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特許7559629単独運転検出装置、電力変換装置、及び、単独運転検出装置の制御方法
(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】2024-09-24
(45)【発行日】2024-10-02
(54)【発明の名称】単独運転検出装置、電力変換装置、及び、単独運転検出装置の制御方法
(51)【国際特許分類】
H02J 3/38 20060101AFI20240925BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20240925BHJP
【ＦＩ】
H02J3/38 180
H02M7/48 R
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021037964
(22)【出願日】2021-03-10
(65)【公開番号】P2022138212
(43)【公開日】2022-09-26
【審査請求日】2023-10-23
(73)【特許権者】
【識別番号】000002130
【氏名又は名称】住友電気工業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】弁理士法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】小野 愛実
(72)【発明者】
【氏名】秋田 哲男
(72)【発明者】
【氏名】奥村 俊明
【審査官】滝谷 亮一
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１８－０６８０１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１３１４４１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１７－１２７０４４（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｊ ３／３８
Ｈ０２Ｍ ７／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
商用電力系統に系統連系可能な発電設備について、その単独運転を検出する単独運転検出装置であって、前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モード、及び、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードを有する無効電力注入部と、
前記無効電力注入部の動作モードを、前記通常モードと前記待機モードとの間で遷移させる切替部と、を備え、
前記切替部は、前記待機モードのとき、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに遷移させる、単独運転検出装置。
【請求項2】
前記切替部は、前記待機モードのとき、前記交流出力の高調波電圧及び前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいて、前記商用電力系統における停電の発生と、前記フリッカの収束とを検出したことを、前記通常モードへ戻る前記条件とする請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項3】
前記切替部は、前記周波数偏差の振動を検出してから、前記周波数偏差の振幅が低下して所定値以下になった状態が一定時間継続することを検出することにより、前記フリッカの収束を検出する請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項4】
前記切替部は、前記周波数偏差の振動を検出し、かつ、以後、一定時間、前記周波数偏差が振動しない状態を検出することにより、前記フリッカの収束を検出する請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項5】
前記切替部は、周波数偏差の第１の振動を検出した後、前記第１の振動より振幅が小さい第２の振動を検出し、かつ、前記第２の振動の振幅を超えない状態で一定時間経過したことを検出することにより、前記フリッカの収束を検出する請求項１に記載の単独運転検出装置。
【請求項6】
前記切替部は、絶対値で所定の閾値を超える第１の極性での低振幅の前記周波数偏差を検出した後、周波数偏差が絶対値で前記閾値以内となり、所定時間内に、検出した周波数偏差と異なる第２の極性の、前記閾値を超える周波数偏差が検出されないこと、又は、
周波数偏差が絶対値で前記閾値以内となり、絶対値で前記閾値を超えた時点の極性と同じ極性で再度、周波数偏差が前記閾値を超えること、
となった場合に、前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに復帰させる、請求項１から請求項５までのいずれか１項に記載の単独運転検出装置。
【請求項7】
直流電源と前記商用電力系統との間に設けられる電力変換部と、前記電力変換部を制御する制御部と、を備えた電力変換装置であって、
前記制御部は、請求項１から請求項６までのいずれか１項の単独運転検出装置を含む電力変換装置。
【請求項8】
商用電力系統に系統連系可能な発電設備についての単独運転を検出する単独運転検出装置の制御方法であって、前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モードをディフォルトの状態とし、
前記周波数偏差に基づいてフリッカの発生を検出した場合に、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードに移行し、
前記待機モードのとき、少なくとも、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記通常モードに復帰する、
単独運転検出装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、単独運転検出装置、電力変換装置、及び、単独運転検出装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【0002】
例えば太陽光発電パネルは、その発電電力を電力変換装置により交流電力に変換して商用電力系統に系統連系することができる。商用電力系統の停電時には、電力変換装置から電力供給を継続する単独運転を防止すべく、電力変換装置を商用電力系統から解列しなければならない。そのため、電力変換装置には、単独運転検出装置としての機能が搭載されている(例えば、特許文献１参照。)。
【0003】
このような単独運転検出装置は、通常モードでは、交流出力に無効電力を常時注入している。系統電圧が正常であれば、無効電力を注入しても交流の周波数は、ほとんど変化せず、安定している。停電が発生すると、交流出力における周波数の変化が顕著に表れ始め、これにより、単独運転を迅速に検出することができる。ところが、商用電力系統が停電ではない通常の状態のとき、無効電力の注入により系統電圧にフリッカが生じる場合がある。そのため、フリッカが発生しているとき、単独運転検出装置は、通常モードから待機モードに移行し、無効電力の注入を差し控える。待機モードでは、停電の予兆となる高調波電圧の急増が検出されるか、又は、移行から一定時間を経過した場合に、通常モードに戻る(例えば、非特許文献１参照。)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１８－６８０１４号公報
【非特許文献】
【0005】
【文献】ＪＥＭ規格１４９８（日本電機工業会）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、待機モードから通常モードへの復帰が、不適切に行われ、そのためモード遷移が繰り返される場合があることがわかってきた。
本開示は、待機モードから通常モードへの復帰が、不適切に行われることを抑制することを目的とする。
本開示は、待機モードから通常モードへの復帰が、不適切に行われることを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は特許請求の範囲によって定められるものである。
