JP2730595B2 - 小型発電装置の系統連系装置 - Google Patents
小型発電装置の系統連系装置Info
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- JP2730595B2 JP2730595B2 JP1215193A JP21519389A JP2730595B2 JP 2730595 B2 JP2730595 B2 JP 2730595B2 JP 1215193 A JP1215193 A JP 1215193A JP 21519389 A JP21519389 A JP 21519389A JP 2730595 B2 JP2730595 B2 JP 2730595B2
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- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
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- Power Engineering (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
- Control Of Eletrric Generators (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は電力系統と、需要家等に分散して設けられて
その電力系統に連系される小型発電装置との連係・解列
を行うのに好適な小型発電装置の系統連系装置に関す
る。
その電力系統に連系される小型発電装置との連係・解列
を行うのに好適な小型発電装置の系統連系装置に関す
る。
＜従来の技術と発明が解決しようとする課題＞ 近年、太陽電池、燃料電池等の直流電力をインバータ
装置により交流電力に変換するインバータ方式の小型発
電装置や、エンジンと発電機とを連結して交流電力と熱
を作り出す、いわゆるコージェネレーション方式の小型
発電装置等が、自然エネルギーの利用やエネルギーの効
率化のために開発されてきている。これらの小型発電装
置と電力系統（発電所、送電線、変電所、配電線等から
構成される）とを連系させることにより、小型発電装置
が故障したときや、小型発電装置による発電電力のみで
は、電力不足が生じたときに、不足分を電力系統からの
電力で賄うことができ、より安定して電力供給を行うこ
とができる。
装置により交流電力に変換するインバータ方式の小型発
電装置や、エンジンと発電機とを連結して交流電力と熱
を作り出す、いわゆるコージェネレーション方式の小型
発電装置等が、自然エネルギーの利用やエネルギーの効
率化のために開発されてきている。これらの小型発電装
置と電力系統（発電所、送電線、変電所、配電線等から
構成される）とを連系させることにより、小型発電装置
が故障したときや、小型発電装置による発電電力のみで
は、電力不足が生じたときに、不足分を電力系統からの
電力で賄うことができ、より安定して電力供給を行うこ
とができる。
ところで、上記小型発電装置と電力系統とを連系させ
た場合には、次の問題が生じることがある。すなわち、
電力系統の工事や修理は遮断器を開成して、電力供給を
停止してから行うことがあるが、このときに、小型発電
装置が配電線に接続されていると、電力系統を遮断しよ
うとしても（すなわち配電線の遮断器を開成して、それ
以降の配電線を停電させること）、小型発電装置の電圧
が配電線に印加される（逆圧がかかる）。この逆圧によ
り配電線工事を行う者が感電する可能性がある。
た場合には、次の問題が生じることがある。すなわち、
電力系統の工事や修理は遮断器を開成して、電力供給を
停止してから行うことがあるが、このときに、小型発電
装置が配電線に接続されていると、電力系統を遮断しよ
うとしても（すなわち配電線の遮断器を開成して、それ
以降の配電線を停電させること）、小型発電装置の電圧
が配電線に印加される（逆圧がかかる）。この逆圧によ
り配電線工事を行う者が感電する可能性がある。
このような場合、従来は、小型発電装置側に過・不足
電圧継電器（基準電圧±15％程度）、異常周波数継電器
（基本周波数±1Hz程度）等を配置し、電力系統を開成
した際に現れる電圧と基準電圧との差、または周波数と
基本周波数との差が許容幅を越えた場合に、電力系統が
開成されたものとし、小型発電装置を電力系統から切り
離すという方法がとられる。
電圧継電器（基準電圧±15％程度）、異常周波数継電器
（基本周波数±1Hz程度）等を配置し、電力系統を開成
した際に現れる電圧と基準電圧との差、または周波数と
基本周波数との差が許容幅を越えた場合に、電力系統が
開成されたものとし、小型発電装置を電力系統から切り
離すという方法がとられる。
しかし、上記方法では、小型発電機装置からの電力と
需要家が所有する負荷とが均衡した場合には、電圧及び
周波数の変化が小さく、上記継電器ではその変化を検出
することができないため、電力系統の開成を検出するこ
とができないという問題がある。
需要家が所有する負荷とが均衡した場合には、電圧及び
周波数の変化が小さく、上記継電器ではその変化を検出
