JP2020018028A

JP2020018028A - 電源システム

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Publication number: JP2020018028A
Application number: JP2018137408A
Authority: JP
Inventors: 西村　荘治; Shoji Nishimura; 荘治西村
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2018-07-23
Filing date: 2018-07-23
Publication date: 2020-01-30

Abstract

【課題】常時商用給電方式の無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立する電源システムにおいて、単独運転検出のための専用の電力変換装置を不要にする。【解決手段】常時商用給電方式の無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源２を用いて両立する電源システム１００であって、分散型電源２は、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号を発生させるものであり、商用電力系統１０の電圧及び周波数に対する連系保護要素の不動作領域の範囲に対して耐量を有する。【選択図】図１

Description

本発明は、電源システムに関するものである。

電源システムは、停電や瞬時電圧低下（以下、瞬低とも言う。）に対して、商用電力系統から解列して重要負荷を補償する無停電電源システムと、蓄電池を充放電させることによって、ピークカット／ピークシフトなどの負荷平準化を実現する分散型電源システムとに分類される。

近年、蓄電池の高性能化等により、特に大容量（５００ｋＷ容量クラス以上）の蓄電池システムにおいて、無停電電源機能及び負荷平準化機能を両立するものが考えられつつある。例えば、特許文献１に示すように、無停電電源機能及び負荷平準化機能を両立した二次電池システムが考えられている。このシステムは、停電や瞬低に対しては解列して重要負荷に電力を供給するように構成されている。

ところで、商用電力系統に連系される分散型電源が増大しており、瞬低時にそれらの分散型電源を一斉に解列してしまうと、商用電力系統全体の電圧や周波数の維持に大きな影響を与える可能性がある。このため、瞬低時においても分散型電源を商用電力系統から解列することなく継続運転することが求められている（事故時運転継続（ＦＲＴ）要件）。

しかしながら、上述した電源システムでは、瞬低時に解列しているので、ＦＲＴ要件を満たすことができない。また、特許文献２に示すように、電源システムにおいて無停電電源用途の蓄電池と負荷平準化用途の蓄電池とを用いて個別に各機能を発揮するシステムとすることも考えられるが、コスト及びサイズが増大してしまう。さらに、また、負荷平準化で逆潮流有りとする場合には、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号発生用の電力変換装置が別に必要となってしまい、この追加により高価となってしまう。

特許第３４０２８８６号公報特開２００４−２８９９８０号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、常時商用給電方式の無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立する電源システムにおいて、単独運転を検出するための能動信号を生成する専用の電力変換装置を不要にすることをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る電源システムは、商用電力系統と重要負荷との間に設けられ、前記重要負荷に電力を供給する電源システムであって、前記商用電力系統から前記重要負荷に給電するための電力線に接続された分散型電源と、前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する切替スイッチと、前記電力線において前記切替スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、前記切替スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、前記系統側電圧検出部の検出電圧から前記商用電力系統側の系統異常を検出する系統異常検出部と、前記系統異常検出部により検出された系統異常に基づいて前記切替スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する制御部とを備え、前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源が逆潮流を含む運転を継続するものであり、前記分散型電源は、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号を発生させるものであり、前記商用電力系統の電圧及び周波数に対する連系保護要素の不動作領域の範囲に対して耐量を有することを特徴とする。
ここで、系統連系保護要素の不動作領域とは、単独運転の局限化のための保護要素である過電圧（ＯＶ）、不足電圧（ＵＶ）、過周波数（ＯＦ）、不足周波数（ＵＦ）の不動作領域である。

このような電源システムであれば、電力線において分散型電源よりも商用電力系統側に切替スイッチを設けるとともに、当該切替スイッチに対してインピーダンス素子を並列接続しており、系統異常検出部により検出された系統異常に基づいて切替スイッチを開放するので、系統異常においても需要側設備はインピーダンス素子を介して商用電力系統と連系された状態となる。
そして本発明では、瞬時電圧低下及び周波数変動を含む系統異常に対して需要側設備はインピーダンス素子を介して商用電力系統と連系された状態となり、分散型電源のＦＲＴ要件を満たしつつ、系統異常時における重要負荷への電圧低下及び周波数変動を防止することができる。その結果、ＦＲＴ要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立することができる。
特に本発明では、分散型電源は、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号を発生させるので、能動信号を生成する専用の電力変換装置を不要にすることができる。その結果、逆潮流有りの分散型電源機能と重要負荷への無停電電源機能との両立を費用や設置場所を抑えつつ実現することができる。
また、分散型電源は、商用電力系統の電圧及び周波数に対する連系保護要素の不動作領域の範囲に対して耐量を有するので、分散型電源の逆潮流を含む動作を安定して行うことができる。

