JP2767214B2 - Grid connection protection device - Google Patents
Grid connection protection deviceInfo
- Publication number
- JP2767214B2 JP2767214B2 JP7069530A JP6953095A JP2767214B2 JP 2767214 B2 JP2767214 B2 JP 2767214B2 JP 7069530 A JP7069530 A JP 7069530A JP 6953095 A JP6953095 A JP 6953095A JP 2767214 B2 JP2767214 B2 JP 2767214B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frequency
- generator
- protection device
- power
- system interconnection
- 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.)
- Expired - Fee Related
Links
Landscapes
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、系統連系方式(商用電
力線連系方式)において、系統事故時に自家発電設備の
単独運転を防止する系統連系保護装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a system interconnection protection device for preventing an independent operation of a private power generation facility in the event of a system accident in a system interconnection system (commercial power line interconnection system).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、高圧需要家がコージェネレーショ
ン等の自家発電設備(以下自家発電設備という)を系統
連系するために、図7に示すような系統連系システムが
用いられている。すなわち、図7の系統連系システムに
おいて、1aは自家発電設備、2は系統母線、3は配電
用変電所、4は変圧器、5は受電線送り出し遮断器であ
る。また、自家発電設備1aは、発電機11aと、発電
機11aの端子電圧を制御する自動電圧調整装置12a
と、発電機11aを駆動するエンジン13aと、エンジ
ン13aの回転速度を所定の速度に調整する調速機14
aと、発電機11aを構内系統に接続する遮断器15a
と、系統母線2と構内系統母線10aとを接続する遮断
器16aと、構内負荷17aと、構内負荷17a用の遮
断器18aを備えており、さらに保護装置として不足電
圧継電器21a、周波数低下継電器22a、過電圧継電
器23a、過電流継電器24a、方向地絡継電器25
a、発電機異常検出用継電器27a、周波数上昇継電器
28a、周波数検出器30a、周波数指令のための関数
発生器31aを備えている。また、1bは上記した自家
発電設備1aと同様の構成の自家発電設備を備えた需要
家であり、1cは自家発電設備を有しない受電設備(遮
断器16cと構内負荷17c)のみを備えた需要家であ
る。2. Description of the Related Art Hitherto, a grid interconnection system as shown in FIG. 7 has been used for a high-voltage customer to interconnect a private power generation facility such as a cogeneration system (hereinafter referred to as a private power generation facility). That is, in the system interconnection system of FIG. 7, 1a is a private power generation facility, 2 is a system bus, 3 is a distribution substation, 4 is a transformer, and 5 is a receiving line sending circuit breaker. The private power generation equipment 1a includes a generator 11a and an automatic voltage regulator 12a for controlling a terminal voltage of the generator 11a.
An engine 13a for driving the generator 11a; and a governor 14 for adjusting the rotation speed of the engine 13a to a predetermined speed.
a and a circuit breaker 15a for connecting the generator 11a to the premises system
, A circuit breaker 16a for connecting the system bus 2 and the premises system bus 10a, a premises load 17a, and a circuit breaker 18a for the premises load 17a. , Overvoltage relay 23a, overcurrent relay 24a, directional ground fault relay 25
a, a generator abnormality detection relay 27a, a frequency rise relay 28a, a frequency detector 30a, and a function generator 31a for a frequency command. Reference numeral 1b denotes a customer provided with a private power generation facility having the same configuration as the private power generation facility 1a described above. Home.
【0003】この様に構成された自家発電設備の系統連
系システムにおいて、電力系統や需要家自家発電設備で
異常が発生した場合には、速かにそれを検出し、自家発
電設備を解列する必要がある。この目的のために、不足
電圧継電器21a、周波数低下継電器22a、過電圧継
電器23a、過電流継電器24a、方向地絡継電器25
a、発電機異常検出用継電器27a、周波数上昇継電器
28aが設けられ、異常時には遮断器16aを開路して
系統から解列するように構成されている。[0003] In the system for interconnecting private power generation facilities configured as described above, if an abnormality occurs in the power system or the customer private power generation equipment, it is detected quickly and the private power generation equipment is disconnected. There is a need to. For this purpose, undervoltage relay 21a, frequency reduction relay 22a, overvoltage relay 23a, overcurrent relay 24a, directional ground fault relay 25
a, a generator abnormality detecting relay 27a and a frequency increasing relay 28a are provided, and when an abnormality occurs, the circuit breaker 16a is opened and disconnected from the system.
