JP2998711B2 - Distributed power supply with sag protection - Google Patents
Distributed power supply with sag protectionInfo
- Publication number
- JP2998711B2 JP2998711B2 JP9222737A JP22273797A JP2998711B2 JP 2998711 B2 JP2998711 B2 JP 2998711B2 JP 9222737 A JP9222737 A JP 9222737A JP 22273797 A JP22273797 A JP 22273797A JP 2998711 B2 JP2998711 B2 JP 2998711B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power supply
- distributed power
- supply system
- reactor
- distributed
- 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
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
- H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
- H02H7/26—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured
- H02H7/268—Sectionalised protection of cable or line systems, e.g. for disconnecting a section on which a short-circuit, earth fault, or arc discharge has occured for dc systems
Landscapes
- Stand-By Power Supply Arrangements (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、商用電源系に連系
して運転され、後述するような各種の電源および重要負
荷を備える分散電源装置に関し、特に、連系にあたっ
て、瞬時電圧低下対策を施し、前記重要負荷を、停電に
止まらず、瞬時電圧低下からも保護するようにした分散
電源装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed power supply system which is operated in connection with a commercial power supply system and includes various power supplies and important loads as described later. The present invention relates to a distributed power supply device that protects the important load not only from a power failure but also from an instantaneous voltage drop.
【０００２】[0002]
【従来の技術】図４は、従来からの分散電源装置を説明
するための電力系統の単相結線図である。この分散電源
装置は、電源７として、いわゆる新エネルギ電源の一例
であるコジェネレーションシステムを構成するディーゼ
ル発電機やガス発電機などの自家発電装置を備えて構成
されており、電源２を備える商用電源系と交流で並列に
連系して運転される。2. Description of the Related Art FIG. 4 is a single-phase connection diagram of a power system for explaining a conventional distributed power supply device. This distributed power supply device is configured to include, as a power supply 7, a private power generation device such as a diesel generator or a gas generator constituting a cogeneration system, which is an example of a so-called new energy power supply. The system is operated in parallel with the system and AC.
【０００３】商用電源系の電源２から需要家内に引込ま
れた商用電源線３は、受電母線４に接続される。この受
電母線４には、一般負荷に接続される多数の配電線５が
接続されている。また、分散電源系の母線６へは、電源
線１０を介して前記電源７が接続されるとともに、たと
えば自家発電容量の６０〜７０％を占める重要負荷への
配電線８が接続されている。前記受電母線４と母線６と
は、遮断器１によって相互に接続されている。[0003] A commercial power supply line 3 drawn into a customer from a power supply 2 of a commercial power supply system is connected to a power receiving bus 4. Many power distribution lines 5 connected to a general load are connected to the power receiving bus 4. The power supply 7 is connected to the bus 6 of the distributed power supply system via a power supply line 10 and, for example, a distribution line 8 to an important load occupying 60 to 70% of the private power generation capacity. The power receiving bus 4 and the bus 6 are mutually connected by the circuit breaker 1.
【０００４】前記電源７にはまた、前記ディーゼル発電
機やガス発電機などの他に、２次電池、燃料電池、太陽
光発電システム、フライホイール、風力発電システムお
よびＵＰＳと称される無停電電源装置など、多種類の電
源を考えることができる。The power source 7 includes an uninterruptible power source called a secondary battery, a fuel cell, a solar power generation system, a flywheel, a wind power generation system, and a UPS, in addition to the diesel generator and the gas generator. Many types of power supplies, such as devices, can be considered.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】このような分散電源系
と商用電源系とを連系運転するにあたって、従来技術で
は、分散電源系に前記遮断器１が設置されている。ま
た、連系のガイドラインに従い、必要に応じて、リアク
トルなどの短絡電流対策が施されていることもある。し
かしながら、商用電源系に参照符９で示すような地絡や
相間短絡などの故障が発生すると、分散電源系から故障
電流が流れ、該分散電源系に電圧低下が発生する。In order to operate such a distributed power supply system and a commercial power supply system in an interconnected manner, in the prior art, the circuit breaker 1 is installed in the distributed power supply system. In addition, according to the guidelines for interconnection, countermeasures against short-circuit current such as reactors may be taken as necessary. However, when a failure such as a ground fault or a short circuit between phases occurs as indicated by reference numeral 9 in the commercial power supply system, a fault current flows from the distributed power supply system, and a voltage drop occurs in the distributed power supply system.
【０００６】このような故障の対策として、商用電源線
３の電圧を電圧変成器によって検出し、その検出結果か
ら不足電圧継電器によって電圧低下の可否を判定し、所
定の整定値以下の電圧低下が判定されると、前記遮断器
１の遮断駆動を行うように構成されている。また、連系
電流を電流変成器で検出し、その検出結果から過電流継
電器によって電流増加の可否を判定し、所定の整定値以
上の過電流が検出されると、前記遮断器１の遮断駆動を
行うように構成される場合等もある。As a countermeasure against such a failure, the voltage of the commercial power supply line 3 is detected by a voltage transformer, and based on the detection result, it is determined by an undervoltage relay whether a voltage drop is possible or not. When it is determined, the circuit breaker 1 is configured to perform a breaking drive. Further, the interconnection current is detected by a current transformer, and whether or not the current can be increased is determined by an overcurrent relay based on the detection result. When an overcurrent of a predetermined set value or more is detected, the breaking drive of the circuit breaker 1 is performed. In some cases.