【0008】
本開示は、商用電力系統に系統連系可能な発電設備について、その単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モード、及び、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードを有する無効電力注入部と、
前記無効電力注入部の動作モードを、前記通常モードと前記待機モードとの間で遷移させる切替部と、を備え、
前記切替部は、前記待機モードのとき、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに遷移させる、単独運転検出装置である。
前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モード、及び、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードを有する無効電力注入部と、
前記無効電力注入部の動作モードを、前記通常モードと前記待機モードとの間で遷移させる切替部と、を備え、
前記切替部は、前記待機モードのとき、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに遷移させる、単独運転検出装置である。
【0009】
電力変換装置としては、
直流電源と前記商用電力系統との間に設けられる電力変換部と、
前記電力変換部を制御する制御部と、を備えた電力変換装置であって、
前記制御部は、前記単独運転検出装置を含むものである。
直流電源と前記商用電力系統との間に設けられる電力変換部と、
前記電力変換部を制御する制御部と、を備えた電力変換装置であって、
前記制御部は、前記単独運転検出装置を含むものである。
【0010】
また、本開示は、商用電力系統に系統連系可能な発電設備についての単独運転を検出する単独運転検出装置の制御方法であって、
前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モードをディフォルトの状態とし、
前記周波数偏差に基づいてフリッカの発生を検出した場合に、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードに移行し、
前記待機モードのとき、少なくとも、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記通常モードに復帰する、
単独運転検出装置の制御方法である。
前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モードをディフォルトの状態とし、
前記周波数偏差に基づいてフリッカの発生を検出した場合に、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードに移行し、
前記待機モードのとき、少なくとも、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記通常モードに復帰する、
単独運転検出装置の制御方法である。
【発明の効果】
【0011】
本開示によれば、待機モードから通常モードへの復帰が、不適切に行われることを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【発明を実施するための形態】
【0013】
［本開示の実施形態の説明］
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
本開示の実施形態には、その要旨として、少なくとも以下のものが含まれる。
【0014】
（１）これは、商用電力系統に系統連系可能な発電設備について、その単独運転を検出する単独運転検出装置であって、前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モード、及び、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードを有する無効電力注入部と、前記無効電力注入部の動作モードを、前記通常モードと前記待機モードとの間で遷移させる切替部と、を備え、前記切替部は、前記待機モードのとき、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに遷移させる、単独運転検出装置である。
【0015】
このような単独運転検出装置では、待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合に、不適切に復帰することを、抑制することができる。
【0016】
（２）前記（１）の単独運転検出装置において、前記切替部は、前記待機モードのとき、前記交流出力の高調波電圧及び前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいて、前記商用電力系統における停電の発生と、前記フリッカの収束とを検出したことを、前記通常モードへ戻る前記条件としてもよい。
この場合、停電と、フリッカの収束とを検出した場合に、待機モードから通常モードに復帰するので、不適切な復帰を、抑制することができる。
この場合、停電と、フリッカの収束とを検出した場合に、待機モードから通常モードに復帰するので、不適切な復帰を、抑制することができる。
【0017】
（３）前記（１）の単独運転検出装置において、前記切替部は、前記周波数偏差の振動を検出してから、前記周波数偏差の振幅が低下して所定値以下になった状態が一定時間継続することを検出することにより、前記フリッカの収束を検出するようにしてもよい。
この場合、外乱検知レベルの周波数偏差の振幅が低下しない場合はフリッカの収束ではないと判定し、周波数偏差の振幅が所定値以下になった状態が一定時間継続することにより、フリッカの収束と判定する。従って、復帰すべきでない場合と、復帰してよい場合とを、正しく判定することができる。ここで、「周波数偏差の振動を検出し」とは、例えば、周波数偏差の絶対値が閾値以上になった（又は閾値を超えた）後に、周波数偏差が０又は逆極性になる（すなわち振動している。）ことを言う。閾値とは、周波数偏差の振動とみなすか否かの境界値であり、例えば０．１６［Ｈｚ］である。
この場合、外乱検知レベルの周波数偏差の振幅が低下しない場合はフリッカの収束ではないと判定し、周波数偏差の振幅が所定値以下になった状態が一定時間継続することにより、フリッカの収束と判定する。従って、復帰すべきでない場合と、復帰してよい場合とを、正しく判定することができる。ここで、「周波数偏差の振動を検出し」とは、例えば、周波数偏差の絶対値が閾値以上になった（又は閾値を超えた）後に、周波数偏差が０又は逆極性になる（すなわち振動している。）ことを言う。閾値とは、周波数偏差の振動とみなすか否かの境界値であり、例えば０．１６［Ｈｚ］である。
【0018】
（４）前記（１）の単独運転検出装置において、前記切替部は、前記周波数偏差の振動を検出し、かつ、以後、一定時間、前記周波数偏差が振動しない状態を検出することにより、前記フリッカの収束を検出するようにしてもよい。
この場合、外乱検知レベルの周波数偏差の振動が継続的に起きるとフリッカの収束ではないと判定し、最新の振動から一定時間、周波数偏差の振動を検出しない場合にはフリッカの収束と判定する。従って、復帰すべきでない場合と、復帰してよい場合とを、正しく判定することができる。
この場合、外乱検知レベルの周波数偏差の振動が継続的に起きるとフリッカの収束ではないと判定し、最新の振動から一定時間、周波数偏差の振動を検出しない場合にはフリッカの収束と判定する。従って、復帰すべきでない場合と、復帰してよい場合とを、正しく判定することができる。
【0019】
（５）前記（１）の単独運転検出装置において、前記切替部は、周波数偏差の第１の振動を検出した後、前記第１の振動より振幅が小さい第２の振動を検出し、かつ、前記第２の振動の振幅を超えない状態で一定時間経過したことを検出することにより、前記フリッカの収束を検出するようにしてもよい。
この場合、外乱検知レベルの周波数偏差の第１の振動及びそれより振幅が小さい第２の振動のいずれかが継続的に起きるとフリッカの収束ではないと判定し、最新の第２の振動から、第２の振動の振幅を超えない状態で一定時間が経過すればフリッカの収束と判定する。従って、復帰すべきでない場合と、復帰してよい場合とを、正しく判定することができる。
この場合、外乱検知レベルの周波数偏差の第１の振動及びそれより振幅が小さい第２の振動のいずれかが継続的に起きるとフリッカの収束ではないと判定し、最新の第２の振動から、第２の振動の振幅を超えない状態で一定時間が経過すればフリッカの収束と判定する。従って、復帰すべきでない場合と、復帰してよい場合とを、正しく判定することができる。
【0020】
（６）前記（１）から（５）までのいずれかの単独運転検出装置において、前記切替部は、絶対値で所定の閾値を超える第１の極性での低振幅の前記周波数偏差を検出した後、
周波数偏差が絶対値で前記閾値以内となり、所定時間内に、検出した周波数偏差と異なる第２の極性の、前記閾値を超える周波数偏差が検出されないこと、又は、
周波数偏差が絶対値で前記閾値以内となり、絶対値で前記閾値を超えた時点の極性と同じ極性で再度、周波数偏差が前記閾値を超えること、
となった場合に前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに復帰させるようにしてもよい。
この場合、外乱検知の第２条件である低振幅の周波数偏差の振動が収まってから通常モードに戻すことが可能となる。
なお、ここで言う「閾値」は、交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を交流出力に注入する周波数偏差閾値である。前述の（３）における閾値とは値が異なり、例えば０．０１［Ｈｚ］である。
周波数偏差が絶対値で前記閾値以内となり、所定時間内に、検出した周波数偏差と異なる第２の極性の、前記閾値を超える周波数偏差が検出されないこと、又は、
周波数偏差が絶対値で前記閾値以内となり、絶対値で前記閾値を超えた時点の極性と同じ極性で再度、周波数偏差が前記閾値を超えること、
となった場合に前記無効電力注入部の動作モードを前記通常モードに復帰させるようにしてもよい。
この場合、外乱検知の第２条件である低振幅の周波数偏差の振動が収まってから通常モードに戻すことが可能となる。
なお、ここで言う「閾値」は、交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を交流出力に注入する周波数偏差閾値である。前述の（３）における閾値とは値が異なり、例えば０．０１［Ｈｚ］である。
【0021】
（７）また、電力変換装置としては、直流電源と前記商用電力系統との間に設けられる電力変換部と、前記電力変換部を制御する制御部と、を備えた電力変換装置であって、前記制御部は、前記（１）から（６）までのいずれかの単独運転検出装置を含むものである。
このような電力変換装置では、待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合に、不適切に復帰することを、抑制することができる。
このような電力変換装置では、待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合に、不適切に復帰することを、抑制することができる。
【0022】
（８）方法の観点からは、商用電力系統に系統連系可能な発電設備についての単独運転を検出する単独運転検出装置の制御方法であって、前記発電設備の交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を前記交流出力に注入する通常モードをディフォルトの状態とし、前記周波数偏差に基づいてフリッカの発生を検出した場合に、前記交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードに移行し、前記待機モードのとき、少なくとも、前記周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、前記通常モードに復帰する、単独運転検出装置の制御方法である。
【0023】
このような単独運転検出装置の制御方法によれば、待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合に、不適切に復帰することを、抑制することができる。
【0024】
［本開示の実施形態の詳細］
まず、繰り返しになるが、単独運転検出装置の機能は、商用電力系統の停電時に、電力変換装置が単独で運転している状態を検出することである。電力変換装置は、自身が系統連系して交流出力を提供しているため、停電を検出する難しさがある。そこで、単独運転検出装置は、通常モードで、交流出力に無効電力を常時注入している。系統電圧が正常であれば、無効電力を注入しても交流の周波数は、ほとんど変化せず、安定している。停電が発生すると、交流出力における周波数の変化が顕著に表れ始め、これにより、単独運転を迅速に検出することができる。ところが、商用電力系統が停電ではない通常の状態のとき、無効電力の注入により系統電圧にフリッカが生じる場合がある。この場合、単独運転検出装置は、待機モードに遷移する。
まず、繰り返しになるが、単独運転検出装置の機能は、商用電力系統の停電時に、電力変換装置が単独で運転している状態を検出することである。電力変換装置は、自身が系統連系して交流出力を提供しているため、停電を検出する難しさがある。そこで、単独運転検出装置は、通常モードで、交流出力に無効電力を常時注入している。系統電圧が正常であれば、無効電力を注入しても交流の周波数は、ほとんど変化せず、安定している。停電が発生すると、交流出力における周波数の変化が顕著に表れ始め、これにより、単独運転を迅速に検出することができる。ところが、商用電力系統が停電ではない通常の状態のとき、無効電力の注入により系統電圧にフリッカが生じる場合がある。この場合、単独運転検出装置は、待機モードに遷移する。
【0025】
本開示の実施形態の詳細を述べる前に、前述の不適切な復帰の例としては、フリッカ発生中に、高感度で停電検出(高調波電圧の急増検出)をして、通常モードに不適切に復帰する、ということがある。ＪＥＭ規格１４９８には、これに対して、高調波電圧の急増検出の感度を自動調整して誤復帰を防止することが記載されている。自動調整は、あるルールに従い、検出閾値をオートチューニングすることにより行われる。しかしながら、このようなオートチューニングの機能を搭載すれば演算負担が大きくなる。本開示では、オートチューニングより簡単な手法で待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合の不適切な復帰を抑制したい。
以下、本開示の単独運転検出装置及びこれを含む電力変換装置の具体例について、図面を参照して説明する。
以下、本開示の単独運転検出装置及びこれを含む電力変換装置の具体例について、図面を参照して説明する。
【0026】
《電力変換装置の一例》
図１は、電力変換装置の一例を示す回路図である。図において、電力変換装置１は、直流電源１００と、商用電力系統２００との間に設けられている。直流電源１００は、例えば、太陽光発電パネルである。電力変換装置１の交流出力は、商用電力系統２００と系統連系が可能である。電力変換装置１は、直流電源１００と共に、商用電力系統２００と系統連系可能な発電設備を構成している。
図１は、電力変換装置の一例を示す回路図である。図において、電力変換装置１は、直流電源１００と、商用電力系統２００との間に設けられている。直流電源１００は、例えば、太陽光発電パネルである。電力変換装置１の交流出力は、商用電力系統２００と系統連系が可能である。電力変換装置１は、直流電源１００と共に、商用電力系統２００と系統連系可能な発電設備を構成している。
【0027】
電力変換装置１は、電力変換部２と、これを制御する制御部３とを備えている。電力変換部２は、直流側コンデンサ４と、ＤＣ／ＤＣコンバータ５と、中間コンデンサ６と、インバータ７と、ＡＣフィルタ８と、連系リレー９とを備え、これらは、図示のように接続されている。
【0028】
計測及び制御用のセンサとしては、入力される直流電圧及び直流電流をそれぞれ検出する電圧センサ１０及び電流センサ１１が設けられている。電圧センサ１２は、中間コンデンサ６の両端の電圧（ＤＣバスの電圧）を検出する。電流センサ１３及び電圧センサ１４は、それぞれ、交流出力の電流及び電圧を検出する。