【0004】ただし、電力系統のある種の異常時には、
これらの保護リレーだけでは異常を検出することができ
ないケースがある。それは電力系統と自家発電設備1a
の間で有効・無効電力の受給が小さいときに、電力系統
の遠端で事故が発生し、その為に図7中の受電線送り出
し遮断器5が開路となった場合、または受電線送り出し
遮断器5は閉路のままでも、もっと上流の遮断器が開路
して系統が停電した場合である。この時も、即時に自家
発電設備1a、1bを電力系統すなわち系統母線2から
解列する必要がある。それは受電線送り出し遮断器5が
開路となった後も、自家発電設備が系統母線2を充電し
て運転を継続すれば(以下この運転を単独運転と称す
る)、電力系統と自家発電設備の周波数の誤差により、
両者の電圧に位相差が発生するためである。位相差が発
生すれば、電力系統が復旧して、受電線送り出し遮断器
5が再閉路される場合に大きな電流が流れ、2次事故を
発生する恐れがある。[0004] However, in the case of certain abnormalities in the power system,
In some cases, an abnormality cannot be detected with only these protection relays. It is power system and private power generation equipment 1a
When the receiving of active / reactive power is small, an accident occurs at the far end of the power system, and the receiving line sending out circuit breaker 5 in FIG. 7 is opened, or the receiving line sending out is interrupted. This is a case in which the circuit breaker 5 remains closed, but the circuit breaker located further upstream is opened, and the system loses power. Also at this time, it is necessary to immediately disconnect the private power generation facilities 1a and 1b from the power system, that is, the system bus 2. Even if the receiving line sending-out circuit breaker 5 is opened, if the private power generation equipment charges the system bus 2 and continues the operation (hereinafter, this operation is referred to as isolated operation), the power system and the frequency of the private power generation equipment Due to the error of
This is because a phase difference occurs between the two voltages. If a phase difference occurs, the electric power system is restored and a large current flows when the receiving line sending out circuit breaker 5 is closed again, which may cause a secondary accident.
【0005】単独運転を検出する方法として、従来は、
図7に示す如く周波数検出器30a、周波数指令のため
の関数発生器31aによる保護装置が設けられていた。
図7において、周波数検出器30aは発電機端子電圧か
ら発電機周波数を検出し、関数発生器31aは周波数検
出器30aの検出値から、設定された関数により出力信
号を発生する。調速機14aは発電機11aの周波数が
関数発生器31aの出力信号に応じた値となるようエン
ジン13aの回転速度を制御する。Conventionally, as a method of detecting an islanding operation,
As shown in FIG. 7, a protection device including a frequency detector 30a and a function generator 31a for a frequency command was provided.
In FIG. 7, a frequency detector 30a detects a generator frequency from a generator terminal voltage, and a function generator 31a generates an output signal from a detection value of the frequency detector 30a according to a set function. The governor 14a controls the rotation speed of the engine 13a so that the frequency of the generator 11a becomes a value corresponding to the output signal of the function generator 31a.
【0006】次に、図8を用いて関数発生器31aの関
数とその働きを説明する。同図は、関数発生器31aが
有する関数の特性の一例を示すもので、図の横軸は周波
数検出値を示している。そして、図中にa周波数指令関
数と明示している曲線が関数発生器31aが有する関数
で、検出周波数と周波数指令の関係を示している。ま
た、bは検出周波数に対する発電機周波数の関係(同
一)を示している。縦軸と横軸の交差するポイントを定
格周波数と考え、今、系統と連系して定格周波数で運転
しており、系統と電力の受給がほとんどないとする。こ
の状態で系統が解列して単独運転となっても、周波数変
動は微少であり、従来の周波数低下継電器22aや周波
数上昇継電器28aでは感知できない。Next, the function of the function generator 31a and its function will be described with reference to FIG. This figure shows an example of the characteristic of the function of the function generator 31a, and the horizontal axis of the figure shows the frequency detection value. In the figure, a curve clearly indicated as a frequency command function is a function of the function generator 31a, and shows a relationship between the detected frequency and the frequency command. In addition, b shows the relationship (same) of the generator frequency to the detection frequency. The point at which the vertical and horizontal axes intersect is considered as the rated frequency, and it is assumed that the system is connected to the system and is operating at the rated frequency, and the system and the power are hardly received. Even in this state, even if the system is disconnected and operated independently, the frequency fluctuation is very small and cannot be detected by the conventional frequency lowering relay 22a or the frequency raising relay 28a.
【0007】関数発生器31aを用いると、周波数のゆ
らぎにより周波数が定格周波数よりわずかに上昇した場
合でも、この関数a(d点までは検出値に対して指令値
の方が大きい)の働きで、周波数変動を増大させ、d点
に向かってシフトしていく。つまり、関数発生器31a
は、周波数の微少な増加をより大きな増加に増幅する正
帰還の働きをする。d点は発電機周波数と周波数指令が
バランスするポイントなので、ここで周波数は落ち着
く。d点の周波数を、周波数上昇継電器28aが感知で
きるレベルに設定することで、異常を検出し受電点遮断
器16aを切り離すことができる。逆に、わずかに周波
数が下がった場合では、c点にシフトしていき、周波数
低下継電器22aにて感知できる。When the function generator 31a is used, even if the frequency slightly rises above the rated frequency due to the fluctuation of the frequency, the function a (the command value is larger than the detected value up to the point d) is used. , The frequency fluctuation is increased, and the frequency is shifted toward the point d. That is, the function generator 31a
Acts as a positive feedback that amplifies a small increase in frequency to a larger increase. Since the point d is a point where the generator frequency and the frequency command are balanced, the frequency settles here. By setting the frequency at point d to a level that can be sensed by the frequency increasing relay 28a, an abnormality can be detected and the power receiving point circuit breaker 16a can be disconnected. Conversely, when the frequency slightly decreases, the frequency shifts to the point c and can be detected by the frequency reduction relay 22a.