【０００７】しかしながら、遮断器１が開放するまでの
間（ＪＥＣ２３００規格では、２、３または５サイクル
の３種類）は、分散電源系の電圧が低下したままとなっ
てしまう。図５に、前記遮断器１として真空遮断器を用
いた場合の電圧低下の補償範囲と、負荷の動作補償範囲
とを示す。図５は、電圧低下率と電圧低下の継続時間と
に対して、各負荷毎に影響の現れる閾値を示すものであ
り、参照符α１は、前記真空遮断器による電圧低下の補
償範囲である。However, until the circuit breaker 1 is opened (in the JEC2300 standard, three types of two, three, or five cycles), the voltage of the distributed power supply system remains low. FIG. 5 shows a voltage drop compensation range and a load operation compensation range when a vacuum circuit breaker is used as the circuit breaker 1. FIG. 5 shows a threshold value at which each load has an influence on the voltage drop rate and the voltage drop duration, and reference numeral α1 denotes a voltage drop compensation range by the vacuum circuit breaker.
【０００８】この図５で示すように、配電線８に接続さ
れる負荷のほとんどはその補償範囲外となり、電圧低下
による影響が生じてしまう。すなわち、図４で示す分散
電源装置は、系統に分散電源を連系させることで、前記
重要負荷に対する停電対策は講じられているけれども、
瞬時電圧低下に対しては、何ら効果を期待することがで
きない。このため、従来から、参照符１２で示されるよ
うに、一部の最重要負荷には、無停電電源装置（ＵＰ
Ｓ）が介在されている。As shown in FIG. 5, most of the loads connected to the distribution line 8 are out of the compensation range, and the effect of the voltage drop occurs. That is, in the distributed power supply device shown in FIG. 4, although a distributed power supply is connected to the grid, a power failure countermeasure for the important load is taken,
No effect can be expected for the instantaneous voltage drop. For this reason, conventionally, as indicated by reference numeral 12, some of the most important loads include an uninterruptible power supply (UP
S) is interposed.
【０００９】この無停電電源装置は、母線６からの電力
を、充電器によってＡＣ／ＤＣ変換および整流・平滑化
して蓄電器に蓄えておき、該蓄電器に蓄えられている電
力をＤＣ／ＡＣ変換して負荷へ出力する。したがって、
半導体スイッチング素子等を必要とし、高価であるとと
もに、常時、大きな変換ロスが発生するという問題があ
り、前記一部の最重要負荷に対して用いられる。したが
って、広範囲に用いられる電磁開閉器を有するほとんど
の負荷は、前記瞬時電圧低下に対して無防備のままであ
る。In this uninterruptible power supply, the power from the bus 6 is AC / DC converted, rectified and smoothed by a charger and stored in a battery, and the power stored in the battery is DC / AC converted. Output to the load. Therefore,
A semiconductor switching element or the like is required, and it is expensive and has a problem that a large conversion loss always occurs. Therefore, it is used for some of the most important loads. Therefore, most loads with widely used electromagnetic switches remain vulnerable to the instantaneous voltage sag.
【００１０】一方、分散電源装置を商用電源系に連系さ
せるために、図６で示すように、相互に逆並列接続した
サイリスタを用いる連系装置１１も用いられるようにな
ってきている。なお、図６において図４の構成に対応す
る部分には、同一の参照符号を付してその説明を省略す
る。しかしながら、この連系装置１１によっても、電圧
低下の検知とサイリスタを消弧することができる零クロ
ス通過までに、１サイクルを要することもある。On the other hand, as shown in FIG. 6, an interconnection device 11 using thyristors connected in antiparallel to each other has been used in order to interconnect a distributed power supply device to a commercial power supply system. In FIG. 6, portions corresponding to the configuration in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. However, even with this interconnection device 11, one cycle may be required until the detection of a voltage drop and the passage of the zero cross that can extinguish the thyristor.
【００１１】このため、該サイリスタを用いる連系装置
１１での電圧低下の補償範囲は、前記図５において参照
符α２で示すようになる。したがって、ＯＡ機器や医療
用電気機器などの多くの動作を補償することができるよ
うになるけれども、依然として、重要な負荷への配電線
に介在される電磁開閉器や、重要な負荷に含まれている
可変速モータへの影響は避けられないという問題があ
る。For this reason, the compensation range of the voltage drop in the interconnection device 11 using the thyristor is as shown by the reference numeral α2 in FIG. Therefore, although many operations such as OA equipment and medical electrical equipment can be compensated for, they are still included in the electromagnetic switch interposed in the distribution line to the important load and included in the important load. There is a problem that the influence on the variable speed motor cannot be avoided.
【００１２】したがって、このようにサイリスタを用い
た連系装置１１によっても補償することができない（図
５において参照符α２で示す範囲外の）負荷のうち、重
要なものに対しては、前記無停電電源装置１２が必要と
なる。Therefore, among loads that cannot be compensated for by the interconnection device 11 using thyristors (outside the range indicated by reference numeral α2 in FIG. 5), the important ones A power outage power supply 12 is required.
【００１３】また、分散電源系を商用電源系に連系させ
ると、短絡容量が増大し、負荷側の各遮断器を短時間遮
断容量の大きなものに取換えたり、その遮断器に接続さ
れているケーブルを電流容量の大きいものに交換する必
要が生じる。さらにまた、故障時に系統の遮断に時間が
かかってしまうと、電源７が停止し、分散電源系も全停
状態になってしまうという問題もある。When the distributed power supply system is connected to the commercial power supply system, the short-circuit capacity increases, and each breaker on the load side is replaced with a large one for a short time, or connected to the breaker. It is necessary to replace the existing cable with one having a large current capacity. Furthermore, if it takes a long time to shut down the system at the time of failure, there is a problem that the power supply 7 is stopped and the distributed power supply system is completely stopped.
【００１４】本発明の目的は、商用電源系に分散電源系
を連系させるにあたって、停電および瞬時電圧低下に対
して有効な瞬低対策機能付き分散電源装置を提供するこ
とである。It is an object of the present invention to provide a distributed power supply device having an instantaneous voltage drop countermeasure function effective against a power failure and an instantaneous voltage drop when connecting a distributed power supply system to a commercial power supply system.
