JP2000184601A - 系統連系電源装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電力系統の短絡発生時に系統連系電源装置か
らこの系統に短絡電流が流出するのを防止する。 【解決手段】 直流電力源２と、直流電力源からの直流
電力を交流電力に変換する電力変換装置３と、電力変換
装置と連系している電力系統６の異常を検知して電力変
換装置の出力を遮断する信号を発する系統連系保護装置
４とを設ける。系統連系保護装置は、予め設定される所
定の動作時限を有して動作する系統異常検出継電器４ａ
と、連系している電力系統の短絡事故を高速に検出して
動作する高速短絡検出継電器４ｂとから構成する。高速
短絡検出継電器が作動したとき、電力変換装置の出力を
高速に遮断する高速遮断手段を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、太陽光発電装置、
燃料電池発電装置および二次電池を用いた電力貯蔵装置
等の電力系統に連系して用いられる系統連系電源装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に電力系統と連系された従来の系統
連系電源装置の構成図を示す。系統連系電源装置１は、
二次電池、太陽電池、燃料電池などの直流電力源２、電
力変換装置３および系統連系保護装置４からなり、直流
電力源２が発電した直流電力を電力変換装置３が交流電
力に変換し、電力系統６の電圧に同期させて電力系統６
と連系し、負荷５に電力を供給している。系統連系保護
装置４（系統異常検出継電器４ａ）は、連系される電力
系統の異常を検出して電力系統や太陽光発電システムな
どの系統連系電源装置を保護するもので、一般に過電圧
継電器（ＯＶＲ）、不足電圧継電器（ＵＶＲ）、過周波
数継電器（ＯＦＲ）、不足周波数継電器（ＵＦＲ）およ
び単独運転検出継電器などの継電器を備え、各継電器は
系統異常検出器とタイマを有している。ここで、各継電
器は誤動作を防止するため、所定の検出レベルと時限を
持たせて作動するように設定されている。つまり、各継
電器は電力系統を常に監視し、検出レベルより大きい異
常を系統異常検出器で検出するとタイマで時間を計測
し、設定時限より長く異常が継続したとき、遮断信号を
電力変換装置３に送って電力変換装置３の出力を停止さ
せる。一般に系統連系用の電力変換装置３は、出力電流
を一定電流に制御している。もし、連系している電力系
統が停電した場合、電圧維持機能はないため、その系統
インピーダンスと出力電流に応じた電圧になり、一定時
間後、不足電圧継電器（ＵＶＲ）や単独運転検出継電器
などが働き、電力変換装置３の出力は停止する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、連系さ
れる電力系統で短絡事故（図６のＡ点）が発生した場合
も系統連系保護装置は、上記と同様な動作となるため、
図７に示すように系統異常検出器はすぐに停電を検出す
るが、時限ｔｂを設定しているため、系統異常検出継電
器が動作するまでの間（ｔｂ）、系統連系電源装置１は
電力系統に短絡電流Ｉｂを供給することになり、それは
結果的に短絡事故点の短絡電流を増加することになる
（Ｉａ＋Ｉｂ）。連系される電力系統に増加した短絡電
流を遮断できない回路遮断器（例えば７ａ）が存在し、
その回路遮断器７ａの下位で短絡事故（Ａ点）が発生し
た場合、事故点の切り離しが正常に行えず、短絡事故が
他の需要家に波及する可能性がある。このように太陽光
発電装置のような系統連系電源装置を電力系統に連系し
て使用する場合、連系した系統の短絡容量は連系した電
源装置の容量の１．０倍から１．５倍、短絡容量が増加
することになる。この場合、連系した上位の電力系統に
設置された回路遮断器の中に遮断容量が不足するものが
ある場合、その電力系統への系統連系電源装置の連系が
行えなくなり、今後の太陽光発電など新エネルギーの有
効活用や、新型電池を活用した電力負荷平準化機器等の
導入、普及に大きな問題となる。