【0008】系統と連系運転されている場合は、周波数
は系統の周波数で決まり、発電機の周波数はそれに追従
するだけである。系統の周波数変動は僅かであるが、も
し変動して関数発生器31aにより調速機14aへの回
転指令値を増加させても、調速機14aのドループ特性
の範囲内で、少し有効電力が変動するだけである。単独
運転時のように正帰還がかかって、周波数変動が増幅さ
れることはない。When the system is connected to the grid, the frequency is determined by the frequency of the grid, and the frequency of the generator only follows the frequency. Although the frequency fluctuation of the system is slight, even if it fluctuates and the rotation command value to the governor 14a is increased by the function generator 31a, the active power is slightly increased within the range of the droop characteristic of the governor 14a. It just fluctuates. Positive feedback is not applied as in the case of isolated operation, and the frequency fluctuation is not amplified.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】この様に構成される従
来の系統連系保護装置では、変電所の受電線送り出し遮
断器の開放や、電力系統の停電による単独運転時に、微
少な周波数のゆらぎを増幅して保護リレーが感知できる
レベルにシフトすることにより、単独運転を検出するこ
とができた。In the conventional system interconnection protection device configured as described above, a minute frequency fluctuation occurs when the receiving line sending circuit breaker of the substation is opened, or when the power system is operated alone due to a power failure. Amplification and shifting to a level that can be sensed by the protection relay allowed the islanding operation to be detected.
【0010】しかし、従来の装置では、周波数検出器、
関数発生器として非常に高分解能・高精度・高速応答な
ものが必要であった。それは、ケースによっては、単独
運転に移行したときの周波数のゆらぎが非常に小さい場
合があるためである。However, in the conventional device, a frequency detector,
A very high-resolution, high-accuracy, high-speed response function generator was required. This is because, in some cases, the fluctuation of the frequency at the time of transition to the islanding operation may be very small.
【0011】近年、発電用原動機の調速機には電子式調
速機が多く用いられている。電子式調速機は制御性能が
良好であり、周波数変動のない極めて安定な運転が可能
である。また一般に、単独運転に移行した事を検出すべ
き時限として数秒のオーダーが要求される。その様な短
時間中であれば、負荷の変動が無い可能性も大きい。そ
の場合は、周波数のゆらぎは、非常に小さなものにな
る。その小さなゆらぎを検出し、さらに正しい極性で増
幅するためには、非常に高分解能・高精度・高速応答な
周波数検出器、関数発生器が必要であった。これは系統
連系保護装置の価格を引き上げ、普及を妨げる要因とも
なっていた。In recent years, electronic governors have been widely used as governors for power generating prime movers. The electronic governor has good control performance, and is capable of extremely stable operation without frequency fluctuation. Further, in general, an order of several seconds is required as a time limit for detecting the transition to the islanding operation. During such a short time, there is a high possibility that there is no change in load. In that case, the frequency fluctuation becomes very small. In order to detect the small fluctuation and amplify it with the correct polarity, a frequency detector and a function generator with extremely high resolution, high accuracy, and fast response were required. This has raised the price of grid connection protection equipment and has been a factor that has hindered its spread.
【0012】本発明は、上記事情に鑑みてなされたもの
で、その目的は需要家構内で自家発電設備と負荷がバラ
ンスして系統と電力の需給がほとんど無い時に単独運転
となっても即座に電力系統の停電を検出できる系統連系
保護装置を提供することにある。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to instantly operate even when the power generation system and the load are balanced in a customer premises and there is almost no supply and demand of the system and the electric power. It is an object of the present invention to provide a system interconnection protection device capable of detecting a power outage of a power system.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】上記架台を解決するため
に、本発明の請求項1の系統連系保護装置は、自家発電
設備を電力系統に連系する発電システムにおいて、発電
機の周波数を制御する調速機と、前記発電機出力の周波
数を検出する周波数検出器と、前記周波数検出器の出力
である周波数検出値に対する関数を発生し,前記調速機
の周波数指令値とする関数発生器と、前記発電機の周波
数に微少な変動を発生させるよう作用する揺動装置と、
保護リレーとを有し、前記発電機が電力系統と解列時に
前記揺動装置により前記発電機の周波数に微少な変動を
発生させ,前記関数発生器により前記発電機の周波数指
令値を、発電機の周波数が所定の周波数以上では検出し
た周波数よりも大きな値に、所定の周波数以下では検出
した周波数よりも小さい値に設定することにより、正帰
還をかけ前記電力系統の停電時に前記発電機の周波数を
前記保護リレーが感知するレベルに変化させることで当
該電力系統の停電を検出することを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a system interconnection protection apparatus for connecting a private power generation facility to an electric power system. A governor to be controlled; a frequency detector for detecting the frequency of the generator output; and a function generation for generating a function for a frequency detection value which is an output of the frequency detector and for setting a frequency command value of the governor. And a rocking device that acts to generate small fluctuations in the frequency of the generator,
A protection relay, wherein when the generator is disconnected from the power system, the rocking device generates a small fluctuation in the frequency of the generator, and the function generator generates a frequency command for the generator. value, the value larger than the frequency in which the frequency of the generator has been detected in more than a predetermined frequency, by setting to a value less than the frequency detected at less than a predetermined frequency, us positive
The power failure of the power system is detected by changing the frequency of the generator to a level detected by the protection relay at the time of power failure of the power system.