することができないため、電力系統の開成を検出するこ
とができないという問題がある。
そこで、本件発明者等は、電力系統の周波数の変動
分、及び小型発電装置の変動分とを比較した結果、電力
系統の周波数の変動分は、ある特有の周期で微細に変動
するが、インバータ装置を使用した小型発電装置のそれ
には、電力系統に特有の変分を含まないことに着目し、
小型発電装置側において、周波数の変動分を監視し、電
力系統特有の変動分が現れなくなると、電力系統からの
電力供給が停止されたものとして、小型発電装置を電力
系統から切り離すという連系装置を提案した（特開昭63
−237327号、発明の名称「分散型電源の系統連系装
置」）。
分、及び小型発電装置の変動分とを比較した結果、電力
系統の周波数の変動分は、ある特有の周期で微細に変動
するが、インバータ装置を使用した小型発電装置のそれ
には、電力系統に特有の変分を含まないことに着目し、
小型発電装置側において、周波数の変動分を監視し、電
力系統特有の変動分が現れなくなると、電力系統からの
電力供給が停止されたものとして、小型発電装置を電力
系統から切り離すという連系装置を提案した（特開昭63
−237327号、発明の名称「分散型電源の系統連系装
置」）。
しかし、さらに鋭意研究を進めた結果、特開昭63−23
7327号の発明では、次の改善余地があることが分かっ
た。すなわち、小型発電装置として太陽光発電装置のよ
うな静止型発電装置だけでなく、ディーゼルエンジンを
使ったコージェネレーションのような回転式発電装置が
加わると、電力系統特有の変動分と同じような変動分を
発生させることがあり、電力系統の開成の判別が困難に
なることが分かった。
7327号の発明では、次の改善余地があることが分かっ
た。すなわち、小型発電装置として太陽光発電装置のよ
うな静止型発電装置だけでなく、ディーゼルエンジンを
使ったコージェネレーションのような回転式発電装置が
加わると、電力系統特有の変動分と同じような変動分を
発生させることがあり、電力系統の開成の判別が困難に
なることが分かった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、ディ
ーゼルエンジンによるコージェネレーションのような回
転式の小型発電装置を使用した場合であっても、電力系
統の開成を検出することを可能にする小型発電装置の系
統連系装置を提供することを目的とする。
ーゼルエンジンによるコージェネレーションのような回
転式の小型発電装置を使用した場合であっても、電力系
統の開成を検出することを可能にする小型発電装置の系
統連系装置を提供することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ 上記目的を達成するための本発明の小型発電装置の系
統連系装置は、電力系統と静止型発電装置及び回転型発
電装置を含む小型発電装置とを連系・解列するための切
替え手段と、電力系統が開成された後に現れる上記小型
発電装置の周波数の基本周波数60HzからのずれΔｆを検
出する周波数差検出手段と、上記周波数差検出手段によ
り検出されたずれΔｆの周期変動の60Hz変動成分を検出
する基本周期抽出手段と、上記ずれΔｆの周期変動の4H
z変動成分を検出する長周期抽出手段とを有し、上記基
本周期抽出手段の検出した60Hz変動成分がしきい値
（ｚ）より大きいか、又は上記長周期抽出手段の検出し
た4Hz変動成分がしきい値（ｙ）より大きい場合に、電
力系統と小型発電装置とを解列するための切替え指令信
号を出力するものである。
統連系装置は、電力系統と静止型発電装置及び回転型発
電装置を含む小型発電装置とを連系・解列するための切
替え手段と、電力系統が開成された後に現れる上記小型
発電装置の周波数の基本周波数60HzからのずれΔｆを検
出する周波数差検出手段と、上記周波数差検出手段によ
り検出されたずれΔｆの周期変動の60Hz変動成分を検出
する基本周期抽出手段と、上記ずれΔｆの周期変動の4H
z変動成分を検出する長周期抽出手段とを有し、上記基
本周期抽出手段の検出した60Hz変動成分がしきい値
（ｚ）より大きいか、又は上記長周期抽出手段の検出し
た4Hz変動成分がしきい値（ｙ）より大きい場合に、電
力系統と小型発電装置とを解列するための切替え指令信
号を出力するものである。
＜作 用＞ 基本周期抽出手段と長周期抽出手段とが、電力系統が
開成された後に現れる小型発電装置に固有の変動分、す
なわち小型発電装置の基本周波数60HzからのずれΔｆの
60Hz変動成分と、上記ずれΔｆの4Hz変動成分とを検出
し、これらの変動成分をそれぞれ基準値と比較して、い
ずれかが基準値よりも大きかった場合に、電力系統と小
型発電装置とを解列させる。
開成された後に現れる小型発電装置に固有の変動分、す
なわち小型発電装置の基本周波数60HzからのずれΔｆの
60Hz変動成分と、上記ずれΔｆの4Hz変動成分とを検出
し、これらの変動成分をそれぞれ基準値と比較して、い
ずれかが基準値よりも大きかった場合に、電力系統と小
型発電装置とを解列させる。
＜実施例＞ 以下、本発明に係る小型発電装置の系統連系装置を添
付図面を参照しながら詳細に説明する。
付図面を参照しながら詳細に説明する。