【０００４】本発明は、電力系統の短絡発生時にこの電
力系統に短絡電流が流出するのを極力防止する系統連系
電源装置を提供することを課題としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、次のような手
段によって上述した課題を解決している。

【０００６】本発明の請求項１に記載の発明は、直流電
力源と、直流電力源からの直流電力を交流電力に変換す
る電力変換装置と、電力変換装置と連系している電力系
統の異常を検知して電力変換装置の出力を遮断する信号
を発する系統連系保護装置とを備える系統連系電源装置
において、系統連系保護装置は、予め設定される所定の
動作時限を有して動作する系統異常検出継電器と、連系
している電力系統の短絡事故を高速に検出して動作する
高速短絡検出継電器とからなり、高速短絡検出継電器が
作動したとき、電力変換装置の出力を高速に遮断する高
速遮断手段を有することを特徴としており、これにより
次のような作用を有する。すなわち、通常の電力系統異
常に対する保護に加えて、電力系統の短絡事故を高速に
検出して動作する高速短絡検出継電器および高速遮断手
段を有することにより、電力系統の短絡発生時に系統連
系電源装置から電力系統に短絡電流が流出するのを極力
防止することができる。

【０００７】本発明の請求項２に記載の発明は、請求項
１に係る系統連系電源装置であって、高速遮断手段が働
いた後、連系している電力系統の異常状態が正常に回復
した時点から予め定められた所定の動作時限後に高速遮
断手段を解除し、電力変換装置と電力系統とを連系する
ことを特徴としており、これにより次のような作用を有
する。すなわち、高速遮断手段が働いた後、系統電圧が
正常に回復した時、系統連系電源装置の運転を自動的に
再開するので、短絡事故発生時の短絡電流の増加を防ぐ
と共に系統連系電源装置の停止期間を短くできる。

【０００８】本発明の請求項３に記載の発明は、請求項
１または２に係る系統連系電源装置であって、高速遮断
手段が前記電力変換装置のスイッチング素子をゲートブ
ロックする手段あるいは半導体スイッチからなる高速回
路遮断器を遮断する手段であることを特徴としており、
これにより次のような作用を有する。すなわち、電力変
換装置のスイッチング素子をゲートブロックする、ある
いは、半導体スイッチからなる高速回路遮断器を遮断す
ることにより、電力変換装置を高速で遮断して系統に短
絡電流が流出するのを極力防止することができる。

【０００９】本発明の請求項４に記載の発明は、請求項
１または２に係る系統連系電源装置であって、電力変換
装置のスイッチング素子をゲートブロックする高速遮断
手段により電力変換装置の出力を高速に遮断し、高速遮
断に続いて電力変換装置内部の回路遮断器あるいは、電
力変換装置と電力系統との連系点の間に設けられた回路
遮断器を遮断した後、電力変換装置はスイッチング素子
をゲートブロックする高速遮断手段を解除するとともに
自立運転を行い、遮断した回路遮断器と電力変換装置の
電力変換部との間に設置された特定負荷に電力を供給す
ることを特徴としており、これにより次のような作用を
有する。すなわち、電力変換装置のスイッチング素子を
ゲートブロックすることにより、高速で遮断して系統に
短絡電流が流出するのを極力防止するとともに電力変換
装置は系統と切り離されたことを確認して、自立運転を
行うので、特定負荷に対して太陽電池などの直流電力源
から電力を供給することができる。

【００１０】本発明の請求項５に記載の発明は、請求項
１または２に係る系統連系電源装置であって、半導体ス
イッチからなる高速回路遮断器を遮断する高速遮断手段
により電力変換装置の出力を高速に遮断し、高速遮断に
続いてまたは同時に電力変換装置は自立運転を行い、半
導体スイッチからなる高速回路遮断器と電力変換装置の
電力変換部との間に設置された特定負荷に電力を供給す
ることを特徴としており、これにより次のような作用を
有する。すなわち、半導体スイッチからなる高速回路遮
断器により、高速に遮断して電力系統に短絡電流が流出
するのを極力防止するとともに、電力変換装置は高速遮
断に続いてまたは同時に自立運転を行うので、特定負荷
に対して太陽電池などの直流電力源から電力を瞬断する
ことなく供給することができる。