【0014】本発明の請求項2は、第1項記載の系統連
系保護装置において、前記揺動装置は、前記発電機の周
波数制御系に外乱を与えることで実現することを特徴と
する。本発明の請求項3は、第1項記載の系統連系保護
装置において、前記揺動装置は、前記発電機の電圧制御
系に外乱を与えることで実現することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the system interconnection protection device according to the first aspect, the oscillating device is realized by applying a disturbance to a frequency control system of the generator. According to a third aspect of the present invention, in the system interconnection protection device according to the first aspect, the swing device is realized by applying a disturbance to a voltage control system of the generator.
【0015】本発明の請求項4は、第1項記載の系統連
系保護装置において、前記揺動装置は、前記発電機の出
力にダミー負荷を設置し、当該ダミー負荷をスイッチに
より断続することで実現することを特徴とする。According to a fourth aspect of the present invention, in the system interconnection protection device according to the first aspect, the oscillating device installs a dummy load on an output of the generator and switches the dummy load on and off by a switch. It is characterized by being realized by.
【0016】本発明の請求項5は、第1項ないし第4項
記載の系統連系保護装置において、前記発電機の有効電
力を制御する有効電力制御器を設け、前記関数発生器の
出力信号と前記有効電力制御器の出力信号を加算して前
記調速機の指令値とすることを特徴とする。According to a fifth aspect of the present invention, in the system interconnection protection device according to any one of the first to fourth aspects, an active power controller for controlling active power of the generator is provided, and an output signal of the function generator is provided. And the output signal of the active power controller is added to obtain a command value of the governor.
【0017】本発明の請求項6は、第1項ないし第5項
記載の系統連系保護装置において、前記自家発電設備
は、前記電力系統と連系するための遮断器を有し、前記
遮断器が開路している状態では、前記揺動装置及び前記
関数発生器の少くともいずれか一方の動作を停止させる
ことを特徴とする。According to a sixth aspect of the present invention, in the system interconnection protection device according to any one of the first to fifth aspects, the private power generation equipment has a circuit breaker for interconnecting the power system, When the vessel is open, the operation of at least one of the rocking device and the function generator is stopped.
【0018】本発明の請求項7は、第1項ないし第6項
記載の系統連系保護装置において、前記周波数検出器、
関数発生器、揺動装置の少なくとも一つをマイクロコン
ピュータのソフトウェアにより実現することを特徴とす
る。According to a seventh aspect of the present invention, in the system interconnection protection device according to any one of the first to sixth aspects, the frequency detector,
At least one of the function generator and the oscillating device is realized by software of a microcomputer.
【0019】[0019]
【作用】本発明の請求項1の系統連系保護装置による
と、発電機周波数が系統運転中は、系統周波数に支配さ
れているが、単独運転時には発電機に接続されているエ
ンジンの調速機により支配されることに着目してなされ
たもので、揺動装置により発電機周波数の微少変動を発
生させ、単独運転になった時にはこの微少変動を関数発
生器が有する周波数指令の関数の特性により増大させる
よう働き、保護リレーが感知するレベルにシフトし、単
独運転を検出することができる。According to the system interconnection protection device of the first aspect of the present invention, while the generator frequency is controlled by the system frequency during the system operation, the speed control of the engine connected to the generator during the independent operation is performed. The characteristic of the function of the frequency command that the function generator has when the isolated operation is caused by generating a minute fluctuation of the generator frequency by the oscillating device. To shift to the level sensed by the protection relay and detect islanding.
【0020】本発明の請求項2の系統連系保護装置よる
と、揺動装置は周波数制御系に外乱を与えるようになっ
ているので、単独運転になると発電機により周波数が微
少に変動し、その変動を関数発生器が有する周波数指令
の関数の特性により増大させるよう働き、保護リレーが
感知するレベルにシフトし、単独運転を検出することが
できる。According to the system interconnection protection device of the second aspect of the present invention, since the oscillating device applies disturbance to the frequency control system, the frequency slightly fluctuates by the generator when the isolated operation is performed. It works to increase the variation by the characteristic of the function of the frequency command of the function generator, shifts to a level sensed by the protection relay, and can detect islanding.
【0021】本発明の請求項3の系統連系保護装置によ
ると、揺動装置は発電機の電圧制御系に外乱を与えるよ
うになっているので、単独運転になると発電機端子電圧
が微少に変動し、そのために発電機周波数にも微少変動
が発生する。その変動を関数発生器が有する周波数指令
の関数の特性により増大させるよう働き、保護リレーが
感知するレベルにシフトし、単独運転を検出することが
できる。According to the system interconnection protection device of the third aspect of the present invention, the oscillating device causes disturbance to the voltage control system of the generator. Fluctuating, which causes a slight fluctuation in the generator frequency. It works to increase the variation by the characteristic of the function of the frequency command of the function generator, shifts to a level sensed by the protection relay, and can detect islanding.
【0022】本発明の請求項4の系統連系保護装置によ
ると、揺動装置は発電機の出力端子にダミー負荷を設
け、それをスイッチにより断続する構成としているの
で、単独運転になると発電機の負荷が変動し、それによ
り発電機周波数に微少変動が発生する。その変動を関数
発生器が有する周波数指令の関数の特性により増大させ
るよう働き、保護リレーが感知するレベルにシフトし、
単独運転を検出することができる。According to the system interconnection protection device of the fourth aspect of the present invention, the oscillating device has a configuration in which a dummy load is provided at the output terminal of the generator and is switched on and off by a switch. The load of the generator fluctuates, thereby causing a slight fluctuation in the generator frequency. It works to increase the variation by the characteristic of the function of the frequency command of the function generator, and shifts to a level that the protection relay senses,
Islanding can be detected.
