JP2023036148A - Power supply system - Google Patents
Power supply system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2023036148A JP2023036148A JP2021143007A JP2021143007A JP2023036148A JP 2023036148 A JP2023036148 A JP 2023036148A JP 2021143007 A JP2021143007 A JP 2021143007A JP 2021143007 A JP2021143007 A JP 2021143007A JP 2023036148 A JP2023036148 A JP 2023036148A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power supply
- power line
- branch
- impedance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 37
- 238000000034 method Methods 0.000 claims 1
- 238000002847 impedance measurement Methods 0.000 abstract description 11
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 5
- 238000004088 simulation Methods 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000002035 prolonged effect Effects 0.000 description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 1
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 238000012795 verification Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Emergency Protection Circuit Devices (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Description
本発明は、電源システムに関するものである。 The present invention relates to power supply systems.
従来、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電源システムとして、特許文献1に示すものが考えられている。
Conventionally, as a power supply system that satisfies the FRT requirements and has both an uninterruptible power supply function and a load leveling function using a common distributed power supply, the system shown in
特許文献1の電源システムは、商用電力系統と重要負荷との間に、半導体スイッチ等の切替スイッチと、当該切替スイッチに並列接続されたインピーダンス素子とを設け、切替スイッチよりも重要負荷側に分散型電源を設けて構成されている。また、切替スイッチよりも商用電力系統側に解列スイッチが設けられている。この電源システムは、商用電力系統に瞬時電圧低下(以下、瞬低ともいう)が発生した場合には、切替スイッチを開放することにより、インピーダンス素子を介して商用電力系統と分散型電源を接続するとともに、分散型電源は逆潮流を含む運転を継続する(FRT運転)。一方、商用電力系統が健全状態に復帰した場合には、負荷側の電圧と比較して同期が確立すると、切替スイッチを投入することにより、常時運用時の動作を再開する。
In the power supply system of
ところで上記したような電源システムでは、複数の重要負荷が互いに並列に接続されており、それぞれに対して短絡保護用の遮断器等が設けられることがある。このような電源システムでは、図6に示すように、常時運用時に重要負荷側で短絡事故が生じると、その直後に商用電極系統及び分散型電源から短絡点に向かって事故電流が流れる。これに伴い、商用電力系統側の電圧が低下すると、切替スイッチを開放することにより分散型電源がFRT運転を開始する。ここで、切替スイッチが開放され、インピーダンス素子を介して商用電力系統が接続されることにより、商用電力系統側からの事故電流は限流し、商用電力系統側の電圧が回復する。一方、重要負荷側では、短絡点が遮断されるまで、電圧の低下と分散型電源の事故電流の供給が継続する。 By the way, in the power supply system as described above, a plurality of important loads are connected in parallel, and a circuit breaker or the like for short-circuit protection may be provided for each of them. In such a power supply system, as shown in FIG. 6, when a short-circuit fault occurs on the important load side during normal operation, the fault current immediately flows from the commercial electrode system and the distributed power supply toward the short-circuit point. Along with this, when the voltage on the commercial power system side drops, the distributed power supply starts the FRT operation by opening the changeover switch. Here, the changeover switch is opened and the commercial power system is connected via the impedance element, thereby limiting the fault current from the commercial power system side and restoring the voltage on the commercial power system side. On the other hand, on the critical load side, the voltage drop and fault current of the distributed power supply continue until the short circuit is broken.
