JP3367412B2 - 分散型電源の単独運転防止装置 - Google Patents
分散型電源の単独運転防止装置Info
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Description
開放により、系統の電力供給が停止したときに、需要家
設備の側で自設備の分散型電源を系統から解列してその
単独運転を防止する分散型電源の単独運転防止装置に関
する。
要家のコジェネレーション設備(以下コジェネ設備とい
う)としての自家用発電設備は、電力系統に連系運転さ
れて分散型電源を形成しており、この分散型電源は系統
事故等により電力会社の変電所の遮断器が開放されて電
力供給が停止する際、単独運転による感電事故等の発生
を防止して系統の供給信頼度の低下が生じないようにす
るため、系統から解列してその単独運転を防止しなけれ
ばならない。
め、従来は、系統の給電停止時、変電所の転送遮断装置
から通信線を介して需要家設備に遮断器のトリップ情報
の信号(開放信号)を送り、この信号に基づいて分散型
電源を系統から確実に解列することが行われている。
離の通信線を敷設する必要があり、この通信線の敷設等
は需要家(コジェネレーション事業者)が負担しなけれ
ばならず、そのため、需要家に多大の投資を強いること
になる。
02J 3/30)には、系統にその基本波周波数の整
数倍の周波数の高調波電流を注入し、その高調波につい
ての系統のインピーダンス変化を監視し、この変化から
系統の給電停止を検出して受電点の遮断器を開放し、分
散型電源としての発電機の単独運転を防止することが記
載されている。
出することができ、前記の通信線の敷設等は不要になる
が、系統に存在する高調波の影響を受けないようにする
ため、注入電流が常に系統の高調波より大きくなるよう
にしなければならず、極めて大容量の大型,高価なイン
バータ装置等の電流注入装置が必要になる。
入することは、系統にとって好ましくなく、現実的でな
い。
3号の出願により、系統にその基本波に同期した基本波
の非整数倍の周波数の中間次数調波の電流を注入し、そ
の注入電流についての系統のインピーダンス又はアドミ
タンスの変化から系統の給電停止を検出して分散型電源
を解列する分散型電源の単独運転防止装置を既に発明し
ている。
電流が、本来、系統に存在しない周波数の電流であり、
存在しても極めて僅かであり、しかも、系統の基本波に
同期しているため、その注入電流量を実用的な小容量に
しても、需要家設備の受電点から系統を眺めたときの注
入電流に基づく電圧,電流を系統の既存の高調波等の影
響を受けることなく、精度よく計測することができる。
点からみた系統の中間次数調波についてのインピーダン
ス又はアドミタンスを精度よく求めることができ、この
インピーダンス又はアドミタンスの変化から需要家側の
みで系統の停止を正確に検出することができ、この検出
に基づき自設備の分散型電源を解列してその単独運転を
確実に防止し得る。
−62023号)の単独運転防止装置は、需要家設備の
受電点に適当な中間次数調波の電流を注入し、受電点か
らみた系統の中間次数調波についてのインピーダンス又
はアドミタンスの変化を、それらの量(大きさ)そのも
のから監視,検出するため、受電点付近に容量の大きな
他のコジェネ設備や力率改善用コンデンサ(以下SCと
いう)が存在すると、これらによって系統が注入周波数
で共振する事態が生じるおそれがあり、また、これらの
解列や投入による系統のインピーダンス又はアドミタン
スの変化と、電力供給の停止による系統のインピーダン
ス又はアドミタンスの変化とを識別することが困難にな
り、誤検出が生じるおそれがある。
止を確実に検出して自設備の分散型電源を解列し、その
単独運転を確実に防止することができない問題点があ
る。
入し、そのインピーダンス又はアドミタンスの変化から
需要家側のみで系統の給電停止を検出して分散型電源を
系統から解列し、その単独運転を防止する際、電力給電
停止に基づく系統のインピーダンス又はアドミタンスの