【0023】本発明の請求項5の系統連系保護装置によ
ると、有効電力制御器により、系統連系中に系統周波数
変化により有効電力が変動するのを抑えるよう構成して
いるので、系統連系中の有効電力の安定性を向上させ、
かつ単独運転になればすみやかに単独運転を検出するこ
とができる。According to the system interconnection protection device of the fifth aspect of the present invention, the active power controller is configured to suppress a change in active power due to a system frequency change during system interconnection. Improve the stability of active power in the system,
In addition, the islanding operation can be detected immediately after the islanding operation.
【0024】本発明の請求項6の系統連系保護装置によ
ると、自家発電設備と電力系統を連系する遮断器が開路
している状態では、前記揺動装置及び前記関数発生器の
両方またはいずれか一方の動作を停止させることによ
り、発電機の始動時および単独運転時の安定性を高める
ことができる。According to the system interconnection protection device of claim 6 of the present invention, when the circuit breaker for interconnecting the private power generation equipment and the electric power system is open, both the swing device and the function generator or By stopping one of the operations, the stability of the generator at the time of starting and at the time of independent operation can be improved.
【0025】本発明の請求項7の系統連系保護装置によ
ると、周波数検出器、関数発生器、揺動装置の一部また
は全部をマイクロコンピュータのソフトウェアにより実
現するので、保護装置の価格低減を実現できる。According to the system interconnection protection device of the present invention, part or all of the frequency detector, the function generator, and the oscillating device are realized by the software of the microcomputer, so that the cost of the protection device can be reduced. realizable.
【0026】[0026]
【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照して説明す
る。図1は本発明の一実施例(請求項1対応)である自
家発電設備の系統連系保護装置の構成図であり、すでに
説明した図7の従来の系統連系システムと同一構成部分
には同一符号を付して重複説明は省略する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram of a system interconnection protection device for a private power generation system according to an embodiment (corresponding to claim 1) of the present invention. The same components as those of the conventional system interconnection system of FIG. The same reference numerals are given and duplicate explanations are omitted.
【0027】本実施例が図7の従来の系統連系システム
と相違する構成は、揺動装置49a、発振器50a、加
算器51aを備え、発振器50aの出力信号と関数発生
器31aの出力信号とを加算器51aにより加算し、そ
の信号を調速機14aの周波数指令とする点であり、そ
の他の構成は同一である。図2は図1の発振器50aの
出力信号の波形例を示す。この波形は単独運転時に発電
機周波数に微少な外乱を与えるものであれば、正弦波で
も矩形波でもランダム波でも何でも良い。図2では、同
図(a)の三角波、同図(b)の矩形波、同図(c)の
正弦波の3例を示した。This embodiment differs from the conventional system interconnection system shown in FIG. 7 in that it comprises a rocking device 49a, an oscillator 50a, and an adder 51a, and outputs the output signal of the oscillator 50a and the output signal of the function generator 31a. Are added by an adder 51a, and the signal is used as a frequency command for the governor 14a. The other configuration is the same. FIG. 2 shows a waveform example of the output signal of the oscillator 50a of FIG. This waveform may be a sine wave, a rectangular wave, or a random wave as long as it gives a small disturbance to the generator frequency during the isolated operation. FIG. 2 shows three examples of a triangular wave in FIG. 2A, a rectangular wave in FIG. 2B, and a sine wave in FIG. 2C.
【0028】本実施例によれば、発振器50aにより周
波数を揺動させる為に、絶えず微少な周波数ゆらぎを発
生させることができる。そのため、周波数検出器30
a、関数発生器31aを高精度・高分解能・高速応答と
せずとも、自家発電装置が単独運転に移行したときに、
即時に周波数検出器30a、関数発生器31aによる正
帰還ループが作動し、発電機周波数を周波数上昇継電器
28aまたは周波数低下継電器22aが感知する周波数
にシフトすることができる。系統連系時には発振器50
aの出力信号は有効電力に微少な外乱を与える事にな
る。しかし、周波数検出器30a、関数発生器31aに
安価な回路を用いたとしても、外乱は定格電力値に比べ
充分小さくできる。According to this embodiment, since the frequency is fluctuated by the oscillator 50a, a minute frequency fluctuation can be constantly generated. Therefore, the frequency detector 30
a, even if the function generator 31a does not have high accuracy, high resolution, and high speed response,
Immediately, the positive feedback loop by the frequency detector 30a and the function generator 31a is activated, and the generator frequency can be shifted to the frequency sensed by the frequency increasing relay 28a or the frequency decreasing relay 22a. Oscillator 50 during grid connection
The output signal a gives a slight disturbance to the active power. However, even if inexpensive circuits are used for the frequency detector 30a and the function generator 31a, the disturbance can be made sufficiently smaller than the rated power value.
【0029】図3は本発明の他の実施例(請求項2対
応)の構成図である。本実施例では、発振器50aの出
力信号を加算器51aにより調速機14aの出力信号に
加算している。単独運転時に発電機周波数を微少に揺動
させるものであれば、発振器の出力は、発電機周波数に
関係する制御ループのどこにいれても良い。FIG. 3 is a block diagram of another embodiment (corresponding to claim 2) of the present invention. In this embodiment, the output signal of the oscillator 50a is added to the output signal of the governor 14a by the adder 51a. The output of the oscillator may be anywhere in the control loop related to the generator frequency as long as the generator frequency is slightly fluctuated during the isolated operation.
【0030】図4は本発明のさらに他の実施例(請求項
3対応)の構成図である。本実施例は、図3の実施例と
同様に、発振器50aの出力を発電機の端子電圧を制御
する自動電圧調整装置の指令値としている。系統連系時
は発電機端子電圧のゆらぎは無効電力のゆらぎとなるだ
けであるが、単独運転時には有効電力のゆらぎとなり、
発電機周波数を微少変動させる。FIG. 4 is a block diagram of still another embodiment (corresponding to claim 3) of the present invention. In this embodiment, similarly to the embodiment of FIG. 3, the output of the oscillator 50a is used as a command value of an automatic voltage regulator for controlling the terminal voltage of the generator. At the time of grid connection, the fluctuation of the generator terminal voltage is only the fluctuation of the reactive power, but at the time of independent operation, it is the fluctuation of the active power.
The generator frequency is slightly fluctuated.
【0031】図5は本発明の別の実施例(請求項4対
応)の構成図である。同図において、60aは上記各実
施例とは別構成の揺動装置である。61aはダミー負
荷、62aは接続スイッチ、63aは信号発生器であ
る。FIG. 5 is a block diagram of another embodiment (corresponding to claim 4) of the present invention. In the figure, reference numeral 60a denotes a swing device having a different configuration from the above embodiments. 61a is a dummy load, 62a is a connection switch, and 63a is a signal generator.
【0032】本実施例では、信号発生器63aが所定の
周期により接続スイッチ62aを瞬時閉路し、負荷61
aに発電機から電力を供給することで、発電機周波数を
揺動させることを特徴としている。このように、周波数
を揺動させるものであれば、発振器を制御系に接続する
構成のものでなくても良い。In this embodiment, the signal generator 63a momentarily closes the connection switch 62a at a predetermined cycle, and the load 61
A characteristic is that the generator frequency is fluctuated by supplying electric power from the generator to a. As described above, the oscillator may not be configured to connect the oscillator to the control system as long as the oscillator oscillates the frequency.
【0033】図6は本発明のさらに別の実施例(請求項
5対応)の構成図である。本実施例は図1の実施例に有
効電力制御器70aを付加し、その出力を関数発生器3
1aの出力と加算器71aにより加算することで連系中
に系統周波数が変動したときに、周波数検出器30a関
数発生器31aの特性により発生する有効電力の変動を
小さく抑えるよう構成したものである。有効電力制御器
70aの応答は低速とし、単独運転時の単独運転検出に
影響を及ぼさないようにしておけばよい。FIG. 6 is a block diagram of still another embodiment (corresponding to claim 5) of the present invention. In this embodiment, an active power controller 70a is added to the embodiment of FIG.
When the system frequency fluctuates during interconnection by adding the output of 1a and the adder 71a, the fluctuation of the active power generated due to the characteristics of the frequency detector 30a and the function generator 31a is suppressed. . The response of the active power controller 70a may be set to a low speed so as not to affect the isolated operation detection during the isolated operation.
【0034】さらに、本発明の他の実施例(請求項6対
応)として、以上説明した各実施例において、自家発電
設備と電力系統を連系する遮断器が開路している状態で
は、前記揺動装置及び前記関数発生器の両方またはいず
れか一方の動作を停止させることにより、発電機の始動
時および単独運転時の安定性を高めるようにしてもよ
い。Further, as another embodiment of the present invention (corresponding to claim 6), in each of the above-described embodiments, when the circuit breaker for interconnecting the private power generation equipment and the power system is open, the swinging is performed. The stability of the generator at the time of start-up and at the time of isolated operation may be enhanced by stopping the operation of the power unit and / or the function generator.
【0035】また、本発明のさらに他の実施例(請求項
7対応)として、上記各実施例の説明では、周波数検出
器、関数発生器、揺動装置を独立したハードウェアで構
成しているが、それら構成の一部または全部をマイクロ
コンピュータのソフトウェアにより実現する様にしても
よい。Further, as still another embodiment of the present invention (corresponding to claim 7), in the description of each of the above embodiments, the frequency detector, the function generator, and the oscillating device are constituted by independent hardware. However, a part or all of these configurations may be realized by software of a microcomputer.
【0036】[0036]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
自家発電設備が配電系統に連系される逆潮流ありのシス
テムにおいて、需要家構内で自家発電設備と負荷がバラ
ンスして系統と電力の需給がほとんど無い時に単独運転
となっても、発振器により周波数を揺動させる為に、絶
えず微少な周波数のゆらぎを発生させることができる。
そのため、自家発電装置が単独運転に移行したときに、
即時に周波数検出器、関数発生器による正帰還ループが
作動し、発電機周波数を周波数上昇継電器または周波数
低下継電器が感知する周波数にシフトすることができ
る。したがって周波数検出器、関数発生器を高精度・高
分解能・高速応答の高価な設備としなくても、発電機の
単独運転を検出することができる。As described above, according to the present invention,
In a system with reverse power flow where the private power generation equipment is connected to the distribution system, even if the private power generation equipment and the load are balanced on the customer premises and there is almost no supply and demand of the power supply and the system, the frequency is controlled by the oscillator. Oscillating, it is possible to constantly generate minute frequency fluctuations.
Therefore, when the private power generator shifts to isolated operation,
Immediately, the positive feedback loop by the frequency detector and function generator is activated, and the generator frequency can be shifted to the frequency sensed by the frequency increasing relay or the frequency decreasing relay. Therefore, independent operation of the generator can be detected without using expensive equipment of high accuracy, high resolution and high speed response for the frequency detector and the function generator.
【図1】本発明の一実施例である自家発電設備の系統連
系保護装置の構成図。FIG. 1 is a configuration diagram of a system interconnection protection device for private power generation equipment according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の発振器の出力波形を示す図。FIG. 2 is a diagram showing an output waveform of an oscillator according to the present invention.
【図3】本発明の他の実施例である自家発電設備の系統
連系保護装置の構成図。FIG. 3 is a configuration diagram of a system interconnection protection device for a private power generation facility according to another embodiment of the present invention.
【図4】本発明のさらに他の実施例の自家発電設備の系
統連系保護装置の構成図。FIG. 4 is a configuration diagram of a system interconnection protection device for private power generation equipment according to still another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の別の実施例である自家発電設備の系統
連系保護装置の構成図。FIG. 5 is a configuration diagram of a system interconnection protection device for private power generation equipment according to another embodiment of the present invention.
【図6】本発明のさらに別の実施例である自家発電設備
の系統連系保護装置の構成図。FIG. 6 is a configuration diagram of a system interconnection protection device for private power generation equipment according to still another embodiment of the present invention.
【図7】従来の自家発電設備の系統連系保護装置の構成
図。FIG. 7 is a configuration diagram of a conventional system interconnection protection device for private power generation equipment.
【図8】従来の自家発電設備の系統連系保護装置の関数
発生器の一例を示す図。FIG. 8 is a diagram showing an example of a function generator of a conventional system interconnection protection device for private power generation equipment.
1a、1b…自家発電設備、2…系統母線、3…配電用
変電所、4…変圧器、5…受電線送り出し遮断器、10
…構内系統母線、11a…発電機、12a…自動電圧調
整装置、13a…エンジン、14a…調速機、15a、
16c、18a…遮断器、16a…自家発電設備需要家
受電点遮断器、17a、17c…構内負荷、21a…不
足電圧継電器、22a…周波数低下継電器、23a…過
電圧継電器、24a…過電流継電器、25a…方向地絡
継電器、27a…発電機異常検出用継電器、28a…周
波数上昇継電器、30a…周波数検出器、31a…関数
発生器、49a…揺動装置、50a…発振器、51a…
加算器、60a…揺動装置、61a…ダミー負荷、62
a…接続スイッチ、63a…信号発生器、70a…有効
電力制御器、71a…加算器。1a, 1b: private power generation facilities, 2: system bus, 3 ... distribution substation, 4 ... transformer, 5 ... receiving line sending circuit breaker, 10
····················································································································· /
16c, 18a: circuit breaker, 16a: private power generation equipment customer receiving point circuit breaker, 17a, 17c: premises load, 21a: undervoltage relay, 22a: frequency reduction relay, 23a: overvoltage relay, 24a: overcurrent relay, 25a ... Direction ground fault relay, 27a ... Generator abnormality detection relay, 28a ... Frequency rise relay, 30a ... Frequency detector, 31a ... Function generator, 49a ... Swing device, 50a ... Oscillator, 51a ...
Adder, 60a: swing device, 61a: dummy load, 62
a: connection switch, 63a: signal generator, 70a: active power controller, 71a: adder.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平7−31197(JP,A) 特開 平3−256533(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H02J 3/38────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-7-31197 (JP, A) JP-A-3-256533 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) H02J 3/38
Claims (7)
システムにおいて、発電機の周波数を制御する調速機
と、前記発電機出力の周波数を検出する周波数検出器
と、前記周波数検出器の出力である周波数検出値に対す
る関数を発生し,前記調速機の周波数指令値とする関数
発生器と、前記発電機の周波数に微少な変動を発生させ
るよう作用する揺動装置と、保護リレーとを有し、前記
発電機が電力系統と解列時に前記揺動装置により前記発
電機の周波数に微少な変動を発生させ,前記関数発生器
により前記発電機の周波数指令値を、発電機の周波数が
所定の周波数以上では検出した周波数よりも大きな値
に、所定の周波数以下では検出した周波数よりも小さい
値に設定することにより、正帰還をかけ前記電力系統の
停電時に前記発電機の周波数を前記保護リレーが感知す
るレベルに変化させることで当該電力系統の停電を検出
することを特徴とする系統連系保護装置。In a power generation system for connecting a private power generation facility to a power system, a governor for controlling a frequency of a generator, a frequency detector for detecting a frequency of the generator output, A function generator for generating a function with respect to a frequency detection value as an output and as a frequency command value of the governor, and generating a slight variation in the frequency of the generator.