前記分散型電源は、前記商用電力系統の周波数に対する前記不動作領域の範囲において、ステップ状又はランプ状の変化に対して耐量を有することが望ましい。

前記制御部は、前記重要負荷又は前記分散型電源の前記系統異常への耐量が所定の整定範囲を満たさない場合において、前記系統異常検出部により検出された系統異常が、前記重要負荷又は前記分散型電源の前記系統異常への耐量以上であり且つ前記所定の整定範囲内に含まれる場合に、前記切替スイッチを開放することが望ましい。

前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源を前記重要負荷又は前記分散型電源の系統異常への耐量の小さい方の範囲内で逆潮流を含む運転を継続することが望ましい。

このように構成した本発明によれば、常時商用給電方式の無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立する電源システムにおいて、単独運転検出のための専用の電力変換装置を不要にすることができる。

本実施形態の無停電電源装置の構成を示す模式図である。単独運転の局限化のための保護要素の不動作領域を示す図である。同実施形態の連系規程保護要素における動作状態の一覧を示す表である。同実施形態のＦＲＴ要件における動作状態の一覧を示す表である。同実施形態の系統全体のシミュレーションモデルを示す図である。同実施形態の分散型電源のシミュレーションモデルを示す図である。単独運転発生時に保護要素の不動作領域に入った場合の電圧変化を示すシミュレーション結果である。単独運転発生時に保護要素の不動作領域に入った場合の周波数変化を示すシミュレーション結果である。能動信号の変形例及びその際の周波数変動を示すシミュレーション結果である。単独運転発生時に保護要素の動作領域に入った場合（ＵＶ要素の動作範囲に入った場合）の電圧変化を示すシミュレーション結果である。単独運転発生時に保護要素の動作領域に入った場合（ＵＶ要素の動作範囲に入った場合）の周波数変化を示すシミュレーション結果である。

以下に、本発明に係る電源システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態の電源システム１００は、図１に示すように、商用電力系統１０と重要負荷３０との間に設けられ、商用電力系統１０の異常時に重要負荷３０に電力を供給する無停電電源システムとしての機能（無停電電源機能）と、商用電力系統に対して順潮流及び逆潮流することで負荷平準化する分散型電源システムとしての機能（負荷平準化機能）を発揮するものである。

ここで、商用電力系統１０は、電力会社（電気事業者）の電力供給網であり、発電所、送電系統及び配電系統を有するものである。また、重要負荷２０は、停電や瞬低などの系統異常時においても電力を安定して供給すべき負荷であり、図１では１つであるが、複数あっても良い。

具体的に電源システム１００は、分散型電源２と、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とを接続する切替スイッチ３と、切替スイッチ３に並列接続されたインピーダンス素子４と、切替スイッチ３よりも商用電力系統１０側の電圧を検出する系統側電圧検出部５と、系統側電圧検出部５の検出電圧から系統異常を検出する系統異常検出部６と、系統異常検出部６の検出信号により切替スイッチ３を開放する第１制御部７とを備えている。

分散型電源２は、商用電力系統１０から重要負荷３０に給電するための電力線Ｌ１に接続されている。この分散型電源２は、商用電力系統１０に連系されるものであり、例えば太陽光発電や燃料電池などの直流発電設備２１ａと電力変換装置２２とを有するもの、二次電池（蓄電池）などの電力貯蔵装置（蓄電デバイス）２１ｂと電力変換装置２２とを有するもの、風力発電やマイクロガスタービンなどの交流で出力された電気エネルギを直流に整流したうえで、電力変換装置を用いて系統連系をされる発電設備（不図示）、又は、同期発電機や誘導発電機などの交流発電設備２１ｃである。なお、電源システム１００は、少なくとも電力貯蔵装置２１ｂを備えており、その他上記何れか分散型電源２を有するものであっても良い。

切替スイッチ３は、電力線Ｌ１において分散型電源２の接続点よりも商用電力系統１０側に設けられて電力線Ｌ１を開閉するものであり、例えば半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチなどの高速切り替えが可能な切替スイッチを用いることができる。例えば半導体スイッチを用いた場合には、切替時間を２ミリ秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断することができる。また、ハイブリッドスイッチを用いた場合には、切替時間を２ミリ秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断できるだけでなく、通電損失をゼロにすることができる。なお、この切替スイッチ３は、第１制御部７により開閉制御される。

インピーダンス素子４は、前記電力線Ｌ１において切替スイッチ３に並列接続されたものであり、本実施形態では、限流リアクトルである。

系統側電圧検出部５は、電力線Ｌ１において切替スイッチ３よりも商用電力系統１０側の電圧を、計器用変圧器５１を介して検出するものである。具体的に系統側電圧検出部５は、切替スイッチ３及びインピーダンス素子４からなる並列回路よりも商用電力系統１０側に計器用変圧器５１を介して接続されている。

系統異常検出部６は、系統側電圧検出部５により検出された検出電圧から、切替スイッチ３よりも商用電力系統１０側の各系統異常を検出するものである。本実施形態の系統異常は、瞬低を含む電圧低下、電圧上昇、周波数変動、位相変動、電圧不平衡、異常高調波、フリッカである。

このため、系統異常検出部６は、瞬低を含む電圧低下を検出する電圧低下検出部６１と、周波数変動を検出する周波数変動検出部６２とを有する。

電圧低下検出部６１は、系統側電圧検出部５の検出電圧と所定の整定値とを比較することにより電圧低下を検出するものである。ここで、電圧低下を検出するための整定値は、瞬低を検出するための電圧値であり、例えば残電圧２０％である。

周波数変動検出部６２は、系統側電圧検出部５の検出電圧から周波数変動（周波数上昇（ＯＦ）、周波数低下（ＵＦ））を検出するものである。なお、周波数変動は、例えばステップ上昇や、ランプ上昇・下降である。

第１制御部７は、系統異常検出部６により検出された各検出信号に基づいて、切替スイッチ３に制御信号を出力して切替スイッチ３を開放するものである。本実施形態の第１制御部７は、各検出部６１、６２からの検出信号を受け付けて何れか１つの検出信号が条件（ＯＲ条件）を満たす場合に、切替スイッチ３を開放する。

具体的に第１制御部７は、重要負荷３０又は分散型電源２の瞬低耐量が所定の整定範囲を満たさない場合において、電圧低下検出部６１により検出された瞬低が瞬低耐量以上であり且つ、所定の整定範囲内に含まれる場合に切替スイッチ３を開放する。これにより、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とはインピーダンス素子４を介して接続された状態となる。この状態で、分散型電源２は逆潮流を含む運転を継続する。

また、第１制御部７は、重要負荷３０又は分散型電源２の周波数変動耐量が所定の整定範囲を満たさない場合において、周波数変動検出部６２により検出された周波数変動が周波数変動耐量以上であり、且つ所定の整定範囲内に含まれる場合に切替スイッチ３を開放する、これにより、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とはインピーダンス素子４を介して接続された状態となる。この状態で、分散型電源２は逆潮流を含む運転を継続する。

本実施形態の電源システム１００は、系統連系保護機能を有している。具体的に電源システム１００は、単独運転の局限化のための保護要素を検出して、受電点スイッチ（解列用スイッチ）８を開放して解列する。単独運転の局限化のための保護要素としては、過電圧（ＯＶ）、不足電圧（ＵＶ）、周波数上昇（ＯＦ）及び周波数低下（ＵＦ）である。

なお、受電点スイッチ８は、例えば機械式スイッチであり、電力線Ｌ１において分散型電源２よりも商用電力系統１０側に設けられている。また、本実施形態の電源システム１００では、電力線Ｌ１において受電点スイッチ８よりも商用電力系統１０側の電圧を検出する受電点電圧検出部９が設けられている。

具体的には、電源システム１００は、系統側電圧検出部５により検出された検出電圧から過電圧及び不足電圧を検出して解列するか否かを判定するＯＶ・ＵＶ解列判定部１１１と、前記検出電圧から周波数上昇及び周波数低下を検出して解列するか否かを判定するＯＦ・ＵＦ解列判定部１１２と、商用電力系統に注入される能動信号（外乱信号）を検出して分散型電源２の単独運転を能動的方式により検出するための能動的方式解列判定部１１３と、商用電力系統の電圧や周波数を検出して分散型電源２の単独運転を受動的方式により検出するための受動的方式解列判定部１１４とを有している。

また、電源システム１００は、それらの解列判定部１１１〜１１４からの各判定信号に基づいて、受電点スイッチ８に制御信号を出力して受電点スイッチ８を開放する第２制御部１２を有している。本実施形態の第２制御部１２は、各解列判定部１１１〜１１４からの判定信号を受け付けて何れか１つの判定信号が条件（ＯＲ条件）を満たす場合に、受電点スイッチ８を開放する。なお、本実施形態では、さらに地絡異常等の線間電圧以外の要素を使用する解列要素検出部からの検出信号も受電点スイッチ８の開閉制御に用いられる。

そして、本実施形態の分散型電源２は、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号（外乱信号）を生成して商用電力系統に注入する。なお、能動的方式としては、周波数シフト方式、有効電力変動方式又は無効電力変動方式が考えられる。

具体的には各分散型電源２に設けられたパワーコンディショナーである電力変換装置２２が能動信号を生成する機能を有する。この能動信号による検出電圧又は周波数の変動は能動的方式解列判定部１１３により検出されて単独運転が検出される。

ここで、本実施形態では、複数の分散型電源２を有するための各分散型電源２により生成される能動信号の同期をとるために、何れが１つの分散型電源２をマスター電源とし、その他の分散型電源２をスレーブ電源として、マスター電源からスレーブ電源に向けて能動信号の同期をとるための同期信号を送信するように構成している。

また、分散型電源２は、図２に示すように、商用電力系統の電圧及び周波数についての連系保護要素（単独運転の局限化のための保護要素（ＯＶ、ＵＶ、ＯＦ、ＵＦ））の不動作領域の範囲（図２のハッチング部分）に対して耐量を有する。

さらに、分散型電源２は、周波数変動において、単独運転の局限化のための保護要素（ＯＶ、ＵＶ、ＯＦ、ＵＦ）の不動作領域において、ステップ状又はランプ状の変化に対して耐量を有する。ここで、十分条件としては、少なくともＯＦ整定値及びＵＦ整定値へのステップ変動で継続変動時限（０．５〜１．０）の状態で耐性を有すれば十分である。これ以上のステップ変化継続は局限化のための保護要素の動作領域に入る。ランプ変化においてもＯＦ整定値、ＵＦ整定値への到達値が最も速い過酷な変化となる。

次に、各制御部７、１２の具体的な切替スイッチ３、受電点スイッチ８の開閉制御とともに分散型電源２の動作について、図３及び図４を参照して説明する。

本実施形態の電源システム１００において、各分散型電源２は、ＦＲＴ動作信号又は連系保護動作信号により連系運転モードから、電圧制御型の自立運転モードに切り替わる。

電源システム１００は、通常時には、切替スイッチ３を閉じており、分散型電源２及び重要負荷３０は切替スイッチ３を介して商用電力系統１０に接続された状態である。なお、リアクトル４は切替スイッチ３に並列接続されているが、切替スイッチ３のインピーダンスは、リアクトル４のインピーダンスよりも小さいため、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とは切替スイッチ３側で電力をやり取りする。分散型電源２による逆潮流によってピークカット・ピークシフトを実現することができる。

（Ａ）系統連系規程の連系保護要素（電圧変動、周波数変動）に対する受電点スイッチ８及び切替スイッチ３の開閉制御並びに分散型電源２の動作

（１）解列要件よりも連系保護要素の大きさ（変位）が大きい場合（図３の（１））、第２制御部１２は、時限整定値まで継続して受電点スイッチ８及び切替スイッチ３を開放する。このとき、分散型電源２は自立運転モードで運転する。なお、第２制御部１２は、受電点スイッチ８のみを開放しても良い。

（２）連系保護要素の大きさ（変位）が解列要件よりも小さい場合（図３の（２））、第２制御部１２は、受電点スイッチ８を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源２は系統連系モードで運転する。

また、第２制御部１２は、系統側電圧検出部５の検出電圧が所定の解列条件を解消し、且つ系統側電圧検出部５の検出電圧及び受電点電圧検出部９の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に受電点スイッチ８を投入するものである。ここで、同期検定条件は、例えば、分散型電源２の電圧の大きさ、周波数及び位相と商用電力系統１０の電圧の大きさ、周波数及び位相とが一致することである。

（Ｂ）系統連系規程のＦＲＴ要件に記載されている要素（瞬低及び周波数変動）に対する切替スイッチ３の開閉制御及び分散型電源２の動作

（１）分散型電源２及び重要負荷３０の系統異常耐量（瞬低耐量、周波数変動耐量）がＦＲＴ要件の範囲（所定の整定範囲）を満足する場合であって、連系保護要素の変化がＦＲＴ要件の範囲内の場合（図４の（１））、第１制御部７は、切替スイッチ３を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源２は商用電力系統１０の系統異常（瞬低、周波数変動）に追従して連系運転モードで継続運転する。

（２）分散型電源２又は重要負荷３０の少なくとも一方の系統異常耐量（瞬低耐量、周波数変動耐量）がＦＲＴ要件の範囲を満足しない場合であって、連系保護要素の変化が重要負荷３０又は分散型電源２の連系保護要素耐量のうち小さい方の連系保護要素耐量よりも小さい場合（図４の（２））、第１制御部７は、切替スイッチ３を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源２は連系保護要素の変化（電圧変動、周波数変動）に追従して連系運転モードで継続運転する。

（３）分散型電源２又は重要負荷３０の少なくとも一方の系統異常耐量（瞬低耐量、周波数変動耐量）がＦＲＴ要件の範囲を満足しない場合であって、連系保護要素の変化が、小さい方の連系保護要素耐量以上であり、且つＦＲＴ要件の範囲内の場合（図４の（３））、第１制御部７は、切替スイッチ３を開放する。そうすると、分散型電源２及び重要負荷３０はリアクトル４を介して商用電力系統１０に接続された状態となる。この状態で、分散型電源２は、重要負荷３０又は分散型電源２の系統異常耐量が小さい方の限界耐量の範囲で自立運転モードで運転継続する（図５参照）。

なお、電圧低下検出部６１及び周波数変動検出部６２は、切替スイッチ３の開閉に関係なく、商用電力系統１０の瞬低及び周波数変動を検出しており、第１制御部は、商用電力系統１０の瞬低及び周波数変動が前記小さい方の系統異常耐量（瞬低耐量、周波数変動耐量）未満になった場合に、切替スイッチ３を閉じる。

なお、上記（Ａ）及び（Ｂ）の両方の動作では、切替スイッチ３の開放が優先される。

＜本実施形態のシミュレーション＞
本シミュレーションの系統モデルは図５に示すとおりである。また、分散型電源は、図６に示すように、単独運転を検出するための能動信号として無効電力変動方式の能動信号を発生させる機能を内蔵した例である。

（ａ）単独運転発生時に局限化のための保護要素の不動作領域に入った場合（図７及び図８参照）

分散型電源２は連系保護要素の要件を順守して整定時限までは連系運転を継続する。分散型電源が、単独運転の局限化のための保護要素の不動作領域で耐性を有するため、その間の電圧ｖ_Ｌの振幅及び周波数は安定している。分散型電源及び重要負荷がＦＲＴ要件も含めて耐量を満足して電圧、周波数を維持することがわかる。

ここで、図８の周波数のステップ変化（ランプ変化の場合も同様）が分散型電源や重要負荷の耐量異常となる場合（局限化のための保護要素の不動作領域で耐量を有さない場合）には、図９に示すように、能動信号（外乱信号）のステップ変化を小さくして例えば正弦波状にすることが考えられる。このように能動信号を工夫することによって、ステップ変化の場合には周波数ｖ_Ｌが重要負荷の耐量以上となっていたものが、重要負荷の耐量を満足することになる。

（ｂ）単独運転発生時に局限化のための保護要素の動作領域に入った場合（ＵＶの動作領域に入った場合）（図１０及び図１１参照）

分散型電源２は連系保護要素の要件を順守して整定時限までは連系運転を継続する。その結果、分散型電源及び重要負荷がＦＲＴ要件も含めて耐量を満足して電圧、周波数を維持することがわかる。

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態の電源システム１００によれば、電力線Ｌ１において分散型電源２よりも商用電力系統側に切替スイッチ３を設けるとともに、当該切替スイッチ３に対してインピーダンス素子４を並列接続しており、系統異常検出部６１、６２により検出された系統異常に基づいて切替スイッチ３を開放するので、系統異常においても分散型電源２はインピーダンス素子４を介して商用電力系統１０と連系された状態となる。

そして本実施形態では、瞬時電圧低下及び周波数変動を含む系統異常に対して分散型電源２はインピーダンス素子を介して商用電力系統１０と連系された状態となり、分散型電源２のＦＲＴ要件を満たしつつ、系統異常時における重要負荷３０への電圧低下及び周波数変動を防止することができる。その結果、ＦＲＴ要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源２を用いて両立することができる。

特に本実施形態では、分散型電源２は、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号を発生させるので、能動信号を生成する専用の電力変換装置を不要にすることができる。その結果、逆潮流有りの分散型電源機能と重要負荷への無停電電源機能との両立を費用や設置場所を抑えつつ実現することができる。

また、分散型電源２は、商用電力系統１０の電圧及び周波数に対する連系保護要素の不動作領域の範囲に対して耐量を有するので、分散型電源２の逆潮流を含む動作を安定して行うことができる。

＜その他の変形実施形態＞
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。

例えば、前記実施形態では、系統異常の何れか１つが条件を満たした場合に切替スイッチを開放するものであったが、２つ以上の系統異常の組み合わせが所定の条件を満たした場合に切替スイッチを開放するようにしても良い。

また、系統異常検出部６は、瞬低を含む電圧低下及び周波数変動に加えて、電圧上昇、位相変動、電圧不平衡、異常高調波、フリッカの少なくとも１つを検出するものであっても良い。

この場合、系統異常検出部は、電圧上昇を検出する電圧上昇検出部と、位相変動を検出する位相変動検出部と、電圧不平衡を検出する電圧不平衡検出部と、異常高調波を検出する異常高調波検出部と、フリッカを検出するフリッカ検出部とを有する。

電圧上昇検出部は、系統側電圧検出部５の検出電圧と所定の整定値とを比較することにより電圧上昇を検出するものである。ここで、電圧上昇を検出するための整定値は、系統電圧に対して例えば１０７％の電圧である。

位相変動検出部は、系統側電圧検出部５の検出電圧の位相から例えば１０°の位相跳躍等の位相変動を検出するものである。

電圧不平衡検出部は、系統側電圧検出部５の検出電圧から三相間の振幅の大きさ又は位相差１２０°が異なる状態となっていることを検出するものである。

異常高調波検出部は、系統側電圧検出部５の検出電圧から高調波電圧を検出するものである。フリッカ検出部は、系統側電圧検出部５の検出電圧から電圧変動（フリッカ）を検出するものである。

そして、第１制御部７は、上記の系統異常検出部により検出されたその他の系統異常が重要負荷３０又は分散型電源２のその他の系統異常に対する耐量以上である場合に切替スイッチ３を開放する。これにより、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とはインピーダンス素子４を介して接続された状態となる。この状態で、分散型電源２は逆潮流を含む運転を継続する。

前記実施形態では、切替スイッチ３を主として制御する第１制御部７と受電点スイッチ８を主として制御する第２制御部１２とを別々に設けているが、それらを１つの制御部により構成しても良い。

また、インピーダンス素子４としてコンデンサを用いても良いし、リアクトル、抵抗又はコンデンサの何れかを組み合わせたものであっても良い。

その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・電源システム
１０・・・商用電力系統
３０・・・重要負荷
Ｌ１・・・電力線
２・・・分散型電源
３・・・切替スイッチ
４・・・インピーダンス素子
５・・・系統側電圧検出部
６・・・系統異常検出部
６１・・・電圧低下検出部
６２・・・周波数変動検出部
７・・・第１制御部
８・・・受電点スイッチ
９・・・受電点電圧検出部
１２・・・第２制御部

Claims

商用電力系統と重要負荷との間に設けられ、前記重要負荷に電力を供給する電源システムであって、
前記商用電力系統から前記重要負荷に給電するための電力線に接続された分散型電源と、
前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する切替スイッチと、
前記電力線において前記切替スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、
前記切替スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、
前記系統側電圧検出部の検出電圧から前記商用電力系統側の系統異常を検出する系統異常検出部と、
前記系統異常検出部により検出された系統異常に基づいて前記切替スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する制御部とを備え、
前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源が逆潮流を含む運転を継続するものであり、
前記分散型電源は、単独運転を能動的方式により検出するための能動信号を発生させるものであり、前記商用電力系統の電圧及び周波数に対する連系保護要素の不動作領域の範囲に対して耐量を有する、電源システム。
前記分散型電源は、前記商用電力系統の周波数に対する前記不動作領域の範囲において、ステップ状又はランプ状の変化に対して耐量を有する、請求項１記載の電源システム。
前記制御部は、前記重要負荷又は前記分散型電源の前記系統異常への耐量が所定の整定範囲を満たさない場合において、前記系統異常検出部により検出された系統異常が、前記重要負荷又は前記分散型電源の前記系統異常への耐量以上であり且つ前記所定の整定範囲内に含まれる場合に、前記切替スイッチを開放する、請求項１又は２記載の電源システム。
前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源を前記重要負荷又は前記分散型電源の系統異常への耐量の小さい方の範囲内で逆潮流を含む運転を継続する、請求項１乃至３記載の電源システム。