【0029】
ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、ＤＣリアクトル５１と、スイッチング素子５２，５３とを図示のように接続して構成される昇圧回路である。インバータ７は、ブリッジ回路を構成する４つのスイッチング素子７１，７２，７３，７４と、ＡＣリアクトル７５とを備えている。図示しているスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）であるが、これに代えて、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ Ｇａｔｅ Ｂｉｐｏｌａｒ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を用いてもよい。
【0030】
電力変換部２は、制御部３により、制御される。制御部３は、電圧センサ１０、電流センサ１１、電圧センサ１２、電流センサ１３、及び、電圧センサ１４の各出力に基づいて、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及びインバータ７を制御する。制御部３は、ＣＰＵ、メモリ、インターフェース、ゲートドライバ等を含み、ＣＰＵがソフトウェア（コンピュータプログラム）を実行することで、必要な制御機能を実現する。ソフトウェアは、メモリに格納されている。
【0031】
制御方式として、スイッチング損失を抑制する最小スイッチング変換方式を採用する場合、直流電源１００の出力電圧は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５により、交流波形のピーク値（波高値）の前後を含む一部の波形を重畳した直流電圧波形を生成する。中間コンデンサ６は、スイッチングによる高周波成分のみを平滑して取り除く。インバータ７は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５が生成しなかった交流波形の残りの部分を生成し、かつ、交流（１／２）サイクルごとに極性を反転させ、正弦波の原波形を生成する。ＡＣリアクトル７５及びフィルタ８により、スイッチングによる高周波成分が取り除かれ、交流出力となる。連系リレー９は、系統連系時には閉路しており、解列時に開路するよう、制御部３により制御される。
なお、制御方式は、上記の最小スイッチング変換方式に限定される訳ではない。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、常時スイッチングを行い、交流波形のピーク電圧を超えるＤＣバス電圧を生成し、インバータ７は、常時スイッチングを行い、目標とする交流波形を生成する、という伝統的なスイッチング方式でもよい。
なお、制御方式は、上記の最小スイッチング変換方式に限定される訳ではない。ＤＣ／ＤＣコンバータ５は、常時スイッチングを行い、交流波形のピーク電圧を超えるＤＣバス電圧を生成し、インバータ７は、常時スイッチングを行い、目標とする交流波形を生成する、という伝統的なスイッチング方式でもよい。
【0032】
図２は、制御部３の内部に機能として構成される単独運転検出装置の一例にのみ注目したブロック図を示している。
単独運転検出装置３０は、Ａ／Ｄコンバータ３１と、電圧検出部３２と、周波数偏差算出部３３と、無効電力注入部３４と、高調波電圧算出部３５と、切替部３６と、単独運転検出部３７と、ＤＣ／ＤＣ制御部３８と、ＤＣ／ＡＣ制御部３９とを備えている。これら各部は、ソフトウェアにより実現される機能部と、ハードウェアとを含むものである。
単独運転検出装置３０は、Ａ／Ｄコンバータ３１と、電圧検出部３２と、周波数偏差算出部３３と、無効電力注入部３４と、高調波電圧算出部３５と、切替部３６と、単独運転検出部３７と、ＤＣ／ＤＣ制御部３８と、ＤＣ／ＡＣ制御部３９とを備えている。これら各部は、ソフトウェアにより実現される機能部と、ハードウェアとを含むものである。
【0033】
Ａ／Ｄコンバータ３１は、電圧センサ１４が検出した電圧信号をディジタル信号に変換し、電圧検出部３２に与える。電圧検出部３２は、電圧信号を周波数偏差算出部３３、高調波電圧算出部３５及び単独運転検出部３７に与える。周波数偏差算出部３３は、電圧の周期を計測し、現時点の周波数と、所定時間前の周波数との差（周波数偏差）を求める。周波数偏差は、無効電力注入部３４、切替部３６及び単独運転検出部３７に与えられる。
【0034】
高調波電圧算出部３５は、電圧信号に含まれている高調波電圧を算出し、切替部３６及び単独運転検出部３７に与える。切替部３６は、無効電力の注入を行う通常モードと、注入を停止する待機モードとを交互に選択する。無効電力注入部３４は、ＤＣ／ＤＣ制御部３８及びＤＣ／ＡＣ制御部３９に対して無効電力の指示を与える。単独運転検出部３７は、単独運転の状態を検出した場合に、ＤＣ／ＤＣ制御部３８及びＤＣ／ＡＣ制御部３９に対してそれぞれ、ＤＣ／ＤＣコンバータ５及びインバータ７をゲートブロックし、スイッチングを停止させる。また、その後、単独運転検出部３７は、連系リレー９を開路して電力変換部２を商用電力系統２００から解列する。
【0035】
《外乱検知の概要》
次に、ＪＥＭ規格１４９８（２０１７年１２月１５日改定（第３回）、以下同様。）に定められている、通常モードから待機モードへの移行の条件となる外乱検知について説明する。外乱検知には２つの事象（条件）があり、これらを「外乱検知１（外眼検知の第１条件）」、「外乱検知２（外乱検知の第２条件）」とする。
次に、ＪＥＭ規格１４９８（２０１７年１２月１５日改定（第３回）、以下同様。）に定められている、通常モードから待機モードへの移行の条件となる外乱検知について説明する。外乱検知には２つの事象（条件）があり、これらを「外乱検知１（外眼検知の第１条件）」、「外乱検知２（外乱検知の第２条件）」とする。
【0036】
（外乱検知１）
図３は、周波数偏差の急変を示す波形の一例である。
外乱検知１は、周波数偏差の絶対値が０．１６Ｈｚ以上となり、その後、ゼロクロスに達するか又は極性が反転することにより成立する。図３において、周波数偏差の振動波形上の点Ｐ１において周波数偏差は０．１６Ｈｚに達し、点Ｐ２において、ゼロクロスに達する。従って、外乱検知１が成立する。なお、０．１６Ｈｚという数値は、ＪＥＭ規格１４９８に基づく値である。
図３は、周波数偏差の急変を示す波形の一例である。
外乱検知１は、周波数偏差の絶対値が０．１６Ｈｚ以上となり、その後、ゼロクロスに達するか又は極性が反転することにより成立する。図３において、周波数偏差の振動波形上の点Ｐ１において周波数偏差は０．１６Ｈｚに達し、点Ｐ２において、ゼロクロスに達する。従って、外乱検知１が成立する。なお、０．１６Ｈｚという数値は、ＪＥＭ規格１４９８に基づく値である。
【0037】
（外乱検知２）
図４は、低振幅の周波数偏差が振動を継続する波形の一例を示す図である。
外乱検知２の条件は、（ｉ）周波数偏差の絶対値が０．０１Ｈｚを超える状態の検出（カウント１）後、所定時間内（現状での目安は１６５ｍ秒以内、将来的には５００ｍ秒以内）に極性が反転して絶対値で０．０１Ｈｚを超える周波数偏差を検出したことを、検出し（カウント２）、（ｉｉ）その検出回数が１２回となったこと、である。なお、０．０１Ｈｚ、１６５ｍ秒又は５００ｍ秒、及び、１２回という数値は、例示に過ぎず、これらに限定される訳ではない。０．０１Ｈｚは、交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を交流出力に注入する周波数偏差の閾値である。ＪＥＭ規格１４９８では、単独運転検出のために「交流出力の周波数偏差に応じて無効電力を交流出力に注入する機能」があり、周波数偏差０．０１［Ｈｚ］未満は０［Ｖａｒ］，周波数偏差０．０１［Ｈｚ］以上で周波数偏差に比例した無効電力を注入する。
図４は、低振幅の周波数偏差が振動を継続する波形の一例を示す図である。
外乱検知２の条件は、（ｉ）周波数偏差の絶対値が０．０１Ｈｚを超える状態の検出（カウント１）後、所定時間内（現状での目安は１６５ｍ秒以内、将来的には５００ｍ秒以内）に極性が反転して絶対値で０．０１Ｈｚを超える周波数偏差を検出したことを、検出し（カウント２）、（ｉｉ）その検出回数が１２回となったこと、である。なお、０．０１Ｈｚ、１６５ｍ秒又は５００ｍ秒、及び、１２回という数値は、例示に過ぎず、これらに限定される訳ではない。０．０１Ｈｚは、交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を交流出力に注入する周波数偏差の閾値である。ＪＥＭ規格１４９８では、単独運転検出のために「交流出力の周波数偏差に応じて無効電力を交流出力に注入する機能」があり、周波数偏差０．０１［Ｈｚ］未満は０［Ｖａｒ］，周波数偏差０．０１［Ｈｚ］以上で周波数偏差に比例した無効電力を注入する。
【0038】
図４において、周波数偏差の振動波形上の点Ｐ１において第１極性（プラス）での周波数偏差は＋０．０１Ｈｚに達し、点Ｐ２において、第２極性（マイナス）で－０．０１Ｈｚに達し、Ｐ１－Ｐ２間の時間は１６５ｍ秒以内である。以後、点Ｐ３，Ｐ４，・・・，Ｐ１１，Ｐ１２まで、１２回の検出回数がカウントされる。また、点Ｐ１から点Ｐ１２までの所要時間が最大値の２秒以内である。従って、（ｃ）及び（ｄ）を満たし、外乱検知２が成立する。
【0039】
《モード間遷移の具体例》
次に、切替部３６によって行われるモード間の遷移の基本コンセプトについて、フローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、一定周期で繰り返し実行される。
次に、切替部３６によって行われるモード間の遷移の基本コンセプトについて、フローチャートを用いて説明する。このフローチャートは、一定周期で繰り返し実行される。
【0040】
（第１例）
図５は、モード間遷移の第１例を示すフローチャートである。処理の開始により、切替部３６は、通常モードか否かを判定する（ステップＳ１）。初期状態（ディフォルト：Ｄｅｆａｕｌｔ）は通常モードである。通常モードである場合、切替部３６は、外乱検知１及び外乱検知２により、フリッカの検出を行う（ステップＳ２）。続いて、切替部３６は、フリッカを検出したか否かを判定する（ステップＳ３）。フリッカを検出しない場合は、モードの移行をすることなく処理終了となる。フリッカを検出した場合は、切替部３６は、待機モードに移行する（ステップＳ４）。待機モードでは、無効電力注入部３４による無効電力の注入は、停止となる。
図５は、モード間遷移の第１例を示すフローチャートである。処理の開始により、切替部３６は、通常モードか否かを判定する（ステップＳ１）。初期状態（ディフォルト：Ｄｅｆａｕｌｔ）は通常モードである。通常モードである場合、切替部３６は、外乱検知１及び外乱検知２により、フリッカの検出を行う（ステップＳ２）。続いて、切替部３６は、フリッカを検出したか否かを判定する（ステップＳ３）。フリッカを検出しない場合は、モードの移行をすることなく処理終了となる。フリッカを検出した場合は、切替部３６は、待機モードに移行する（ステップＳ４）。待機モードでは、無効電力注入部３４による無効電力の注入は、停止となる。
【0041】
待機モードに移行した後は、ステップＳ１で「ＮＯ」となり、切替部３６は、停電の検出を行う（ステップＳ５）。停電の検出は、例えば高調波電圧の急増又は周波数偏差の変化により検出することができる。停電を検出しない場合は、ステップＳ６において「ＮＯ」となり、処理終了となる。停電を検出した場合は、切替部３６は、フリッカの収束確認を行う（ステップＳ７）。次のステップＳ８において、フリッカが収束していない場合は、モードの移行をすることなく、処理終了となる。フリッカが収束している場合は、切替部３６は、通常モードに移行（復帰）する（ステップＳ９）。
【0042】
（第２例）
図６は、モード間遷移の第２例を示すフローチャートである。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４については、第１例と同じであるので、説明を省略する。
図６は、モード間遷移の第２例を示すフローチャートである。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４については、第１例と同じであるので、説明を省略する。
【0043】
待機モードに移行した後は、ステップＳ１で「ＮＯ」となり、切替部３６は、移行してから一定時間が経過したか否かの検出を行う（ステップＳ１０）。続いて、切替部３６は、フリッカの収束確認を行う（ステップＳ１１）。次に切替部３６は、一定時間が経過し、かつ、フリッカが収束したか否かを判定し（ステップＳ１２）、「ＮＯ」の場合は、モードの移行をすることなく、処理終了となる。一定時間が経過し、かつ、フリッカが収束している場合は、切替部３６は、通常モードに移行（復帰）する（ステップＳ１３）。
【0044】
（第３例）
図７は、モード間遷移の第３例を示すフローチャートである。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４については、第１例と同じであるので、説明を省略する。
図７は、モード間遷移の第３例を示すフローチャートである。ステップＳ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４については、第１例と同じであるので、説明を省略する。
【0045】
待機モードに移行した後は、ステップＳ１で「ＮＯ」となり、切替部３６は、フリッカの収束確認を行う（ステップＳ１４）。次のステップＳ１５において、フリッカが収束していない場合は、モードの移行をすることなく、処理終了となる。フリッカが収束している場合は、切替部３６は、通常モードに移行（復帰）する（ステップＳ１６）。
【0046】
上記の３つの例（図５，図６，図７）に共通しているのは、待機モードから通常モードに復帰する条件として、フリッカの収束を検出したことが含まれる点である。
復帰の条件としては、停電のみを検出するような高調波電圧の急増に関する条件設定をする考え方がある。例えば、ＪＥＭ規格１４９８によれば、現時点及び現時点より１周期前の高調波電圧から、３～５周期前の平均の高調波電圧を引いた値が、閾値αより大きいことである。閾値αをオートチューニングすればフリッカ発生中に通常モードに戻ることを抑制できる、とされている。しかし、オートチューニングを実装することは演算処理が複雑化し、容易な手法ではない。そこで、閾値αは２［Ｖ］に固定し、フリッカの収束を別の条件により検出する。
復帰の条件としては、停電のみを検出するような高調波電圧の急増に関する条件設定をする考え方がある。例えば、ＪＥＭ規格１４９８によれば、現時点及び現時点より１周期前の高調波電圧から、３～５周期前の平均の高調波電圧を引いた値が、閾値αより大きいことである。閾値αをオートチューニングすればフリッカ発生中に通常モードに戻ることを抑制できる、とされている。しかし、オートチューニングを実装することは演算処理が複雑化し、容易な手法ではない。そこで、閾値αは２［Ｖ］に固定し、フリッカの収束を別の条件により検出する。
【0047】
フリッカが収束したといえるには、外乱検知１に相当する周波数偏差急変を検出しないこと、及び、外乱検知２に相当する低振幅の周波数偏差の振動が継続していないこと、が必要である。
【0048】
《外乱検知１のフラグの下げ方》
まず、「フラグを上げる」とは、ＪＥＭ規格１４９８による、外乱検知１を検知したことである。「フラグを下げる」とは、フリッカの収束を検出したことを意味する。
図８は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、目標とする上げ下げを表す図である。周波数偏差の数値の単位はＨｚである。
まず、図８の（ａ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．１６を超える振動が継続するので、フラグは上がったまま維持される。周波数偏差のゼロクロスにおける図中の黒丸は、振幅が０．１６を超えたことを検出する時点を意味する（以下、図９～図１２でも同様。）。
まず、「フラグを上げる」とは、ＪＥＭ規格１４９８による、外乱検知１を検知したことである。「フラグを下げる」とは、フリッカの収束を検出したことを意味する。
図８は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、目標とする上げ下げを表す図である。周波数偏差の数値の単位はＨｚである。
まず、図８の（ａ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．１６を超える振動が継続するので、フラグは上がったまま維持される。周波数偏差のゼロクロスにおける図中の黒丸は、振幅が０．１６を超えたことを検出する時点を意味する（以下、図９～図１２でも同様。）。
【0049】
次に、図８の（ｂ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起きるが、その後、振幅が迅速に減少している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた（－０．１６を下回った）直後のゼロクロスでもフラグが上がっているべきである。その後、数百ｍ秒の間、振幅が０近傍に収束しているので、フラグが下がる。
【0050】
次に、図８の（ｃ）では、振幅の若干の減少はあるが、周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっているべきである。それ以後も、０．１６未満ではあるが比較的大きな振幅で振動が続くので、フラグは上がったまま維持される。
【0051】
次に、図８の（ｄ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起こり、その後、周波数偏差は０近傍に収束しないものの、極性反転は起きていない。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっているべきである。その後、数百ｍ秒の間、極性反転は起きず、振動が止まっているので、フラグが下がる。
【0052】
図８に示したようなフラグの上げ下げを実現するために、具体的にどのような条件を課すかについて、以下、説明する。なお、図８の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）のフラグの上げ下げのうち、（ａ）及び（ｂ）は、必ず実現すべきである。（ｃ）及び（ｄ）は、必須ではないが、実現することが、より好ましい。
【0053】
（参考例）
まず、図９は、結果的には好ましくない参考例である。外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、最初の外乱検知１でフラグを上げた後、一定時間が経過したことである。一定時間とは例えば数百ｍ秒である。図中の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各々においては、周波数偏差の振動と、外乱検知１のフラグの状態と、周波数偏差状態（周波数偏差が、その時、示している状態）とを示している。周波数偏差状態における「未」は外乱検知でないことを示し、「＋」はプラス側に周波数偏差が出ている状態を示し、「－」はマイナス側に周波数偏差が出ている状態を示している。
まず、図９は、結果的には好ましくない参考例である。外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、最初の外乱検知１でフラグを上げた後、一定時間が経過したことである。一定時間とは例えば数百ｍ秒である。図中の（ａ），（ｂ），（ｃ），（ｄ）の各々においては、周波数偏差の振動と、外乱検知１のフラグの状態と、周波数偏差状態（周波数偏差が、その時、示している状態）とを示している。周波数偏差状態における「未」は外乱検知でないことを示し、「＋」はプラス側に周波数偏差が出ている状態を示し、「－」はマイナス側に周波数偏差が出ている状態を示している。
【0054】
図９の（ａ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．１６を超える振動が継続するが、最初にフラグが上がってから数百ｍ秒が経過したことで一旦、フラグが下がる。その後再び、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．１６を超える振動が継続するが、２度目の最初にフラグが上がってから数百ｍ秒が経過したことで、また、フラグが下がる。このように、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続しているにも関わらずフラグが下がることがあるので、好ましくない。
【0055】
次に、図９の（ｂ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起きるが、その後、振幅が迅速に減少している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた（－０．１６を下回った）直後のゼロクロスでもフラグが上がっている。その後、最初の外乱検知から数百ｍ秒が経過すると、フラグが下がる。結果的には図８の（ｂ）と同様であるが、振動の継続時間によっては、フラグを下げるタイミングが不適切となる場合も十分想定される。
【0056】
次に、図９の（ｃ）では、振幅の若干の減少はあるが、周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっている。それ以後も、０．１６未満ではあるが明らかに振動が続くが、最初の外乱検知から数百ｍ秒が経過すると、フラグが下がる。これは不適切に、フラグを下げたことになる。
【0057】
次に、図９の（ｄ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起こり、その後、周波数偏差は０近傍に収束しないものの、極性反転は起きていない。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっている。その後、フラグの立ち上がりから数百ｍ秒の間、極性反転は起きず、振動が止まっているので、フラグが下がる。これは、適切に、フラグを下げたことになる。
【0058】
上記参考例に示すフラグの上げ下げは、必須の（ａ）、（ｂ）が適切でないので、採用できない。
【0059】
（第１例）
図１０は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、第１例による上げ下げを表す図である。第１例における、外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、最初の外乱検知１でフラグを上げた後、周波数偏差の振幅０．０８以下の状態で一定時間経過したこと、である。一定時間とは、例えば数百ｍ秒である。振幅０．０８及び一定時間としての数百秒は、例示に過ぎず、これらの数値に限定される訳ではない。
図１０は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、第１例による上げ下げを表す図である。第１例における、外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、最初の外乱検知１でフラグを上げた後、周波数偏差の振幅０．０８以下の状態で一定時間経過したこと、である。一定時間とは、例えば数百ｍ秒である。振幅０．０８及び一定時間としての数百秒は、例示に過ぎず、これらの数値に限定される訳ではない。
【0060】
まず、図１０の（ａ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．０８を超える振動が継続するので、フラグは上がったまま維持される。
【0061】
次に、図１０の（ｂ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起きるが、その後、振幅が迅速に減少している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。ここから時間のカウントが開始される。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスで時間がリセットされ、ここから新たに時間のカウントが開始される。そして、以後のゼロクロスで振幅が０．０８以内に収束していることが確認され続けて数百ｍ秒が経過した時点で、フラグが下がる。
【0062】
次に、図１０の（ｃ）では、振幅の若干の減少はあるが、周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっている。それ以後も、振幅が０．０８以内にならないので、フラグは上がったまま維持される。
【0063】
次に、図１０の（ｄ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起こり、その後、周波数偏差は０近傍に収束しないものの、極性反転は起きていない。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっている。その後、振幅は０．０８以上となり、また、振動していないのでゼロクロスが表れず、フラグは上がったままになる。
【0064】
上記第１例に示すフラグの上げ下げは、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）が図８と同様の結果であり、適切である。（ｄ）は、図８とは異なる結果であるが、全体として、必須の（ａ）及び（ｂ）を満足し、（ｃ）も満たすので、良好な結果である。
【0065】
（第２例）
図１１は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、第２例による上げ下げを表す図である。第２例における、外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、最新（最後）の外乱検知１でフラグを上げている後、一定時間経過したことである。一定時間とは、例えば数百ｍ秒である。
図１１は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、第２例による上げ下げを表す図である。第２例における、外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、最新（最後）の外乱検知１でフラグを上げている後、一定時間経過したことである。一定時間とは、例えば数百ｍ秒である。
【0066】
まず、図１１の（ａ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．１６を超える振動が継続するので、フラグは上がったまま維持される。
【0067】
次に、図１１の（ｂ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起きるが、その後、振幅が迅速に減少している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後にゼロクロスとなった時、再び外乱検知１となり、この時点が最新（最後）の外乱検知１となる。その後のゼロクロスでは振幅が０．１６を超えなかったことが確認され続け、結局、最新の外乱検知からカウントされた時間が、数百ｍ秒を経過した時点で、フラグが下がる。
【0068】
次に、図１１の（ｃ）では、振幅の若干の減少はあるが、周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後にゼロクロスとなった時、再び外乱検知１となり、この時点が最新（最後）の外乱検知１となる。その後のゼロクロスでは振幅が０．１６以内であったことが確認され続け、結局、最新の外乱検知１からカウントされた時間が、数百ｍ秒を経過した時点で、フラグを上げた状態が維持できず、フラグが下がる。
【0069】
次に、図１１の（ｄ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起こり、その後、周波数偏差は０近傍に収束しないものの、極性反転は起きていない。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後にゼロクロスとなった時、再び外乱検知１となり、この時点が最新（最後）の外乱検知１となる。その後、振幅が０．１６以内になるが、ゼロクロスは無く、結局、最新の外乱検知１から数百ｍ秒経過した時点で、フラグが下がる。
【0070】
上記第２例に示すフラグの上げ下げは、（ａ）、（ｂ）、（ｄ）が図８と同様の結果であり、適切である。（ｃ）は、図８とは異なる結果であるが、全体として、必須の（ａ）及び（ｂ）を満足し、（ｄ）も満たすので、良好な結果である。
【0071】
（第３例）
図１２は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、第３例による上げ下げを表す図である。第３例における、外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、周波数偏差の振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスで最新（最後）の外乱検知１としてフラグを上げたか又は上げている後、振幅が０．１６未満の例えば０．０８以上となって、外乱収束開始の状態から一定時間経過したこと、である。一定時間とは、例えば数百ｍ秒である。外乱収束開始の状態とは、振幅が０．０８以上であったが０．１６未満であったことを直後のゼロクロスで検出した時であり、そこから一定時間経過すると、外乱収束となる。
図１２は、周波数偏差の経時変化パターンに基づく、外乱検知１のフラグの、第３例による上げ下げを表す図である。第３例における、外乱検知１のフラグを下げるための設定条件は、周波数偏差の振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスで最新（最後）の外乱検知１としてフラグを上げたか又は上げている後、振幅が０．１６未満の例えば０．０８以上となって、外乱収束開始の状態から一定時間経過したこと、である。一定時間とは、例えば数百ｍ秒である。外乱収束開始の状態とは、振幅が０．０８以上であったが０．１６未満であったことを直後のゼロクロスで検出した時であり、そこから一定時間経過すると、外乱収束となる。
【0072】
まず、図１２の（ａ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。それ以後も、振幅０．１６を超える振動が継続するので、外乱検知１が続き、フラグは上がったまま維持される。
【0073】
次に、図１２の（ｂ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起きるが、その後、振幅が迅速に減少している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスで外乱検知１となり、フラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた後のゼロクロスでも外乱検知１が続く。さらに、次に極性がプラス側になり、振幅が０．０８を超えるが０．１６未満となった後のゼロクロスで外乱収束開始の状態となる。この時から後は、振幅が０．０８以内に収まるので、外乱収束開始からカウントされた時間が数百ｍ秒に達した時点で、フラグが下がる。
【0074】
次に、図１２の（ｃ）では、振幅の若干の減少はあるが、周波数偏差の振動が継続している。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．０８を超えた直後のゼロクロスでもフラグが上がっている。それ以後も、振幅が０．０８以内にならずに振動するので、フラグは上がったまま維持される。
【0075】
次に、図８の（ｄ）では、振幅０．１６を超える周波数偏差の振動が起こり、その後、周波数偏差は０近傍に収束しないものの、極性反転は起きていない。この場合、最初に振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスで外乱検知１となりフラグが上がる。次に極性がマイナス側になり、振幅が０．１６を超えた直後のゼロクロスでも外乱検知１となりフラグが上がっている。その後、振幅が０．０８を超えるが０．１６未満になった直後のゼロクロスで外乱収束開始の状態となる。ここから後、振幅は０．１６を超えず、かつ、振動しないので、数百ｍ秒が経過した時点でフラグが下がる。
【0076】
上記第３例に示すフラグの上げ下げは、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）の全てにおいて、図８と同様の結果であり、最も適切である。
【0077】
《ここまでのまとめ》
以上のように、単独運転検出装置３０は、交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を交流出力に注入する通常モード、及び、交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードを有する無効電力注入部３４と、無効電力注入部３４の動作モードを、通常モードと待機モードとの間で遷移させる切替部３６と、を備えている。切替部３６は、待機モードのとき、周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、無効電力注入部３４の動作モードを通常モードに遷移させる。
このような単独運転検出装置では、待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合に、不適切に復帰することを、抑制することができる。
以上のように、単独運転検出装置３０は、交流出力の周波数偏差に応じて、無効電力を交流出力に注入する通常モード、及び、交流出力への無効電力の注入を停止する待機モードを有する無効電力注入部３４と、無効電力注入部３４の動作モードを、通常モードと待機モードとの間で遷移させる切替部３６と、を備えている。切替部３６は、待機モードのとき、周波数偏差の経時変化パターンに基づいてフリッカの収束を検出したことを条件として、無効電力注入部３４の動作モードを通常モードに遷移させる。
このような単独運転検出装置では、待機モードから通常モードに復帰するべきでない場合に、不適切に復帰することを、抑制することができる。
【0078】
《外乱検知２のフラグの下げ方》
外乱検知２は、低振幅周波数振動継続検知である。
外乱検知２の条件は、前述のように、
周波数偏差の絶対値が所定の閾値（例えば０．０１Ｈｚ）を超える状態の検出後、所定時間内（例えば１６５ｍ秒以内）に極性が異なる前記閾値を超える周波数偏差を検出したことをカウントし続け、
その検出回数が例えば１２回となったこと、である。
外乱検知２は、低振幅周波数振動継続検知である。
外乱検知２の条件は、前述のように、
周波数偏差の絶対値が所定の閾値（例えば０．０１Ｈｚ）を超える状態の検出後、所定時間内（例えば１６５ｍ秒以内）に極性が異なる前記閾値を超える周波数偏差を検出したことをカウントし続け、
その検出回数が例えば１２回となったこと、である。
【0079】
外乱検知２のフラグの下げ方の条件は、
周波数偏差が絶対値で前記閾値（０．０１Ｈｚ）以内となり、所定時間（１６５ｍ秒）内に、検出した周波数偏差と異なる極性の、前記閾値（０．０１Ｈｚ）を超える周波数偏差が検出されないこと、又は、
周波数偏差が絶対値で前記閾値（０．０１Ｈｚ）以内となり、絶対値で前記閾値（０．０１Ｈｚ）を超えた時点の極性と同じ極性で再度、周波数偏差が前記閾値（０．０１Ｈｚ）を超えること、
である。
周波数偏差が絶対値で前記閾値（０．０１Ｈｚ）以内となり、所定時間（１６５ｍ秒）内に、検出した周波数偏差と異なる極性の、前記閾値（０．０１Ｈｚ）を超える周波数偏差が検出されないこと、又は、
周波数偏差が絶対値で前記閾値（０．０１Ｈｚ）以内となり、絶対値で前記閾値（０．０１Ｈｚ）を超えた時点の極性と同じ極性で再度、周波数偏差が前記閾値（０．０１Ｈｚ）を超えること、
である。
【0080】
図１３は、周波数偏差の振動と、外乱検知２のフラグの上げ下げとの関係の一例を示す波形図である。なお、この図の一部は、ＪＥＭ規格１４９８より引用したものである。全体的には、フリッカ波形から大きな周波数振動に変わり、その後低周波の揺れを生じた後、揺れが収束する。
【0081】
具体的には、まず、低振幅周波数偏差の検出回数が１２回となったとき、低振幅周波数偏差の検出回数は、リセットされ、０になる。この時点でフラグが上がる。その後、絶対値で０．０１Ｈｚを超える周波数偏差が３回検出された後、＋０．０１Ｈｚを超える時点で上記（ｃ）の条件が成立し、外乱検知フラグ２は下がる。低振幅周波数偏差の検出回数は１に戻り、マイナス側に振れないで次に同極性で＋０．０１Ｈｚを超える。ここで、低振幅周波数偏差の検出回数は再び１になり、以後、低周波の揺れが続く。
【0082】
低周波の揺れの範囲内で、＋０．０１Ｈｚ以下になってから１６５ｍ秒経過すると、低振幅周波数偏差の検出回数はリセットされ、０になる。以後、一旦は絶対値で０．０１Ｈｚを超えるが、その後、絶対値で０．０１Ｈｚの範囲内に入ると、１６５ｍ秒経過すると、低振幅周波数偏差の検出回数はリセットされ、０になる。こうして、揺れは収束する。
【0083】
図１３において、特徴的なのは以下の点である。
０．０１Ｈｚを超える第１の極性（プラス）での低振幅の周波数偏差を最初に検出した後、低振幅周波数偏差の検出回数が１２に達するとき、フラグが上がる。そして、（ｂ）周波数偏差が０．０１Ｈｚ以内となり、所定時間内に、第２の極性（マイナス）で０．０１Ｈｚを超える周波数偏差が検出されない状態となり、また、（ｃ）周波数偏差がマイナス側に０．０１Ｈｚ以内となり、その後、第１の極性（プラス）で再度、周波数偏差が０．０１Ｈｚを超える状態、となった場合に、フラグを下げる。このようなフラグの下げ方により、フリッカ発生中に待機モードから通常モードへ戻ることを、抑制することができる。
０．０１Ｈｚを超える第１の極性（プラス）での低振幅の周波数偏差を最初に検出した後、低振幅周波数偏差の検出回数が１２に達するとき、フラグが上がる。そして、（ｂ）周波数偏差が０．０１Ｈｚ以内となり、所定時間内に、第２の極性（マイナス）で０．０１Ｈｚを超える周波数偏差が検出されない状態となり、また、（ｃ）周波数偏差がマイナス側に０．０１Ｈｚ以内となり、その後、第１の極性（プラス）で再度、周波数偏差が０．０１Ｈｚを超える状態、となった場合に、フラグを下げる。このようなフラグの下げ方により、フリッカ発生中に待機モードから通常モードへ戻ることを、抑制することができる。
【0084】
《補記》
なお、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。本発明の範囲は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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
なお、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。本発明の範囲は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及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【0085】
１ 電力変換装置
２ 電力変換部
３ 制御部
４ 直流側コンデンサ
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ 中間コンデンサ
７ インバータ
８ フィルタ
９ 連系リレー
１０ 電圧センサ
１１ 電流センサ
１２ 電圧センサ
１３ 電流センサ
１４ 電圧センサ
３０ 単独運転検出装置
３１ Ａ／Ｄコンバータ
３２ 電圧検出部
３３ 周波数偏差算出部
３４ 無効電力注入部
３５ 高調波電圧算出部
３６ 切替部
３７ 単独運転検出部
３８ ＤＣ／ＤＣ制御部
３９ ＤＣ／ＡＣ制御部
５１ ＤＣリアクトル
５２，５３ スイッチング素子
７１，７２，７３，７４ スイッチング素子
７５ ＡＣリアクトル
１００ 直流電源
２００ 商用電力系統
２ 電力変換部
３ 制御部
４ 直流側コンデンサ
５ ＤＣ／ＤＣコンバータ
６ 中間コンデンサ
７ インバータ
８ フィルタ
９ 連系リレー
１０ 電圧センサ
１１ 電流センサ
１２ 電圧センサ
１３ 電流センサ
１４ 電圧センサ
３０ 単独運転検出装置
３１ Ａ／Ｄコンバータ
３２ 電圧検出部
３３ 周波数偏差算出部
３４ 無効電力注入部
３５ 高調波電圧算出部
３６ 切替部
３７ 単独運転検出部
３８ ＤＣ／ＤＣ制御部
３９ ＤＣ／ＡＣ制御部
５１ ＤＣリアクトル
５２，５３ スイッチング素子
７１，７２，７３，７４ スイッチング素子
７５ ＡＣリアクトル
１００ 直流電源
２００ 商用電力系統
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】