【００１１】本発明の請求項６に記載の発明は、請求項
１ないし３のいずれか１つに係る系統連系電源装置であ
って、直流電力源と電力変換装置の接続部から分岐し
て、予め設定された特定負荷を特定負荷用電力変換装置
を介して接続し、高速遮断手段により電力変換装置の出
力を高速に遮断し、高速遮断の後、瞬断することなく特
定負荷用電力変換装置を介して、特定負荷に対して電力
を供給するか、あるいは、高速遮断の後、特定負荷用電
力変換装置の運転を開始して、直流電力源から特定負荷
に対して電力を供給することを特徴としており、これに
より次のような作用を有する。すなわち、連系される電
力系統が短絡事故を起こしたとき、高速遮断手段により
電力変換装置の出力を高速に遮断するとともに、特定負
荷に対して瞬断することなく直流電力源から電力を供給
したり、あるいは、高速遮断の後に直流電力源から新た
に特定負荷に対して電力を供給することができるので、
短絡事故発生時でも電力系統に短絡電流が流出するのを
極力防止するとともに特定負荷に継続して電力を供給で
きる。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して詳細に説明する。

【００１３】第１の実施の形態 図１は、本発明の第１の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。ここで系統連系電源装置１は直
流電力源２、電力変換装置３、系統連系保護装置４とか
らなり、系統６と連系して負荷５に電力を供給してい
る。

【００１４】直流電力源２には二次電池、太陽電池、燃
料電池等の直流電力発生源を用いるが、風力発電のよう
な交流電力を発生するが一度直流に直して再度電力変換
装置３で交流に変換するような電源も含む。

【００１５】電力変換装置３は用途によりいろいろな機
能を有するものであるが、基本的には直流電力源から発
生する直流電力を交流電力に変換し、系統と同期をとっ
て系統と連系運転する。二次電池電力貯蔵システムに用
いられる場合、通常、夜間系統から二次電池に充電し、
昼間必要に応じて放電する双方向インバータ機能を有し
ている。太陽光発電システムの場合は太陽電池出力が日
射量により刻々と出力変動するため最大電力点追跡制御
機能を電力変換装置３は有している。

【００１６】系統連系保護装置４は、系統異常検出継電
器４ａと高速短絡検出継電器４ｂからなっている。通常
の系統異常検出継電器４ａは、分散電源を系統に接続し
て使用する際、問題が発生しないように系統連系ガイド
ラインで規定されているもので、一般的にＯＶＲ、ＵＶ
Ｒ、ＯＦＲ、ＵＦＲおよび単独運転検出継電器からなっ
ている。図１では異常検出器とタイマからなる１組の系
統異常検出継電器を代表して図示しているが、これら各
々の継電器に対して所定の動作レベルおよび動作時限
を、連系される系統の特性に応じて設定できるようにな
っている。

【００１７】高速短絡検出継電器４ｂは、連系している
系統の短絡事故を高速に検出し、時限を持たせずに瞬時
に作動して高速遮断手段に信号を与える。短絡事故を検
出する方法は、例えば上位系統で短絡事故が発生するこ
とによる連系点での急激な電圧低下を検出する方法や連
系点での３相電圧のアンバランスを検出する方法を用い
ることができるが、その他の検出方法であってもよい。
電圧低下レベル（動作する電圧値）の設定は、各系統に
より異なるが、不足電圧継電器（ＵＶＲ）における動作
電圧設定レベルよりもかなり小さくし、通常の電圧変動
では動作しないレベルにしておく。電圧低下レベルの設
定は系統の特性や系統異常検出継電器の設定レベルなど
に応じて設定される。

【００１８】系統連系保護装置４は、連系される電力系
統の異常発生や正常に復帰したことを検出するために電
力系統の情報を常に観察する必要があり、そのため、事
故や異常により系統連系電源装置の出力が遮断される地
点より、系統側から連系される電力系統の電圧や電流の
情報を入力している。

【００１９】高速遮断手段は、短絡事故点の回路遮断器
７ａが遮断動作を開始するよりも早く遮断できることが
必要であり、現状の機械式の回路遮断器では速度的に不
十分であり、高速に遮断するためには電力変換装置３内
の図示しないスイッチング素子のゲートブロックによる
手段または図示しないサイリスタスイッチのような半導
体を用いた高速回路遮断器を遮断する手段などが用いら
れる。半導体スイッチによる手段を用いる場合、半導体
スイッチは電力変換装置３の内部で、電力変換部３ａと
電磁式回路遮断器３ｂの間かまたは電力変換装置３と配
電盤内の回路遮断器７ｂとの間に設けられる。

【００２０】次に本発明の動作について説明する。系統
が正常時には、太陽電池のような直流電力源２から発電
した直流電力は、電力変換装置３で交流電力に変換さ
れ、負荷５に一部は供給され、余剰があれば系統に逆潮
流される。通常の許容される電圧変動や周波数変動では
系統異常検出継電器４ａは動作しないように検出レベル
と動作時限が設定されているので誤動作を防止できる。
また、短絡事故以外の、停電などの系統異常では設定さ
れた検出レベルと動作時限を越えるため、所定時間後、
遮断手段が動作して安全に機器を停止する。

【００２１】短絡事故が発生した場合について図２を用
いて詳しく説明する。図２において、（ａ）は連系する
系統の電圧波形であり、例えば、図１のＢ点の電圧波形
であり、（ｂ）は系統連系保護装置４が観察している連
系点の電圧波形（Ｃ点の電圧波形）であり、（ｃ）は電
力変換装置３の出力電流波形である。（ｄ）は系統異常
検出器の出力信号（タイマの入力）であり、（ｅ）は系
統異常検出継電器４ａの出力信号であり、（ｆ）は高速
短絡検出継電器４ｂの出力信号である。

【００２２】短絡事故が連系している上位の電力系統で
発生すると、Ｂ点やＣ点で系統電圧の急激な低下が発生
し、高速短絡検出継電器４ｂはこれを高速に検出し、瞬
時に遮断信号を電力変換装置３に送る。ここで、系統異
常検出器も異常を検出して出力をタイマに送るが、継電
器としての出力は時限があるため出力されない。遮断信
号を受けた電力変換装置３はスイッチング素子を瞬時に
ゲートブロックすることにより出力を止める。こうする
ことにより、短絡事故時に系統連系電源装置１から短絡
電流を短絡事故点に供給することを極力防ぐことがで
き、事故点の短絡電流の増加を防いで回路遮断器７ａに
より事故点の安全な切り離しが行われる。

【００２３】通常、短絡事故が起こった系統が短絡事故
系統の回路遮断器７ａにより他の系統から切り離される
と、他の系統は正常状態にもどる。系統が正常に回復す
れば、停止している系統連系電源装置１の運転を再開し
てもよい。この場合、手動で運転を再開してもよいが、
次のような自動運転をする方がよい。高速短絡検出継電
器４ｂは、高速遮断手段により電力変換装置３の出力を
遮断した後も系統状態を監視しており、系統が正常に復
帰したことを確認して所定の復帰時限ｔａ経過後、自動
的に高速遮断手段を解除し、電力変換装置３が再び出力
を開始して系統と連系して負荷に電力を供給するように
する。このとき、復帰時限ｔａを設けるのは系統回復信
号の誤動作による問題を防ぐためであり、復帰時限ｔａ
の値は短絡事故点の回路遮断器７ａが確実に動作して正
常な系統と切り離されるのに必要な時間よりも長く設定
されることが望ましい。なお、通常、系統に再び連系さ
れるときは系統電圧と同期をとってから行う。

【００２４】こうすることにより、短絡事故検出の誤動
作の影響も小さくでき、系統が復帰後も速やかに系統連
系電源装置１を稼働させることができ、有効に装置を利
用できる。