A oscillating device operative to act as described above , and a protection relay,
When the generator is disconnected from the power system, the oscillating device causes a slight variation in the frequency of the generator, and the function generator sets the frequency command value of the generator to a value equal to or higher than a predetermined frequency. By setting to a value larger than the detected frequency and a value smaller than the detected frequency below a predetermined frequency, the protection relay senses the frequency of the generator at the time of blackout of the power system by applying positive feedback. A system interconnection protection device characterized in that a power outage of the power system is detected by changing to a level.
て、前記揺動装置は、前記発電機の周波数制御系に外乱
を与えることで実現することを特徴とする系統連系保護
装置。2. The system interconnection protection device according to claim 1, wherein said oscillating device is realized by applying a disturbance to a frequency control system of said generator.
て、前記揺動装置は、前記発電機の電圧制御系に外乱を
与えることで実現することを特徴とする系統連系保護装
置。3. The system interconnection protection device according to claim 1, wherein said oscillating device is realized by applying a disturbance to a voltage control system of said generator.
て、前記揺動装置は、前記発電機の出力にダミー負荷を
設置し、当該ダミー負荷をスイッチにより断続すること
で実現することを特徴とする系統連系保護装置。4. The system interconnection protection device according to claim 1, wherein the oscillating device is realized by installing a dummy load on an output of the generator and intermittently connecting the dummy load by a switch. System interconnection protection device.
装置において、前記発電機の有効電力を制御する有効電
力制御器を設け、前記関数発生器の出力信号と前記有効
電力制御器の出力信号を加算して前記調速機の指令値と
することを特徴とする系統連系保護装置。5. The system interconnection protection device according to claim 1, further comprising an active power controller for controlling active power of said generator, wherein an output signal of said function generator and said active power controller are provided. Wherein the output signals are added to obtain a command value for the governor.
装置において、前記自家発電設備は、前記電力系統と連
系するための遮断器を有し、前記遮断器が開路している
状態では、前記揺動装置及び前記関数発生器の少くとも
いずれか一方の動作を停止させることを特徴とする系統
連系保護装置。6. The system interconnection protection device according to claim 1, wherein the private power generation equipment has a circuit breaker for interconnecting with the power system, and the circuit breaker is open. In the state, the operation of at least one of the rocking device and the function generator is stopped.
装置において、前記周波数検出器、関数発生器、揺動装
置の少なくとも一つをマイクロコンピュータのソフトウ
ェアにより実現することを特徴とする系統連系保護装
置。7. The system interconnection protection device according to claim 1, wherein at least one of the frequency detector, the function generator, and the oscillating device is realized by software of a microcomputer. Grid connection protection device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7069530A JP2767214B2 (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Grid connection protection device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7069530A JP2767214B2 (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Grid connection protection device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08275400A JPH08275400A (en) | 1996-10-18 |
JP2767214B2 true JP2767214B2 (en) | 1998-06-18 |
Family
ID=13405377
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7069530A Expired - Fee Related JP2767214B2 (en) | 1995-03-28 | 1995-03-28 | Grid connection protection device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2767214B2 (en) |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03256533A (en) * | 1990-03-02 | 1991-11-15 | Shikoku Sogo Kenkyusho:Kk | System linkage system |
JPH0731197A (en) * | 1993-07-06 | 1995-01-31 | Fuji Electric Co Ltd | Isolated operation detector for synchronous generator |
-
1995
- 1995-03-28 JP JP7069530A patent/JP2767214B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH08275400A (en) | 1996-10-18 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0746078B1 (en) | Method and apparatus for detecting islanding operation of dispersed generator | |
US6456056B1 (en) | Interconnection protective device for generator set | |
JP2767214B2 (en) | Grid connection protection device | |
JP2729475B2 (en) | Grid connection protection device | |
JP3315298B2 (en) | Power grid connection protection device | |
JP2002125320A (en) | Distributed power system | |
JP3629324B2 (en) | Synchronous generator isolated operation detection method | |
JPS6046735A (en) | Method of disassembling parallel power system | |
JP2949202B2 (en) | Grid connection protection device | |
JP3736055B2 (en) | Single operation detector for distributed power supply | |
JP3397608B2 (en) | Power grid connection protection device | |
JP3751829B2 (en) | System interconnection protection device for power generation facilities | |
JP3627199B2 (en) | Grid connection protection device | |
JP3261541B2 (en) | Protective relay | |
JPH08265975A (en) | Static reactive power compensator | |
JP2751009B2 (en) | Grid connection protection device | |
JP2640628B2 (en) | Grid connection protection device | |
JP3327835B2 (en) | System voltage stabilizer with reactive power compensator | |
JP3278396B2 (en) | System voltage stabilizer with reactive power compensator | |
JP3315783B2 (en) | Generator stop device | |
JPH11103598A (en) | Controller for non-utility generator | |
JP2981604B2 (en) | Control device for private power generator | |
JP2860784B2 (en) | Grid connection protection device | |
JPS5939809Y2 (en) | Power system stabilizer | |
JP2002291157A (en) | Power supply system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20080410 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090410 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100410 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100410 Year of fee payment: 12 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110410 Year of fee payment: 13 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |