特許 7532919 運転制御システム及び運転制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】運転制御システム及び運転制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02J 3/38 20060101AFI20240806BHJP

   H02H 3/16 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

H02J3/38 110

H02J3/38 130

H02J3/38 170

H02J3/38 160

H02J3/38 120

H02H3/16 B

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2020099545

(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公開番号】P2021193865

(43)【公開日】2021-12-23

【審査請求日】2023-04-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000002945

【氏名又は名称】オムロン株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002860

【氏名又は名称】弁理士法人秀和特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】尾関 秀樹

(72)【発明者】

【氏名】馬渕 雅夫

(72)【発明者】

【氏名】中村 耕太郎

(72)【発明者】

【氏名】井上 健一

【審査官】栗栖 正和

(56)【参考文献】

【文献】特開平０３－０３２３２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０４－３０８４１２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－３０４２６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０７９５２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０１－１３６５２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭５９－１５３４１５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０６１８５０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｊ ３／３８

Ｈ０２Ｈ ３／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

商用電力系統と連系して、需要家に設けられた分散型電源の運転を制御する運転制御システムであって、
前記商用電力系統から前記需要家が受電する受電点における地絡電圧を計測する地絡電圧計測部と、
前記受電点における電力を計測する電力計測部と、
前記地絡電圧計測部による計測結果に基づいて、前記受電点における地絡の有無を判定する地絡判定部と、
前記受電点における前記電力に基づいて前記受電点における逆電力の発生の有無を判定する逆電力判定部と、
前記地絡判定部の判定結果、前記逆電力判定部の判定結果及び前記受電点における前記電力の計測値を、通信線を通じて伝送可能なデータに変換するデータ生成部と、
を備えた保護継電器と、
前記保護継電器と前記通信線によって接続され、前記分散型電源の運転を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記保護継電器から伝送された前記データに基づいて、前記分散型電源から出力される電力の前記商用電力系統への逆潮流を防止する制御を行うことを特徴とする運転制御システム。

【請求項2】

前記電力計測部は、変流器と、前記受電点における前記電力を計測する電力計とを含み、
前記逆電力判定部は、前記受電点における前記逆電力の発生の有無を判定する逆電力継電器であり、
前記変流器は前記受電点に設けられ、
前記変流器の出力は、前記逆電力継電器に入力されて前記受電点の前記逆電力の検知に用いられるとともに、前記電力計に入力されて前記受電点の前記電力の計測にも用いられることを特徴とする請求項１に記載の運転制御システム。

【請求項3】

前記逆電力判定部は、前記変流器の出力が閾値を超えた場合に、前記逆電力の検知信号を出力する請求項２に記載の運転制御システム。

【請求項4】

前記分散型電源は、太陽電池によって太陽光エネルギーを電力に変換することで発電する太陽光発電システムであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の運転制御システム。

【請求項5】

請求項１乃至４のいずれか１項に記載の運転制御システムにおける運転制御方法であって、
前記商用電力系統への逆潮流を防止するステップと、
前記分散型電源から出力される前記電力を前記需要家において自家消費するように、前記分散型電源の運転を制御するステップと、
を含む運転制御方法。

【請求項6】

商用電力系統と連系して、需要家に設けられた分散型電源の運転を制御する運転制御システムに用いられる保護継電器であって、
前記商用電力系統から前記需要家が受電する受電点における電力を計測する電力計測部と、
前記受電点における前記電力に基づいて前記受電点における逆電力の発生の有無を判定する逆電力判定部と、
前記逆電力判定部の判定結果及び前記受電点における前記電力の計測値を、通信線を通じて伝送可能なデータに変換するデータ生成部と、
を備えたことを特徴とする保護継電器。

【請求項7】

前記電力計測部は、前記受電点における前記電力を計測する電力計を含み、
前記逆電力判定部は、前記受電点における前記逆電力の発生の有無を判定する逆電力継電器であり、
前記電力計及び前記逆電力継電器は、前記受電点に設けられた変流器の出力に基づいて前記受電点の前記逆電力の検知と前記電力の計測を行うことを特徴とする請求項６に記載の保護継電器。

【請求項8】

前記逆電力判定部は、前記変流器の出力が閾値を超えた場合に、前記逆電力の検知信号を出力する請求項７に記載の保護継電器。

【請求項9】

前記受電点における地絡電圧を計測する地絡電圧計測部による計測結果に基づいて、該受電点における地絡の有無を判定する地絡判定部を備え、
前記データ生成部は、前記地絡判定部の判定結果を前記データに変換することを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の保護継電器。

【請求項10】

前記データ生成部は、入力されたオンオフ信号をデータ信号に変換して出力することを特徴とする請求項６乃至９のいずれか１項に記載の保護継電器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、分散型電源の運転制御システム及び運転制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、系統に連系して運転される太陽光発電システム等の分散型電源において、系統への逆潮流を防止する際には、電力計や不足電力継電器（ＵＰＲ）を用いて太陽光発電システムにおける発電電力を制御していた（例えば、特許文献１）。さらに、逆電力発生時には、太陽光発電システムを停止させるための逆電力継電器（ＲＰＲ）に加え、地絡過電圧継電器（ＯＶＧＲ）も設置されており、複数機器の設置や複数機器間の配線が複雑であり、機器や施工に多くのコストが必要であった。

【0003】

また、逆電力を防止する制御を行うための電力計や不足電力継電器と逆電力継電器は異なるセンサを用い、異なるアルゴリズムで電力計測を行っているため、それぞれの機器が認識する電力値は異なった値となっていた。このため、電力計や不足電力継電器を使って逆電力を発生させない制御を行っても、逆電力継電器が、逆電力が発生したと認識することがあった。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－６１８５０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、構成が簡素で、機器や施工に要するコストを抑え、逆潮流を防止する制御をより高精度で行うことができる運転制御システム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】

【0006】

上記の課題を解決するための本発明は、
商用電力系統と連系して、需要家に設けられた分散型電源の運転を制御する運転制御システムであって、
前記商用電力系統から前記需要家が受電する受電点における地絡電圧を計測する地絡電圧計測部と、
前記受電点における電力を計測する電力計測部と、
前記地絡電圧計測部による計測結果に基づいて、前記受電点における地絡の有無を判定する地絡判定部と、
前記受電点における前記電力に基づいて該受電点における逆電力の発生の有無を判定する逆電力判定部と、
前記地絡判定部の判定結果、前記逆電力判定部の判定結果及び前記受電点における電力の計測値を、通信線を通じて伝送可能なデータに変換するデータ生成部と、
を備えた保護継電器と、
前記保護継電器と前記通信線によって接続され、前記分散型電源の運転を制御する制御装置と、
を備え、
前記制御装置は、前記保護継電器から伝送された前記データに基づいて、前記分散型電源から出力される電力の前記商用電力系統への逆潮流を防止する制御を行うことを特徴とする。

【0007】

このように、従来は、独立の機器として構成されていた地絡判定部、逆電力判定部、電力計測部を、保護継電器の構成要素として一体化することにより、機器の数が少なくなって、構成が簡素になるので、機器や施工に要するコストを抑えることができる。また、データ生成部により、地絡判定部の判定結果、逆電力判定部の判定結果及び受電点における電力の計測値を、通信線を通じて伝送可能なデータに変換するので、保護継電器と制御部とを通信線で接続することにより、保護継電器の内部で、また保護継電器と制御部との間で、省配線が可能となる。また、受電点において計測された電力に基づいて、分散型電源の出力の制御を行うので、逆潮流を防止する制御をより高精度で行うことができる。

【0008】

また、本発明において、
前記電力計測部は、変流器と、前記変流器の出力に基づいて前記受電点における前記電力を計測する電力計とを含み、
前記逆電力判定部は、前記変流器の出力に基づいて前記受電点における逆潮流の発生の有無を判定するようにしてもよい。

【0009】

このように、受電点における電力の計測と、逆電力の発生の有無の判定とに、共通の変流計を用いるので、機器の構成がさらに簡略化されるとともに、逆潮流を防止する制御をより高精度で行うことができる。

【0010】

また、本発明において、
前記分散型電源は、太陽電池によって太陽光エネルギーを電力に変換することで発電する太陽光発電システムであるようにしてもよい。

【0011】

このようにすれば、構成が簡素で、機器や施工に要するコストを抑え、太陽光発電システムによって発電される電力の商用電力系統への逆潮流を防止する制御をより高精度で行うことができる

【0012】

また、本発明は、
前記運転制御システムにおける運転制御方法であって、
前記商用電力系統への逆潮流を防止するステップと、
前記分散型電源から出力される前記電力を前記需要家において自家消費するように、前記分散型電源の運転を制御するステップと、
を含む。

【0013】

このようにすれば、分散型電源から出力された電力の商用電力系統への逆潮流を防止し、分散型電源から出力された電力を需要家において自家消費する制御をより高精度で行うことができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、構成が簡素で、機器や施工に要するコストを抑え、逆潮流を防止する制御をより高精度で行うことができる分散型電源システムを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施例１に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【図2】本発明の実施例１の変形例に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【図3】本発明の実施例２に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【図4】第１の従来例に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【図5】第２の従来例に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【図6】第３の従来例に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【図7】第４の従来例に係る運転制御システムの構成の一例を示すシステム図である。