【００２５】本実施の形態において、系統連系保護装置
４は電力変換装置３とは別に置かれているが、電力変換
装置３と同一箱体に内蔵されてもよいし、高速短絡検出
継電器４ｂのみが分電盤などに設置され、動作時限を有
する系統異常検出継電器４ａは電力変換装置３に内蔵さ
れてもよい。すなわち、動作時限を有する系統異常検出
継電器４ａと高速短絡検出継電器４ｂの設置される形態
は特に制限されない。

【００２６】第２の実施の形態 図３は、本発明の第２の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。負荷が通常負荷５ａと非常用や
停止できない重要負荷などの特定負荷５ｂに分けられ、
特定負荷５ｂは、電力変換装置３の内部の回路遮断器３
ｂと電力変換部との間から分岐されて特定負荷用回路遮
断器を介して接続されている。また、高速短絡検出継電
器４から回路遮断器３ｂに遮断器トリップ信号（または
系統回復信号）が送られるようになっている。その他の
構成は図１と同様である。

【００２７】次にこの動作について説明する。正常時は
第１の実施の形態と同様である。短絡事故が発生したと
き（例えばＡ点で）、高速短絡検出継電器４ｂは短絡事
故による系統電圧の急激な低下を高速に検出し、瞬時に
ゲートブロック信号を電力変換装置３に送るとともに遮
断器トリップ信号を電力変換装置３の内部の回路遮断器
３ｂに送る。電力変換装置３はスイッチング素子を瞬時
にゲートブロックすることにより出力を止める。続い
て、回路遮断器３ｂも遮断され、系統連系電源装置１は
系統から切り離される。その後、電力変換装置３はスイ
ッチング素子のゲートブロックを解除し、自立運転モー
ドに切り替えて自立運転を行い、特定負荷５ｂに電力を
供給する。ここで、自立運転とは、電力系統とは連系せ
ずに負荷に電力を供給する装置の運転状態のことをい
い、通常、定電圧制御方式で電力変換装置３の制御（自
立運転モード）が行われる。これに対し、系統に連系し
て運転している場合、通常、定電流制御方式で電力変換
装置３の制御（連系運転モード）が行われており、自立
運転に切り替える場合、制御方式の切り替えが行われ
る。

【００２８】なお、短絡事故以外の系統異常で停電した
場合でも系統異常検出継電器４ａの動作で遮断した後、
前述と同様に特定負荷５ｂに電力を供給することができ
るのはもちろんである。

【００２９】系統が回復した場合、高速短絡検出継電器
４ｂは系統の回復を検出して所定の時限後に回路遮断器
３ｂと電力変換装置３へ系統回復信号を送り、系統６と
系統連系電源装置１とを再び連系する。この際、電力変
換装置３は高速短絡検出継電器４ｂからの系統回復信号
を受けて自立運転モードを停止し、連系運転モードに切
り替えて運転される。再連系時の注意点は第１の実施の
形態と同様である。

【００３０】こうすることにより、短絡事故時に系統連
系電源装置１から短絡事故点に短絡電流を供給すること
を極力防ぐとともに系統異常による停電状態が継続した
場合でも、重要な特定負荷５ｂに対しては系統連系電源
装置１から電力を供給し続けることができる。

【００３１】ここで、図３では電力変換装置３の内部の
回路遮断器３ｂを遮断したが、系統連系電源装置１が接
続される例えば分電盤内の回路遮断器７ｂを遮断しても
よく、この場合、遮断器トリップ信号は回路遮断器７ｂ
に送られる。また。この場合、特定負荷５ｂは回路遮断
器７ｂと系統連系電源装置１との間で分岐して接続され
てもよい。また、特定負荷用回路遮断器は系統連系電源
装置１内にあってもよいが、外部に取り付けられていて
もよい。その他については第１の実施の形態と同様であ
る。

【００３２】第３の実施の形態 図４は、本発明の第３の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。高速遮断手段としてサイリスタ
スイッチ９を用いた例であり、電力変換装置３と回路遮
断器７ｂの間に設置されている。また、特定負荷５ｂは
サイリスタスイッチ９と電力変換装置３との間から分岐
して特定負荷用回路遮断器を介して接続されている。高
速短絡検出継電器４ｂはサイリスタスイッチ９へ遮断信
号を送り、電力変換装置３に自立運転起動信号を送る。
その他の構成は図３と同様である。

【００３３】次にこの動作について説明する。短絡事故
時以外は第１の実施の形態と同様である。短絡事故が発
生したとき（例えばＡ点で）、高速短絡検出継電器４ｂ
は短絡事故による系統電圧の急激な低下を高速に検出
し、瞬時に遮断信号をサイリスタスイッチ９に送るとと
もに自立運転起動信号を電力変換装置３に送る。サイリ
スタスイッチ９は瞬時に回路を遮断して電力変換装置３
の出力が系統に流出するのを防止する。電力変換装置３
は自立運転起動信号を受けて自立運転を開始して特定負
荷５ｂに電力を供給する。自立運転の起動を瞬時に行え
ば、瞬断することなくコンピュータのような重要特定負
荷５ｂに電力を供給できるし、必要なときだけ自立運転
を起動して非常用負荷のような特定負荷５ｂに電力を供
給することもできる。なお、短絡事故以外の系統異常で
停電した場合でも系統異常検出継電器４ａの動作で遮断
した後、前述と同様に特定負荷５ｂに電力を供給するこ
とができるのはもちろんである。

【００３４】系統が回復した場合、高速短絡検出継電器
４ｂは系統の回復を検出して所定の時限後にサイリスタ
スイッチ９と電力変換装置３へ系統回復信号を送り、系
統６と系統連系電源装置１とを再び連系する。この際、
電力変換装置３は高速短絡検出継電器４ｂからの系統回
復信号を受けて自立運転モードを停止し、系統連系モー
ドに切り替えて運転される。再連系時の注意点は第１の
実施の形態と同様である。

【００３５】こうすることにより、短絡事故時に系統連
系電源装置１から短絡事故点に短絡電流を供給すること
を極力防ぐとともに系統異常による停電状態が継続した
場合でも、重要な特定負荷５ｂに対しては系統連系電源
装置１から電力を瞬断なく供給し続けることも可能であ
る。

【００３６】ここで、サイリスタスイッチ９は電力変換
装置３の内部で、回路遮断器３ｂと電力変換部の間に設
置してもよく、この場合、特定負荷５ｂはサイリスタス
イッチ９と電力変換部の間から分岐されて接続される。

【００３７】第４の実施の形態 図５は、本発明の第４の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。非常用や停止できない重要負荷
などの特定負荷で、交流負荷５ｂ’と直流負荷５ｂ’’
に分けられており、交流特定負荷５ｂ’と直流特定負荷
５ｂ’’は、それぞれインバータ８ａとコンバータ８ｂ
という特定負荷用電力変換装置を介して電力変換装置３
と直流電源装置２との間に分岐して接続されている。ま
た、高速停電検出装置４ｂから前記特定負荷用電力変換
装置８ａと８ｂに起動信号が送られる。その他の構成は
図１と同様である。

【００３８】次にこの動作について説明する。特定負荷
５ｂ’、５ｂ’’が非常時のみ使用される場合、系統が
正常時はインバータ８ａ、コンバータ８ｂからなる特定
負荷用電力変換装置は停止しており、直流電力源２から
は第１の実施の形態と同様に通常負荷５ａに系統６と連
系して電力を供給している。短絡事故が発生したとき
（Ａ点）、高速短絡検出継電器４ｂは短絡事故による系
統電圧の急激な低下を高速に検出し、瞬時にゲートブロ
ック信号を電力変換装置３に送るとともに特定負荷用電
力変換装置８ａおよび８ｂに起動信号を送る。電力変換
装置３はスイッチング素子を瞬時にゲートブロックする
ことにより系統側への出力を瞬時に止める。特定負荷用
電力変換装置８ａおよび８ｂは運転を開始し、特定負荷
に直流電力源からの電力を供給する。