【００１５】[0015]
【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る瞬
低対策機能付き分散電源装置は、１または複数の電源を
備え、瞬低および停電を回避すべき重要負荷が接続さ
れ、商用電源系に交流で並列に連系して運転される瞬低
対策機能付き分散電源装置において、整流性素子から成
る単相整流回路と直流リアクトルとを備える高速限流遮
断装置であって、前記単相整流回路の交流端子が前記商
用電源系と分散電源系との対応する相の母線にそれぞれ
接続され、直流端子間に前記直流リアクトルが接続さ
れ、該直流リアクトルのインダクタンスを、商用電源系
の故障発生時に分散電源系で許容することができる電圧
低下率をＡとするとき、分散電源系の内部インピーダン
スに相当する等価インダクタンスの（１−Ａ）／Ａ倍よ
り大きい値のインダクタンスを有するように形成する、
そのような高速限流遮断装置を各相毎に有することを特
徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a distributed power supply device having a voltage sag countermeasure function, comprising one or a plurality of power supplies, connected to a critical load for which voltage sag and power failure are to be avoided, A distributed power supply with a sag protection function, which is operated in parallel with an AC system in parallel with a system, comprising a single-phase rectifier circuit comprising a rectifying element and a DC reactor, wherein the single-phase The AC terminals of the rectifier circuit are connected to the buses of the corresponding phases of the commercial power supply system and the distributed power supply system, respectively, and the DC reactor is connected between the DC terminals, and the inductance of the DC reactor reduces the failure of the commercial power supply system. when the a voltage drop rate that may be allowed in at distributed power supply system, inductor of (1-a) / a times larger than the value of the equivalent inductance corresponds to the internal impedance of the distributed power supply system Formed to have a Nsu,
It is characterized in that such a high-speed current limiter is provided for each phase.
【００１６】上記の構成によれば、前記単相整流回路
が、たとえばダイオードブリッジによって構成される場
合、２つの系統の母線間に該ダイオードブリッジと遮断
器との直列回路が介在され、また前記単相整流回路がサ
イリスタブリッジなどの半導体スイッチング素子を備え
て構成される場合には、前記母線間に該単相整流回路が
介在され、前記単相整流回路の直流端子間に直流リアク
トルを接続するようにした高速限流遮断装置は、商用電
源系の故障発生時には、前記直流リアクトルが大きなイ
ンピーダンスを呈して分散電源系の電圧低下を抑制し、
かつ短絡電流を抑制する。こうして、電圧低下が抑制さ
れている間に、保護継電器によって前記遮断器が開放さ
れ、または半導体スイッチング素子が消弧されて、分散
電源系が商用電源系から遮断される。According to the above configuration, when the single-phase rectifier circuit is constituted by, for example, a diode bridge, the series circuit of the diode bridge and the circuit breaker is interposed between the buses of the two systems. When the phase rectifier circuit is configured to include a semiconductor switching element such as a thyristor bridge, the single-phase rectifier circuit is interposed between the buses, and a DC reactor is connected between DC terminals of the single-phase rectifier circuit. The high-speed current-limiting circuit device according to the present invention, when a failure occurs in the commercial power supply system, the DC reactor exhibits a large impedance and suppresses a voltage drop in the distributed power supply system,
In addition, short-circuit current is suppressed. Thus, while the voltage drop is suppressed, the circuit breaker is opened by the protective relay or the semiconductor switching element is extinguished, and the distributed power supply system is cut off from the commercial power supply system.
【００１７】このように構成される高速限流遮断装置に
おいて、商用電源系で故障が発生すると、分散電源系の
母線電圧は、該分散電源系の等価インダクタンスと、前
記直流リアクトルのインダクタンスとによって、系統電
圧が分圧された値になる。このため、直流リアクトルの
インダクタンスをＬｄｃ、分散電源系の等価インダクタ
ンスをＬｓとすると、許容することができる電圧低下率
Ａから、上記のように、 Ｌｄｃ／Ｌｓ＞（１−Ａ）／Ａ を満足するように選ぶ。すなわち、たとえば前記電圧低
下率Ａを５０％とするときには、直流リアクトルのイン
ダクタンスＬｄｃを、分散電源系の等価インダクタンス
Ｌｓの１倍に設定することによって、電圧低下率を前記
Ａの範囲内に抑制することができる。また、たとえば前
記電圧低下率Ａを２５％とすると、（１−０．２５）／
０．２５から、直流リアクトルのインダクタンスＬｄｃ
を、分散電源系の等価インダクタンスＬｓの３倍に設定
すればよい。In the thus configured high-speed current limiting circuit device, when a failure occurs in the commercial power supply system, the bus voltage of the distributed power supply system is changed by the equivalent inductance of the distributed power supply system and the inductance of the DC reactor. The system voltage becomes a divided value. Therefore, assuming that the inductance of the DC reactor is Ldc and the equivalent inductance of the distributed power supply system is Ls, the allowable voltage drop rate A satisfies Ldc / Ls> (1-A) / A as described above. Choose to do. That is, for example, when the voltage drop rate A is set to 50%, the inductance Ldc of the DC reactor is set to be one time the equivalent inductance Ls of the distributed power supply system, so that the voltage drop rate is suppressed within the range of A. be able to. Further, for example, if the voltage drop rate A is 25%, (1-0.25) /
From 0.25, the inductance Ldc of the DC reactor
Should be set to three times the equivalent inductance Ls of the distributed power supply system.
