JP2022038062A - Power supply system using mobile body - Google Patents

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JP2022038062A JP2020142348A JP2020142348A JP2022038062A JP 2022038062 A JP2022038062 A JP 2022038062A JP 2020142348 A JP2020142348 A JP 2020142348A JP 2020142348 A JP2020142348 A JP 2020142348A JP 2022038062 A JP2022038062 A JP 2022038062A
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power supply
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弘典 柏原
Hironori Kashiwabara
吉則 河▲崎▼
Yoshinori Kawasaki
荘治 西村
Shoji Nishimura
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Nissin Electric Co Ltd
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Nissin Electric Co Ltd
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Abstract

To provide an inexpensive power supply system in which a mobile body equipped with a distributed power source is introduced into a consumer facility to perform voltage compensation operation and peak cut operation.SOLUTION: A power supply system using a mobile body 40 includes a mechanical switch 2 that opens and closes a power line L2, which is provided on the power system side of a distributed power source 1, and a capacitor 31 connected in parallel to the mechanical switch in the power line. A capacitance C of the capacitor satisfies the following equation (1). C×(V/T)>iSW (1). Here, V is a rated voltage of the power system, T is a transient time until the amount of change in the voltage across the mechanical switch becomes stable after starting to open the mechanical switch, and iSW is a breaking current flowing through the mechanical switch when the mechanical switch is opened.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、移動体を用いた電力供給システムに関するものである。 The present invention relates to a power supply system using a mobile body.

従来、特許文献１に示すように、発電機が搭載された移動電源車を用いて停電時の電力供給を行うものが考えられている。この移動電源車は、停電発生時の停電区間の配電線に接続されるとともに、発電機を運転して復旧までのバックアップを行う。 Conventionally, as shown in Patent Document 1, a mobile power supply vehicle equipped with a generator is used to supply electric power in the event of a power failure. This mobile power supply vehicle is connected to the distribution line in the power failure section when a power failure occurs, and also operates a generator to perform backup until restoration.

また、特許文献２に示すように、電気自動車を用いてピークカットを行う負荷平準化システムが考えられている。このシステムは、再生可能エネルギーの余剰電力や夜間の安価な電気を電気自動車のバッテリーに充電し、需要の増える昼間に放電することで、ピークカットによる負荷平準化を実行する。 Further, as shown in Patent Document 2, a load leveling system for performing peak cut using an electric vehicle has been considered. This system charges the battery of an electric vehicle with surplus electricity from renewable energy and cheap electricity at night, and discharges it during the daytime when demand increases, thereby performing load leveling by peak cut.

しかしながら、特許文献１の移動電源車は、停電発生後にブラックアウトスタート（ＢＯＳ）で発電機を起動して電力を供給するものであり、瞬時電圧低下時や停電発生時の無瞬断でのバックアップには対応していない。また、特許文献２の負荷平準化システムでは、負荷に対する瞬時電圧低下や停電に対応することができない。 However, the mobile power supply vehicle of Patent Document 1 starts a generator with a blackout start (BOS) to supply electric power after a power failure occurs, and backs up without a momentary interruption when a momentary voltage drop or a power failure occurs. Does not correspond to. Further, the load leveling system of Patent Document 2 cannot cope with an instantaneous voltage drop or a power failure with respect to the load.

特開平７－２３１５７９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 7-231579 特開２００７－２８２３８３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-282383

一方、本願発明者は、分散型電源が搭載された移動体を用いて、電力系統の電圧異常を補償する電圧補償動作及び電力系統に対する需要家設備の消費電力を抑制するピークカット動作を行う電力供給システムを考えている。この移動体を用いた電力供給システムでは、各動作の始動を高速で行いつつも、できるだけコストの増大を抑えることが望まれている。 On the other hand, the inventor of the present application uses a mobile body equipped with a distributed power source to perform a voltage compensation operation for compensating for a voltage abnormality in the power system and a peak cut operation for suppressing the power consumption of consumer equipment for the power system. I'm thinking about a supply system. In the power supply system using this mobile body, it is desired to suppress the increase in cost as much as possible while starting each operation at high speed.

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、需要家設備に移動体を導入して電圧補償動作及びピークカット動作を行う電力供給システムを安価で提供することをその主たる課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main problem is to provide an inexpensive power supply system that performs voltage compensation operation and peak cut operation by introducing a moving body into consumer equipment. Is to be.

すなわち本発明に係る移動体を用いた電力供給システムは、電力系統から給電される負荷を有する需要家設備に分散型電源が搭載された移動体を導入し、前記分散型電源を用いてピークカット動作及び電圧補償動作を行うものであって、前記移動体が、前記需要家設備において前記電力系統側に一端が接続され、前記負荷側に他端が接続される電力線と、前記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電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する機械式スイッチと、前記電力線において前記機械式スイッチに並列接続されたコンデンサとを備え、前記コンデンサは、その静電容量Ｃが以下の（１）式を満足するものであることを特徴とする。
Ｃ×（Ｖ／Ｔ）＞ｉＳＷ （１）
ここで、Ｖは前記電力系統の定格電圧、Ｔは前記機械式スイッチの開放を開始してから、当該機械式スイッチの両端電圧の変化量が安定するまでの時間である過渡時間、ｉＳＷは前記機械式スイッチの開放時に前記機械式スイッチに流れる遮断電流である。 That is, in the power supply system using the mobile body according to the present invention, the mobile body in which the distributed power source is mounted in the consumer equipment having the load supplied from the power system is introduced, and the peak cut is performed by using the distributed power source. The moving body is connected to a power line in which one end is connected to the power system side and the other end is connected to the load side in the consumer equipment, and the power line is connected to the operation and voltage compensation operation. A distributed power supply, a mechanical switch provided on the power system side of the distributed power supply on the power line to open and close the power line, and a capacitor connected in parallel to the mechanical switch on the power line are provided. The capacitor is characterized in that its capacitance C satisfies the following equation (1).
C × (V / T)> i SW (1)
Here, V is the rated voltage of the power system, T is the transient time that is the time from the start of opening of the mechanical switch to the stabilization of the amount of change in the voltage across the mechanical switch, and iSW is. This is the breaking current that flows through the mechanical switch when the mechanical switch is opened.