【００３９】特定負荷がコンピュータのような停電でき
ない重要負荷の場合、系統が正常時には、系統連系電源
装置１は重要負荷に対し、直流電力源２から特定負荷用
電力変換装置８ａと８ｂを介して電力を供給するととも
に系統と連系して通常負荷５ａや系統に電力を供給して
いる。短絡事故発生時は高速短絡検出継電器４ｂからの
信号を受けて電力変換装置３は高速に系統への出力を停
止するが、直流電力源２からは特定負荷用電力変換装置
８ａと８ｂを介して、瞬断することなく継続して特定負
荷に電力を供給する。系統が回復した時の動作は第１の
実施の形態と同様である。なお、短絡事故以外の系統異
常で停電した場合でも系統異常検出継電器４ａの動作で
遮断した後、前述と同様に特定負荷５ｂに電力を供給す
ることができるのはもちろんである。

【００４０】こうすることにより、短絡事故が発生して
も事故点の短絡電流を増加させずに、特定重要負荷に瞬
断することなく継続して電力を供給することも可能とな
る。

【００４１】ここで、交流特定負荷５ｂ’、直流特定負
荷５ｂ’’のどちらか一方の場合もあり得る。その他に
ついては第１の実施の形態と同様である。

【００４２】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、次のよう
な効果を奏する。請求項１によれば、通常の系統異常に
対する保護に加えて、系統の短絡事故を高速に検出して
動作する高速短絡検出継電器および高速遮断手段を有す
ることにより、系統の短絡発生時に系統連系電源装置か
ら系統に短絡電流が流出するのを極力防止することがで
きるので、短絡事故の他の系統への波及を防止できて系
統の安全性を高めることができる。また、そのことによ
り連系する上位系統の短絡容量への影響を考慮せずに系
統連系電源装置を設置できるので自然エネルギー利用の
系統連系電源装置の導入普及に貢献できる。

【００４３】請求項２によれば、系統が短絡事故を起こ
した場合でも、系統連系電源装置の出力を高速で遮断す
ることができ、かつ、系統が正常にもどったことを確認
して系統連系電源装置を再運転することができるので、
請求項１による効果に加えて、系統連系電源装置の有効
利用が図れる。

【００４４】請求項３によれば、電力変換装置をより高
速に遮断することができるので、より安全性が高まる。

【００４５】請求項４または５によれば、系統連系電源
装置から系統への出力をより高速に遮断することがで
き、かつ、自立運転により特定負荷に電力を供給するこ
とができるので、請求項１ないし２による効果に加え
て、短絡容量を増加させない非常用電源としても利用で
き、付加価値が上がる。

【００４６】請求項６によれば、系統連系電源装置から
系統への出力をより高速に遮断することができ、かつ、
特定負荷用電力変換装置を介して特定負荷に瞬断するこ
となく継続的に電力を供給することができるので、請求
項１による効果に加えて、短絡容量を増加させない特定
負荷用無停電電源としても利用でき、付加価値が上が
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態の系統連系電源装置
の動作を説明する図である。

【図３】本発明の第２の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。

【図４】本発明の第３の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。

【図５】本発明の第４の実施の形態の系統連系電源装置
の構成を示す図である。

【図６】従来の系統連系電源装置の構成を示す図であ
る。

【図７】従来の系統連系電源装置の動作を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 系統連系電源装置 ２ 直流電力源 ３ 電力変換装置 ３ａ 電力変換部 ３ｂ 電力変換装置内部の回路遮断器 ４ 系統連系保護装置 ４ａ 動作時限を有する系統異常検出継電器 ４ｂ 高速短絡検出継電器 ５ 負荷 ５ａ 通常負荷 ５ｂ 特定負荷 ５ｂ’交流特定負荷 ５ｂ’’直流特定負荷 ６ 電力系統 ７ａ 短絡事故系統の回路遮断器 ７ｂ 系統連系電源装置が接続される外部の回路遮断器 ８ａ 交流特定負荷用インバータ ８ｂ 直流特定負荷用コンバータ ９ サイリスタスイッチ Ｉａ 上位系統からの短絡電流 Ｉｂ 系統連系電源装置からの短絡電流 ｔａ 系統回復検出時から系統連系電源装置を再連系す
るまでの時間 ｔｂ 系統連系電源装置から短絡電流が流出する時間

フロントページの続き (72)発明者 菊岡 泰平 大阪府大阪市北区中之島３丁目３番22号 関西電力株式会社内 (72)発明者 阪下 秀爾 大阪府大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会社ダイヘン内 (72)発明者 奥田 浩司 大阪府大阪市淀川区田川２丁目１番11号 株式会社ダイヘン内 Ｆターム(参考） 5G066 HA06 HA10 HA11 HA13 HB04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 直流電力源と、前記直流電力源からの直
   流電力を交流電力に変換する電力変換装置と、前記電力
   変換装置と連系している電力系統の異常を検知して前記
   電力変換装置の出力を遮断する信号を発する系統連系保
   護装置とを備える系統連系電源装置において、 前記系統連系保護装置は、予め設定される所定の動作時
   限を有して動作する系統異常検出継電器と、 前記連系している電力系統の短絡事故を高速に検出して
   動作する高速短絡検出継電器とからなり、 前記高速短絡検出継電器が作動したとき、前記電力変換
   装置の出力を高速に遮断する高速遮断手段を有すること
   を特徴とする系統連系電源装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の系統連系電源装置であ
   って、 前記高速遮断手段が働いた後、前記連系している電力系
   統の異常状態が正常に回復した時点から予め定められた
   所定の動作時限後に前記高速遮断手段を解除し、前記電
   力変換装置と前記電力系統とを連系することを特徴とす
   る系統連系電源装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２に記載の系統連系電源
   装置であって、 前記高速遮断手段が前記電力変換装置のスイッチング素
   子をゲートブロックする手段あるいは半導体スイッチか
   らなる高速回路遮断器を遮断する手段であることを特徴
   とする系統連系電源装置。
4. 【請求項４】 請求項１または２に記載の系統連系電源
   装置であって、 前記電力変換装置のスイッチング素子をゲートブロック
   する前記高速遮断手段により前記電力変換装置の出力を
   高速に遮断し、前記高速遮断に続いて前記電力変換装置
   内部の回路遮断器あるいは、前記電力変換装置と前記電
   力系統との連系点の間に設けられた回路遮断器を遮断し
   た後、前記電力変換装置はスイッチング素子をゲートブ
   ロックする前記高速遮断手段を解除するとともに自立運
   転を行い、前記遮断した回路遮断器と前記電力変換装置
   の電力変換部との間に設置された特定負荷に電力を供給
   することを特徴とする系統連系電源装置。
5. 【請求項５】 請求項１または２に記載の系統連系電源
   装置であって、 半導体スイッチからなる高速回路遮断器を遮断する前記
   高速遮断手段により前記電力変換装置の出力を高速に遮
   断し、前記高速遮断に続いてまたは同時に前記電力変換
   装置は自立運転を行い、前記半導体スイッチからなる高
   速回路遮断器と前記電力変換装置の電力変換部との間に
   設置された特定負荷に電力を供給することを特徴とする
   系統連系電源装置。
6. 【請求項６】 請求項１ないし３のいずれか１つに記載
   の系統連系電源装置であって、 前記直流電力源と前記電力変換装置の接続部から分岐し
   て、予め設定された特定負荷を前記特定負荷用電力変換
   装置を介して接続し、 前記高速遮断手段により前記電力変換装置の出力を高速
   に遮断し、 前記高速遮断の後、瞬断することなく前記特定負荷用電
   力変換装置を介して、前記特定負荷に対して電力を供給
   するか、あるいは、前記高速遮断の後、前記特定負荷用
   電力変換装置の運転を開始して、前記直流電力源から前
   記特定負荷に対して電力を供給することを特徴とする系
   統連系電源装置。