【００１８】このようにして、故障発生時に分散電源系
に許容される電圧低下率Ａと、該分散電源系の等価イン
ダクタンスＬｓとに対応して直流リアクトルのインダク
タンスＬｄｃを設定するだけで、無停電電源装置を用い
なくても、重要な負荷への電磁開閉器や可変速モータな
どの瞬時電圧低下の影響を受け易い機器の動作も補償す
ることができる。これによって、連系運転にあたっての
信頼性を向上することができるとともに、分散電源への
ストレスを低減することができる。また、直流リアクト
ルの限流作用によって短絡電流が抑制されるので、連系
にあたって、負荷側の遮断器やケーブルを不所望に容量
の大きなものに交換する必要もない。In this way, by setting the inductance Ldc of the DC reactor in correspondence with the voltage drop rate A allowed for the distributed power supply system when a failure occurs and the equivalent inductance Ls of the distributed power supply system, the uninterruptible power supply can be realized. Even without using a power supply device, it is possible to compensate for the operation of a device that is easily affected by an instantaneous voltage drop such as an electromagnetic switch or a variable speed motor to an important load. As a result, the reliability in the interconnection operation can be improved, and the stress on the distributed power supply can be reduced. In addition, since the short-circuit current is suppressed by the current limiting action of the DC reactor, it is not necessary to replace the circuit breaker or the cable on the load side with an undesirably large one at the time of interconnection.
【００１９】また、請求項２の発明に係る瞬低対策機能
付き分散電源装置は、前記分散電源系における電源を、
回転機とすることを特徴とする。Further, according to a second aspect of the present invention, there is provided a distributed power supply device with a sag-reducing measure function, comprising:
It is characterized by a rotating machine.
【００２０】上記の構成によれば、分散電源系における
電源を回転機とすると、短絡事故中には、大きな短絡電
流が流れるにも拘らず、回路電圧、すなわち発電機の出
力電圧が零となって、発電機と原動機との間のストレス
が開放され、シャフトに機械的振動が生じ、また短絡事
故が解除されるときには、発電機は自己容量を超える負
荷を背負うことになり、該発電機に急激な制動トルクが
発生し、前記シャフトに過大な振動トルクが生じる。こ
のように、短絡故障時には発電機からの過渡的な過大電
流の流出によるストレス（タービン発電機の場合にはシ
ェアービン断裂など）が発生するのに対して、上記のよ
うに短絡電流を抑えることによって、該ストレスを回避
することができる。According to the above configuration, if the power supply in the distributed power supply system is a rotating machine, the circuit voltage, that is, the output voltage of the generator becomes zero during a short-circuit accident despite the large short-circuit current flowing. Therefore, when the stress between the generator and the prime mover is released, mechanical vibration occurs in the shaft, and when the short-circuit accident is cleared, the generator bears a load exceeding its own capacity, and the generator A sudden braking torque is generated, and an excessive vibration torque is generated on the shaft. As described above, when a short-circuit fault occurs, stress (shear bin rupture, etc. in the case of a turbine generator) occurs due to transient overcurrent flowing out of the generator, whereas the short-circuit current is suppressed as described above. Thereby, the stress can be avoided.
【００２１】さらにまた、請求項３の発明に係る瞬低対
策機能付き分散電源装置は、前記分散電源系における電
源を、インバータを使用する静止形の電源とすることを
特徴とする。Furthermore, a distributed power supply device with a sag prevention function according to the invention of claim 3 is characterized in that the power supply in the distributed power supply system is a stationary power supply using an inverter.
【００２２】上記の構成によれば、前記静止形の電源
は、回転機のように慣性がなく、すぐに停止して停電と
なってしまうので、特に好適に実施することができる。According to the above configuration, the stationary power supply has no inertia like a rotating machine, and stops immediately to cause a power failure.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】本発明の実施の一形態について、
図１〜図３および前述の図５に基づいて説明すれば以下
の通りである。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be described.
The following is a description based on FIGS. 1 to 3 and FIG. 5 described above.
【００２４】図１は、本発明の実施の一形態の分散電源
装置を説明するための電力系統の単相結線図である。商
用電源系の電源３２から需要家内に引込まれた商用電源
線３３は、受電母線３４に接続されている。この受電母
線３４には、一般負荷に接続される多数の配電線３５が
接続されている。また、分散電源系の母線３６は、電源
線３７を介して、コジェネレーションシステムなどの電
源３８と接続されている。母線３６にはまた、重要負荷
への多数の配電線４０が接続されている。この分散電源
装置に備えられている高速限流遮断装置３１は、前記受
電母線３４と母線３６とを相互に接続し、商用電源系と
分散電源系との連系運転を可能とするものである。FIG. 1 is a single-phase connection diagram of a power system for explaining a distributed power supply device according to an embodiment of the present invention. A commercial power supply line 33 drawn into the customer from a power supply 32 of a commercial power supply system is connected to a power receiving bus 34. Many power distribution lines 35 connected to a general load are connected to the power receiving bus 34. Further, the bus 36 of the distributed power supply system is connected to a power supply 38 such as a cogeneration system via a power supply line 37. The bus 36 is also connected to a number of distribution lines 40 for important loads. The high-speed current-limiting device 31 provided in the distributed power supply device connects the power receiving bus 34 and the bus 36 to each other, and enables interconnection operation between the commercial power supply system and the distributed power supply system. .
【００２５】この高速限流遮断装置３１は、遮断器４１
と、単相整流回路４２と、直流リアクトル４３とを備え
て構成されている。単相整流回路４２は、２つの交流端
子のうち、少くともいずれか一方（図１の例では遮断器
４１側）にサイリスタを接続するようにした半導体整流
素子のブリッジ回路によって構成されている。これによ
って、故障時には、１／２サイクル（５０Ｈｚで１０ｍ
ｓｅｃ）以内での遮断駆動が可能となり、その後、遮断
器４１が遮断する。前記単相整流回路４２の２つの交流
端子のうち、一方は母線３６に接続され、他方は遮断器
４１を介して受電母線３４に接続される。また、この単
相整流回路４２の２つの直流端子間には、直流リアクト
ル４３が接続されている。The high-speed current-limiting circuit device 31 includes a circuit breaker 41
, A single-phase rectifier circuit 42, and a DC reactor 43. The single-phase rectifier circuit 42 is configured by a bridge circuit of a semiconductor rectifier in which a thyristor is connected to at least one of the two AC terminals (the circuit breaker 41 side in the example of FIG. 1). By this, at the time of failure, a half cycle (10 m at 50 Hz)
The cutoff drive can be performed within sec), and then the breaker 41 is cut off. One of the two AC terminals of the single-phase rectifier circuit 42 is connected to the bus 36, and the other is connected to the power receiving bus 34 via the circuit breaker 41. A DC reactor 43 is connected between the two DC terminals of the single-phase rectifier circuit 42.