第１図は小型発電装置の系統連系装置のブロック図で
ある。同図においてＡは電力系統であり、電力系統Ａ
は、発電所１、配電用変電所２、配電線３、配電線３に
介在される遮断器４、柱上変圧器５、引込み線６を有す
る。上記発電所１の発電電力は配電用変電所２によって
その電圧が6KVに降圧され、所望個数の配電線３により
分岐されて送電される。配電線３への分岐電力は、遮断
器４を介して各所に設けられた柱上変圧器５に供給さ
れ、柱上変圧器５に供給された電力は100Vに降圧されて
引込み線６により各需要家に供給されいる。引込み線６
から家庭７に供給された電力は、系統連系装置13の遮断
器８を介して負荷９に供給されている。
ある。同図においてＡは電力系統であり、電力系統Ａ
は、発電所１、配電用変電所２、配電線３、配電線３に
介在される遮断器４、柱上変圧器５、引込み線６を有す
る。上記発電所１の発電電力は配電用変電所２によって
その電圧が6KVに降圧され、所望個数の配電線３により
分岐されて送電される。配電線３への分岐電力は、遮断
器４を介して各所に設けられた柱上変圧器５に供給さ
れ、柱上変圧器５に供給された電力は100Vに降圧されて
引込み線６により各需要家に供給されいる。引込み線６
から家庭７に供給された電力は、系統連系装置13の遮断
器８を介して負荷９に供給されている。
尚、以下の説明では、電力系統の開成は遮断器４を開
成すること（以下、系統遮断という）を例にして説明す
る。
成すること（以下、系統遮断という）を例にして説明す
る。
需要家７内には太陽電池10とインバータ装置11とから
なるインバータ方式の静止型発電装置とディーゼルエン
ジンを用いたコージェネレーション12（回転型発電装
置）とを並列接続した小型発電装置Ｂが設けられてお
り、インバータ方式の発電装置とコージェネレーション
12の両方、或いはどちらかを運転して交流電力を生成
し、この生成した交流電力を電力系統Ａからの交流電力
に同期させて負荷９に供給している。尚、太陽電池10の
他にも、燃料電池等の直流電力発電手段を使用すること
ができる。
なるインバータ方式の静止型発電装置とディーゼルエン
ジンを用いたコージェネレーション12（回転型発電装
置）とを並列接続した小型発電装置Ｂが設けられてお
り、インバータ方式の発電装置とコージェネレーション
12の両方、或いはどちらかを運転して交流電力を生成
し、この生成した交流電力を電力系統Ａからの交流電力
に同期させて負荷９に供給している。尚、太陽電池10の
他にも、燃料電池等の直流電力発電手段を使用すること
ができる。
上記系統連系装置13は、引込み線６の途中の位置Ｃに
接続され、この位置Ｃからの電圧の周波数を測定する周
波数測定部14と、この測定された周波数と基本周波数
（例えば60Hz）との差Δｆを所定時間にわたって検出す
る周波数差検出部15と、Δｆの値としきい値ｘ（電力系
統が健全時に通常予想される変動範囲、例えば0.6Hz）
とを比較し、Δｆ＞ｘの場合には“HIGH"の信号を出力
する第１のレベル判定部16と、上記Δｆから4Hz成分を
抽出する4Hz成分抽出部17と、この4Hz成分抽出部17によ
り抽出した4Hz成分としきい値ｙ（健全時の電力系統の4
Hz成分の値から系統遮断後の小型発電装置の呈する値ま
での範囲で設定される）とを比較する第２のレベル判定
部18、上記Δｆから60Hz成分を抽出する60Hz成分抽出部
19と、この60Hz成分抽出部19により抽出した60Hz成分と
しきい値ｚ（健全な電力系統の60Hz成分の値から系統遮
断後の小型発電装置の呈する値までの範囲で設定され
る）とを比較する第３のレベル判定部20と、第１のレベ
ル判定部16の出力、第２のレベル判定部18の出力、及び
第３のレベル判定部20の出力の論理和をとるOR回路21
と、遅延回路22と、切り替え手段としての遮断器８とを
有している。
接続され、この位置Ｃからの電圧の周波数を測定する周
波数測定部14と、この測定された周波数と基本周波数
（例えば60Hz）との差Δｆを所定時間にわたって検出す
る周波数差検出部15と、Δｆの値としきい値ｘ（電力系
統が健全時に通常予想される変動範囲、例えば0.6Hz）
とを比較し、Δｆ＞ｘの場合には“HIGH"の信号を出力
する第１のレベル判定部16と、上記Δｆから4Hz成分を
抽出する4Hz成分抽出部17と、この4Hz成分抽出部17によ
り抽出した4Hz成分としきい値ｙ（健全時の電力系統の4
Hz成分の値から系統遮断後の小型発電装置の呈する値ま
での範囲で設定される）とを比較する第２のレベル判定
部18、上記Δｆから60Hz成分を抽出する60Hz成分抽出部
19と、この60Hz成分抽出部19により抽出した60Hz成分と
しきい値ｚ（健全な電力系統の60Hz成分の値から系統遮
断後の小型発電装置の呈する値までの範囲で設定され
る）とを比較する第３のレベル判定部20と、第１のレベ
ル判定部16の出力、第２のレベル判定部18の出力、及び
第３のレベル判定部20の出力の論理和をとるOR回路21
と、遅延回路22と、切り替え手段としての遮断器８とを
有している。
ここで、上記Δｆについてさらに詳細に説明する。第
２図は健全な電力系統Ａの電圧のΔｆを縦軸にとり、時
間を横軸にとって実測した例である。Δｆは60Hzの近傍
で微小に周期的に変動しており、その周期は約2.5秒、
すなわち0.4Hzの周期変動が優勢である。さらに、わず
かであるが、約4Hzの周期変動も見られる。電力系統の
このような微小変動は、電力系統が時々刻々変化するこ
とに生ずる。つまり、電力負荷が増加した場合、発電容
量を増加させて周波数を一定に保つように制御される
が、その制御がなされるまでの間、過渡的に発電機の回
転エネルギーを電気エネルギーとして放出することによ
り回転数（周波数）が下がることが起こる。また、電力
負荷が減少した場合には、その逆の現象が起こる。こう
した現象の周期は、発電機の機械的慣性定数等によって
決まるので、変動周期は電力系統固有のものである。
２図は健全な電力系統Ａの電圧のΔｆを縦軸にとり、時
間を横軸にとって実測した例である。Δｆは60Hzの近傍
で微小に周期的に変動しており、その周期は約2.5秒、
すなわち0.4Hzの周期変動が優勢である。さらに、わず
かであるが、約4Hzの周期変動も見られる。電力系統の
このような微小変動は、電力系統が時々刻々変化するこ
とに生ずる。つまり、電力負荷が増加した場合、発電容
量を増加させて周波数を一定に保つように制御される
が、その制御がなされるまでの間、過渡的に発電機の回
転エネルギーを電気エネルギーとして放出することによ
り回転数（周波数）が下がることが起こる。また、電力
負荷が減少した場合には、その逆の現象が起こる。こう
した現象の周期は、発電機の機械的慣性定数等によって
決まるので、変動周期は電力系統固有のものである。
第３図は小型発電装置Ｂのうち、インバータ方式の発
電装置のみを運転した状態で、電力系統の遮断器４を開
放したことに相当する試験を行い、Ｃ点のΔｆを測定し
たものである。
電装置のみを運転した状態で、電力系統の遮断器４を開
放したことに相当する試験を行い、Ｃ点のΔｆを測定し
たものである。
小型発電装置の出力と負荷が均衡していたため、系統
遮断の前後で、Δｆの平均値の変化は、殆どないが、系
統遮断後、明らかに変動が大きくなり、その変動周期は
60Hzである。これは、インバータ装置11に固有のもので
あり、インバータ装置11によるPLL制御では１サイクル
の周期、及び電力は変動しないが、半サイクルの０クロ
スはずれるという特性に起因している。したがって、60
Hz成分の変動が生じることになる。
遮断の前後で、Δｆの平均値の変化は、殆どないが、系
統遮断後、明らかに変動が大きくなり、その変動周期は
60Hzである。これは、インバータ装置11に固有のもので
あり、インバータ装置11によるPLL制御では１サイクル
の周期、及び電力は変動しないが、半サイクルの０クロ
スはずれるという特性に起因している。したがって、60
Hz成分の変動が生じることになる。
第４図は、第３図と同様に小型発電装置３のうち、コ
ージェネレーション12のみを運転した状態でΔｆ測定し
たものである。小型発電装置の出力が負荷よりも小さか
ったため、系統遮断後、周波数が下がっているが、注目
したいのは、変動の仕方である。すなわち、系統遮断前
は当然ながら、健全な電力系統固有の約0.4Hzで変動し
ているが、系統遮断後は4Hz弱の周期変動（以下、4Hz成
分という）が明確に現れるようになる。電力系統のΔｆ
にも4Hz成分があることは、前述したが、コージェネレ
ーションの4Hz成分は、電力系統のそれよりも明らかに
大きい。
ージェネレーション12のみを運転した状態でΔｆ測定し
たものである。小型発電装置の出力が負荷よりも小さか
ったため、系統遮断後、周波数が下がっているが、注目
したいのは、変動の仕方である。すなわち、系統遮断前
は当然ながら、健全な電力系統固有の約0.4Hzで変動し
ているが、系統遮断後は4Hz弱の周期変動（以下、4Hz成
分という）が明確に現れるようになる。電力系統のΔｆ
にも4Hz成分があることは、前述したが、コージェネレ
ーションの4Hz成分は、電力系統のそれよりも明らかに
大きい。
コージェネレーションが、電力系統を構成する火力・
原子力発電と同じ回転式発電機でありながら、このよう
にΔｆの変動分が異なるのは、コージェネレーションが
ディーゼルエンジンという往復動原動機により駆動され
るため、その回転が滑らかでないことに起因しており、
4Hz成分はコージェネレーション特有の成分である。
原子力発電と同じ回転式発電機でありながら、このよう
にΔｆの変動分が異なるのは、コージェネレーションが
ディーゼルエンジンという往復動原動機により駆動され
るため、その回転が滑らかでないことに起因しており、
4Hz成分はコージェネレーション特有の成分である。
以上のΔｆの説明は、分かり易くするためにインバー
タ装置とコージェネレーションをそれぞれ別に運転した
場合を説明してきたが、小型発電装置Ｂのインバータ装
置及びコージェネレーションの両方を運転した状態で同
様のことを行えば、Ｃ点のΔｆは第３図と第４図を重ね
合わせたものが観測される。
タ装置とコージェネレーションをそれぞれ別に運転した
場合を説明してきたが、小型発電装置Ｂのインバータ装
置及びコージェネレーションの両方を運転した状態で同
様のことを行えば、Ｃ点のΔｆは第３図と第４図を重ね
合わせたものが観測される。
以上の如く健全な電力系統のΔｆ成分と小型発電装置
ＢのΔｆ成分との現れ方は明確に相違しており、Δｆ成
分を抽出することにより健全な電力系統に小型発電装置
Ｂが接続されているか否か判断し、その接続の良否を判
断することが可能になる。
ＢのΔｆ成分との現れ方は明確に相違しており、Δｆ成
分を抽出することにより健全な電力系統に小型発電装置
Ｂが接続されているか否か判断し、その接続の良否を判
断することが可能になる。
上記構成の小型発電装置Ｂの系統連系装置の動作は次
の通りである。この動作の説明は第２〜４図を参照す
る。
の通りである。この動作の説明は第２〜４図を参照す
る。
まず、健全な電力系統に連系されている時の動作を説
明する。周波数測定部14において、引込み線６の途中の
位置Ｃにおける電圧の周波数が常時測定されており、周
波数差検出部15はこの周波数の測定値と基本周波数（例
えば60Hz）との差Δｆを検出し、このΔｆを第１のレベ
ル判定部16、及び4Hz成分抽出部17、60Hz成分抽出部19
に供給する。この場合、健全な電力系統のΔｆはしきい
値ｘ（ここでは、0.6Hz）を越えないから、第１のレベ
ル判定部16からは“LOW"の信号がOR回路21に出力され
る。
明する。周波数測定部14において、引込み線６の途中の
位置Ｃにおける電圧の周波数が常時測定されており、周
波数差検出部15はこの周波数の測定値と基本周波数（例
えば60Hz）との差Δｆを検出し、このΔｆを第１のレベ
ル判定部16、及び4Hz成分抽出部17、60Hz成分抽出部19
に供給する。この場合、健全な電力系統のΔｆはしきい
値ｘ（ここでは、0.6Hz）を越えないから、第１のレベ
ル判定部16からは“LOW"の信号がOR回路21に出力され
る。
また、Δｆを供給された4Hz成分抽出部17は、Δｆか
ら4Hz成分を抽出する。この抽出した4Hzの成分は、健全
な電力系統に連系されている場合には、変動分は小さく
第２図に示したものと同様の振幅である。この変動分の
小さい4Hz成分の値はしきい値ｙを越えないから、第２
のレベル判定部18からは“LOW"がOR回路21に出力され
る。そして、Δｆを供給された60Hz成分抽出部19は、Δ
ｆから60Hz成分を抽出する。この抽出した60Hz成分も、
第３図に示すように系統遮断までは小さく、その値はし
きい値ｚを越えないから、第３図のレベル判定部22から
は、“LOW"がOR回路21に出力される。OR回路21には上記
両レベル判定部16、18、22から“LOW"の信号が供給さ
れ、出力端子から“LOW"の信号を遮断器８に出力する。
したがって、遮断器８は動作せず、連系状態が維持され
る。
ら4Hz成分を抽出する。この抽出した4Hzの成分は、健全
な電力系統に連系されている場合には、変動分は小さく
第２図に示したものと同様の振幅である。この変動分の
小さい4Hz成分の値はしきい値ｙを越えないから、第２
のレベル判定部18からは“LOW"がOR回路21に出力され
る。そして、Δｆを供給された60Hz成分抽出部19は、Δ
ｆから60Hz成分を抽出する。この抽出した60Hz成分も、
第３図に示すように系統遮断までは小さく、その値はし
きい値ｚを越えないから、第３図のレベル判定部22から
は、“LOW"がOR回路21に出力される。OR回路21には上記
両レベル判定部16、18、22から“LOW"の信号が供給さ
れ、出力端子から“LOW"の信号を遮断器８に出力する。
したがって、遮断器８は動作せず、連系状態が維持され
る。
次に、系統が遮断されたとき、すなわち遮断器４が開
成されて電力系統Ａからの電力供給が停止されたときに
は、インバータ方式の発電装置、及び／又はコージェネ
レーション12の逆圧が引き込み線６に印加される。この
逆圧の周波数を周波数測定部14により測定する。そし
て、周波数差検出部15は、この測定値に基づいてΔｆを
検出する。そして、このΔｆが第１のレベル判定部16、
及び4Hz成分抽出部17、60Hz成分抽出部19に供給され
る。第１のレベル判定部16により、Δｆの値としきい値
ｘとが比較される。第３図及び第４図の例では、系統遮
断後の発電容量すなわちインバータ装置11またはコージ
ェネレーション12の出力が負荷９とほぼ均衡していたた
め、Δｆはしきい値ｘ（±0.6Hz）を越えていない。し
たがって、第１のレベル判定部16の出力は“LOW"のまま
である。なお、上記発電量と負荷に大きな差がある場合
は、第３図及び第４図のΔｆは上か下にずれてしきい値
ｘを越えるため、第１のレベル判定部16の出力は“HIG
H"となる。このように、第１のレベル判定部16は、小型
発電装置の固有の変動分を検出するものではないが、発
電量と負荷に差がある場合の検出をより確実にするため
に、従来技術の異常周波数継電器に相当するものとして
設けたものである。
成されて電力系統Ａからの電力供給が停止されたときに
は、インバータ方式の発電装置、及び／又はコージェネ
レーション12の逆圧が引き込み線６に印加される。この
逆圧の周波数を周波数測定部14により測定する。そし
て、周波数差検出部15は、この測定値に基づいてΔｆを
検出する。そして、このΔｆが第１のレベル判定部16、
及び4Hz成分抽出部17、60Hz成分抽出部19に供給され
る。第１のレベル判定部16により、Δｆの値としきい値
ｘとが比較される。第３図及び第４図の例では、系統遮
断後の発電容量すなわちインバータ装置11またはコージ
ェネレーション12の出力が負荷９とほぼ均衡していたた
め、Δｆはしきい値ｘ（±0.6Hz）を越えていない。し
たがって、第１のレベル判定部16の出力は“LOW"のまま
である。なお、上記発電量と負荷に大きな差がある場合
は、第３図及び第４図のΔｆは上か下にずれてしきい値
ｘを越えるため、第１のレベル判定部16の出力は“HIG
H"となる。このように、第１のレベル判定部16は、小型
発電装置の固有の変動分を検出するものではないが、発
電量と負荷に差がある場合の検出をより確実にするため
に、従来技術の異常周波数継電器に相当するものとして
設けたものである。
また、Δｆを供給された4Hz成分抽出部17と60Hz成分
抽出部19は、Δｆから4Hzと60Hz成分とをそれぞれ抽出
する。コージェネレーション12が接続されていると、4H
zの成分の値はしきい値ｙを越えるから、第２のレベル
判定部18の出力は“HIGH"となり、インバータ装置が接
続されていると、60Hz成分の値はしきい値ｚを越えるか
ら、第３のレベル判定部20の出力は“HIGH"となる。こ
の“HIGH"の信号は、小型発電装置が健全な電力系統に
接続されていないことを示す判断信号としてOR回路21に
供給される。
抽出部19は、Δｆから4Hzと60Hz成分とをそれぞれ抽出
する。コージェネレーション12が接続されていると、4H
zの成分の値はしきい値ｙを越えるから、第２のレベル
判定部18の出力は“HIGH"となり、インバータ装置が接
続されていると、60Hz成分の値はしきい値ｚを越えるか
ら、第３のレベル判定部20の出力は“HIGH"となる。こ
の“HIGH"の信号は、小型発電装置が健全な電力系統に
接続されていないことを示す判断信号としてOR回路21に
供給される。
上記のようにして３つのレベル判定部16、18、22の何
れかから“HIGH"の信号を受けたOR回路21は出力端子か
ら“HIGH"の信号を遅延回路22に供給する。すなわち、
小型発電装置がインバータ方式の発電装置11とコージェ
ネレーション12の両者を併用するものである場合には、
各発電装置に固有の周波数変動成分を検出することがで
きるので、何れの発電装置が引き越み線６に接続されて
いても、OR回路21の出力端子から“HIGH"の信号を出力
することができる。
れかから“HIGH"の信号を受けたOR回路21は出力端子か
ら“HIGH"の信号を遅延回路22に供給する。すなわち、
小型発電装置がインバータ方式の発電装置11とコージェ
ネレーション12の両者を併用するものである場合には、
各発電装置に固有の周波数変動成分を検出することがで
きるので、何れの発電装置が引き越み線６に接続されて
いても、OR回路21の出力端子から“HIGH"の信号を出力
することができる。
そして、遅延回路22はこの“HIGH"の信号が一定時間
（例えば１乃至10秒）入力され続けた場合には、系統が
遮断された、すなわち小型発電装置が健全な電力系統に
接続されていないと判断して遮断器８に切り替え指令信
号を出力して、遮断器８を駆動し、小型発電装置Ｂを電
力系統Ａから切り離して電力系統への逆圧を防止する。
（例えば１乃至10秒）入力され続けた場合には、系統が
遮断された、すなわち小型発電装置が健全な電力系統に
接続されていないと判断して遮断器８に切り替え指令信
号を出力して、遮断器８を駆動し、小型発電装置Ｂを電
力系統Ａから切り離して電力系統への逆圧を防止する。
尚、小型発電装置Ｂがインバータ方式の発電装置のみ
で構成されている場合には、Δｆの60Hz成分の値のみに
基づいて、小型発電装置Ｂが健全な電力系統に接続され
ているか否かを判断することが可能であり、また、小型
発電装置Ｂがコージェネレーション12のみで構成されて
いる場合には、4Hz成分の値のみに基づいて小型発電装
置Ｂが健全な電力系統に接続されているか否かを判断す
ることが可能である。
で構成されている場合には、Δｆの60Hz成分の値のみに
基づいて、小型発電装置Ｂが健全な電力系統に接続され
ているか否かを判断することが可能であり、また、小型
発電装置Ｂがコージェネレーション12のみで構成されて
いる場合には、4Hz成分の値のみに基づいて小型発電装
置Ｂが健全な電力系統に接続されているか否かを判断す
ることが可能である。
＜発明の効果＞ 以上の本発明によれば、小型発電装置と電力系統を解
列・連系する切替え指令の制御が、小型発電装置の設置
箇所で自動的に行われる。
列・連系する切替え指令の制御が、小型発電装置の設置
箇所で自動的に行われる。
また、その切替え動作は、小型発電装置に固有の変動
分、すなわち小型発電装置の周波数の基本周波数60Hzか
らのずれΔｆの60Hz変動成分と、上記ずれΔｆの4Hz変
動成分との検出により行うものであるため、小型発電装
置の発電量と負荷とがバランスしていても、確実に小型
発電装置と電力系統とを解列できる。
分、すなわち小型発電装置の周波数の基本周波数60Hzか
らのずれΔｆの60Hz変動成分と、上記ずれΔｆの4Hz変
動成分との検出により行うものであるため、小型発電装
置の発電量と負荷とがバランスしていても、確実に小型
発電装置と電力系統とを解列できる。
その結果、配電線工事をする際における安全性が確実
に保証されるとともに、小型発電装置を設置した需要家
に安定した電力供給を行うことができるという効果が得
られる。
に保証されるとともに、小型発電装置を設置した需要家
に安定した電力供給を行うことができるという効果が得
られる。
第１図は本発明に係る小型発電装置の系統連系装置に好
適な実施例を示す概略図、 第２図は健全な電力系統の周波数の微小変動の一例を示
す図、 第３図は小型発電装置のうちのインバータ装置のみの周
波数の微小変動の一例を示す図、 第４図は小型発電装置のうちのコージェネレーションの
みの周波数の微少変動を示す図である。 A:電力系統、B:小型発電装置、 12:系統連系装置、14:周波数測定部、 15:周波数差検出手部、 16:第１のレベル判定部、 17:4Hz成分抽出部、 18:第２のレベル判定部、 19:60Hz成分抽出部、 20:第３のレベル判定部、21:OR回路、 22:遅延回路
適な実施例を示す概略図、 第２図は健全な電力系統の周波数の微小変動の一例を示
す図、 第３図は小型発電装置のうちのインバータ装置のみの周
波数の微小変動の一例を示す図、 第４図は小型発電装置のうちのコージェネレーションの
みの周波数の微少変動を示す図である。 A:電力系統、B:小型発電装置、 12:系統連系装置、14:周波数測定部、 15:周波数差検出手部、 16:第１のレベル判定部、 17:4Hz成分抽出部、 18:第２のレベル判定部、 19:60Hz成分抽出部、 20:第３のレベル判定部、21:OR回路、 22:遅延回路
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石川 文彦 香川県高松市木太町2869番地４ (72)発明者 松村 茂憲 香川県高松市上之町２丁目12番26号 (72)発明者 山中 壮一 京都府京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−89429（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】電力系統と、静止型発電装置及び回転型発
電装置を含む小型発電装置とを連係・解列するための切
替え手段と、 電力系統が開成された後に現れる上記小型発電装置の周
波数の基本周波数60HzからのずれΔｆを検出する周波数
差検出手段（15）と、 周波数差検出手段（15）により検出されたずれΔｆの周
期変動の60Hz変動成分を検出する基本周期抽出手段（1
9）と、 上記ずれΔｆの周期変動の4Hz変動成分を検出する長周
期抽出手段（17）と、 上記基本周期抽出手段（19）の検出した60Hz変動成分が
しきい値（ｚ）より大きい場合に出力するレベル判定手
段（20）と、上記長周期抽出手段（17）の検出した4Hz
変動成分がしきい値（ｙ）より大きい場合に出力するレ
ベル判定手段（18）と、上記２つのレベル判定手段（2
0,18）の出力の論理和に基づいて、電力系統と小型発電
装置とを解列するための切替え指令信号を出力する切替
え指令手段（21）とを有することを特徴とする小型発電
装置の系統連係装置。
Priority Applications (5)
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|---|---|---|---|
| JP1215193A JP2730595B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 小型発電装置の系統連系装置 |
| US07/565,829 US5162964A (en) | 1989-08-21 | 1990-08-13 | Connection control device for controlling the connection of small generator unit to electric power system |
| DE69020663T DE69020663T2 (de) | 1989-08-21 | 1990-08-20 | Schaltungssteuervorrichtung zum Steuern der Schaltung eines kleinen Generators an einem Stromversorgungssystem. |
| EP90115926A EP0415228B1 (en) | 1989-08-21 | 1990-08-20 | Connection control device for controlling the connection of small generator unit to electric power system |
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| JP1215193A JP2730595B2 (ja) | 1989-08-21 | 1989-08-21 | 小型発電装置の系統連系装置 |
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| JP2730595B2 true JP2730595B2 (ja) | 1998-03-25 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| US5592074A (en) * | 1992-06-26 | 1997-01-07 | Canon Kabushiki Kaisha | Battery power supply system |
| AT399966B (de) * | 1993-03-19 | 1995-08-25 | Elin Energieversorgung | Synchronisiervorrichtung |
| AU766871B2 (en) | 1997-11-24 | 2003-10-23 | Plug Power Inc. | Anti-islanding method and apparatus for distributed power generation |
| JP4641113B2 (ja) * | 2001-03-23 | 2011-03-02 | シャープ株式会社 | ソーラ発電装置の管理システム |
| US6853940B2 (en) * | 2002-01-16 | 2005-02-08 | Ballard Power Systems Corporation | Anti-islanding device and method for grid connected inverters using random noise injection |
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| AU2003243627A1 (en) * | 2002-06-18 | 2003-12-31 | Ingersoll-Rand Energy Systems Corporation | Microturbine engine system |
| US20040070281A1 (en) * | 2002-10-15 | 2004-04-15 | Carolina Tractor & Equipment Company | Method and apparatus for isolating a cogeneration system from a utility source |
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| JP5231745B2 (ja) * | 2007-02-19 | 2013-07-10 | 本田技研工業株式会社 | コージェネレーション装置 |
| JP5144169B2 (ja) * | 2007-08-17 | 2013-02-13 | 本田技研工業株式会社 | コージェネレーション装置 |
| ITBO20070600A1 (it) * | 2007-09-03 | 2009-03-04 | Energifera S R L | Sistema per la produzione contemporanea di energia elettrica ed energia termica |
| CN110932332A (zh) * | 2019-12-28 | 2020-03-27 | 广东南控电力有限公司 | 一种分布调控式太阳能发电*** |
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| GB8412856D0 (en) * | 1984-05-19 | 1984-06-27 | Northern Eng Ind | Frequency detection |
| JPS6289429A (ja) * | 1985-10-11 | 1987-04-23 | 三洋電機株式会社 | 停電検知方法 |
| US4851782A (en) * | 1987-01-15 | 1989-07-25 | Jeerings Donald I | High impedance fault analyzer in electric power distribution |
| JPS63237327A (ja) * | 1987-03-26 | 1988-10-03 | Shikoku Electric Power Co Inc | 分散型電源の系統連系装置 |
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| JPS63287328A (ja) * | 1987-05-18 | 1988-11-24 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 分散電源装置による連係商用周波電力線への逆充電防止方法 |
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-
1990
- 1990-08-13 US US07/565,829 patent/US5162964A/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |