JP2015015845A - Power generation system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation system capable of, without controlling electric power generated by a power generation device, detecting breakage of a CT wiring even when a general-purpose current transformer is used.SOLUTION: A power generation system according to the present invention includes: a power generation device 3; a current transformer 1; an electronic control unit 5 including a current detection circuit 51, a measurement unit 521 for measuring a current, and a control unit 522 for controlling electric power generated by the power generation device 3 according to a result of the measurement by the measurement unit 521; and a CT wiring 2 that connects the current transformer 1 and the electronic control unit 5 to each other, wherein the measurement unit 521 calculates an effective value and an average value of an AC signal received from the current detection circuit 51 and determines that the CT wiring is broken or short-circuited when a state where a difference between the calculated effective value and average value is equal to or smaller than a first prescribed value continues for a prescribed period of time, with the first prescribed value being set smaller than a difference between the effective value and the average value at the time of the minimum load of a commercial power supply system Z.

Description

本発明は、発電電力を商用電源系統と連系させる発電システムに関する。   The present invention relates to a power generation system that links generated power to a commercial power system.

近年、例えば特開２００２−２３８１６６号公報（特許公報１）に記載のように、商用電源系統に発電電力を連系させる発電システムが注目されている。このような発電システムでは、商用電源の電流を、変流器（ＣＴ：Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）、電流検出回路、及びマイコン（マイクロコンピュータ）等により検出・測定し、当該電流値（商用電源からの受電電力）に基づいて発電機を制御している。変流器と電流検出回路とは複数の配線（以下、「ＣＴ配線」と称する）で接続されている。ＣＴ配線が断線していると、商用電源の電流情報を得ることができず、発電機の適切な制御が困難となる。そこでＣＴ配線の断線検出が課題となる。   In recent years, as described in, for example, JP-A-2002-238166 (Patent Publication 1), a power generation system that links generated power to a commercial power supply system has attracted attention. In such a power generation system, the current of the commercial power source is detected and measured by a current transformer (CT: Current Transformer), a current detection circuit, a microcomputer (microcomputer), and the like, and the current value (received power from the commercial power source). ) To control the generator. The current transformer and the current detection circuit are connected by a plurality of wires (hereinafter referred to as “CT wires”). If the CT wiring is disconnected, the current information of the commercial power source cannot be obtained, and appropriate control of the generator becomes difficult. Therefore, detection of disconnection of CT wiring becomes a problem.

特許公報１のシステムでは、発電機が発電している際、インバータからの出力を調整し、常に順方向の電力を受電することでＣＴ配線の断線を検出している。また、別のシステムでは、変流器に電流値を電圧に変換する電流検出回路を設け、ＣＴ配線に載せる信号を電圧信号とすることで、断線時の信号変化を検出している。   In the system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260688, when the generator is generating power, the output from the inverter is adjusted, and the disconnection of the CT wiring is detected by always receiving forward power. In another system, the current transformer is provided with a current detection circuit that converts a current value into a voltage, and a signal placed on the CT wiring is used as a voltage signal to detect a signal change at the time of disconnection.

特開２００２−２３８１６６号公報JP 2002-238166 A

しかしながら、特許公報１のシステムでは、インバータからの出力をコントロールすることで断線を検出するため、発電機会を損失する可能性がある。これによれば、商用電源の購入量が増えるおそれがあり、その場合、コストメリットが低下してしまう。また、発電動作中でのみ検出可能であり、起動に時間のかかるシステムでの初期チェックには使用しにくいという課題があった。   However, in the system disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2004-260, a disconnection is detected by controlling the output from the inverter, so that there is a possibility that a power generation opportunity may be lost. According to this, there is a possibility that the purchase amount of the commercial power source may increase, and in that case, the cost merit is reduced. In addition, there is a problem that it can be detected only during a power generation operation and is difficult to use for an initial check in a system that takes time to start.

また、上記別のシステムでは、変流器に部品を追加して特別な仕様にしなければならず、汎用の変流器を用いることができず、コストが増大し作業工程も増大する課題があった。   In addition, in the above-mentioned another system, parts must be added to the current transformer to have a special specification, so that a general-purpose current transformer cannot be used, resulting in an increase in cost and work process. It was.

本発明は、このような事情に鑑みて為されており、発電装置の発電電力を制御することなく、汎用の変流器を用いてもＣＴ配線の断線を検出することができる発電システムを提供することを目的とする。   This invention is made in view of such a situation, and provides the electric power generation system which can detect the disconnection of CT wiring even if it uses a general purpose current transformer, without controlling the electric power generated of an electric power generating apparatus. The purpose is to do.

本発明の様相１に係る発電システムは、発電電力が商用電源系統に連系される発電装置と、前記商用電源系統に対して設置される変流器と、前記変流器からの電流信号を受信して当該電流信号を電圧信号又は前記電流信号と異なる電流信号に変換する電流検出回路、前記電流検出回路からの信号を受信して前記商用電源系統に流れる電流を測定する測定部、及び前記測定部の測定結果に応じて前記発電装置の発電電力を制御する制御部を有する電子制御ユニットと、前記変流器と前記電子制御ユニットを接続するＣＴ配線と、を備える発電システムであって、前記電流検出回路は、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していない状態での前記商用電源系統の最小負荷時において、実効値と平均値との差が前記測定部の測定結果における最大誤差よりも大きい交流信号を出力し、前記測定部は、前記電流検出回路から受信した交流信号の実効値及び平均値を算出し、算出した実効値と平均値との差が第一所定値以下である状態が所定時間継続した場合に、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していると判定し、前記第一所定値は、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していない状態での前記商用電源系統の最小負荷時における実効値と平均値との差未満に設定されている。   A power generation system according to aspect 1 of the present invention includes a power generation device in which generated power is connected to a commercial power supply system, a current transformer installed for the commercial power supply system, and a current signal from the current transformer. A current detection circuit that receives and converts the current signal into a voltage signal or a current signal different from the current signal; a measurement unit that receives a signal from the current detection circuit and measures a current flowing through the commercial power supply system; and A power generation system comprising: an electronic control unit having a control unit that controls the generated power of the power generation device according to a measurement result of the measurement unit; and a CT wiring that connects the current transformer and the electronic control unit, The current detection circuit is configured such that the difference between the effective value and the average value is greater than the maximum error in the measurement result of the measurement unit at the minimum load of the commercial power supply system when the CT wiring is not disconnected or short-circuited. A state in which a large AC signal is output, and the measurement unit calculates an effective value and an average value of the AC signal received from the current detection circuit, and a difference between the calculated effective value and the average value is equal to or less than a first predetermined value. Is determined to be disconnected or short-circuited for a predetermined time, and the first predetermined value is the minimum load of the commercial power system in a state where the CT wiring is not disconnected or short-circuited. Is set to be less than the difference between the effective value and the average value.

本発明の様相２に係る発電システムは、上記様相１において、前記電流検出回路が、シャント抵抗及びオペアンプを有している。   In the power generation system according to aspect 2 of the present invention, in the above aspect 1, the current detection circuit includes a shunt resistor and an operational amplifier.

本発明の様相３に係る発電システムは、上記様相１又は２において、前記電流検出回路が、基準電位からオフセットした値が振幅の中心となる交流信号を出力し、前記測定部は、算出した実効値及び平均値の少なくとも一方が第二所定値以上変化し、且つ前記実効値と前記平均値との差が第一所定値以下である場合、前記実効値と前記平均値との差が第一所定値以下である状態が所定時間継続すると、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していると判定する。   In the power generation system according to aspect 3 of the present invention, in the aspect 1 or 2, the current detection circuit outputs an AC signal whose value is offset from a reference potential, and the measurement unit calculates the calculated effective When at least one of the value and the average value changes by a second predetermined value or more and the difference between the effective value and the average value is not more than a first predetermined value, the difference between the effective value and the average value is the first If the state of being equal to or less than the predetermined value continues for a predetermined time, it is determined that the CT wiring is disconnected or short-circuited.

本発明の様相４に係る発電システムは、上記様相１〜３のうちの１つにおいて、前記測定部が、さらに前記実効値と前記平均値が共に第三所定値以上変化した場合に、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していると判定する。   In one of the above aspects 1 to 3, the power generation system according to aspect 4 of the present invention is configured such that when the measurement unit further changes both the effective value and the average value by a third predetermined value or more, the CT It is determined that the wiring is disconnected or short-circuited.

本発明の発電システムによれば、実効値と平均値の差の変化を検出することで、ソフト的な演算によりＣＴ配線の断線又は短絡の検出が可能となる。つまり、本発明によれば、変流器を設計変更する必要なく汎用品を用いることができ、コスト及び作業工数の増大を抑制することができる。また、本発明によれば、最小負荷時に合わせて第一所定値が設定されているため、商用電源系統の負荷状況に関わらず測定部の演算でＣＴ配線の断線等を判定できる。したがって、ＣＴ断線検出にあたり、発電装置の発電電力を制御する必要もなく、あるいは発電装置を起動させる必要もなく、発電機会の損失等も抑制することができる。   According to the power generation system of the present invention, by detecting a change in the difference between the effective value and the average value, it is possible to detect the disconnection or short circuit of the CT wiring by software calculation. That is, according to the present invention, a general-purpose product can be used without changing the design of the current transformer, and an increase in cost and work man-hours can be suppressed. Further, according to the present invention, since the first predetermined value is set in accordance with the minimum load, it is possible to determine the disconnection of the CT wiring by the calculation of the measurement unit regardless of the load state of the commercial power supply system. Therefore, when detecting CT disconnection, it is not necessary to control the power generated by the power generation device, or it is not necessary to start the power generation device, and loss of power generation opportunities can be suppressed.

第一実施形態の発電システムの構成を示す構成図である。It is a block diagram which shows the structure of the electric power generation system of 1st embodiment. 第一実施形態の電流検出回路の構成を示す回路構成図である。It is a circuit block diagram which shows the structure of the current detection circuit of 1st embodiment. 第一実施形態の電流検出回路の出力を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the output of the current detection circuit of 1st embodiment. 通常負荷時及び断線／短絡時の実効値と平均値を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the effective value and average value at the time of a normal load and a disconnection / short circuit. 最小負荷時及び断線／短絡時の実効値と平均値を説明するための説明図である。It is explanatory drawing for demonstrating the effective value and average value at the time of the minimum load and a disconnection / short circuit.

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。また、説明に用いる各図は概念図である。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiments, the same or equivalent parts are denoted by the same reference numerals in the drawings. Each figure used for explanation is a conceptual diagram.

＜第一実施形態＞
第一実施形態の発電システムは、コージェネレーションシステムであって、図１に示すように、変流器１と、ＣＴ配線２と、コージェネレーション装置１００と、を備えている。変流器１は、いわゆるＣＴや電流変成器と呼ばれるものであって、環状の導体コアの内側に検出対象の配線を配置し、一次電流を二次電流に変換して出力するものである。第一実施形態では、導体コアにコイルが巻かれ、コイルからＣＴ配線２に信号（二次電流）が出力される。 <First embodiment>
The power generation system of the first embodiment is a cogeneration system, and includes a current transformer 1, a CT wiring 2, and a cogeneration apparatus 100, as shown in FIG. The current transformer 1 is a so-called CT or current transformer, in which a wiring to be detected is arranged inside an annular conductor core, and a primary current is converted into a secondary current and output. In the first embodiment, a coil is wound around the conductor core, and a signal (secondary current) is output from the coil to the CT wiring 2.

ＣＴ配線２は、変流器１と、後述する電子制御ユニットとを接続する配線である。ＣＴ配線２は、１つの変成器１に対して２本配置されている。第一実施形態では、変流器１が３相交流の２相に１つずつ配置されており、ＣＴ配線２は４本となる。   The CT wiring 2 is a wiring that connects the current transformer 1 and an electronic control unit described later. Two CT wirings 2 are arranged for one transformer 1. In the first embodiment, the current transformers 1 are arranged one by one in two phases of three-phase alternating current, and there are four CT wires 2.

コージェネレーション装置１００は、発電装置３と、熱回路４と、電子制御ユニット５と、を備えている。具体的に、発電装置３は、エンジン３１と、発電機３２と、インバータ３３と、を備えている。エンジン３１は、燃料を供給されて駆動するエンジンである。第一実施形態のエンジン３１は、ガスを燃料として駆動するガスエンジンである。ガスとしては、天然ガスやプロパンガスが例示できる。発電機３２は、エンジン３１に機械的に連結されており、エンジン３１の駆動により駆動する。発電機３２は、エンジン３１の駆動力により駆動し発電する。インバータ３３は、発電機３２が発電した電力を変換して商用電源系統Ｚに連系させる。商用電源系統Ｚには、家電等の電力負荷Ｙが接続されている。発電電力は系統連系される。   The cogeneration apparatus 100 includes a power generation apparatus 3, a thermal circuit 4, and an electronic control unit 5. Specifically, the power generation device 3 includes an engine 31, a generator 32, and an inverter 33. The engine 31 is an engine that is supplied with fuel and is driven. The engine 31 of the first embodiment is a gas engine that uses gas as fuel. Examples of the gas include natural gas and propane gas. The generator 32 is mechanically coupled to the engine 31 and is driven by driving the engine 31. The generator 32 is driven by the driving force of the engine 31 to generate power. The inverter 33 converts the power generated by the generator 32 and connects it to the commercial power supply system Z. The commercial power supply system Z is connected to a power load Y such as a home appliance. The generated power is grid-connected.

熱回路４は、発電装置３の排熱を給湯・暖房等の熱負荷に利用（供給）するための熱回路である。第一実施形態の熱回路４は、エンジン３１の冷却水が流れる配管４０と、熱媒体が流通し熱負荷に接続されている配管４１と、配管４０の冷却水と配管４１の熱媒体とを熱交換させる熱交換器４２と、循環ポンプ４３、４４と、を備えている。   The thermal circuit 4 is a thermal circuit for using (supplying) the exhaust heat of the power generation device 3 for a thermal load such as hot water supply and heating. The heat circuit 4 of the first embodiment includes a pipe 40 through which the cooling water of the engine 31 flows, a pipe 41 through which a heat medium flows and is connected to a heat load, a cooling water in the pipe 40 and a heat medium in the pipe 41. A heat exchanger 42 for heat exchange and circulation pumps 43 and 44 are provided.

電子制御ユニット５は、ＥＣＵであって、コージェネレーション装置１００を制御するパワーコンディショナである。インバータ３３は、電子制御ユニット５に組み込まれている。電子制御ユニット５は、電流検出回路５１と、マイコン５２と、を備えている。   The electronic control unit 5 is an ECU and is a power conditioner that controls the cogeneration apparatus 100. The inverter 33 is incorporated in the electronic control unit 5. The electronic control unit 5 includes a current detection circuit 51 and a microcomputer 52.

電流検出回路５１は、変流器１からＣＴ配線２を介して電流信号を受信し、当該電流信号を電圧信号に変換する回路である。具体的に、電流検出回路５１は、図２に示すように、オペアンプ５１１、５１２と、シャント抵抗５１３、５１４、５１５と、電源５１６、５１７と、を備えている。   The current detection circuit 51 is a circuit that receives a current signal from the current transformer 1 via the CT wiring 2 and converts the current signal into a voltage signal. Specifically, the current detection circuit 51 includes operational amplifiers 511 and 512, shunt resistors 513, 514, and 515, and power supplies 516 and 517, as shown in FIG.

オペアンプ５１１は、１組（２本）のＣＴ配線２が対応する入力端子にそれぞれ接続されている演算増幅器である。オペアンプ５１１の出力端子は、オペアンプ５１２の第一入力端子に接続されている。オペアンプ５１２は、第一入力端子がオペアンプ５１２の出力端子に接続され、第二入力端子が電源５１７に接続され、出力端子がマイコン５２に接続されている演算増幅器である。電源５１７は、オペアンプ５１２の第二入力端子に基準電位（直流電圧）を印加する。オペアンプ５１２の出力は、基準電位の分、増幅された交流信号となる。   The operational amplifier 511 is an operational amplifier in which one set (two) of CT wirings 2 are connected to corresponding input terminals. The output terminal of the operational amplifier 511 is connected to the first input terminal of the operational amplifier 512. The operational amplifier 512 is an operational amplifier having a first input terminal connected to the output terminal of the operational amplifier 512, a second input terminal connected to the power supply 517, and an output terminal connected to the microcomputer 52. The power supply 517 applies a reference potential (DC voltage) to the second input terminal of the operational amplifier 512. The output of the operational amplifier 512 is an AC signal amplified by the reference potential.

シャント抵抗５１３〜５１５は、電流を検出するための抵抗であって、電流信号を電圧信号に変換するものである。シャント抵抗５１３の一端は電源５１６に接続され、シャント抵抗５１３の他端はＣＴ配線２の一方の配線２１とシャント抵抗５１４の一端に接続されている。シャント抵抗５１４の他端は、ＣＴ配線２の他方の配線２２とシャント抵抗５１５の一端に接続されている。シャント抵抗５１５の他端は、グランドＧＮＤに接続されている。オペアンプ５１１とシャント抵抗５１４は、並列接続されている。電源５１６は、シャント抵抗５１３〜５１５に所定の直流電圧を印加する。   The shunt resistors 513 to 515 are resistors for detecting current and convert a current signal into a voltage signal. One end of the shunt resistor 513 is connected to the power source 516, and the other end of the shunt resistor 513 is connected to one wire 21 of the CT wire 2 and one end of the shunt resistor 514. The other end of the shunt resistor 514 is connected to the other wire 22 of the CT wire 2 and one end of the shunt resistor 515. The other end of the shunt resistor 515 is connected to the ground GND. The operational amplifier 511 and the shunt resistor 514 are connected in parallel. The power source 516 applies a predetermined DC voltage to the shunt resistors 513 to 515.

電流検出回路５１は、図３に示すように、上記回路構成によって、振幅の中心が基準電位からオフセットした（ずれた）交流信号を出力する。つまり、マイコン５２には基準電位からオフセットした交流信号が入力される。なお、基準電位は、電源５１７の印加電圧により設定可能であり、０Ｖであっても良い。抵抗（シャント抵抗）と増幅器（オペアンプ）を備える一般の電流検出回路では、回路構成上、必ず上記オフセット（ずれ）が発生する。商用電源系統Ｚの最小負荷時（ＣＴ配線２正常）、すなわち電子制御ユニット５（ＣＰＵ）の消費電力分が負荷されている状態（電力負荷Ｙが無負荷時）においても、電流検出回路５１の出力はオフセットしている。当該最小負荷時において、電流検出回路５１の出力信号における実効値と平均値の差は、マイコン５２が測定する電流値の最大誤差（回路誤差）より大きい値となっている。   As shown in FIG. 3, the current detection circuit 51 outputs an AC signal in which the center of the amplitude is offset (shifted) from the reference potential by the above circuit configuration. That is, the microcomputer 52 receives an AC signal offset from the reference potential. Note that the reference potential can be set by an applied voltage of the power source 517 and may be 0V. In a general current detection circuit including a resistor (shunt resistor) and an amplifier (operational amplifier), the above-described offset (deviation) always occurs due to the circuit configuration. Even when the commercial power supply system Z is at the minimum load (CT wiring 2 is normal), that is, when the power consumption of the electronic control unit 5 (CPU) is loaded (when the power load Y is no load), the current detection circuit 51 The output is offset. At the minimum load, the difference between the effective value and the average value in the output signal of the current detection circuit 51 is larger than the maximum error (circuit error) of the current value measured by the microcomputer 52.

マイコン５２は、マイクロコンピュータであって、ＣＰＵ等により演算処理機能を発揮する。マイコン５２は、機能として、測定部５２１と、制御部５２２と、を備えている。測定部５２１は、電流検出回路５１（オペアンプ５１２）から信号を受信して、検出対象である商用電源系統Ｚに流れる電流を測定する。制御部５２２は、測定部５２１から測定結果（電流情報）を受信し、当該測定結果に基づいて発電装置３を制御する。制御部５２２は、測定された電流値又は電流値から算出される商用電源からの受電電力に基づいて発電装置３を制御する。これにより、発電装置１を電力負荷状況に合わせて作動させることができる。   The microcomputer 52 is a microcomputer and exhibits an arithmetic processing function by a CPU or the like. The microcomputer 52 includes a measurement unit 521 and a control unit 522 as functions. The measurement unit 521 receives a signal from the current detection circuit 51 (the operational amplifier 512), and measures the current flowing through the commercial power supply system Z that is the detection target. The control unit 522 receives the measurement result (current information) from the measurement unit 521 and controls the power generation device 3 based on the measurement result. The control unit 522 controls the power generation device 3 based on the measured current value or the received power from the commercial power source calculated from the current value. Thereby, the electric power generating apparatus 1 can be operated according to an electric power load condition.

ここで、測定部５２１は、入力される交流信号をサンプリング（サンプル数Ｎ）し、当該交流信号における実効値（［Σ（Ｉｎ）２］／Ｎ）と平均値（［Σ（Ｉｎ）］／Ｎ）を算出する。換言すると、測定部５２１は、測定対象に流れる電流の実効値と平均値を算出する。測定部５２１は、連続的に継続して、実効値と平均値を算出する。また同時に、測定部５２１は、実効値と平均値の差を算出し、当該差が予め設定された第一所定値以下であるか否かを判定する。第一所定値は、ＣＴ配線２が断線又は短絡していない正常時における最小負荷時の実効値と平均値の差よりも小さい値に設定されている。 Here, the measurement unit 521 samples the input AC signal (number of samples N), and calculates an effective value ([Σ (I n ) 2 ] / N) and an average value ([Σ (I n )) of the AC signal. ] / N). In other words, the measurement unit 521 calculates an effective value and an average value of the current flowing through the measurement target. The measurement unit 521 continuously calculates the effective value and the average value. At the same time, the measurement unit 521 calculates a difference between the effective value and the average value, and determines whether the difference is equal to or less than a first predetermined value set in advance. The first predetermined value is set to a value smaller than the difference between the effective value and the average value at the minimum load when the CT wiring 2 is not disconnected or short-circuited.

第一実施形態では、さらに測定部５２１は、実効値及び平均値の少なくとも一方が予め設定された第二所定値以上変化したか否かを判定する。測定部５２１は、実効値と平均値の差が第一所定値以下となり且つ実効値及び平均値の少なくとも一方が第二所定値以上変化した場合、当該差が第一所定値以下である状態が所定時間継続したか否かを判定する。測定部５２１は、上記状態が所定時間継続した場合、ＣＴ配線２の断線又は短絡と判定する。第二所定値以上の変化を判定する第一実施形態では、第一所定値のみで判定する場合よりも所定時間を短く設定しても高精度を維持することができる。   In the first embodiment, the measurement unit 521 further determines whether at least one of the effective value and the average value has changed by a predetermined second predetermined value or more. When the difference between the effective value and the average value is equal to or less than the first predetermined value and at least one of the effective value and the average value changes equal to or greater than the second predetermined value, the measurement unit 521 is in a state where the difference is equal to or less than the first predetermined value. It is determined whether or not it has continued for a predetermined time. The measurement unit 521 determines that the CT wiring 2 is disconnected or short-circuited when the above state continues for a predetermined time. In the first embodiment for determining a change greater than or equal to the second predetermined value, high accuracy can be maintained even if the predetermined time is set shorter than in the case of determining only by the first predetermined value.

換言すると、測定部５２１は、実効値と平均値を算出する第一算出部と、実効値と平均値の差を算出する第二算出部と、当該差が第一所定値以下であるか否かを判定する第一判定部と、実効値及び平均値の少なくとも一方が第二所定値以上変化したか否かを判定する第二判定部と、当該差が第一所定値以下であり且つ第二所定値以上変化した場合に当該状態が所定時間継続したか否か（例えば所定回数連続して当該判定が為されたか否か）を判定する第三判定部と、所定時間継続した場合にＣＴ配線２の断線等と判定する第四判定部と、を備えている。   In other words, the measurement unit 521 includes a first calculation unit that calculates an effective value and an average value, a second calculation unit that calculates a difference between the effective value and the average value, and whether or not the difference is equal to or less than a first predetermined value. A first determination unit that determines whether or not at least one of the effective value and the average value has changed by a second predetermined value or more, and the difference is equal to or less than the first predetermined value and the first A third determination unit that determines whether or not the state has continued for a predetermined period of time when it has changed more than a predetermined value (for example, whether or not the determination has been made for a predetermined number of times), and a CT that has continued for a predetermined period of time A fourth determination unit that determines that the wiring 2 is disconnected or the like.

マイコン５は、測定部５２１が「断線等有り」と判定した場合、リモコン等の表示部（図示せず）に断線等発生の表示をする。制御部５２２は、測定部５２１から断線情報を受信すると、発電装置３の作動を停止させる等の異常時制御を実行する。   When the measurement unit 521 determines that “there is a disconnection or the like”, the microcomputer 5 displays the occurrence of the disconnection or the like on a display unit (not shown) such as a remote controller. When receiving the disconnection information from the measurement unit 521, the control unit 522 performs abnormal control such as stopping the operation of the power generation device 3.

図４及び図５に示すように、ＣＴ配線２が断線していない正常の状態である場合、通常負荷時及び最小負荷時において、実効値が平均値より大きく、実効値と平均値の差は第一所定値より大きくなっている。ＣＴ配線２の断線又は短絡が発生すると、実効値と平均値の差が小さくなりほぼ等しくなる（実効値≒平均値）。つまり、ＣＴ配線２の断線又は短絡が発生すると、実効値と平均値の差が第一所定値以下となる。第一所定値は、無負荷時の実効値と平均値の差よりも小さい値であって、実効値と平均値がほぼ等しくなることからごく小さい値に設定できる。   As shown in FIG. 4 and FIG. 5, when the CT wiring 2 is in a normal state where it is not disconnected, the effective value is larger than the average value at the normal load and the minimum load, and the difference between the effective value and the average value is It is larger than the first predetermined value. When the CT wiring 2 is disconnected or short-circuited, the difference between the effective value and the average value becomes smaller and becomes almost equal (effective value≈average value). That is, when the CT wiring 2 is disconnected or short-circuited, the difference between the effective value and the average value becomes equal to or less than the first predetermined value. The first predetermined value is a value smaller than the difference between the effective value and the average value at no load, and can be set to a very small value because the effective value and the average value are substantially equal.

さらに、電流検出回路５１の出力がオフセットしているため、ＣＴ配線２の断線又は短絡が発生すると、実効値と平均値が両方変化し、さらには実効値及び平均値の少なくとも一方が大きく変化する。このように、ＣＴ配線２の断線又は短絡が発生すると、実効値と平均値の差が小さくなると共に、実効値と平均値が両方変化し、実効値及び平均値の少なくとも一方が大きく変化する。   Furthermore, since the output of the current detection circuit 51 is offset, when the CT wiring 2 is disconnected or short-circuited, both the effective value and the average value change, and at least one of the effective value and the average value changes greatly. . As described above, when the CT wiring 2 is disconnected or short-circuited, the difference between the effective value and the average value becomes small, and both the effective value and the average value change, and at least one of the effective value and the average value changes greatly.

このように、第一実施形態では、「差が小さくなったこと」と「少なくとも一方が大きく変化したこと」と「差が小さい状態が継続すること」という断線等時の特徴を検出してＣＴ配線２の断線等の有無を判定している。なお、測定部５２１には、「少なくとも一方が大きく変化したこと（第二所定値以上変化したこと）」の代わりにあるいはこれと共に「実効値と平均値が共に第三所定値変化したこと」を判定要素として設定しても良い。第三所定値は第二所定値より小さく設定できる。   As described above, in the first embodiment, the characteristics at the time of disconnection such as “the difference is small”, “at least one of which is greatly changed”, and “the state where the difference is small” are detected are detected and CT is performed. It is determined whether or not the wiring 2 is disconnected. Note that the measurement unit 521 indicates that “at least one of the effective value and the average value has changed by a third predetermined value” instead of or together with “at least one has changed significantly (changed by a second predetermined value or more)”. It may be set as a determination element. The third predetermined value can be set smaller than the second predetermined value.

第一実施形態の発電システムによれば、実効値と平均値の変化及び両者の差の変化を検出することでＣＴ配線２の断線又は短絡の検出が可能となる。つまり、第一実施形態によれば、ハードの変更を要せず、マイコン５２によるソフト的な演算により断線等を検出できる。第一実施形態によれば、変流器１を設計変更する必要なく汎用品を用いることができ、コスト及び作業工数が増大することを抑制することができる。また、電流検出回路５１としても抵抗と増幅器で構成された一般的なもの、すなわち汎用品を用いることで、オフセット（図３参照）を出すことができる上、コスト及び作業工数の面で有利となる。   According to the power generation system of the first embodiment, it is possible to detect disconnection or short circuit of the CT wiring 2 by detecting changes in the effective value and the average value and changes in the difference between the two. That is, according to the first embodiment, it is possible to detect disconnection or the like by software calculation by the microcomputer 52 without requiring hardware change. According to the first embodiment, a general-purpose product can be used without the need to change the design of the current transformer 1, and the increase in cost and work man-hours can be suppressed. Further, the current detection circuit 51 can be offset by using a general circuit composed of a resistor and an amplifier, that is, a general-purpose product, and is advantageous in terms of cost and work man-hours. Become.

また、第一実施形態によれば、ＣＴ配線２の断線等の検出にあたり、発電装置３の発電電力を制御する必要もなく、発電機会の損失等も抑制することができる。第一実施形態によれば、ＣＴ配線２の断線等の検出にあたり、発電装置３を起動させる必要がなく、例えば電子制御ユニット５の消費電力（最小負荷）のみでも断線検出が可能となる。第一実施形態では、実効値と平均値の差だけでなく、実効値と平均値の大きな変化も検出し、当該変化も断線判定要素としているため、断線判定は高精度となる。   Further, according to the first embodiment, it is not necessary to control the generated power of the power generation device 3 when detecting the disconnection of the CT wiring 2, and loss of power generation opportunities can be suppressed. According to the first embodiment, it is not necessary to activate the power generation device 3 in detecting the disconnection or the like of the CT wiring 2. For example, the disconnection can be detected only with the power consumption (minimum load) of the electronic control unit 5. In the first embodiment, not only the difference between the effective value and the average value, but also a large change in the effective value and the average value is detected, and the change is also used as a disconnection determination element. Therefore, the disconnection determination is highly accurate.

＜第二実施形態＞
第二実施形態の発電システムは、第一実施形態と比べて、測定部５２１の断線判定要素が異なっている。したがって、異なっている部分を説明する。説明にあたり、第一実施形態と同図を参照できる。 <Second embodiment>
The power generation system of the second embodiment differs from the first embodiment in the disconnection determination element of the measurement unit 521. Therefore, a different part is demonstrated. In the description, reference can be made to FIG.

第二実施形態の測定部５２１は、第一実施形態同様、電流検出回路５１から信号を受信して、検出対象である商用電源系統Ｚに流れる電流を測定する。測定部５２１は、実効値と平均値の差を算出し、当該差が予め設定された第一所定値以下であるか否かを判定する。そして、測定部５２１は、実効値と平均値の差が第一所定値以下であると判定すると、当該状態が予め設定された所定時間継続したか否かを判定する。測定部５２１は、実効値と平均値の差が第一所定値以下である状態が所定時間継続した場合、ＣＴ配線２の断線又は短絡と判定する。   The measurement part 521 of 2nd embodiment receives the signal from the current detection circuit 51 like 1st embodiment, and measures the electric current which flows into the commercial power supply system Z which is a detection target. The measurement unit 521 calculates a difference between the effective value and the average value, and determines whether or not the difference is equal to or less than a first predetermined value set in advance. And if the measurement part 521 determines with the difference of an effective value and an average value being below a 1st predetermined value, it will determine whether the said state continued for the preset predetermined time. The measurement unit 521 determines that the CT wiring 2 is disconnected or short-circuited when a state where the difference between the effective value and the average value is equal to or less than the first predetermined value continues for a predetermined time.

第二実施形態の測定部５２１は、実効値と平均値の少なくとも一方が第二所定値以上変化したか否かを判定することなく、ＣＴ配線２の断線等を判定する。第二実施形態の発電システムによれば、電流検出回路５１の出力が基準からオフセットしているか否かに関わらず、すなわち電流検出回路５１の構成に関わらず、断線等を検出することができる。ただし、断線検出精度は、実効値と平均値の変化を見ている分、第二実施形態より第一実施形態のほうが優れている。また、第一実施形態同様、第二実施形態でも、所定時間を長く設定することで検出精度を向上させることができる。   The measurement unit 521 of the second embodiment determines the disconnection or the like of the CT wiring 2 without determining whether at least one of the effective value and the average value has changed by a second predetermined value or more. According to the power generation system of the second embodiment, disconnection or the like can be detected regardless of whether the output of the current detection circuit 51 is offset from the reference, that is, regardless of the configuration of the current detection circuit 51. However, the disconnection detection accuracy is better in the first embodiment than in the second embodiment because the change in effective value and average value is observed. As in the first embodiment, in the second embodiment, the detection accuracy can be improved by setting the predetermined time longer.

＜その他変形態様＞
本発明は、上記実施形態に限られない。例えば、電流検出回路５１は、抵抗と増幅器で構成されるものに限らず、トランスにより電流を変換するものでも良い。この場合、変流器１からＣＴ配線２を介して入力された電流信号は、電流検出回路５１（トランス）で異なる電流値に変換される。変換された電流信号が測定部５２１に入力され、測定部が電流信号に基づいて実効値及び平均値を算出する。この場合であっても、上記実施形態と同様の効果が発揮される。 <Other variations>
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, the current detection circuit 51 is not limited to a resistor and an amplifier, and may convert a current with a transformer. In this case, the current signal input from the current transformer 1 via the CT wiring 2 is converted into a different current value by the current detection circuit 51 (transformer). The converted current signal is input to the measurement unit 521, and the measurement unit calculates an effective value and an average value based on the current signal. Even in this case, the same effect as that of the above embodiment is exhibited.

また、発電装置３は、液体燃料で作動するエンジンを用いるものや燃料電池を用いるものでも良い。また、発電装置３は、燃料（ガスや液体燃料）が供給されて発電するものに限らず、太陽光発電等、自然エネルギーにより発電するものでも良い。ただし、現状の日本では燃料を使った発電装置による発電電力は、電力会社で買い取られない。したがって、本発明は、断線検出によって逆潮流及び非効率的な発電を抑制する点において、燃料が供給されて発電する発電装置に対して特に有効となる。また、コージェネレーション装置のように、商用電源系統の電流値又は消費電力に応じて発電を制御するものでは、ＣＴ配線２の断線の高精度な検出が求められており、さらに非効率的な発電の抑制やシステム自体のコスト削減が求められている。これらの点においても本発明は有効となる。   Further, the power generation device 3 may be one using an engine operating with liquid fuel or one using a fuel cell. In addition, the power generation device 3 is not limited to one that generates power by being supplied with fuel (gas or liquid fuel), but may be one that generates power using natural energy, such as solar power generation. However, in the current Japan, the power generated by the power generator using fuel cannot be purchased by electric power companies. Therefore, the present invention is particularly effective for a power generation apparatus that generates power by supplying fuel in that it suppresses reverse power flow and inefficient power generation by detecting disconnection. Moreover, in the case of controlling power generation according to the current value or power consumption of the commercial power supply system, such as a cogeneration device, highly accurate detection of disconnection of the CT wiring 2 is required, and further inefficient power generation. Control and cost reduction of the system itself are required. The present invention is also effective in these respects.

また、測定部５２１は、第二所定値以上の変化と共に、あるいは第二所定値以上の変化に代えて、実効値と平均値が共に第三所定値以上変化したか否かを判定しても良い。図４及び図５に示すように、ＣＴ配線２の断線等が発生した場合、実効値と平均値の両方が変化している。これを測定部５２１の断線判定要素として利用することも可能である。これによっても、断線判定精度を向上させることができる。逆電力継電器（ＲＰＲ）や不足電力継電器（ＵＰＲ）を備えるシステムにも有効である。なお、最大誤差は、回路の誤差範囲を意味するものであり、瞬間的な異常値は除いて設定することができる。   In addition, the measurement unit 521 may determine whether both the effective value and the average value have changed more than the third predetermined value together with the change of the second predetermined value or more, or instead of the change of the second predetermined value or more. good. As shown in FIGS. 4 and 5, when the CT wiring 2 is disconnected, both the effective value and the average value are changed. It is also possible to use this as a disconnection determination element of the measurement unit 521. Also by this, the disconnection determination accuracy can be improved. It is also effective for a system including a reverse power relay (RPR) and an underpower relay (UPR). The maximum error means an error range of the circuit, and can be set by excluding an instantaneous abnormal value.

１：変流器、 ２：ＣＴ配線（配線）、 ３：発電装置、 ３１：エンジン、
３２：発電機、 ３３：インバータ、 ４：熱回路、 ５：電子制御ユニット、
５１：電流検出回路、 ５１１、５１２：オペアンプ、
５１３〜５１５：シャント抵抗、 ５１６、５１７：電源、
５２：マイコン、 ５２１：測定部、 ５２２：制御部、 Ｚ：商用電源系統 1: current transformer 2: CT wiring (wiring) 3: power generation device 31: engine
32: Generator, 33: Inverter, 4: Thermal circuit, 5: Electronic control unit,
51: current detection circuit, 511, 512: operational amplifier,
513-515: Shunt resistance, 516, 517: Power supply,
52: Microcomputer, 521: Measurement unit, 522: Control unit, Z: Commercial power supply system

Claims (4)

発電電力が商用電源系統に連系される発電装置と、
前記商用電源系統に対して設置される変流器と、
前記変流器からの電流信号を受信して当該電流信号を電圧信号又は前記電流信号と異なる電流信号に変換する電流検出回路、前記電流検出回路からの信号を受信して前記商用電源系統に流れる電流を測定する測定部、及び前記測定部の測定結果に応じて前記発電装置の発電電力を制御する制御部を有する電子制御ユニットと、
前記変流器と前記電子制御ユニットを接続するＣＴ配線と、
を備える発電システムであって、
前記電流検出回路は、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していない状態での前記商用電源系統の最小負荷時において、実効値と平均値との差が前記測定部の測定結果における最大誤差よりも大きい交流信号を出力し、
前記測定部は、前記電流検出回路から受信した交流信号の実効値及び平均値を算出し、算出した実効値と平均値との差が第一所定値以下である状態が所定時間継続した場合に、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していると判定し、
前記第一所定値は、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していない状態での前記商用電源系統の最小負荷時における実効値と平均値との差未満に設定されている発電システム。 A power generator connected to a commercial power system, and
A current transformer installed for the commercial power supply system;
A current detection circuit that receives a current signal from the current transformer and converts the current signal into a voltage signal or a current signal different from the current signal; receives a signal from the current detection circuit and flows to the commercial power supply system An electronic control unit having a measurement unit for measuring current, and a control unit for controlling the generated power of the power generation device according to the measurement result of the measurement unit;
CT wiring connecting the current transformer and the electronic control unit;
A power generation system comprising:
In the current detection circuit, the difference between the effective value and the average value is larger than the maximum error in the measurement result of the measurement unit at the minimum load of the commercial power supply system when the CT wiring is not disconnected or short-circuited. Output AC signal,
The measurement unit calculates an effective value and an average value of the AC signal received from the current detection circuit, and a state where a difference between the calculated effective value and the average value is equal to or less than a first predetermined value continues for a predetermined time. , Determine that the CT wiring is disconnected or short-circuited,
The power generation system in which the first predetermined value is set to be less than a difference between an effective value and an average value at a minimum load of the commercial power supply system in a state where the CT wiring is not disconnected or short-circuited. 請求項１において、
前記電流検出回路は、シャント抵抗及びオペアンプを有する発電システム。 In claim 1,
The current detection circuit is a power generation system having a shunt resistor and an operational amplifier. 請求項１又は２において、
前記電流検出回路は、基準電位からオフセットした値が振幅の中心となる交流信号を出力し、
前記測定部は、算出した実効値及び平均値の少なくとも一方が第二所定値以上変化し、且つ前記実効値と前記平均値との差が第一所定値以下である場合、前記実効値と前記平均値との差が第一所定値以下である状態が所定時間継続すると、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していると判定する発電システム。 In claim 1 or 2,
The current detection circuit outputs an AC signal whose value is offset from a reference potential and whose amplitude is the center,
When at least one of the calculated effective value and the average value changes by a second predetermined value or more, and the difference between the effective value and the average value is equal to or less than a first predetermined value, the measurement unit, A power generation system that determines that the CT wiring is disconnected or short-circuited when a state in which a difference from an average value is equal to or less than a first predetermined value continues for a predetermined time. 請求項１〜３のうちの一項において、
前記測定部は、さらに前記実効値と前記平均値が共に第三所定値以上変化した場合に、前記ＣＴ配線が断線又は短絡していると判定する発電システム。 In one of Claims 1-3,
The measuring unit further determines that the CT wiring is disconnected or short-circuited when both the effective value and the average value change by a third predetermined value or more.
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