【００２６】電源線３３，３７の電圧は、それぞれ電圧
変成器４５，４６を介して、不足電圧継電器４７，４８
によって検知されており、この不足電圧継電器４７，４
８は、前記電源線３３，３７の電圧が、定格電圧に対し
て所定の整定値、たとえば８５％以下となると故障が発
生しているものと判定し、前記サイリスタを消弧すると
ともに、遮断器４１を遮断駆動する。The voltages of the power supply lines 33 and 37 are supplied to undervoltage relays 47 and 48 via voltage transformers 45 and 46, respectively.
The undervoltage relays 47, 4
8 determines that a failure has occurred when the voltage of the power supply lines 33, 37 becomes a predetermined set value, for example, 85% or less with respect to the rated voltage, extinguishes the thyristor and turns off the circuit breaker. 41 is driven to shut off.
【００２７】このように構成される高速限流遮断装置３
１において、電源３８側の系統インピーダンスはほぼＬ
として見え、該電源３８の内部インピーダンスに相当す
る等価インダクタンスをＬｓとするとき、本発明では、
分散電源系に許容される電圧低下率をＡとするとき、該
分散電源系の等価インダクタンスＬｓに対して、直流リ
アクトル４３のインダクタンスＬｄｃを、 Ｌｄｃ／Ｌｓ＞（１−Ａ）／Ａ …（１） の関係を満足するように選ぶ。[0027] The high-speed current limiter 3 constructed as described above
1, the system impedance on the power supply 38 side is almost L
Assuming that the equivalent inductance corresponding to the internal impedance of the power supply 38 is Ls, in the present invention,
Assuming that the voltage drop rate allowed in the distributed power supply system is A, the inductance Ldc of the DC reactor 43 is given by: Ldc / Ls> (1-A) / A with respect to the equivalent inductance Ls of the distributed power supply system. ) To satisfy the relationship.
【００２８】ここで、参照符４９で示すように、商用電
源系で地絡故障が生じた場合を考えると、母線３６の電
圧は、系統電圧Ｖを、等価インダクタンスＬｓと直流リ
アクトル４３のインダクタンスＬｄｃとで分圧した値と
なる。したがって、故障後の系統電圧Ｖ’は、 Ｖ’＝Ｌｄｃ／（Ｌｄｃ＋Ｌｓ）×Ｖ …（２） で求めることができる。Here, as shown by reference numeral 49, when a ground fault occurs in the commercial power supply system, the voltage of the bus 36 is obtained by changing the system voltage V to the equivalent inductance Ls and the inductance Ldc of the DC reactor 43. And the partial pressure is obtained. Therefore, the system voltage V ′ after the failure can be obtained by the following equation: V ′ = Ldc / (Ldc + Ls) × V (2)
【００２９】したがって、たとえば前記許容電圧低下率
Ａが５０％であるときには、前記式１から、前記インダ
クタンスＬｄｃを、ほぼ等価インダクタンスＬｓに等し
い電源３８のインダクタンスに等しくすることによっ
て、商用電源系で前記参照符４９で示すように故障が発
生した場合、該分散電源系での電圧低下を系統電圧Ｖの
５０％までに抑えることができる。また、たとえば前記
許容電圧低下率Ａが２５％であるときには、前記式１か
ら、倍数Ｌｄｃ／Ｌｓは３より大きくなり、前記電源３
８のインダクタンスに対して、直流リアクトル４３のイ
ンダクタンスＬｄｃを３倍に設定することによって、電
圧低下を系統電圧Ｖの７５％までに抑えることができ
る。Therefore, for example, when the allowable voltage drop rate A is 50%, the inductance Ldc is made equal to the inductance of the power supply 38 which is substantially equal to the equivalent inductance Ls according to the above equation (1). When a failure occurs as indicated by reference numeral 49, a voltage drop in the distributed power supply system can be suppressed to 50% of the system voltage V. Further, for example, when the allowable voltage drop rate A is 25%, the multiple Ldc / Ls is larger than 3 according to the equation 1, and the power supply 3
By setting the inductance Ldc of the DC reactor 43 to three times the inductance of 8, the voltage drop can be suppressed to 75% of the system voltage V.
【００３０】なお、上式から明らかなように、直流リア
クトル４３のインダクタンスＬｄｃを大きく設定する
程、電圧低下を小さく抑えることができるけれども、故
障時に得られる電圧が、前記不足電圧継電器４８の整定
値以下であることが望ましい。As can be seen from the above equation, as the inductance Ldc of the DC reactor 43 is set to be larger, the voltage drop can be reduced. However, the voltage obtained at the time of the failure depends on the set value of the undervoltage relay 48. It is desirable that:
【００３１】図２および図３に故障発生時における本発
明の分散電源装置と、前述の分散電源装置との動作の解
析結果をそれぞれ示す。図２（ａ）は母線３６の母線電
圧であり、図２（ｂ）は高速限流遮断装置３１を介して
流れる連系電流であり、図３（ａ）は母線６の母線電圧
であり、図３（ｂ）は連系装置１１を介して流れる連系
電流である。なお、地絡故障の発生タイミングは零クロ
ス点とし、本発明の分散電源装置に係る高速限流遮断装
置３１における直流リアクトル４３のインダクタンスＬ
ｄｃは、電源３８のインダクタンスの１倍に設定してい
る。FIGS. 2 and 3 show the results of analysis of the operation of the distributed power supply of the present invention and the above-mentioned distributed power supply when a failure occurs. FIG. 2A shows the bus voltage of the bus 36, FIG. 2B shows the interconnection current flowing through the high-speed current-limiting device 31, FIG. 3A shows the bus voltage of the bus 6, FIG. 3B shows an interconnection current flowing through the interconnection device 11. The occurrence timing of the ground fault is set to the zero cross point, and the inductance L of the DC reactor 43 in the high-speed current limiting circuit device 31 according to the distributed power supply device of the present invention.
dc is set to one time the inductance of the power supply 38.
【００３２】図２（ａ）と図３（ａ）とを比較して明ら
かなように、本発明では電圧低下が５０％以下に抑制さ
れており、また図２（ｂ）と図３（ｂ）とを比較して明
らかなように、連系電流も１／２以下に抑制されてい
る。As is apparent from a comparison between FIGS. 2A and 3A, in the present invention, the voltage drop is suppressed to 50% or less, and FIGS. 2B and 3B As is clear from the comparison with (1), the interconnection current is also suppressed to 以下 or less.
【００３３】このように本発明に従う分散電源装置で
は、高速限流遮断装置３１の直流リアクトル４３のイン
ダクタンスＬｄｃを、許容電圧低下率Ａと等価インダク
タンスＬｓとに基づいて設定することによって、商用電
源系の故障時における電圧低下を所望とするレベルに抑
制することができる。As described above, in the distributed power supply device according to the present invention, the inductance Ldc of the DC reactor 43 of the high-speed current-limiting device 31 is set based on the allowable voltage drop rate A and the equivalent inductance Ls, so that the commercial power supply system Voltage drop at the time of failure can be suppressed to a desired level.
【００３４】たとえば、前記許容電圧低下率Ａを５０％
に設定した場合、図５において電圧低下の補償範囲は参
照符α３で示すようになり、パワーエレクトロニクス応
用の可変速モータや、重要負荷の接続される電磁開閉器
３９（図１参照）の安定動作を補償することができる。For example, when the allowable voltage drop rate A is 50%
In FIG. 5, the compensation range of the voltage drop is indicated by reference numeral α3 in FIG. 5, and the stable operation of the variable speed motor for power electronics application and the electromagnetic switch 39 (see FIG. 1) to which the important load is connected. Can be compensated for.
【００３５】これによって、無停電電源装置を用いるこ
となく、低損失および低コストに、可変速モータや電磁
開閉器の動作を補償することができる。これによって、
連系運転にあたっての信頼性を向上することができると
ともに、分散電源へのストレスを低減することができ
る。また、直流リアクトル４３の限流作用およびサイリ
スタによる高速電流遮断作用によって、負荷側の電磁開
閉器３９の短絡容量をむやみに大きくする必要はなく、
分散電源系を商用電源系に連系させるにあたって、配電
線４０や、この電磁開閉器３９の交換の必要もなくすこ
とができる。Thus, the operation of the variable speed motor and the electromagnetic switch can be compensated with low loss and low cost without using the uninterruptible power supply. by this,
The reliability in the interconnection operation can be improved, and the stress on the distributed power source can be reduced. Further, the short-circuit capacity of the electromagnetic switch 39 on the load side does not need to be increased unnecessarily by the current limiting action of the DC reactor 43 and the high-speed current interrupting action by the thyristor.
In connecting the distributed power supply system to the commercial power supply system, it is not necessary to replace the distribution line 40 and the electromagnetic switch 39.
【００３６】なお、前記高速限流遮断装置３１は、単相
整流回路４２を、上述のようなサイリスタとダイオード
との混合ブリッジだけでなく、サイリスタブリッジまた
はダイオードブリッジで構成されてもよい。前記混合ブ
リッジおよびサイリスタブリッジで構成されるときに
は、遮断器４１は省略されてもよい。In the high-speed current limiting device 31, the single-phase rectifier circuit 42 may be constituted by a thyristor bridge or a diode bridge in addition to the above-described mixed bridge of a thyristor and a diode. When configured with the mixing bridge and the thyristor bridge, the circuit breaker 41 may be omitted.
【００３７】[0037]
【発明の効果】請求項１の発明に係る瞬低対策機能付き
分散電源装置は、以上のように、各相毎に整流性素子か
ら成る単相整流回路と直流リアクトルとを有し、故障発
生時に直流リアクトルが大きなインピーダンスを呈して
電圧低下を抑制する高速限流遮断装置を用いて商用電源
系に連系するようにした瞬低対策機能を有する分散電源
装置において、商用電源系の故障発生時に、分散電源系
で許容することができる電圧低下率をＡとするとき、前
記直流リアクトルのインダクタンスＬｄｃを、分散電源
系の等価インダクタンスＬｓの（１−Ａ）／Ａ倍より大
きい値とする。According to the first aspect of the present invention, as described above, the distributed power supply device having the voltage sag countermeasure function has a single-phase rectifier circuit including a rectifying element for each phase and a DC reactor, and a failure occurs. In the case of a failure of the commercial power supply system in a distributed power supply device with a voltage sag countermeasure function that is connected to the commercial power supply system using a high-speed When the voltage drop rate that can be tolerated in the distributed power system is A, the inductance Ldc of the DC reactor is set to a value larger than (1-A) / A times the equivalent inductance Ls of the distributed power system.
【００３８】それゆえ、商用電源系で故障が発生する
と、分散電源系の母線電圧は、該等価インダクタンスＬ
ｓと前記直流リアクトルのインダクタンスＬｄｃとによ
って系統電圧が分圧された値となり、電圧低下率を前記
許容電圧低下率Ａ以内とすることができる。これによっ
て、故障発生時に許容される電圧低下率Ａと、等価イン
ダクタンスＬｓとに対応して直流リアクトルのインダク
タンスＬｄｃを設定するだけで、無停電電源装置を用い
ることなく、低損失および低コストに、重要な負荷への
電磁開閉器や可変速モータなどの瞬時電圧低下の影響を
受け易い機器の動作も補償することができる。これによ
って、連系運転にあたっての信頼性を向上することがで
きるとともに、分散電源へのストレスを低減することが
できる。また、直流リアクトルの限流作用によって短絡
電流を抑制することができ、連系にあたって、負荷側の
遮断器やケーブルを不所望に容量の大きなものに交換す
る必要もない。Therefore, when a failure occurs in the commercial power supply system, the bus voltage of the distributed power supply system becomes equal to the equivalent inductance L.
The value of the system voltage is divided by s and the inductance Ldc of the DC reactor, and the voltage drop rate can be kept within the allowable voltage drop rate A. Thereby, only by setting the inductance Ldc of the DC reactor corresponding to the voltage drop rate A allowed at the time of occurrence of a failure and the equivalent inductance Ls, without using an uninterruptible power supply, low loss and low cost, It can also compensate for the operation of devices susceptible to instantaneous voltage drop, such as electromagnetic switches and variable speed motors to important loads. As a result, the reliability in the interconnection operation can be improved, and the stress on the distributed power supply can be reduced. In addition, a short-circuit current can be suppressed by the current limiting function of the DC reactor, and it is not necessary to replace a circuit breaker or a cable on the load side with an undesirably large capacity at the time of interconnection.
【００３９】また、請求項２の発明に係る瞬低対策機能
付き分散電源装置は、以上のように、前記分散電源系に
おける電源を、回転機とすることを特徴とする。Further, the distributed power supply device with the instantaneous sag countermeasure function according to the second aspect of the present invention is characterized in that the power supply in the distributed power supply system is a rotating machine as described above.
【００４０】それゆえ、発電機からの過渡的な過大電流
の流出によるストレスを回避することができる。Therefore, it is possible to avoid the stress caused by the transient outflow of excessive current from the generator.
【００４１】さらにまた、請求項３の発明に係る瞬低対
策機能付き分散電源装置は、以上のように、前記分散電
源系における電源を、インバータを使用する静止形の電
源とする。Further, in the distributed power supply device with the sag prevention function according to the third aspect of the present invention, as described above, the power supply in the distributed power supply system is a stationary power supply using an inverter.
【００４２】それゆえ、前記静止形の電源は、回転機の
ように慣性がなく、すぐに停止してしまうので、特に好
適に実施することができる。Therefore, the stationary power supply has no inertia like a rotating machine and stops immediately, so that it can be particularly preferably implemented.
【図１】本発明の実施の一形態の分散電源装置を説明す
るための電力系統の単相結線図である。FIG. 1 is a single-phase connection diagram of a power system for describing a distributed power supply device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１で示す本発明に従う分散電源装置の動作を
説明するためのシミュレーション波形図である。FIG. 2 is a simulation waveform diagram for explaining an operation of the distributed power supply device according to the present invention shown in FIG.
【図３】図６で示す従来技術の分散電源装置の動作を説
明するためのシミュレーション波形図である。FIG. 3 is a simulation waveform diagram for explaining an operation of the conventional distributed power supply device shown in FIG.
【図４】典型的な従来技術の分散電源装置を説明するた
めの電力系統の単相結線図である。FIG. 4 is a single-phase connection diagram of a power system for describing a typical prior art distributed power supply device.
【図５】本発明および従来技術による分散電源装置の電
圧低下の補償範囲と負荷の動作補償範囲との関係を説明
するためのグラフである。FIG. 5 is a graph for explaining a relationship between a voltage drop compensation range and a load operation compensation range of the distributed power supply according to the present invention and the prior art.
【図６】他の従来技術の分散電源装置を説明するための
電力系統の単相結線図である。FIG. 6 is a single-phase connection diagram of a power system for explaining another conventional distributed power supply device.
３１ 高速限流遮断装置 ３２ 電源 ３３ 商用電源線 ３４ 受電母線 ３５，４０ 配電線 ３６ 母線 ３７ 電源線 ３８ 電源 ４１ 遮断器 ４２ 単相整流回路 ４３ 直流リアクトル ４５，４６ 電圧変成器 ４７，４８ 不足電圧継電器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 31 High-speed current limiting interrupter 32 Power supply 33 Commercial power supply line 34 Power receiving bus 35, 40 Distribution line 36 Bus 37 37 Power supply line 38 Power supply 41 Breaker 42 Single-phase rectifier circuit 43 DC reactor 45, 46 Voltage transformer 47, 48 Undervoltage relay
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H02J 9/00 - 11/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H02J 9/00-11/00
Claims (3)
電を回避すべき重要負荷が接続され、商用電源系に交流
で並列に連系して運転される瞬低対策機能付き分散電源
装置において、 整流性素子から成る単相整流回路と直流リアクトルとを
備える高速限流遮断装置であって、前記単相整流回路の
交流端子が前記商用電源系と分散電源系との対応する相
の母線にそれぞれ接続され、直流端子間に前記直流リア
クトルが接続され、該直流リアクトルのインダクタンス
を、商用電源系の故障発生時に分散電源系で許容するこ
とができる電圧低下率をＡとするとき、分散電源系の内
部インピーダンスに相当する等価インダクタンスの（１
−Ａ）／Ａ倍より大きい値のインダクタンスを有するよ
うに形成する、そのような高速限流遮断装置を各相毎に
有することを特徴とする瞬低対策機能付き分散電源装
置。1. A distributed power supply device having one or a plurality of power supplies, connected to an important load for avoiding a sag and a power failure, and being operated in parallel with an AC power supply in parallel with a commercial power system. , A high-speed current-limiting circuit device including a single-phase rectifier circuit including a rectifying element and a DC reactor, wherein an AC terminal of the single-phase rectifier circuit is a bus of a corresponding phase between the commercial power supply system and the distributed power supply system. When the DC reactor is connected between the DC terminals, and the inductance of the DC reactor is A, a voltage drop rate that can be tolerated in the distributed power supply system when a failure occurs in the commercial power supply system, A (1) of the equivalent inductance corresponding to the internal impedance of the system
-A) A distributed power supply device with an instantaneous sag prevention function, characterized in that such a high-speed current-limiting circuit device is formed for each phase so as to have an inductance having a value greater than / A times.
あることを特徴とする請求項１記載の瞬低対策機能付き
分散電源装置。2. The distributed power supply device with a voltage sag countermeasure function according to claim 1, wherein the power supply in the distributed power supply system is a rotating machine.
タを使用する静止形の電源であることを特徴とする請求
項１記載の瞬低対策機能付き分散電源装置。3. The distributed power supply device with an instantaneous voltage reduction function according to claim 1, wherein the power supply in the distributed power supply system is a static power supply using an inverter.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9222737A JP2998711B2 (en) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | Distributed power supply with sag protection |
| CA002267304A CA2267304A1 (en) | 1997-08-19 | 1997-10-17 | System interconnection device and distributed power supply device including the same having instantaneous voltage drop counter-measure function |
| PCT/JP1997/003758 WO1999009631A1 (en) | 1997-08-19 | 1997-10-17 | System interconnecting device and decentralized power supply equipped with the same and having instantaneous voltage drop preventing function |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9222737A JP2998711B2 (en) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | Distributed power supply with sag protection |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1169664A JPH1169664A (en) | 1999-03-09 |
| JP2998711B2 true JP2998711B2 (en) | 2000-01-11 |
Family
ID=16787119
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9222737A Expired - Fee Related JP2998711B2 (en) | 1997-08-19 | 1997-08-19 | Distributed power supply with sag protection |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2998711B2 (en) |
| CA (1) | CA2267304A1 (en) |
| WO (1) | WO1999009631A1 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2947261B1 (en) * | 1998-04-08 | 1999-09-13 | 日新電機株式会社 | System interconnection device and its design method |
| WO2001061838A1 (en) * | 2000-02-17 | 2001-08-23 | Powerline Ges Pty Ltd | An energy generating and supply system |
| CN100433490C (en) * | 2002-12-19 | 2008-11-12 | 中国科学院电工研究所 | Fault current-limiting circuit for transmission and distribution electric network |
| CN100370667C (en) * | 2002-12-19 | 2008-02-20 | 中国科学院电工研究所 | Fault current limiting circuit |
| CN100370668C (en) * | 2002-12-19 | 2008-02-20 | 中国科学院电工研究所 | Current-limiting circuit |
| US10284008B2 (en) * | 2016-09-13 | 2019-05-07 | Abb Schweiz Ag | Isolated parallel ups system with fault location detection |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55131280A (en) * | 1979-03-29 | 1980-10-11 | Fuji Electric Co Ltd | Inverter |
| JPS5826533A (en) * | 1981-08-10 | 1983-02-17 | 株式会社明電舎 | Load balancing device for power system |
-
1997
- 1997-08-19 JP JP9222737A patent/JP2998711B2/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-10-17 CA CA002267304A patent/CA2267304A1/en not_active Abandoned
- 1997-10-17 WO PCT/JP1997/003758 patent/WO1999009631A1/en active Application Filing
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2267304A1 (en) | 1999-02-25 |
| JPH1169664A (en) | 1999-03-09 |
| WO1999009631A1 (en) | 1999-02-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Sugimoto et al. | Principle and characteristics of a fault current limiter with series compensation | |
| Baran et al. | Overcurrent protection on voltage-source-converter-based multiterminal DC distribution systems | |
| US5305174A (en) | Method of and device for protecting electrical power system | |
| JP3432640B2 (en) | Converter protection device | |
| JPS63299766A (en) | Power converter | |
| KR20050071511A (en) | System for providing assured power to a critical load | |
| Wang et al. | Control and protection strategy for MMC MTDC system under converter-side AC fault during converter blocking failure | |
| JP2015517784A (en) | Photovoltaic system and method for operating a photovoltaic system to supply power to a medium voltage power grid | |
| JPH01174223A (en) | Power converter | |
| Liu et al. | Protection of single-phase fault at the transformer valve side of FB-MMC-based bipolar HVdc systems | |
| Lazzari et al. | Selectivity and security of DC microgrid under line-to-ground fault | |
| JP2998711B2 (en) | Distributed power supply with sag protection | |
| Psaras et al. | DC fault management strategy for continuous operation of HVDC grids based on customized hybrid MMC | |
| JP3529530B2 (en) | Inverter protection device for grid connection | |
| Khan | Impact of distributed generation on electrical power network | |
| Isik et al. | Design of a fault-tolerant controller for three-phase active front end converter used for power conditioning applications | |
| Starke et al. | A control strategy for improving resiliency of an DC fast charging EV system | |
| JP2991106B2 (en) | Grid connection equipment | |
| Ball et al. | Static power converters of 500 kW or less serving as the relay interface package for nonconventional generators | |
| JP3388671B2 (en) | Protection method for variable speed pumped storage power generation system | |
| JP7159236B2 (en) | Short circuit breaker for DC power supply equipment | |
| JPH11299103A (en) | System interlinkage device | |
| JP7378342B2 (en) | Protection devices and methods for power distribution systems using inverters as the main power source | |
| Cosse et al. | Is selectivity achieved in critical low-voltage UPS and standby generator power circuits? | |
| JP2634692B2 (en) | Secondary overvoltage protection device for AC-excited synchronous machine |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081105 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081105 Year of fee payment: 9 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091105 Year of fee payment: 10 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101105 Year of fee payment: 11 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |