電流トリップが生じ、電圧源インバータの立ち上げに失敗する。電圧源インバータに再度立ち上げ機能がある場合、起動を繰り返すが、同様の現象によって立ち上げに失敗し、電圧源インバータの運転ができない事態が生じる可能性がある。

【0036】

上述のように、本実施形態によれば、昇圧トランスの励磁や供給系統に接続された負荷機器への急激な突入電流を抑制して、ブラックスタート時に電圧源インバータ１０を停止することなく立ち上げることができる。

【0037】

次に、供給系統５内で短絡事故が発生した場合について説明する。

【0038】

図８はマイクログリッドシステムの供給系統５内の短絡事故箇所の第１例を示す図である。図８中、短絡箇所をＸ印で示している。図８の例では、降圧トランス４の二次側（低圧側）での短絡事故であり、例えば、単相３線の２線間短絡としている。図８の例では、電圧源インバータ１０が供給系統５に対して電力を供給している状態を図示している。

【0039】

図９は遮断器６の動作特性曲線の一例を示す図である。図９において、縦軸は動作時間を示し、横軸は電流を示す。遮断器６の動作特性曲線は、時延引きはずし、瞬時引きはずしの両方の特性を備える。時延引きはずしは、電線の許容電流・時間特性に合わせた特性で、さらに負荷機器の始動電流で動作しないようにしている。過電流が大きい場合は動作時間が短かく、小さい場合は長くする。瞬時引きはずしは、短絡事故による短絡電流などの大きな電流が流れた時、瞬時に動作させる特性であり、図９において、「瞬時引きはずし」で示す電流領域での引きはずしである。また、短絡発生から引きはずし動作開始までの時間をリレー時間と称する。リレー時間は、例えば、数ｍｓ（２ｍｓ～５ｍｓなど）であり、リレー時間を超えて短絡電流が流れると瞬時動作して遮断器６は電路を遮断する。すなわち、遮断器６の短絡電流に対する応答（瞬時引きはずし動作時間）は、数ｍｓのオーダである。なお、便宜上図９では動作特性曲線を１本の曲線で示しているが、実際には幅があり最小値と最大値を示す２本の曲線内の領域で動作特性が表される。

【0040】

図１０は短絡事故に対する遮断器６及び電圧源インバータ１０の応答の一例を示す図である。図１０に示すように、時点ｔ１において、図８に示した遮断器６の下流側で短絡事故が発生したとする。この場合、電圧源インバータ１０の出力には過大な短絡電流が流れる。電圧源インバータ１０の出力電流が上限値を超えた場合に、電圧源インバータ１０の保護等の目的のために電圧源インバータ１０は運転を停止する。電圧源インバータ１０の運転を停止させる過電流動作時間（応答スピード）は、凡そμｓのオーダである。図１０の例では、短絡発生時点ｔ１からμｓオーダの時間が経過した時点ｔ２において、過電流動作時間となって電圧源インバータ１０は運転を停止する。短絡電流を流す供給源が停止したので、時点ｔ２において短絡電流は０になる。

【0041】

一方、前述したように、遮断器６のリレー時間（瞬時引きはずし動作時間）は数ｍｓオーダであり、過電流動作時間よりも長いため遮断器６は短絡電流に対して応答せず遮断器６は電路を遮断せず電路は閉じたままの状態となる。すなわち、供給系統５内で短絡事故が発生した場合、遮断器６による遮断前に電圧源インバータ１０が運転を停止して短絡電流が流れなくなる。

【0042】

運転が停止した電圧源インバータ１０は、自動再連系により、運転停止から再連系待機時間（例えば、５秒など）が経過した時点においてソフトスタートを実行して運転を再開する。本実施形態では、ソフトスタート時の電圧源インバータ１０の出力特性を利用して短絡事故が発生した箇所の遮断器６を遮断させて短絡事故箇所を検出する。以下、短絡事故検出方法について説明する。

【0043】

図１１は再連系における電圧源インバータ１０のソフトスタート時の出力電流特性の一例を示す。図１１において、縦軸は電流を示し、横軸は時間を示す。図７で例示したように、ソフトスタート時の電圧源インバータ１０の出力電流は、比較的緩やかな立ち上がり時間で徐々に上昇し、上限値を超えることなく繋がる負荷が必要な電流まで増加する。ただし、この場合には、遮断器６による電路の遮断がされていないので、理論的には電圧源インバータ１０の出力電流は、短絡電流値に向かって比較的緩やかな立ち上がり時間で徐々に上昇することになる。短絡電流値は、電圧÷短絡抵抗値（例えば、０．５Ωなど）で概算できる。上限値は、電圧源インバータ１０が運転を停止する出力電流の上限値であり、例えば、定格電流×係数で設定される。係数は、例えば、１．５などとすることができるが、これに限定されない。

【0044】

図１１に示すように、ソフトスタートによって電圧源インバータ１０の出力電流は徐々に増加するが、上限値に到達する前に遮断器６の瞬時取り外し特性に対応する瞬時引きはずし電流値に到達すると、遮断器６が電路を遮断する。すなわち、電圧源インバータ１０よりも先に遮断器６が電路を遮断する。これにより、短絡箇所が供給系統５から分離されるため、短絡電流は０となる。すなわち、遮断した遮断器６の箇所により短絡事故箇所を検出できる。その後、電圧源インバータ１０の出力電圧が定格電圧に到達するとソフトスタートが終了する。

【0045】

上述のように、電圧源インバータ１０のソフトスタート時の出力電流により供給系統５内の少なくとも一つの遮断器６を遮断させて短絡事故を検出することができる。これにより、インバータ電源が電力を供給する供給系統５内で短絡事故が発生した場合、遮断器が電路を遮断する前にインバータ電源が運転を停止して短絡電流を止めてしまい、遮断器６による短絡箇所の切り離しが行われず短絡事故箇所を特定できない場合でも、短絡事故箇所を特定することができる。

【0046】

より具体的には、本実施形態のマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法においては、電圧源インバータ１０の運転を停止させる過電流動作時間は、遮断器６の瞬時引きはずし動作時間よりも短く、供給系統５内で短絡事故が発生して電圧源インバータ１０の運転が停止した後に当該電圧源インバータ１０の出力電圧及び出力電流の立ち上がりを抑制したソフトスタートにより電圧源インバータ１０の運転を再開し、当該電圧源インバータ１０の出力電流が上限値に到達する前に電圧源インバータ１０のソフトスタートによる出力電流特性を遮断器６の瞬時引きはずし特性範囲内に入れて供給系統５内の少なくとも一つの遮断器を遮断させることができる。これにより、短絡事故箇所を特定することができる。

【0047】

また、電圧源インバータ１０は、出力電圧を定格電圧に上昇させる途中で、出力電圧を所定電圧に維持するソフトスタートを実行するコントローラ１００（実行部）を備え、コントローラ１００によるソフトスタート時の出力電流により供給系統５内の少なくとも一つの遮断器６を遮断させて短絡事故を検出することができる。

【0048】

図１２はマイクログリッドシステムの供給系統５内の短絡事故箇所の第２例を示す図である。図１２中、短絡箇所をＸ印で示している。図１２の例では、降圧トランス４の二次側（低圧側）での短絡事故であり、例えば、単相３線の２線間短絡としている。また、電圧源インバータ１０が供給系統５に対して電力を供給している状態を図示している。短絡箇所の上流の降圧トランス４の一次側（高圧側）には電流計測器７が設けられている。電流計測器７で計測された電流値はＥＭＳ（エネルギー管理システム）へ出力される。図１１に示したように、再連系における電圧源インバータ１０のソフトスタート時の出力電流は、比較的緩やかな立ち上がり時間で徐々に上昇し、上限値を超えることなく繋がる負荷が必要な電流まで増加する。この場合、遮断器６による電路の遮断がされていないので、理論的には電圧源インバータ１０の出力電流は、短絡電流値に向かって比較的緩やかな立ち上がり時間で徐々に上昇することになる。電圧源インバータ１０の出力電流を電流計測器７で計測することができれば、電流計測器７が設けられた箇所の下流側に短絡箇所があることが分かるので、仮に遮断器６が遮断しない場合でも凡その短絡箇所を特定できる。電流計測器７による計測に時間を要する場合でも、ソフトスタートによる出力電流は緩やかに増加するので、電流計測器７による電流計測が可能である。

【0049】

上述のように、マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法においては、供給系統５内の配電線に流れる電流を計測する電流計測器７を備え、電圧源インバータ１０のソフトスタート時の出力電流を電流計測器７で計測した結果に基づいて短絡事故を検出してもよい。

【0050】

上述のように、本実施形態によれば、電圧源インバータ１０の再連系の際のソフトスタートを利用することで、ソフトスタート時の出力電流が徐々に増加して遮断器６を遮断させるので、短絡事故箇所を特定することができる。

【0051】

（付記１）マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法は、上位系統に接続され、電圧源インバータと、前記電圧源インバータの出力側に接続される供給系統とを備えるマイクログリッドシステムの短絡事故検出方法であって、前記供給系統は、１又は複数の配電盤それぞれの複数の電路それぞれに設けられた遮断器を備え、前記上位系統が停電した際のマイクログリッド運転時に、前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する。

【0052】

（付記２）マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法は、付記１において、前記電圧源インバータの運転を停止させる過電流動作時間は、前記遮断器の瞬時引きはずし動作時間よりも短く、前記供給系統内で短絡事故が発生して前記電圧源インバータの運転が停止した後に前記電圧源インバータの出力電圧及び出力電流の立ち上がりを抑制したソフトスタートにより前記電圧源インバータの運転を再開し、前記電圧源インバータの出力電流が上限値に到達する前に前記電圧源インバータのソフトスタートによる出力電流特性を前記遮断器の瞬時引きはずし特性範囲内に入れて前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させる。

【0053】

（付記３）マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法は、付記１又は付記２において、前記供給系統内の配電線に流れる電流を計測する電流計測器を備え、前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流を前記電流計測器で計測した結果に基づいて短絡事故を検出する。

【0054】

（付記４）マイクログリッドシステムの短絡事故検出方法は、付記１から付記３のいずれか一つにおいて、前記電圧源インバータは、運転開始から第１時点までの間で前記電圧源インバータの出力電圧を所定電圧まで増加させるソフトスタートを実行する。

【0055】

（付記５）マイクログリッドシステムは、上位系統に接続され、電圧源インバータと、前記電圧源インバータの出力側に接続される供給系統とを備えるマイクログリッドシステムであって、前記供給系統は、１又は複数の配電盤それぞれの複数の電路それぞれに設けられた遮断器を備え、前記上位系統が停電した際のマイクログリッド運転時に、前記電圧源インバータのソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する。

【0056】

（付記６）電圧源インバータは、上位系統に接続され、供給系統を備えるマイクログリッドシステムに電力を供給する電圧源インバータであって、出力電圧を定格電圧に上昇させる途中で、前記出力電圧を所定電圧に維持するソフトスタートを実行する実行部を備え、前記実行部によるソフトスタート時の出力電流により前記供給系統内の少なくとも一つの遮断器を遮断させて短絡事故を検出する。

【0057】

各実施形態に記載した事項は相互に組み合わせることが可能である。また、特許請求の範囲に記載した独立請求項及び従属請求項は、引用形式に関わらず全てのあらゆる組み合わせにおいて、相互に組み合わせることが可能である。さらに、特許請求の範囲には他の２以上のクレームを引用するクレームを記載する形式（マルチクレーム形式）を用いているが、これに限るものではない。マルチクレームを少なくとも一つ引用するマルチクレーム（マルチマルチクレーム）を記載する形式を用いて記載してもよい。

【符号の説明】

【0058】

１ 上位系統
４ 降圧トランス
５ 供給系統
６ 遮断器
７ 電流計測器
１０ 電圧源インバータ
５１ 昇圧トランス
５４ 降圧トランス

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】