このような本発明であれば、例えば需要家設備の受電電圧がデマンド規制値に到達した場合には、移動体の分散型電源を動作させることで、瞬時にピークカット動作を開始することができる。
また、例えば電力系統において瞬時電圧低下などの系統異常が生じた場合には、機械式スイッチを開放するとともに、移動体の分散型電源から負荷への電力の供給を開始することで、電圧補償動作を瞬時に開始することができる。この時、電力系統と分散型電源とは、機械式スイッチに並列接続されたコンデンサを介して接続された状態となり、電力系統からの電流はコンデンサによって限流されるため、潮流は殆ど発生しない。
ここで、機械式スイッチに並列接続されたコンデンサは、そのインピーダンスが機械式スイッチのアーク抵抗よりも小さくなるようにしているので、機械式スイッチの開放時に、アークを生じさせることなくコンデンサに転流及び限流させることができる。そのため、電力系統の異常が検出された場合には、機械式スイッチをゼロ点関係なく高速に遮断することができ、高圧・特別高圧のような高電圧環境下でも、高価な半導体スイッチを用いることなく、安価な機械式スイッチを遮断器として使用することができる。
これにより、需要家設備に移動体を導入して電圧補償動作及びピークカット動作を行う電力供給システムを安価で提供することができる。 According to the present invention, for example, when the received voltage of the consumer equipment reaches the demand regulation value, the peak cut operation can be started instantly by operating the distributed power source of the mobile body. ..
In addition, when a system abnormality such as an instantaneous voltage drop occurs in the power system, for example, the mechanical switch is opened and the power supply from the distributed power source of the mobile body to the load is started to perform voltage compensation operation. Can be started instantly. At this time, the power system and the distributed power source are connected via a capacitor connected in parallel to the mechanical switch, and the current from the power system is limited by the capacitor, so that almost no power flow is generated.
Here, since the impedance of the capacitor connected in parallel to the mechanical switch is set to be smaller than the arc resistance of the mechanical switch, when the mechanical switch is opened, it is commutated to the capacitor without causing an arc. And can be limited. Therefore, when an abnormality in the power system is detected, the mechanical switch can be shut off at high speed regardless of the zero point, and an expensive semiconductor switch should be used even in a high voltage environment such as high voltage or extra high voltage. Instead, an inexpensive mechanical switch can be used as a circuit breaker.
As a result, it is possible to provide an inexpensive power supply system in which a mobile body is introduced into a consumer facility to perform a voltage compensation operation and a peak cut operation.

前記移動体を用いた電力供給システムの具体的態様としては、前記需要家設備が、前記電力系統と前記負荷とを遮断する遮断器を有するとともに、前記移動体の電力線が接続される接続ユニットを有しており、前記移動体の電力線は、前記接続ユニットにおいて、前記遮断器よりも前記電力系統側に前記一端が接続され、前記遮断器よりも前記負荷側に前記他端が接続されるものを挙げることができる。 As a specific embodiment of the power supply system using the mobile body, the consumer equipment has a circuit breaker that cuts off the power system and the load, and a connection unit to which the power line of the mobile body is connected. The power line of the moving body has one end connected to the power system side of the circuit breaker and the other end connected to the load side of the circuit breaker in the connection unit. Can be mentioned.

前記移動体を用いた電力供給システムの動作の具体的態様としては、前記ピークカット動作を行う場合に、前記分散型電源と前記電力系統とが前記機械式スイッチを介して接続された状態で前記分散型電源を運転させ、前記補償動作を行う場合に、前記機械式スイッチを開放するとともに、前記分散型電源から前記負荷への電力の供給を開始するものが挙げられる。 As a specific embodiment of the operation of the power supply system using the mobile body, when the peak cut operation is performed, the distributed power source and the power system are connected to each other via the mechanical switch. When the distributed power source is operated and the compensation operation is performed, the mechanical switch is opened and the power supply from the distributed power source to the load is started.

このように構成した本発明によれば、需要家設備に移動体を導入して電圧補償動作及びピークカット動作を行う電力供給システムを安価で提供することができる。 According to the present invention configured as described above, it is possible to provide an inexpensive power supply system in which a mobile body is introduced into a consumer facility to perform a voltage compensation operation and a peak cut operation.

本実施形態に係る移動体を用いた電力供給システムの構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the power supply system using the mobile body which concerns on this embodiment. 同実施形態における移動体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the moving body in the same embodiment. 転流回路がない場合における電流遮断時の動作波形の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the operation waveform at the time of current cutoff when there is no commutation circuit. 同実施形態における移動体に搭載された分散型電源の動作内容を示す図である。It is a figure which shows the operation content of the distributed power source mounted on the moving body in the same embodiment. 他の実施形態における移動体の構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the structure of the moving body in another embodiment.

以下に、本発明に係る移動体を用いた電力供給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。 Hereinafter, an embodiment of a power supply system using a mobile body according to the present invention will be described with reference to the drawings.

本実施形態の移動体を用いた電力供給システム１００は、図１に示すように、電力系統１０から給電される負荷２０を有する需要家設備３０に、分散型電源１が搭載された移動体４０を導入し、この分散型電源１を用いて、電力系統１０に対する需要家設備３０の消費電力を抑制するピークカット動作及び電力系統１０の電圧異常を補償する電圧補償動作を行うものである。 As shown in FIG. 1, in the power supply system 100 using the mobile body of the present embodiment, the mobile body 40 in which the distributed power source 1 is mounted on the consumer equipment 30 having the load 20 supplied from the power system 10. Is introduced, and the distributed power source 1 is used to perform a peak cut operation for suppressing the power consumption of the consumer equipment 30 with respect to the power system 10 and a voltage compensation operation for compensating for a voltage abnormality in the power system 10.

需要家設備３０には、移動体４０に搭載された分散型電源１が接続される接続ユニット５０が設けられている。この接続ユニット５０は、一端が電力系統１０側に接続されるとともに他端が負荷２０側に接続される需要家側電力線Ｌ１を有しており、当該需要家側電力線Ｌ１には、電力系統１０と負荷２０とを遮断するために遮断器５０ａが設けられている。なお移動体４０の分散型電源１が接続ユニット５０に接続されている間、遮断器５０ａは開放している。 The consumer equipment 30 is provided with a connection unit 50 to which the distributed power source 1 mounted on the mobile body 40 is connected. The connection unit 50 has a consumer-side power line L1 having one end connected to the power system 10 side and the other end connected to the load 20 side, and the consumer-side power line L1 has a power system 10. A circuit breaker 50a is provided to cut off the load 20 and the load 20. The circuit breaker 50a is open while the distributed power source 1 of the mobile body 40 is connected to the connection unit 50.

移動体４０は、コンテナ４０ａを備えた、例えば貨物自動車（トラック）等の自動車である。具体的に移動体４０は、図２に示すように、需要家側電力線Ｌ１に接続される電力線Ｌ２と、分散型電源１と、電力線Ｌ２を開閉する開閉スイッチ２と、開閉スイッチ２に並列接続された転流回路３と、開閉スイッチ２よりも電力系統１０側に設けられた解列スイッチ５と、開閉スイッチ２よりも電力系統１０側の電圧を検出する系統側電圧検出部６と、系統側電圧検出部６の検出電圧により電力系統１０の電圧異常を検出する系統異常検出部７と、分散型電源１による給電を制御する制御部８とを備えている。 The mobile body 40 is an automobile such as a freight vehicle (truck) provided with a container 40a. Specifically, as shown in FIG. 2, the mobile body 40 is connected in parallel to the power line L2 connected to the consumer side power line L1, the distributed power supply 1, the open / close switch 2 for opening / closing the power line L2, and the open / close switch 2. The commutation circuit 3 is provided, the disconnection switch 5 provided on the power system 10 side of the open / close switch 2, the system side voltage detection unit 6 for detecting the voltage on the power system 10 side of the open / close switch 2, and the system. It includes a system abnormality detection unit 7 that detects a voltage abnormality in the power system 10 by the detection voltage of the side voltage detection unit 6, and a control unit 8 that controls power supply by the distributed power supply 1.

電力線Ｌ２は、電力系統１０と負荷２０との間を接続するものであり、需要家側電力線Ｌ１において、その一端が遮断器５０ａよりも電力系統１０側に接続され、その他端が遮断器５０ａよりも負荷２０側に接続されるように構成されている。この電力線Ｌ２は、端部に設けられたパンタグラフ等を介して需要家側電力線Ｌ１に着脱可能に接続される。 The power line L2 connects between the power system 10 and the load 20, and in the consumer side power line L1, one end thereof is connected to the power system 10 side of the circuit breaker 50a, and the other end is connected to the circuit breaker 50a. Is also configured to be connected to the load 20 side. The power line L2 is detachably connected to the consumer side power line L1 via a pantograph or the like provided at the end.

分散型電源１は、電力線Ｌ２に接続されている。この分散型電源１は、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１１、二次電池（蓄電池）等の電力貯蔵装置（蓄電デバイス）１２、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ー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等の交流発電設備１３である。直流発電設備１１及び電力貯蔵装置（蓄電デバイス）１２は、ＡＣ／ＤＣ変換器１４を介して電力線Ｌ２に接続されている。なお、移動体４０は、少なくとも電力貯蔵装置１２を備えており、その他上記何れかの分散型電源１を有するものであってもよい。また、移動体４０が電気自動車（ＥＶ）又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ）、燃料電池車の場合には、それらに搭載された蓄電池を分散型電源１として用いてもよい。 The distributed power source 1 is connected to the power line L2. The distributed power source 1 is connected to the power system 10, for example, a DC power generation facility 11 such as solar power generation or a fuel cell, a power storage device (storage device) 12 such as a secondary battery (storage battery), and the like. Power generation equipment (not shown) that is connected to the grid using a power converter after rectifying the electrical energy output from AC such as wind power generation and micro gas turbine to DC, or synchronous generator or induction generator. Etc. 13 for AC power generation equipment. The DC power generation facility 11 and the power storage device (storage device) 12 are connected to the power line L2 via the AC / DC converter 14. The mobile body 40 may include at least an energy storage device 12, and may also have any of the above-mentioned distributed power sources 1. When the moving body 40 is an electric vehicle (EV), a plug-in hybrid vehicle (PHV), or a fuel cell vehicle, the storage battery mounted on them may be used as the distributed power source 1.

開閉スイッチ２は、電力系統１０と分散型電源１及び負荷２０とを接続するものであり、電力線Ｌ２において分散型電源１の接続点よりも電力系統１０側に設けられている。この開閉スイッチ２は、具体的には機械式スイッチ（以下、機械式スイッチ２ともいう）である。この機械式スイッチ２は、制御部８から送信される信号に応じて、所定の開極時間で開閉駆動されるように構成されている。 The open / close switch 2 connects the power system 10 to the distributed power source 1 and the load 20, and is provided on the power line L2 on the power system 10 side of the connection point of the distributed power source 1. Specifically, the open / close switch 2 is a mechanical switch (hereinafter, also referred to as a mechanical switch 2). The mechanical switch 2 is configured to be driven to open / close in a predetermined opening time according to a signal transmitted from the control unit 8.

転流回路３は、機械式スイッチ２を開放した際に電流が流れ込む（転流）ように構成され、これを限流させるものである。具体的にこの転流回路３は、機械式スイッチ２に対して並列接続され、互いに直列接続されているコンデンサ３１と抵抗素子３２とを備える。コンデンサ３１は、具体的には例えばフィルムコンデンサ等である。 The commutation circuit 3 is configured so that a current flows (commutation) when the mechanical switch 2 is opened, and the current is limited. Specifically, the commutation circuit 3 includes a capacitor 31 and a resistance element 32 that are connected in parallel to the mechanical switch 2 and connected in series with each other. Specifically, the capacitor 31 is, for example, a film capacitor or the like.

コンデンサ３１は、機械式スイッチ２を開放した際に、機械式スイッチ２に流れる電流を、アークを生じさせることなく瞬時に転流回路３に転流させ、機械式スイッチ２をゼロ点関係なく高速に遮断できるようにその静電容量Ｃが定められている。 When the mechanical switch 2 is opened, the capacitor 31 instantly commutates the current flowing through the mechanical switch 2 to the commutation circuit 3 without causing an arc, and causes the mechanical switch 2 to operate at high speed regardless of the zero point. The capacitance C is defined so that it can be cut off.

ここで、移動体４０が転流回路３を備えておらず、機械式スイッチ２を開放してアークが発生した場合の動作波形の一例を図３に示す。本実施形態の電力供給システム１００において、機械式スイッチ２を開放時にアークを生じさせることなく転流回路３に電流を転流させるには、転流回路３の抵抗が図３に示すアーク抵抗Ｒａｒｋの最小値（遮断電流ｉｓｗが最大時）よりも小さくなるように、抵抗３２を決定する必要がある。 Here, FIG. 3 shows an example of an operation waveform when the moving body 40 does not have the commutation circuit 3 and the mechanical switch 2 is opened to generate an arc. In the power supply system 100 of the present embodiment, in order to transfer a current to the commutation circuit 3 without generating an arc when the mechanical switch 2 is opened, the resistance of the commutation circuit 3 is the arc resistance R shown in FIG. It is necessary to determine the resistance 32 so as to be smaller than the minimum value of the arc (when the breaking current isw is maximum).

本実施形態のコンデンサ３１をより具体的に説明すると、電力系統１０の定格電圧をＶ、機械式スイッチ２の開放（又は開極）を開始してから、当該機械式スイッチ２の両端電圧の変化量が安定するまでの時間（過渡時間ともいう）をＴ、機械式スイッチ２の開放時に流れる遮断電流（最大時）をｉＳＷとして、以下の（１）式を満たすようにコンデンサ３１を構成している。また各パラメータの誤差を考慮すると、余裕をもって（１）’式を満たすようにコンデンサ３１を構成するのが好ましい。
Ｃ×（Ｖ／Ｔ）＞ｉＳＷ （１）
Ｃ×（Ｖ／Ｔ）＞１．３×ｉＳＷ （１）’ More specifically, the capacitor 31 of the present embodiment will be described by setting the rated voltage of the power system 10 to V and changing the voltage across the mechanical switch 2 after the opening (or opening) of the mechanical switch 2 is started. The capacitor 31 is configured so as to satisfy the following equation (1), where T is the time until the amount stabilizes (also referred to as transient time) and iSW is the breaking current (maximum) flowing when the mechanical switch 2 is opened. ing. Further, considering the error of each parameter, it is preferable to configure the capacitor 31 so as to satisfy the equation (1)'with a margin.
C × (V / T)> i SW (1)
C × (V / T)> 1.3 × i SW (1)'

上記（１）式の意味を説明する。コンデンサ３１に流れる電流をｉｃ、コンデンサ３１に印加される電位差をｄｖ／ｄｔとすると、当該電流ｉｃは下記（２）式で表すことができる。
ｉｃ＝Ｃ×（ｄｖ／ｄｔ） （２）
機械式スイッチ２が閉じた状態では、電流はその殆どが低インピーダンスである機械式スイッチ２を介して流れるため、ｉｃ≒０となり、すなわちコンデンサ３１に印加される電位差ｄｖ／ｄｔ≒０、となっている。機械式スイッチ２を開放した瞬間、機械式スイッチ２の端子間の電圧変化によって、コンデンサ３１に流れる電流ｉｃが大きくなる。このとき、アークを生じさせさせることなく転流回路３への転流を完了できると仮定すれば、機械式スイッチ２を開放した瞬間にスイッチの端子間が回路の定格電圧まで上昇するといえる。従ってこの場合、（２）式のｄｖ／ｄｔは、“定格電圧Ｖ／スイッチの過渡時間Ｔ”となり、コンデンサ３１に流れる電流ｉｃは、（３）式となる。
ｉｃ＝Ｃ×（Ｖ／Ｔ） （３） The meaning of the above equation (1) will be described. Assuming that the current flowing through the capacitor 31 is ic and the potential difference applied to the capacitor 31 is dv / dt, the current ic can be expressed by the following equation (2).
i c = C × (dv / dt) (2)
When the mechanical switch 2 is closed, most of the current flows through the mechanical switch 2 having a low impedance, so that ic ≈ 0, that is, the potential difference dv / dt ≈ 0 applied to the capacitor 31. It has become. At the moment when the mechanical switch 2 is opened, the current i c flowing through the capacitor 31 increases due to the voltage change between the terminals of the mechanical switch 2. At this time, assuming that the commutation to the commutation circuit 3 can be completed without causing an arc, it can be said that the voltage between the terminals of the switch rises to the rated voltage of the circuit at the moment when the mechanical switch 2 is opened. Therefore, in this case, the dv / dt of the equation (2) becomes the “rated voltage V / the transient time T of the switch”, and the current ic flowing through the capacitor 31 becomes the equation (3).
i c = C × (V / T) (3)

（３）式から、過渡時間Ｔがより長い場合でもコンデンサ３１に流れる電流ｉｃを維持するためには、（過渡時間Ｔの長さに比例した）より大きなＣが必要であることがわかる。（３）式において、このことを「右辺の過渡時間Ｔの値を変えずに計算して算出される左辺のコンデンサ３１に流れる電流ｉｃ」と機械式スイッチ２の遮断電流ｉＳＷとの関係で述べると、以下となる。機械式スイッチ２を開放時に、アークを生じさせることなく遮断電流を転流回路３に転流させるためには、コンデンサ３１に流れる電流ｉｃと、機械式スイッチ２の遮断電流ｉＳＷとが以下の（４）式を満たすようにする必要がある。
ｉｃ＞ｉＳＷ （４）
当該（４）式に上記（２）式を当てはめることにより、上記（１）式が導かれる。 From the equation (3), it can be seen that a larger C (proportional to the length of the transient time T) is required to maintain the current ic flowing through the capacitor 31 even when the transient time T is longer. In equation (3), this is the relationship between "the current i c flowing through the capacitor 31 on the left side calculated by calculating without changing the value of the transient time T on the right side" and the breaking current i SW of the mechanical switch 2. In the following, it is as follows. In order to transfer the breaking current to the commutation circuit 3 without generating an arc when the mechanical switch 2 is opened, the current i c flowing through the capacitor 31 and the breaking current i SW of the mechanical switch 2 are as follows. It is necessary to satisfy the equation (4) of.
i c > i SW (4)
By applying the above equation (2) to the equation (4), the above equation (1) is derived.

解列スイッチ５は、電力線Ｌ２において分散型電源１よりも（ここでは機械式スイッチ２よりも）電力系統１０側に設けられており、例えば機械式スイッチである。この解列スイッチ５は制御部８により開閉制御される。 The disconnection switch 5 is provided on the power system 10 side of the distributed power source 1 (here, rather than the mechanical switch 2) in the power line L2, and is, for example, a mechanical switch. The disconnection switch 5 is controlled to open and close by the control unit 8.

系統側電圧検出部６は、電力線Ｌ２において機械式スイッチ２よりも電力系統１０側の電圧を、計器用変圧器を介して常時検出するものである。具体的に系統側電圧検出部６は、機械式スイッチ２及び転流回路３からなる並列回路よりも電力系統１０側に計器用変圧器を介して接続されている。系統側電圧検出部６は、検出した電圧を系統異常検出部７に入力する。 The system side voltage detection unit 6 constantly detects the voltage on the power system 10 side of the mechanical switch 2 on the power line L2 via the instrument transformer. Specifically, the system side voltage detection unit 6 is connected to the power system 10 side of the parallel circuit including the mechanical switch 2 and the commutation circuit 3 via an instrument transformer. The system side voltage detection unit 6 inputs the detected voltage to the system abnormality detection unit 7.

系統異常検出部７は、系統側電圧検出部６により検出された検出電圧と、予め定められた整定値とを比較して、前記検出電圧が整定値以下である場合に、瞬時電圧低下を検出する。また系統異常検出部７は、系統側電圧検出部６により検出された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。なお、この周波数変動は、例えばステップ上昇や、ランプ上昇・下降である。その他、系統異常検出部７は、瞬時電圧低下、周波数変動及び停電に加えて、電圧上昇、位相変動、電圧不平衡、高調波異常又はフリッカの少なくとも１つを検出してもよい。 The system abnormality detection unit 7 compares the detection voltage detected by the system side voltage detection unit 6 with a predetermined set value, and detects an instantaneous voltage drop when the detected voltage is equal to or less than the set value. do. Further, the system abnormality detection unit 7 detects frequency fluctuations (frequency increase (OF), frequency decrease (UF)) from the detection voltage detected by the system side voltage detection unit 6. It should be noted that this frequency fluctuation is, for example, a step rise or a ramp rise / fall. In addition, the system abnormality detection unit 7 may detect at least one of voltage rise, phase fluctuation, voltage imbalance, harmonic abnormality or flicker in addition to instantaneous voltage drop, frequency fluctuation and power failure.

移動体４０はまた、分散型電源１が出力した直流電力及び交流電力を外部から取り出すための、直流用コンセント９１と交流用コンセント９２とを備えている。直流用コンセント９１及び交流用コンセント９２は、コンテナ４０ａに設けられており、電力線Ｌ２に接続されている。 The mobile body 40 also includes a DC outlet 91 and an AC outlet 92 for extracting the DC power and AC power output by the distributed power source 1 from the outside. The DC outlet 91 and the AC outlet 92 are provided in the container 40a and are connected to the power line L2.

制御部８は、移動体が備える各機器の運転／停止、開放／閉止等を制御するものである。この制御部８は、系統異常検出部７からの信号に応じて、（１）正常時モード、（２）ピークカットモード、（３）電圧補償モードの複数の制御モードを取るように構成されている。以下に、各制御モードの一例について図４を参照して説明する。 The control unit 8 controls the operation / stop, opening / closing, and the like of each device included in the moving body. The control unit 8 is configured to take a plurality of control modes of (1) normal mode, (2) peak cut mode, and (3) voltage compensation mode according to the signal from the system abnormality detection unit 7. There is. An example of each control mode will be described below with reference to FIG.

（１）正常時モード
系統異常検出部７により系統異常が検出されていない場合（すなわち電力系統１０の正常時）、制御部８は機械式スイッチ２及び解列スイッチ５を閉じている。この場合、電力系統１０は、機械式スイッチ２を介して負荷２０に交流電力を供給する。転流回路３は機械式スイッチ２に並列接続されているが、機械式スイッチ２のインピーダンスは転流回路３のインピーダンスよりも小さいため、電力系統１０と負荷２０とは、機械式スイッチ２側で電力をやり取りする。またこの正常時モードでは、電力貯蔵装置１２に充電を行う。 (1) Normal mode When a system abnormality is not detected by the system abnormality detection unit 7 (that is, when the power system 10 is normal), the control unit 8 closes the mechanical switch 2 and the disconnection switch 5. In this case, the power system 10 supplies AC power to the load 20 via the mechanical switch 2. Although the commutation circuit 3 is connected in parallel to the mechanical switch 2, the impedance of the mechanical switch 2 is smaller than the impedance of the commutation circuit 3, so that the power system 10 and the load 20 are on the mechanical switch 2 side. Exchange power. Further, in this normal mode, the power storage device 12 is charged.

（２）ピークカットモード
制御部８は、図示しない電力量計等から需要家設備３０の受電電力を取得する。そして、その受電電圧がデマンド規制値に到達した場合に、制御部８は、機械式スイッチ２及び解列スイッチ５を閉じた状態で発電機１３を起動させる。ここで制御部８は、発電機１３の出力電圧が安定するまでは、電力貯蔵装置１２を放電させることによって負荷２０に電力を供給する。そして、制御部８は、発電機１３の出力電圧が安定した後は、電力貯蔵装置１２に代えて発電機１３からの電力を負荷２０に供給する。その後、制御部８は、受電電圧がデマンド規制値を下回った場合に、発電機１３を停止する。 (2) Peak cut mode The control unit 8 acquires the received power of the consumer equipment 30 from a watt-hour meter or the like (not shown). Then, when the received voltage reaches the demand regulation value, the control unit 8 starts the generator 13 with the mechanical switch 2 and the disconnection switch 5 closed. Here, the control unit 8 supplies electric power to the load 20 by discharging the power storage device 12 until the output voltage of the generator 13 stabilizes. Then, after the output voltage of the generator 13 becomes stable, the control unit 8 supplies the electric power from the generator 13 to the load 20 instead of the power storage device 12. After that, the control unit 8 stops the generator 13 when the received voltage falls below the demand regulation value.

（３）電圧補償モード
系統異常検出部７により瞬時電圧低下等の系統異常が検出された場合、制御部８は、機械式スイッチ２を開放させるとともに、分散型電源１から負荷２０への電力の供給を開始する。この時、電力系統１０と分散型電源１とは転流回路３を介して接続された状態となるが、電力系統１０から分散型電源１に流れる電流は転流回路３のコンデンサ３１によって限流されるため、潮流は殆ど発生しない。この状態で制御部８は解列スイッチ５を開放し、電力系統１０と負荷２０とを完全に遮断する。ここで制御部８は、発電機１３の出力電圧が安定するまでは、電力貯蔵装置１２を放電させることによって負荷２０に電力を供給する。そして、制御部８は、発電機１３の出力電圧が安定した後は、電力貯蔵装置１２に代えて発電機１３からの電力を負荷に供給する。その後、制御部８は、電力系統１０が復電した場合に、発電機１３を停止させるとともに電力貯蔵装置１２を放電させた後に機械式スイッチ２を閉じる。 (3) Voltage compensation mode When a system abnormality such as an instantaneous voltage drop is detected by the system abnormality detection unit 7, the control unit 8 opens the mechanical switch 2 and transfers the power from the distributed power source 1 to the load 20. Start supplying. At this time, the power system 10 and the distributed power source 1 are connected to each other via the commutation circuit 3, but the current flowing from the power system 10 to the distributed power source 1 is limited by the capacitor 31 of the commutation circuit 3. Therefore, almost no tidal current is generated. In this state, the control unit 8 opens the disconnection switch 5 and completely shuts off the power system 10 and the load 20. Here, the control unit 8 supplies electric power to the load 20 by discharging the power storage device 12 until the output voltage of the generator 13 stabilizes. Then, after the output voltage of the generator 13 becomes stable, the control unit 8 supplies the power from the generator 13 to the load instead of the power storage device 12. After that, when the power system 10 is restored, the control unit 8 stops the generator 13 and discharges the power storage device 12, and then closes the mechanical switch 2.

＜本実施形態の効果＞
このように構成した本実施形態の移動体を用いた電力供給システム１００によれば、需要家設備３０の受電電圧がデマンド規制値に到達した場合には、移動体４０の分散型電源１を動作させることで、瞬時にピークカット動作を開始することができる。一方、電力系統１０において瞬時電圧低下などの系統異常が生じた場合には、機械式スイッチ２を開放するとともに、移動体４０の分散型電源から負荷２０への電力の供給を開始することで、電圧補償動作を瞬時に開始することができる。この時、電力系統１０と分散型電源１とは、機械式スイッチ２に並列接続されたコンデンサ３１を介して接続された状態となり、電力系統１０からの電流はコンデンサ３１によって限流されるため、潮流は殆ど発生しない。
ここで、機械式スイッチ２に並列接続されたコンデンサ３１は、転流回路３のインピーダンスが機械式スイッチ２のアーク抵抗よりも小さくなるようにしているので、機械式スイッチ２の開放時に、アークを生じさせることなく転流回路３に電流を転流及び限流させることができる。そのため、電力系統１０の異常が検出された場合には、機械式スイッチ２をゼロ点関係なく高速に遮断することができ、高圧・特別高圧のような高電圧環境下でも、高価な半導体スイッチを用いることなく、安価な機械式スイッチ２を遮断器として使用することができる。
これにより、需要家設備３０に移動体４０を導入して電圧補償動作及びピークカット動作を行う電力供給システム１００を安価で提供することができる。 <Effect of this embodiment>
According to the power supply system 100 using the mobile body of the present embodiment configured in this way, when the received voltage of the consumer equipment 30 reaches the demand regulation value, the distributed power source 1 of the mobile body 40 is operated. By doing so, the peak cut operation can be started instantly. On the other hand, when a system abnormality such as an instantaneous voltage drop occurs in the power system 10, the mechanical switch 2 is opened and the power supply from the distributed power source of the mobile body 40 to the load 20 is started. The voltage compensation operation can be started instantly. At this time, the power system 10 and the distributed power source 1 are connected via a capacitor 31 connected in parallel to the mechanical switch 2, and the current from the power system 10 is limited by the capacitor 31, so that the current flows. Rarely occurs.
Here, since the capacitor 31 connected in parallel to the mechanical switch 2 makes the impedance of the commutation circuit 3 smaller than the arc resistance of the mechanical switch 2, the arc is generated when the mechanical switch 2 is opened. The current can be commutated and limited in the commutation circuit 3 without causing it. Therefore, when an abnormality in the power system 10 is detected, the mechanical switch 2 can be shut off at high speed regardless of the zero point, and an expensive semiconductor switch can be used even in a high voltage environment such as high voltage or extra high voltage. An inexpensive mechanical switch 2 can be used as a circuit breaker without using it.
As a result, it is possible to provide a power supply system 100 that introduces the mobile body 40 into the consumer equipment 30 and performs a voltage compensation operation and a peak cut operation at low cost.

＜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。 <Other modified embodiments>
The present invention is not limited to the above embodiment.

例えば、転流回路３は、直列接続されたコンデンサ３１と抵抗素子３２の両方を含んでいなくてもよく、コンデンサ３１のみを含んでいてもよい。 For example, the commutation circuit 3 may not include both the capacitor 31 and the resistance element 32 connected in series, and may include only the capacitor 31.

他の実施形態の電力供給システム１００は、図５に示すように、機械式スイッチ２及び転流回路３に対して並列接続された自己放電回路４を備えてもよい。このようにすれば、機械式スイッチ２と転流回路３により限流遮断した後、転流回路３のコンデンサ３１に残留する電荷を、自己放電回路４により放電することができる。自己放電回路４は、例えば、機械式スイッチ２及び転流回路３に対して並列接続され、互いに直列接続された抵抗素子４１及び開閉スイッチ４２等が挙げられる。この場合、自己放電回路４に含まれる開閉スイッチ４２は、機械式スイッチ２が開放している状態でのみ投入するようにする。自己放電回路４は、開閉スイッチ４２を含まなくてもよいが、その場合、自己放電回路４の抵抗値は、少なくとも機械式スイッチ２の通電抵抗よりも大きい値となるように構成する。 As shown in FIG. 5, the power supply system 100 of another embodiment may include a self-discharge circuit 4 connected in parallel to the mechanical switch 2 and the commutation circuit 3. By doing so, the electric charge remaining in the capacitor 31 of the commutation circuit 3 can be discharged by the self-discharge circuit 4 after the current limiting cutoff is performed by the mechanical switch 2 and the commutation circuit 3. Examples of the self-discharge circuit 4 include a resistance element 41 and an open / close switch 42 which are connected in parallel to the mechanical switch 2 and the commutation circuit 3 and connected in series to each other. In this case, the open / close switch 42 included in the self-discharge circuit 4 is turned on only when the mechanical switch 2 is open. The self-discharge circuit 4 does not have to include the open / close switch 42, but in that case, the resistance value of the self-discharge circuit 4 is configured to be at least larger than the energization resistance of the mechanical switch 2.

解列スイッチ５は、電力線Ｌ２において機械式スイッチ２よりも電力系統１０側に設けられていたが、これに限らず、機械式スイッチ２よりも分散型電源１側に設けられてもよく、その両方に設けられていてもよい。 The disconnection switch 5 is provided on the power system 10 side of the mechanical switch 2 in the power line L2, but is not limited to this, and may be provided on the distributed power source 1 side of the mechanical switch 2. It may be provided in both.

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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it goes without saying that various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１００・・・移動体を用いた電力供給システム
１０ ・・・電力系統
２０ ・・・負荷
３０ ・・・需要家設備
４０ ・・・移動体
Ｌ２ ・・・電力線
１ ・・・分散型電源
２ ・・・機械式スイッチ
３１ ・・・コンデンサ

100 ・ ・ ・ Power supply system using mobile body 10 ・ ・ ・ Power system 20 ・ ・ ・ Load 30 ・ ・ ・ Consumer equipment 40 ・ ・ ・ Mobile body L2 ・ ・ ・ Power line 1 ・ ・ ・ Distributed power source 2 ・・ ・ Mechanical switch 31 ・ ・ ・ Condenser

Claims (3)

電力系統から給電される負荷を有する需要家設備に分散型電源が搭載された移動体を導入し、前記分散型電源を用いてピークカット動作及び電圧補償動作を行う移動体を用いた電力供給システムであって、
前記移動体が、
前記需要家設備において前記電力系統側に一端が接続され、前記負荷側に他端が接続される電力線と、
前記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電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する機械式スイッチと、
前記電力線において前記機械式スイッチに並列接続されたコンデンサとを備え、
前記コンデンサは、その静電容量Ｃが以下の（１）式を満足するものである移動体を用いた電力供給システム。
Ｃ×（Ｖ／Ｔ）＞ｉＳＷ （１）
ここで、Ｖは前記電力系統の定格電圧、Ｔは前記機械式スイッチの開放を開始してから、当該機械式スイッチの両端電圧の変化量が安定するまでの時間である過渡時間、ｉＳＷは前記機械式スイッチの開放時に前記機械式スイッチに流れる遮断電流である。 A power supply system using a mobile body in which a mobile body equipped with a distributed power source is introduced into a consumer facility having a load supplied from the power system, and a peak cut operation and a voltage compensation operation are performed using the distributed power source. And,
The moving body
A power line having one end connected to the power system side and the other end connected to the load side in the consumer equipment.
A distributed power source connected to the power line and
A mechanical switch provided on the power system side of the distributed power source on the power line to open and close the power line,
A capacitor connected in parallel to the mechanical switch in the power line is provided.
The capacitor is a power supply system using a mobile body whose capacitance C satisfies the following equation (1).
C × (V / T)> i SW (1)
Here, V is the rated voltage of the power system, T is the transient time that is the time from the start of opening of the mechanical switch to the stabilization of the amount of change in the voltage across the mechanical switch, and iSW is. This is the breaking current that flows through the mechanical switch when the mechanical switch is opened. 前記需要家設備が、前記電力系統と前記負荷とを遮断する遮断器を有するとともに、前記移動体の電力線が接続される接続ユニットを有しており、
前記移動体の電力線は、前記接続ユニットにおいて、前記遮断器よりも前記電力系統側に前記一端が接続され、前記遮断器よりも前記負荷側に前記他端が接続される請求項１に記載の移動体を用いた電力供給システム。 The consumer equipment has a circuit breaker that cuts off the power system and the load, and also has a connection unit to which the power line of the mobile body is connected.
The first aspect of the present invention, wherein the power line of the mobile body is connected to one end of the connection unit on the power system side of the circuit breaker and the other end of the power line on the load side of the circuit breaker. Power supply system using mobile objects. 前記ピークカット動作を行う場合に、前記分散型電源と前記電力系統とが前記機械式スイッチを介して接続された状態で前記分散型電源を運転させ、
前記補償動作を行う場合に、前記機械式スイッチを開放するとともに、前記分散型電源から前記負荷への電力の供給を開始する請求項１又は２に記載の移動体を用いた電力供給システム。 When the peak cut operation is performed, the distributed power source is operated in a state where the distributed power source and the power system are connected via the mechanical switch.
The power supply system using the mobile body according to claim 1 or 2, wherein when the compensation operation is performed, the mechanical switch is opened and the power supply from the distributed power source to the load is started.
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