【発明を実施するための形態】

【0016】

〔適用例〕
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。

【0017】

本発明は、太陽光発電システム１等の分散型電源を商用電力系統２に連系して運転する運転制御システム１００等に適用される。
まず、需要家の施設に設置された太陽光発電システム１等の分散型電源を商用電力系統２に連系して運転するシステムにおいて、太陽光発電システム１から商用電力系統２への逆潮流を防止するために、従来採用されていた構成について説明する。

【0018】

図４は、第１の従来例に係る運転制御システム４００の概略構成を示すシステム図である。
需要家は、商用電力系統２から、高圧の三相交流電力（図４では、三本線で示す。）を受電する。需要家の施設には、キュービクル３が設けられる。ここで、キュービクル３とは、キュービクル式高圧受電設備の略称で、商用電力系統２から高圧電力を受電するための機器及び変圧器、コンデンサ、その他の保安装置の機器一式を一つの金属製の外箱に収めた受電設備を指す。ここでは、キュービクル３には、商用電力系統２から供給された電力及び太陽光発電システム１から供給される電力を、単相負荷４及び三相負荷５に分けて供給するための分電盤３１も収められている。

【0019】

キュービクル３の高圧側（商用電力系統側）の電路６には、ＺＰＤ（零相電圧検出装置）７、ＣＴ（変流器）８、ＣＴ（変流器）２１が設けられている。そして、ＺＰＤ７の出力は、ＯＶＧＲ（地絡過電圧継電器）１９１に入力される。ＯＶＧＲ１９１は、コントローラ２０と通信線２２によって接続され、ＯＶＧＲ１９１からコントローラ２０にはオンオフ信号が出力される。具体的には、ＺＰＤ７によって地絡電圧が検出された場合に、ＯＶＧＲ１９１は、コントローラ２０に地絡検知信号を出力する。ＣＴ８の出力は、ＲＰＲ（逆電力継電器）１９２に入力される。ＲＰＲ１９２は、コントローラ２０と通信線２３によって接続され、ＲＰＲ１９２からコントローラ２０にはオンオフ信号が出力される。具体的には、ＲＰＲ１９２は、ＣＴ８によって逆潮流する電力が閾値を超えた場合に、コントローラ２０に逆電力検知信号を出力する。ＣＴ２１の出力は電力計１９３に入力される。商用電力系統２からの供給電力は、ＣＴ２１によって変流され、電力計１９３における電力値検出に用いられる。電力計１９３とコントローラ２０は通信線２４によって接続され、電力計１９３からコントローラ２０には電力の計測値が出力される。

【0020】

キュービクル３の分電盤３１には、単相負荷４及び三相負荷５が接続される。分電盤３１と三相負荷５は、三相３線の電力線（図４では破線で示す。）１３によって接続され、分電盤３１を介して、三相負荷５には三相交流電力が供給される。分電盤３１と単相負荷４は、単相３線の電力線（図４では一点鎖線で示す。）１４によって接続され、分電盤３１を介して、単相負荷４には単相交流電力が供給される。

【0021】

また、キュービクル３の分電盤３１には、ＰＣＳ（パワーコンディショナ）１０が接続
される。分電盤３１とＰＣＳ１０は、単相三線の電力線（図４では一点鎖線で示す）１５によって接続されている。ＰＣＳ１０には、単相２線の電力線（図４では二点鎖線で示す。）１２を介して太陽光発電システム１が接続されている。ＰＣＳ１０には、太陽光発電システム１によって発電された直流電力が電力線１２を通じて入力され、ＰＣＳ１０は、この直流電力を交流電力に変換するとともに、太陽光発電システム１の出力を制御する。ＰＣＳ１０は、直流電力を交流電力に変換するインバータ、直流電力を変換するコンバータ等を含む電力変換装置であり、太陽光発電システム１によって発電された直流電力を交流電力に変換して出力するとともに、太陽光発電システム１の出力を制御する。

【0022】

コントローラ２０とＰＣＳ１０とは通信線２５で接続され、例えばＲＳ－４８５に準拠して情報が伝送される。例えば、コントローラ２０は、ＲＰＲ１９２から出力される検知信号に基づいて、ＰＣＳ１０に制御信号を出力し、ＰＣＳ１０は、この制御信号に基づいて、太陽光発電システム１の発電を停止させる等の逆潮流防止のための制御を行う。

【0023】

図５は、第２の従来例係る運転制御システム５００の概略構成を示すシステム図である。第１の従来例に係る運転制御システム４００と同様の構成については、同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0024】

第２の従来例に係る運転制御システム５００では、ＯＶＧＲ１９１及びＲＰＲ１９２の出力であるオンオフ信号が、コントローラを介さずに、通信線２６及び通信線２７を通じて、直接ＰＣＳ１０に入力されている。また、電力計に替えてＵＰＲ（不足電力継電器）１９４が設けられ、キュービクル３の高圧側（商用電力系統２側）の電路６に設けられたＣＴ２９の出力は、ＵＰＲ１９４に入力される。ＵＰＲ１９４は、ＰＣＳ１０と通信線２８によって接続され、ＵＰＲ１９４からＰＣＳ１０にはオンオフ信号が出力される。具体的には、ＵＰＲ１９４、商用電力系統２から需要家に供給される順電力が閾値を下回った場合に、ＰＣＳ１０に不足電力検知信号を出力する。

【0025】

図６は、第３の従来例に係る運転制御システム６００の概略構成を示すシステム図である。第１の従来例に係る運転制御システム４００及び第２の従来例に係る運転制御システム５００と同様の構成については、同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0026】

第３の従来例に係る運転制御システム６００では、ＯＶＧＲ１９１及びＲＰＲ１９２の出力は、第２の従来例と同様に、ＰＣＳ１０に入力されている。一方、第２の従来例ではＣＴ２９はキュービクル３に対して高圧側（商用電力系統２側）に設けられていたが、第３の従来例では、ＣＴ３０がキュービクル３の分電盤３１の低圧側（単相負荷４側）の、ＰＣＳ１０に接続される単相３線の電力線１５に設けられている。そして、ＣＴ３０の出力は、直接ＰＣＳ１０に接続された通信線３２を通じてＰＣＳ１０に入力される。

【0027】

図７は、第４の従来例に係る運転制御システム７００の概略構成を示すシステム図である。第１の従来例と同様の構成については、同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0028】

第４の従来例に係る運転制御システム７００では、第１の従来例と同様に、ＯＶＧＲ１９１及び電力計１９３の出力はコントローラ１０に入力される。第４の従来例では、ＣＴ８及びＲＰＲ１９２が省略され、コントローラ２０が、インターネット等のネットワーク１８を介して、電力会社のサーバ１７と接続されている。

【0029】

ここでは、電力計１９３の計測値がコントローラ２０を介して、電力会社のサーバ１７に送信される。そして、コントローラ２０は、電力計１９３の計測値を取得したサーバ１７からの要求に応じて、太陽光発電システム１の出力制御を行う。

【0030】

上述のように、太陽光発電システム１によって発電された電力の逆潮流を防止するためには、複数の独立した機器を設ける必要がある。第１の従来例に係る運転制御システム４００では、ＯＶＧＲ１９１、ＲＰＲ１９２、電力計１９３及びコントローラ２０が設けられている。また、ＲＰＲ１９２と電力計１９３には、異なるＣＴ８及びＣＴ２１の出力がそれぞれ入力されている。第２の従来例に係る運転制御システム５００では、ＯＶＧＲ１９１、ＲＰＲ１９２、ＵＰＲ１９４が設けられている。また、ＲＰＲ１９２とＵＰＲ１９４には、異なるＣＴ８及びＣＴ２９の出力がそれぞれ入力されている。第３の従来例に係る運転制御システム６００では、ＯＶＧＲ１９１及びＲＰＲ１９２が設けられている。また、ＲＰＲ１９２に接続されるＣＴ８とは別のＣＴ３０が設けられている。第４の従来例に係る運転制御システム７００では、ＯＶＧＲ１９１、電力計１９３及びコントローラ２０が設けられている。

【0031】

このように、従来例に係る運転制御システム４００、５００、６００、７００では、太陽光発電システム１で発電された電力の逆潮流を防止するために、複数の機器を設ける必要があるので、複数の機器の設置スペースが必要になるとともに、複数の機器間の配線も煩雑になっていた。また、機器や施工に多くのコストが必要となっていた。

【0032】

さらに、第１の従来例に係る運転制御システム４００では、ＲＰＲ１９２と電力計１９３のそれぞれに異なるＣＴ８及びＣＴ２１が接続されている。第２の従来例に係る運転制御システム５００でも、ＲＰＲ１９２とＵＰＲ１９４のそれぞれに異なるＣＴ８及びＣＴ２９が接続されている。このように、電力計１９３やＵＰＲ１９４と、ＲＰＲ１９２とは、それぞれ異なるＣＴを用い、異なるアルゴリズムで電力計測を行っているため、それぞれの機器が認識する電力値が異なる値となっていた。このため、電力計１９３やＵＰＲ１９４を用いて逆潮流を発生させない制御を行っても、ＲＰＲ１９３が、逆潮流が発生したと認識する場合もあった。

【0033】

本発明は、このような課題を解決するためになされたものであって、以下に本発明の適用例について説明する。

【0034】

図１は、本発明が適用される運転制御システム１００の概略構成を示すシステム図である。
本発明の適用例に係る運転制御システム１００では、需要家の施設に設置されたキュービクル３の高圧側（商用電力系統２側）の電路６には、ＺＰＤ７及びＣＴ８が設けられている。ＺＰＤ７及びＣＴ８の出力は、一体型保護継電器９に入力されている。そして、一体型保護継電器９とＰＣＳ１０は通信線１１で接続されている。ここで、ＺＰＤ７は、本発明の地絡電圧計測部に相当する。また、ＣＴ８は、本発明の変流計に相当する。

【0035】

一体型保護継電器９は、従来例に係る運転制御システムで個別に設けられていたＯＶＧＲ９１、ＲＰＲ９２及び電力計９３を一体の筐体に収容している。ＯＶＧＲ９１は、従来、独立の機器として構成されていた地絡過電圧継電器と同等の機能を有する一体型保護継電器９の構成要素である。ＲＰＲ９２も、従来、独立の機器として構成されていた逆電力継電器と同等の機能を有する一体型保護継電器９の構成要素である。電力計９３も、従来、独立の機器として構成されていた電力計と同等の機能を有する一体型保護継電器９の構成要素である。ここで、ＣＴ８の出力は、ＲＰＲ９２に入力されて逆潮流の検知に用いられるとともに、電力計９３に入力されて電路６に流れる電力値の計測にも用いられる。また、ＯＶＧＲ９１から出力される地絡過電圧検知信号と、ＲＰＲ９２から出力される逆電力検知信号は、いずれもオンオフ信号である。一体型保護継電器９は、オンオフ信号である地絡過電圧検知信号及び逆電力検知信号を、データとして表現された地絡過電圧検知データ及び逆電力検知データに変換するとともに、地絡過電圧検知データ、逆電力検知デー
タ及び電力値データとを含む出力データを生成するデータ生成部９４を備える。ここでは、ＯＶＧＲ９１は、本発明の地絡判定部に相当する。また、ＲＰＲ９２は、本発明の逆電力判定部に相当する。ＣＴ８及び電力計９３は、本発明の電力計測部に相当する。また、データ生成部９４は、本発明のデータ生成部に相当する。

【0036】

このように、ＯＶＧＲ９１、ＲＰＲ９２及び電力計９３と一体化することにより、機器の設置スペースやコストを低減することができる。また、ＯＶＧＲ９１、ＲＰＲ９２及び電力計９３と一体化し、一体型保護継電器９とＰＣＳ１０との間を単一の通信線１１で接続することができるので、省配線が可能となるとともに、施工も簡略化でき、施工コストも低減することができる。

【0037】

データ生成部９４によって生成された出力データは、一体型保護継電器９とＰＣＳ１０とを接続する通信線１１を通じて、ＰＣＳ１０に送信される。ここで、通信線１１は、本発明の通信線に相当する。

【0038】

このように、ＲＰＲ９２と電力計９３には共通のＣＴ８の出力が用いられる。逆潮流の発生時に太陽光発電システム１を停止させるためにＲＰＲ９３に接続されたＣＴ８と共通のＣＴの出力によって、高圧の電路６に流れる電力の計測値をＰＣＳ１０は取得することができる。したがって、ＰＣＳ１０は、単に、ＲＰＲ９２による逆潮流が検知された場合に太陽光発電システム１を停止させる制御にとどまらず、電力の計測値に基づいて、自律的に太陽光発電システム１の発電電力を制御することができるので、ＲＰＲ９２による逆電力検知信号を発生させない、又は、太陽光発電システム１を停止させないような制御が可能となる。ここで、ＰＣＳ１０は、本発明の制御装置に相当する。
また、ＲＰＲ９２と電力計９３とが共通のＣＴ８の出力を用いるので、逆潮流を発生させない制御の確実性が向上する。

【0039】

また、一体型保護継電器９に、さらに、ＵＰＲを設けてもよい。

【0040】

また、一体型保護継電器９から通信線１１を介して取得した電力計９３の電力値データをＰＣＳ１０が活用し、逆潮流を検知して太陽光発電システム１を停止させてもよい。この場合は、一体型保護継電器９からＲＰＲ９２を省略してよい。

【0041】

また、一体型保護継電器９に、第２通信線３３を設けて、電力計９３の電力値データをモニタリングシステム３４等で活用してもよい。

【0042】

図２は、本発明が適用される他の運転制御システム２００の概略構成を示すシステム図である。図１に示す運転制御システム１００と同様の構成については同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0043】

図２に示す運転制御システム２００は、図１に示す運転制御システム１００に加えて、ＰＣＳ１０ａ、ＰＣＳ１０ｂ、ＰＣＳ１０ｃが通信線１６ａ、１６ｂによって接続される。

【0044】

図３に示す運転制御システム３００では、ＰＣＳ１０が一体型保護継電器９から取得した電力の計測値を、ＰＣＳ１０からネットワーク１８を介してサーバ１７に送信し、サーバ１７から、太陽光発電システム１の出力に対する制御指令をＰＣＳ１０に送信することができる。
このようにすれば、太陽光発電システム１で発電された電力を需要家が自家消費する場合に限らず、需要家が消費しない余剰電力を、電力会社に売電し、商用電力系統２に供給する場合における、電力会社による、太陽光発電システム１の出力制御にも、一体型保護
継電器９による電力の計測値を利用することができる。

【0045】

〔実施例１〕
以下では、本発明の実施例１に係る運転制御システム１００について、図面を用いて、より詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている装置及びシステムの構成は各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

【0046】

図１に示す運転制御システム１００は、分散型電源である太陽光発電システム１を商用電力系統２に連系して運転制御するシステムである。

【0047】

需要家は、商用電力系統２から、高圧の三相交流電力を受電する。需要家の施設には、キュービクル３が設けられる。ここで、キュービクル３とは、キュービクル式高圧受電設備の略称で、商用電力系統から高圧電力を受電するための機器及び変圧器、コンデンサ、その他の保安装置の機器一式を一つの金属製の外箱に収めた受電設備を指す。ここでは、キュービクル３には、商用電力系統から供給された電力及び分散型電源から供給される電力を、単相負荷４及び三相負荷５に分けて供給するための分電盤３１も収められている。ここでは、商用電力系統２に接続される電路６上におけるキュービクル３が、本発明の受電点に相当する。
図１では、単相負荷４及び三相負荷５を１つずつ表示しているが、単相負荷４及び三相負荷５の数は限定されない。

【0048】

キュービクル３の高圧側（商用電力系統側）の電路６（図１では、三本線で示す。）には、ＺＰＤ（零相電圧検出装置）７、ＣＴ（変流器）８が設けられている。ＺＰＤ７及びＣＴ８は、一体型保護継電器９に接続されている。一体型保護継電器９は、ＯＶＧＲ（地絡過電圧継電器）９１、ＲＰＲ（逆電力継電器）９２及び電力計９３を一体の筐体に収容している。ＺＰＤ７の出力は、ＯＶＧＲ９１に入力される。ＺＰＤ７によって地絡電圧が検出された場合に、ＯＶＧＲ９１は地絡検知信号を出力する。ＣＴ８の出力は、ＲＰＲ９２に入力される。ＲＰＲ９２は、ＣＴ８によって逆潮流する電力が閾値を超えた場合に、逆電力検知信号を出力する。ＣＴ８の出力は電力計９３に入力される。ここで、ＣＴ８の出力は、ＲＰＲ９２に接続されて、逆潮流の検知に用いられるとともに、電路６に流れる電力値の計測にも用いられる。また、ＯＶＧＲ９１から出力される地絡過電圧検知信号と、ＲＰＲ９２から出力される逆電力検知信号は、いずれもオンオフ信号である。一体型保護継電器９は、オンオフ信号である地絡過電圧検知信号及び逆電力検知信号をデータとして表現された地絡過電圧検知データ及び逆電力検知データに変換するとともに、地絡過電圧検知データ、逆電力検知データ及び電力値データとを含む出力データを生成するデータ生成部９４を備える。

【0049】

一体型保護継電器９は、ＰＣＳ１０と通信線１１によって接続される。データ生成部９４によって生成された出力データは、一体型保護継電器９とＰＣＳ１０とを接続する通信線１１を通じて、ＰＣＳ１０に送信される。

【0050】

ＰＣＳ１０は、直流電力を交流電力に変換するインバータ、直流電力を変換するコンバータ等を含む電力変換装置である。ＰＣＳ１０には、単相２線の電力線（図１では二点鎖線で示す。）１２を介して太陽光発電システム１が接続されている。ＰＣＳ１０には、太陽光発電システム１によって発電された直流電力が電力線１２を通じて入力され、ＰＣＳ１０は、この直流電力を交流電力に変換するとともに、太陽光発電システム１の出力を制御する。

【0051】

上述のように、キュービクル３の分電盤３１には、単相負荷４及び三相負荷５が接続さ
れる。分電盤３１と三相負荷５は、三相３線の電力線（図１では破線で示す。）１３によって接続され、三相負荷５には分電盤３１を介して、三相交流電力が供給される。分電盤３１と単相負荷４は、単相３線の電力線（図１では一点鎖線で示す。）１４によって接続され、単相負荷４には分電盤３１を介して単相交流電力が供給される。

【0052】

また、キュービクル３の分電盤３１には、ＰＣＳ（パワーコンディショナ）１０が接続される。分電盤３１とＰＣＳ１０は、単相３線の電力線１５によって接続され、太陽光発電システム１によって発電された交流電力が分電盤３１を介して単相負荷４に供給され、又は、キュービクル３から電路６を介して商用電力系統２に交流電力を逆潮流させる。

【0053】

このように、ＯＶＧＲ９１とＲＰＲ９２と電力計９３を一体化することにより、機器の設置スペースやコストを低減することができる。また、ＯＶＧＲ９１とＲＰＲ９２と電力計９３とを一体化し、一体型保護継電器９とＰＣＳ１０との間を単一の通信線で接続することができるので、省配線が可能となるとともに、施工も簡略化でき、施工コストも低減することができる。

【0054】

このように、ＲＰＲ９２と電力計９３には共通のＣＴ８の出力が用いられる。逆潮流の発生時に太陽光発電システム１を停止させるためにＲＰＲ９３に接続されたＣＴ８の出力によって、高圧の電路６に流れる電力の計測値をＰＣＳ１０は取得することができる。したがって、ＰＣＳ１０は、単に、ＲＰＲ９２による逆潮流が検知された場合に太陽光発電システム１を停止させる制御にとどまらず、電力の計測値に基づいて、自律的に太陽光発電システム１の発電電力を制御することができるので、ＲＰＲ９２による逆電力検知信号を発生させない、又は、太陽光発電システム１を停止させないような制御が可能となる。
また、ＲＰＲ９２と電力計９３とが共通のＣＴ８の出力を用いるので、逆潮流を発生させない制御の確実性が向上する。
また、このような運転制御方法により、太陽光発電システム１で発電された電力を商用電力系統に逆潮流させることなく、需要家の負荷で消費する自家消費型のシステムを構築することができる。

【0055】

また、一体型保護継電器９に、さらに、ＵＰＲを設けてもよい。

【0056】

また、一体型保護継電器９から通信線１１を介して取得した電力計９３の電力値データをＰＣＳが活用し、逆潮流を検知して太陽光発電システム１を停止させてもよい。この場合は、一体型保護継電器９からＲＰＲ９２を省略してもよい。

【0057】

また、一体型保護継電器９に、第２通信線３３を設けて、電力計９３の電力値データをモニタリングシステム３４等で活用してもよい。

【0058】

〔変形例〕
図２に、実施例１の変形例に係る運転制御システム２００の概略構成示すシステム図である。図１に示す運転制御システム１００と同様の構成については同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0059】

運転制御システム２００は、ＰＣＳ１０ａ、ＰＣＳ１０ｂ、ＰＣＳ１０ｃを備える。ここでは、３つのＰＣＳを備える場合について説明するが、接続されるＰＣＳの数は特に限定されない。システム構成に応じて、複数のＰＣＳを適宜接続することができる。図２では図示を省略しているが、ＰＣＳ１０ａ、ＰＣＳ１０ｂ、ＰＣＳ１０ｃはそれぞれに接続された太陽光発電システム等の分散型電源の出力制御等を行う。

【0060】

ＰＣＳ１０ａは、単相３線の電力線１５ａによってキュービクル３の分電盤３１（図１
参照）に接続され、分電盤３１を介して単相負荷４に交流電力を供給し、又は、キュービクル３から電路６を介して商用電力系統２に交流電力を逆潮流させる。同様に、ＰＣＳ１０ｂ及びＰＣＳ１０ｃは、それぞれ単相３線の電力線１５ｂ及び電力線１５ｃによって、分電盤３１に接続され、分電盤３１を介して単相負荷４に交流電力を供給し、又は、キュービクル３から電路６を介して商用電力系統２に交流電力を逆潮流させる。

【0061】

ＰＣＳ１０ａとＰＣＳ１０ｂ、ＰＣＳ１０ｂとＰＣＳ１０ｃとは、それぞれ通信線１６ａ、１６ｂによって接続される。ＰＣＳ１０ａとＰＣＳ１０ｂとＰＣＳ１０ｃとは、互いに協調して負荷追従制御等の制御を行う。ここでは、ＰＣＳ１０ａは、ＰＣＳ１０ｂ及びＰＣＳ１０ｃに対してマスタの関係にあり、ＰＣＳ１０ｂ及びＰＣＳ１０ｃは、ＰＣＳ１０ａに対してスレーブの関係にある。従って、一体型保護継電器９からのＯＶＧＲ９１（図１参照）からの地絡過電圧検知データ等のデータは、ＰＣＳ１０ａが通信線１１を介して取得し、協調制御のための指令は、マスタであるＰＣＳ１０ａからスレーブであるＰＣＳ１０ｂ及びＰＣＳ１０ｃに対して、通信線１６ａ及び１６ｂを介して伝送される。このため、一体型保護継電器９と、ＰＣＳｂ及びＰＣＳ１０ｃとを個別に通信線で接続する必要がない。

【0062】

〔実施例２〕
図３は、本発明の実施例２に係る運転制御システム３００の概略構成示すシステム図である。図１に示す運転制御システム１００と同様の構成については同様の符号を付して、詳細な説明を省略する。

【0063】

図２に示す運転制御システム３００は、図１に示す運転制御システム１００に加えて、ＰＣＳ１０が、商用電力系統２を運営する電力会社に設けられたサーバ１７とインターネット等のネットワーク１８を介して接続される。

【0064】

図２に示す運転制御システム３００では、ＰＣＳ１０が一体型保護継電器９から取得した電力の計測値を、ＰＣＳ１０からネットワーク１８を介してサーバ１７に送信し、サーバ１７から、太陽光発電システム１の出力に対する制御指令をＰＣＳ１０に送信することができる。
このようにすれば、太陽光発電システム１で発電された電力を需要家が自家消費する場合に限らず、需要家が消費しない余剰電力を、電力会社に売電し、商用電力系統２に供給する場合における、電力会社による、太陽光発電システム１の出力制御にも、一体型保護継電器９による電力の計測値を利用することができる。

【0065】

ＰＣＳ１０は、需要家の消費電力を管理するエネルギーマネジメントシステムのコントローラを介して、ネットワークに接続されてもよい。このようにすれば、電力会社のサーバ１７は、一体型保護継電器９による電力の計測値を利用して、太陽光発電システム１の出力制御のみならず、需要家の単相負荷４や三相負荷５を制御することもできる。

【0066】

なお、上述の実施例１及び２並びに変形例の構成は、本発明の課題や技術的思想を逸脱しない範囲で可能な限り組み合わせることができる。例えば、上述の実施例１及び２並びに変形例においては、分散型電源としては、太陽電池によって太陽光エネルギーを電力に変換することで発電する太陽光発電システム１を備えた分散型電源システムに適用した例について説明したが、太陽光発電システム１に加えて蓄電池モジュールを備えた分散型電源システムに本発明を適用することができる。また、太陽光発電システム１に代えて、燃料電池モジュール、ガスエンジンモジュール、風力発電モジュール、潮力発電モジュール、水力発電モジュール、地熱発電モジュール等のエネルギーやこれらを組み合わせて用いる分散型電源システムに本発明を適用することもできる。

【0067】

上述の実施例１及び２並びに変形例においては、ＰＣＳ１０から出力された単相交流電力を単相負荷４に供給しているが、ＰＣＳ１０から三相交流電力を出力し、三相負荷５にＰＣＳ１０から三相交流電力を供給するようにしてもよい。

【0068】

なお、以下には本発明の構成要件と実施例の構成とを対比可能とするために、本発明の構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
＜発明１＞
商用電力系統（２）と連系して、需要家に設けられた分散型電源（１）の運転を制御する運転制御システム（１００）であって、
前記商用電力系統（２）から前記需要家が受電する受電点（３）における地絡電圧を計測する地絡電圧計測部（７）と、
前記受電点（３）における電力を計測する電力計測部（８、９３）と、
前記地絡電圧計測部（７）による計測結果に基づいて、前記受電点（３）における地絡の有無を判定する地絡判定部（９１）と、
前記受電点（３）における前記電力に基づいて該受電点（３）における逆電力の発生の有無を判定する逆電力判定部（９２）と、
前記地絡判定部（９１）の判定結果、前記逆電力判定部（９２）の判定結果及び前記受電点（３）における電力の計測値を、通信線（１１）を通じて伝送可能なデータに変換するデータ生成部（９４）と、
を備えた保護継電器（９）と、
前記保護継電器（９）と前記通信線（１１）によって接続され、前記分散型電源（１）の運転を制御する制御装置（１０）と、
を備え、
前記制御装置（１０）は、前記保護継電器（９）から伝送された前記データに基づいて、前記分散型電源（１）から出力される電力の前記商用電力系統（２）への逆潮流を防止する制御を行うことを特徴とする運転制御システム（１００）。

【符号の説明】

【0069】

１ ：太陽光発電システム
２ ：商用電力系統
３ ：キュービクル
７ ：ＺＰＤ
８ ：ＣＴ
９ ：一体型保護継電器
１０ ：ＰＣＳ
１１ ：通信線
９１ ：ＯＶＧＲ
９２ ：ＲＰＲ
９３ ：電力計
９４ ：データ生成部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】