ここで、図7に示すように、商用電力系統側の電圧低下の検出及び切替スイッチの開放の速度は、重要負荷の耐量を想定すると、瞬時(例えば2m秒以内)に行われることが望ましい。一方で、負荷側の遮断器や過電流継電器は短絡電流(定格の10倍以上)に対して、20m秒程度で遮断動作するように構成されることが多い。この場合、切替スイッチの開放が瞬時(2m秒以内)に行なわれると、短絡点を遮断する前にインピーダンス素子が挿入されることで商用電力系統側からの事故電流が抑制され、短絡点に向かう短絡電流が例えば定格の1.5倍程度にまで減少してしまう。これにより、遮断器や過電流継電器が反限時特性により遮断時間が延びてしまう(一般的な低圧遮断器の場合、定格の1.3~1.5倍に対して1~30分程度)。その結果、健全な重要負荷において短絡事故による電圧低下が長引いたり、分散型電源において過電流供給時間が長期化したり、電圧低下に伴って商用電力系統側との同期が確立せず装置保護により分散型電源が故障停止してしまい、短絡故障の影響が重要負荷全体に波及してしまう可能性がある。 Here, as shown in FIG. 7, it is desirable that the detection of the voltage drop on the commercial power system side and the speed of opening the changeover switch be instantaneous (for example, within 2 milliseconds), assuming the withstand capacity of the important load. On the other hand, load-side circuit breakers and overcurrent relays are often configured to break short-circuit currents (10 times or more of the rated current) in about 20 milliseconds. In this case, if the changeover switch is opened instantaneously (within 2 ms), the fault current from the commercial power system is suppressed by inserting the impedance element before breaking the short-circuit point, and the current flows toward the short-circuit point. The short-circuit current will decrease, for example, to about 1.5 times the rating. As a result, the circuit breaker and the overcurrent relay extend the breaking time due to the anti-time characteristics (in the case of a general low-voltage circuit breaker, about 1 to 30 minutes for 1.3 to 1.5 times the rating). As a result, the voltage drop caused by a short circuit in a healthy important load will be prolonged, the overcurrent supply time will be prolonged in distributed power sources, and synchronization with the commercial power grid will not be established due to the voltage drop, resulting in dispersion due to equipment protection. The power supply can fail and the effects of the short circuit fault can spread to the entire critical load.
本発明は上記問題点を解決すべくなされたものであり、並列接続された複数の重要負荷に電力を供給する電源システムにおいて、負荷側の短絡事故の発生時に、その影響が重要負荷全体へ波及することを防止することをその主たる課題とするものである。 The present invention was made to solve the above problems. In a power supply system that supplies power to a plurality of important loads connected in parallel, when a short-circuit accident occurs on the load side, the effect spreads to all the important loads. Its main task is to prevent
すなわち本発明に係る電源システムは、商用電力系統と、互いに並列接続された複数の重要負荷との間に設けられ、前記複数の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複数の重要負荷に給電するための主電力線に接続された分散型電源と、前記主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、前記主電力線を開閉する切替スイッチと、前記主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、前記主電力線において前記分散型電源よりも前記重要負荷側から分岐し、前記各重要負荷に給電するための複数の分岐電力線にそれぞれ設けられた複数の開閉スイッチと、前記各分岐電力線のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、前記系統側電圧検出部の検出電圧が予め定められた整定値以下となった場合に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第1制御部と、前記複数の分岐電力線のインピーダンスのいずれかが予め定められた整定値以下となった場合に、該当する分岐電力線に設けられた前記開閉スイッチを開放する第2制御部とを備えることを特徴とする。 That is, a power supply system according to the present invention is a power supply system provided between a commercial power system and a plurality of important loads connected in parallel to each other and supplying power to the plurality of important loads, wherein the commercial power system a distributed power source connected to a main power line for supplying power to the plurality of important loads from the main power line; and a changeover switch provided on the main power line closer to the commercial power system than the distributed power source and opening and closing the main power line. an impedance element connected in parallel to the changeover switch on the main power line; a system side voltage detection unit that detects a voltage on the commercial power system side of the changeover switch; A plurality of open/close switches respectively provided in a plurality of branch power lines branching from the important load side and supplying power to each of the important loads, an impedance measuring unit for measuring impedance of each of the branch power lines, and the grid side voltage detection. a first control unit that opens the changeover switch when the detected voltage of the unit becomes equal to or less than a predetermined set value and connects the distributed power supply and the commercial power system via the impedance element; and a second control unit that opens the open/close switch provided for the corresponding branch power line when any of the impedances of the plurality of branch power lines becomes equal to or less than a predetermined set value.
このような電源システムであれば、重要負荷に接続している各分岐電力線のインピーダンスをそれぞれ計測し、いずれかの分岐電力線のインピーダンスが整定値以下となった場合に該当する分岐電力線を遮断するようにしているので、常時運用時に重要負荷側で短絡事故が発生しても直ぐに短絡点を遮断することができ、これにより健全な重要負荷の電圧低下を瞬時に回復させるとともに、分散型電源の過電流供給を防止でき、短絡事故の影響の重要負荷全体への波及を防止することができる。 In such a power supply system, the impedance of each branch power line connected to an important load is measured, and if the impedance of any branch power line falls below a set value, the corresponding branch power line is cut off. Therefore, even if a short-circuit accident occurs on the side of an important load during constant operation, the short-circuit point can be immediately cut off. It is possible to prevent the supply of current and prevent the influence of the short-circuit accident from spreading to the entire important load.
前記電源システムの具体的構成としては、前記分岐電力線にかかる電圧値を検出する負荷側電圧検出部と、前記分岐電力線を流れる電流値を検出する負荷側電流検出部とを備え、前記インピーダンス測定部は、検出された前記電圧値及び前記電流値とに基づいて、前記分岐電力線のインピーダンスを算出するものが挙げられる。 A specific configuration of the power supply system includes a load-side voltage detection unit that detects a voltage value applied to the branch power line, a load-side current detection unit that detects a current value that flows through the branch power line, and the impedance measurement unit. calculates the impedance of the branch power line based on the detected voltage value and current value.
また前記電源システムは、前記第2制御部が、前記複数の分岐電力線の電流値のいずれかが予め定められた整定値以上となった場合、又は前記複数の分岐電力線のインピーダンスのいずれかが予め定められた整定値以下となった場合に、該当する分岐電力線に設けられた前記開閉スイッチを開放するのが好ましい。
このようにすれば、切替スイッチが開放される前に重要負荷に向かって大電流が流れる場合に、直ぐに分岐電力線を遮断することができる。
Further, in the power supply system, the second control unit controls when any of the current values of the plurality of branch power lines is equal to or greater than a predetermined set value, or when any of the impedances of the plurality of branch power lines is set in advance. It is preferable to open the opening/closing switch provided for the corresponding branch power line when it becomes equal to or less than a predetermined set value.
By doing so, the branch power line can be cut off immediately when a large current flows toward the important load before the changeover switch is opened.
また前記電源システムの具体的構成としては、前記開閉スイッチが、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、高速切り替えが可能なものが挙げられる。
このようにすれば、短絡事故の影響の重要負荷全体への波及をより効果的に防止することができる。
As a specific configuration of the power supply system, the open/close switch may be a semiconductor switch, or a hybrid switch combining a semiconductor switch and a mechanical switch, or the like, capable of high-speed switching.
By doing so, it is possible to more effectively prevent the influence of the short-circuit accident from spreading to the entire important load.
このように構成した本発明によれば、並列接続された複数の重要負荷に電力を供給する電源システムにおいて、負荷側の短絡事故の発生時に、その影響が負荷全体へ波及することを防止することができる。 According to the present invention configured as described above, in a power supply system that supplies power to a plurality of important loads connected in parallel, when a short-circuit accident occurs on the load side, it is possible to prevent the effect from spreading to the entire load. can be done.
以下に、本発明の一実施形態に係る電源システムについて、図面を参照して説明する。 A power supply system according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
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、互いに並列に接続された複数(ここでは2つ)の重要負荷30との間に設けられ、商用電力系統10の異常時に各重要負荷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10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。
A
具体的に電源システム100は、商用電力系統10から各重要負荷30に給電するための主電力線L1に接続された分散型電源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の検出電圧が整定値以下となった場合に切替スイッチ3を開放する第1制御部6とを備えている。
Specifically, the
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、各重要負荷30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る。各重要負荷30は、主電力線L1において、分散型電源2よりも重要負荷側30から分岐する複数の分岐電力線L2にそれぞれ接続されている。
Here, the
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。
The
切替スイッチ3は、主電力線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側に設けられて主電力線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2m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2m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6により開閉制御される。
The
インピーダンス素子4は、前記主電力線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。
The
系統側電圧検出部5は、主電力線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側に計器用変圧器を介して接続されている。
The system-side
第1制御部6は、系統側電圧検出部5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、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。なお、本実施形態の前記整定値は、瞬低を検出するための電圧値である。このように第1制御部6が切替スイッチ3を開放させることにより、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、分散型電源は逆潮流を含む運転を継続する。
The
またこの電源システム100では、主電力線L1において分散型電源2よりも商用電力系統10側に設けられた解列用スイッチ7と、解列用スイッチ7よりも分散型電源2側の電圧を検出する電源側電圧検出部8とをさらに備えている。
In the
解列用スイッチ7は、商用電力系統10と分散型電源2とを解列するための開閉スイッチであり、例えば機械式スイッチである。図1では、解列スイッチ7は切替スイッチ3よりも商用電力系統10側に設けられているが、切替スイッチ3よりも分散型電源2側に設けてもよい。この解列用スイッチ7は、第1制御部6により開閉制御される。
The parallel-
具体的に第1制御部6は、系統側電圧検出部5の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合に解列用スイッチ7を開放する。ここで、所定の解列条件は、系統電圧の電圧低下(検出電圧が前記整定値以下となっている状態)の継続時間が所定値以上(瞬低継続時間よりも長い時間)となることである。解列用スイッチ7が開放された状態で、分散型電源2は自立運転モードとなり重要負荷30に給電する。なお、切替スイッチ3は既に解放されているので、解列用スイッチ7の開放による過電流はリアクトル4によって抑制される。
Specifically, the
また第1制御部6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の検出電圧及び電源側電圧検出部8の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に解列用スイッチ7を投入するものである。
Further, the
しかして、本実施形態の電源システム100は、負荷側の短絡事故の発生時に、その影響が負荷全体へ波及することを防止するべく、複数の分岐電力線L2にそれぞれ設けられた開閉スイッチ9と、各分岐電力線L2にかかる電圧値を検出する負荷側電圧検出部91と、各分岐電力線L2を流れる電圧値を検出する負荷側電流検出部92と、各分岐電力線L2のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部93と、インピーダンス測定部93の測定値に基づいて開閉スイッチ9を開放する第2制御部94とを備えている。
Thus, in the
開閉スイッチ9は、分岐電力線L2を開閉するものであり、重要負荷30毎に設けられている。具体的にこの開閉スイッチ9は、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等、高速切り替えが可能な切替スイッチ(高速スイッチ)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2m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2m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、この開閉スイッチ9は、第2制御部94により開閉制御される。
The open/
負荷側電圧検出部91は、分岐電力線L2において開閉スイッチ9よりも分散型電源2側に接続されており、分岐電力線L2にかかる電圧を、計器用変圧器を介して検出するものである。負荷側電圧検出部91により検出される電圧値は、三相瞬時電圧実効値が望ましく、その周波数は基本波でもよく、高調波でもよい。負荷側電圧検出部91により検出された電圧値は、インピーダンス測定部94に入力され、インピーダンスの測定に用いられる。
The load-side
負荷側電流検出部92は、分岐電力線L2において開閉スイッチ9よりも分散型電源2側に接続されており、分岐電力線L2に流れる電流を、計器用変流器を介して検出するものである。負荷側電流検出部92により検出された電流値は、インピーダンス測定部94に入力されてインピーダンスの測定に用いられる。負荷側電流検出部92により検出される電流値は、三相瞬時電流実効値が望ましく、その周波数は基本波でもよく、高調波でもよい。またこの電流値は、第2制御部94にも入力されて、開閉スイッチ9の制御に用いられる。
The load-side
インピーダンス測定部93は、負荷側電圧検出部91により検出された電圧値と、負荷側電流検出部92により検出された電流値とに基づいて、分岐電力線L2のインピーダンスを測定するものである。測定されたインピーダンスは、第2制御部94に入力されて、開閉スイッチ9の制御に用いられる。
The
第2制御部94は、複数の分岐電力線L2のインピーダンスのいずれかが予め定められた整定値(インピーダンス整定値)以下となった場合に、該当する分岐電力線L2に設けられた開閉スイッチ9に制御信号を出力して、開閉スイッチ9を開放するものである。このインピーダンス整定値は、分岐電力線L2における短絡(負荷側短絡)を検出するための値であり、例えばインピーダンス定常値の30%程度に設定されている。測定されたインピーダンスがインピーダンス整定値以下になると、第2制御部94は、予め設定した所定の判定時間(例えば20m秒程度)が経過した後、開閉スイッチ9を開放する。
When any of the impedances of the plurality of branch power lines L2 becomes equal to or less than a predetermined set value (impedance set value), the
また第2制御部94は、複数の分岐電力線L2の電流値のいずれかが予め定められた整定値(電流整定値)以上となった場合にも、該当する分岐電力線L2に設けられた開閉スイッチ9に制御信号を出力して開閉スイッチ9を開放する。
Also, when any of the current values of the plurality of branch power lines L2 is equal to or greater than a predetermined set value (current set value), the
次に、本実施形態の電源システム100の動作(常時運用時、瞬低時及び負荷側短絡時)について説明する。
Next, the operation of the
(1)常時運用時
電源システム100は、通常時には、図2に示すように、切替スイッチ3、解列スイッチ8及び開閉スイッチ9を閉じており、分散型電源2及び各重要負荷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及び各重要負荷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。
(1) Normal Operation In the
(2)瞬低発生時とその復電時
商用電力系統10側で短絡事故(例えば三相短絡)が発生すると、商用電力系統10側の電圧が低下する。この電圧低下は、系統側電圧検出部5により検出される。第1制御部6は、系統側電圧検出部5により検出された検出電圧が整定値以下の場合には、切替スイッチ3を開放する。図3に示すように、切替スイッチ3を開放すると、分散型電源2及び各重要負荷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から短絡事故点に流れる電流はリアクトル4により限流されて、短絡事故点に流れる事故電流が抑制されるとともに、各重要負荷30の電圧低下を防止する。また、この状態で、分散型電源2は逆潮流を含む運転を継続しており、発電出力を継続する。
(2) When voltage drop occurs and when power is restored When a short-circuit accident (for example, a three-phase short circuit) occurs on the
なお、系統側電圧検出部5は、切替スイッチ3の開閉に関係なく、商用電力系統10側の電圧を検出しており、第1制御部6は、系統側電圧検出部5の検出電圧が所定の復帰電圧以上となった場合、例えば商用電力系統の残電圧が80%以上となった場合に、切替スイッチ3を閉じる。
The grid-side
(3)負荷側短絡時
重要負荷30側(具体的には、分岐電力線L2)で短絡事故が発生すると、商用電力系統10側の電圧と、事故点がある分岐電力線L2のインピーダンスが低下する。この電圧低下は、系統側電圧検出部5により検出される。第1制御部6は、系統側電圧検出部5により検出された検出電圧が整定値以下の場合には、切替スイッチ3を開放する。図4に示すように、切替スイッチ3を開放すると、分散型電源2及び各重要負荷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。ここで、短絡が生じた分岐電力線L2では、インピーダンスの低下が継続する。この分岐電力線L2のインピーダンスの低下は、インピーダンス測定部93により検出される。第2制御部94は、インピーダンス測定部93により測定されたインピーダンスが整定値(定常値の30%程度)以下である状態が所定の判定時間(20m秒程度)を超える場合には、このインピーダンスが低下している分岐電力線L2の開閉スイッチ9を開放する。短絡事故が生じていない健全な分岐電力線L2にある開閉スイッチ9は閉じたままとする。
(3) When a short circuit occurs on the load side When a short circuit accident occurs on the
次に、図1に示す構成とした電源システム100による負荷側短絡時の動作のシミュレーション結果を図5に示す。
Next, FIG. 5 shows simulation results of the operation of the
この動作のシミュレーション結果は、負荷側短絡事故の発生時に、商用電力系統10側の電圧の低下を検出して切替スイッチ3を2m秒以内に開放するとともに、負荷側のインピーダンスの低下を検出して事故点の開閉スイッチ9を20m秒以内に開放した場合の、商用電力系統側の電圧波形及び電流波形、ならびに負荷側のインピーダンス波形、電圧波形及び電流波形とを示している。なお、商用電力系統側の電圧/電流波形は、主電力線において切替スイッチ3よりも商用電力系統側で検出された電圧及び電流を示すものであり、負荷家側の電圧/電流波形は、短絡が生じた分岐電力線において検出されるインピーダンス、電圧及び電流を示すものである。
The simulation results of this operation show that when a load-side short-circuit accident occurs, a drop in voltage on the
図5のシミュレーション結果から、負荷側短絡時にインピーダンスの低下を検出し、事故点のある分岐電力線L2の開閉スイッチ9を開放することにより重要負荷30側の電圧が回復し、短絡事故の影響を負荷側全体に波及させることなく復旧できることが確認された。
From the simulation results of FIG. 5, it can be seen that by detecting a drop in impedance at the time of a short circuit on the load side and opening the open/
<本実施形態の電源システム100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、重要負荷30に接続している各分岐電力線L2のインピーダンスをそれぞれ計測し、いずれかの分岐電力線L2のインピーダンスが整定値以下となった場合に該当する分岐電力線L2を遮断するようにしているので、常時運用時に重要負荷30側で短絡事故が発生しても直ぐに短絡点を遮断することができ、これにより健全な重要負荷30の電圧低下を瞬時に回復させるとともに、分散型電源2の過電流供給を防止でき、短絡事故の影響の重要負荷30全体への波及を防止することができる。
<Effects of
According to the
<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>
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments.
また前記実施形態の電源システム100は、複数の分岐電力線L2の電流値のいずれかが予め定められた整定値(電流整定値)以上となった場合にも、該当する分岐電力線L2に設けられた開閉スイッチ9を開放するように構成されていたがこれに限らない。他の実施形態の電源システム100は、分岐電力線L2の電流値と電流整定値とを比較することなく、複数の分岐電力線L2のインピーダンスのいずれかが予め定められた整定値以下となった場合にのみ、該当する分岐電力線L2に設けられた開閉スイッチ9を開放するように構成されてもよい。
Further, in the
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。
A capacitor may be used as the
さらに、前記実施形態の系統側電圧検出部5は、系統連系用保護装置が備えるものであってもよい。系統連系規程に定められた系統連系用保護装置としては、例えば過電圧継電器(OVR)、不足電圧継電器(UVR)、短絡方向継電器(DSR)、地絡過電圧継電器(OVGR)、過周波数継電器(OFR)、不足周波数継電器(UFR)、転送遮断装置等を挙げることができる。この場合、第1制御部6は、何れか1つの連係保護機器が動作した場合に、解列用スイッチ7を開放することが考えられる。また、第1制御部6は、全ての系統連系用保護装置が不動作状態となり、且つ系統側電圧検出部5の検出電圧及び電源側電圧検出部8の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に解列用スイッチ7を投入することもできる。この構成であれば、連係保護機器が備える電圧検出部を用いているので、別途系統側電圧検出部を設ける必要がなく、装置構成を簡単にすることができる。
Furthermore, the grid-
また前記実施形態では、2つの重要負荷30が並列に接続されていたが、これに限らない。他の実施形態は、3つ以上の重要負荷30が並列に接続されており、各重要負荷30に開閉スイッチ9が設けられていてもよい。
Also, in the above-described embodiment, two
また他の実施形態の電源システム100は、解列スイッチ7を備えていなくてもよい。
Also, the
また前記実施形態の電源側電圧検出部8は、解列用スイッチ7及び切替スイッチ3の間に設けられたものであったが、分散型電源2の系統接続点電圧の計測機能で代用してもよい。
Further, the power supply side
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 embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
100・・・電源システム
10 ・・・商用電力系統
30 ・・・重要負荷
L1 ・・・主電力線
L2 ・・・分岐電力線
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 ・・・第1制御部
7 ・・・解列用スイッチ
8 ・・・電源側電圧検出部
9 ・・・開閉スイッチ
91 ・・・負荷側電圧検出部
92 ・・・負荷側電流検出部
93 ・・・インピーダンス測定部
94 ・・・第2制御部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記商用電力系統から前記複数の重要負荷に給電するための主電力線に接続された分散型電源と、
前記主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、前記主電力線を開閉する切替スイッチと、
前記主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、
前記主電力線において前記分散型電源よりも前記重要負荷側から分岐し、前記各重要負荷に給電するための複数の分岐電力線にそれぞれ設けられた複数の開閉スイッチと、
前記各分岐電力線のインピーダンスを測定するインピーダンス測定部と、
前記系統側電圧検出部の検出電圧が予め定められた整定値以下となった場合に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第1制御部と、
前記複数の分岐電力線のインピーダンスのいずれかが予め定められた整定値以下となった場合に、該当する分岐電力線に設けられた前記開閉スイッチを開放する第2制御部とを備える電源システム。 A power supply system provided between a commercial power system and a plurality of important loads connected in parallel to supply power to the plurality of important loads,
a distributed power source connected to a main power line for feeding the plurality of critical loads from the utility grid;
a changeover switch provided on the main power line on the commercial power system side of the distributed power supply for opening and closing the main power line;
an impedance element connected in parallel to the switch on the main power line;
a grid-side voltage detection unit that detects a voltage on the commercial power grid side of the changeover switch;
a plurality of open/close switches respectively provided in a plurality of branch power lines for branching from the important load side of the distributed power supply in the main power line and supplying power to each of the important loads;
an impedance measuring unit that measures the impedance of each branch power line;
A first method for connecting the distributed power supply and the commercial power system via the impedance element by opening the changeover switch when the detected voltage of the system side voltage detection unit becomes equal to or less than a predetermined set value. a control unit;
A power supply system comprising: a second control unit that opens the opening/closing switch provided for the corresponding branch power line when any one of the impedances of the plurality of branch power lines becomes equal to or less than a predetermined set value.
前記分岐電力線を流れる電流値を検出する負荷側電流検出部とを備え、
前記インピーダンス測定部は、検出された前記電圧値及び前記電流値とに基づいて、前記分岐電力線のインピーダンスを算出する請求項1に記載の電源システム。 a load-side voltage detection unit that detects a voltage value applied to the branch power line;
a load-side current detection unit that detects a current value flowing through the branch power line,
2. The power supply system according to claim 1, wherein said impedance measuring unit calculates the impedance of said branch power line based on said detected voltage value and said current value.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021143007A JP2023036148A (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Power supply system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021143007A JP2023036148A (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Power supply system |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023036148A true JP2023036148A (en) | 2023-03-14 |
Family
ID=85508533
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021143007A Pending JP2023036148A (en) | 2021-09-02 | 2021-09-02 | Power supply system |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2023036148A (en) |
-
2021
- 2021-09-02 JP JP2021143007A patent/JP2023036148A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Oudalov et al. | Adaptive network protection in microgrids | |
Tumilty et al. | Approaches to network protection for inverter dominated electrical distribution systems | |
Salomonsson et al. | Protection of low-voltage DC microgrids | |
JP6338131B1 (en) | Power system | |
Nikkhajoei et al. | Microgrid fault protection based on symmetrical and differential current components | |
Hsieh et al. | Adaptive relay setting for distribution systems considering operation scenarios of wind generators | |
CN109361198B (en) | Micro-capacitance sensor multi-layer cooperates with inverse time lag line protection method and device | |
JP7017116B2 (en) | Power system | |
CN104377690A (en) | Control and protection system for thyristor controlled phase shifter of supergrid | |
CN104377691A (en) | Control and protection method for thyristor controlled phase shifter of supergrid | |
Rahman et al. | Multi-agent approach for overcurrent protection coordination in low voltage microgrids | |
Glassmire et al. | Using virtual synchronous generators to resolve microgrid protection challenges | |
RU188256U1 (en) | Power supply control device for an industrial energy district with distributed generation sources during a short circuit on a redundant section of substation buses | |
Lin et al. | Coordination strategy and its realization of UPFC control protection system and power grid protection for improving fault ride-through capability | |
JP2023036148A (en) | Power supply system | |
Higginson et al. | North bay hydro microgrid: innovative protection of a complex system | |
Meng | China's protection technique in preventing power system blackout to world | |
JP4046674B2 (en) | Distribution system protection system | |
Almamari et al. | Impacts of Distributed Generation on Power System Protection | |
Miller et al. | Fault contribution considerations for wind plant system design and power system protection issues | |
JP2022136435A (en) | Power supply system | |
JP7328544B2 (en) | power system | |
JP7523735B2 (en) | Power System | |
JP2022136430A (en) | Power supply system | |
Zhang et al. | Configuration, cooperation and existing problems of wind farm relay protection |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240709 |