変化を確実に検出し、誤検出等することなく自設備の分
散型電源を系統から解列してその単独運転を確実に防止
し得るようにすることを課題とする。
め、本発明の分散型電源の単独運転防止装置において
は、系統の基本波より高く、系統の電力供給中の予測さ
れる最も低い共振次数の周波数より低い周波数の中間次
数調波の電流を、需要家設備の引込線から系統に注入す
る電流注入装置と、受電点での注入周波数の電圧,電流
の計測結果から系統の中間次数調波についてのインピー
ダンス又はアドミタンスの変化の容量性,誘導性の方向
及び量を検出する手段と、この手段の検出結果に基づき
前記インピーダンス又は前記アドミタンスの容量性方向
の一定値以上の変化から系統の電力供給の停止を検出す
る手段とを備える。
ジェネ設備やSCに基づく系統の予測される最も低い共
振次数の周波数より低く、その影響を受けない周波数の
中間次数調波の電流が注入される。
めた注入周波数についての時々刻々の系統のインピーダ
ンス又はアドミタンスの変化の方向(極性)及び量(大
きさ)が検出される。
は、系統上位側の変電所の変圧器(バンクトランス)の
2次側の遮断器が開放されるため、受電点から眺めた注
入周波数についての系統のインピーダンス又はアドミタ
ンスはバンクトランスが切離されて必ず容量性方向に大
きく変化する。
解列されたり、SCが投入されたりしたときは、前記系
統のインピーダンス又はアドミタンスは容量性方向に変
化するが、その変化は小さい。
は、前記の系統のインピーダンス又はアドミタンスは誘
導性方向に変化する。
ついての系統のインピーダンス又はアドミタンスの量
(大きさ)そのものでなく、それらの変化の方向と変化
量とに基づき、一定値以上の容量性方向の変化から電力
供給の停止を検出することにより、系統の状態によら
ず、需要家側で電力供給の停止が確実に検出され、この
検出に基づいて自設備の分散型電源を確実に解列してそ
の単独運転を防止できる。
(以下L付きという)SCの容量等に基づく系統の最も
低い共振周波数を考慮し、6.6KV等の高圧配電系統
の場合は、中間次数調波を、基本波より高く、基本波の
2.7倍の2.7次以下の周波数にすることが好まし
い。
統の場合は、中間次数調波を基本波のn倍のn次(1<
n<=3.6)周波数にすることが望ましい。
につき、図1ないし図15を参照して説明する。図1は
高圧配電系統の代表例である6.6KVの配電系統の単
線結線図であり、配電用変電所1の変圧器2の2次側か
ら遮断器3を介して複数の配電線(フィーダ)4a,4
b,4cが引出され、各配電線4a,4b,4c,…に
は、それぞれ需要家設備やSC等が接続される。
る、発電機等の分散型電源5が設けられた設備6,6’
と、コジェネ設備のない設備(一般需要家設備)7,
7’とに大別される。
リアクトル10を介して系統に接続されるL付きのもの
(L付きSC)11と、コンデンサ8が開閉器9のみを
介して系統に接続されるもの(L無しSC)12とに大
別される。
本発明が適用される需要家設備とし、配電線4aの他の
需要家設備を需要家設備6の上流,下流の一般需要家設
備7で代表し、配電線4aの後述の受電点付近の各L付
きSC,L無しSCを、L付きSC11,L無しSC1
2で代表している。
設備を、需要家設備6’,7’としている。
需要家設備6は、受電点Aに引込線13,遮断器14を
介して構内の母線15が接続され、母線15の電力を各
フィーダ16の変圧器17を介して負荷に給電する。
開閉器19を介して分散型電源5が接続され、通常は遮
断器18,開閉器19が閉成されて分散型電源5が系統
電源に連系運転され、系統の基本波に同期したその出力
を母線15に供給する。
続され、この装置20は、系統電圧に同期して運転され
るインバータ等からなる電源部21と、この電源部21
の出力電流が1次側に供給される注入用の変圧器22と
を有し、この変圧器22の2次側の電流を、受電点Aを
注入点として、この注入点から系統に常時注入する。
器用変流器23,計器用変圧器24が設けられ、それら
の電流,電圧の計測信号Si,Svが系統供給停止検出
用の検出装置25に供給される。
り計測信号Si,Svを適当な周期でサンプルホールド
してデジタルデータDi,Dvに変換し、時々刻々のデ
ジタルデータDi,Dvをマイクロコンピュータ等から
なる演算処理部27により処理し、遮断器3が開放され
て系統が給電停止状態になったときに、制御出力部28
から遮断器19に解列指令信号を供給し、遮断器19を
開放して自設備の分散型電源5を系統から解列し、分散
型電源5の単独運転を防止する。
いて説明する。電流注入装置20の電源部21は計器用
変圧器24の電圧の計測信号Svをフィルタ処理等し、
変圧器24の出力のうちの基本波電圧の成分を検出し、
この検出周波数に基づくPLL制御処理等により、系統
の基本波に同期した同期信号を形成する。
したがって例えばインバータを駆動し、系統の基本波に
同期したその周波数の非整数倍の予め設定された周波数
の中間次数調波の電流を形成し、この電流を変圧器22
から配電線4aに注入する。
6.6KVの配電系統の場合、つぎのように設定したシ
ミュレーションモデルから決定される。
ルについて説明する。まず、注入点(受電点A)から眺
めた系統のインピーダンス又はアドミタンスの変動(変
化)は、変電所1の遮断器3が開放されて電力供給が停
止された場合に生じるだけでなく、注入点付近の他の需
要家の容量の大きな分散型電源(コジェネ設備)が投
入,解列された場合や注入点付近の容量の大きなL付き
SCが接続,開放された場合にも生じる。
際しては、系統からの解列で注入点から眺めた系統の容
量(基本波容量)を大きく変化させるものと、変圧器
(バンクトランス)2の容量(基本波容量)を小さくみ
せるものとを考慮する。
変化させるもの 注入点付近の大きな分散型電源(コジェネ設備) 配電系統の容量限界を考慮すると、この分散型電源の最
大容量は2000KVAであり、これは自己容量(マシ
ンベース)のパーセントインピーダンス(%Z)で20
%であり、10MVAベースでは%Z=100%であ
る。
類があり、6.6KVの配電系統において共振次数が最
も小さくなると思われるL付きSCとして13%L付き
SCが使用され、その容量は500KVA程度である。
そして、この13%L付きSCにより配電系統は2.7
次付近で共振現象が生じる。
W)程度であるため、抵抗成分(R成分)とリアクタン
ス成分(L成分)との並列回路とみなして、2MVA
(力率85%)とするのが妥当である。
小さくみせるもの 配電線の亘長 系統端末側から系統のインピーダンス又はアドミタンス
を計測する場合、配電線はバンクトランスに直列のL成
分となってその基本波容量を小さくみせる。そして、
6.6KVの配電系統の場合、配電線は一般に長くても
2km前後である。
れたSC) 6.6KVの配電系統には、一般に、最大で7MVA程
度のL無しSCが存在し、系統端末側から眺めると、こ
れらのSCがバンクトランス2次側と並列回路を形成し
てその基本波容量を小さくみせる。
れた負荷) 6.6KVの配電系統には、一般に、R成分とL成分の
並列回路とみなせる最大で20MVA(20MW)程度
の負荷(力率85%)が存在し、これらの負荷も系統端
末側から眺めると、バンクトランス2次側と並列回路を
形成し、給電停止による容量の変化を小さくみせる。
位置する最も厳しい状況,換言すれば電力供給の停止以
外の要因による系統のインピーダンス又はアドミタンス
の変動が最も大きくなる状況を想定し、シミュレーショ
ン条件をつぎのように定める。
(配電線4aの他の需要家の分散型電源):容量200
0KVA(自己容量の20%で10MVAベースで10
0%(1pu)) (ii)注入点近くの大きな13%L付きSC(配電線4
aの13%L付きSC):容量500KVA(20p
u)(2.7次近辺にて共振現象を起こす)
線4aの負荷):2MW(5pu) (iv)配電線4aの亘長:2km (v)バンクトランス2次側と並列回路を形成する配電
系統全体のSC:7MVA (vi)バンクトランス2次側と並列回路を形成する配電
系統全体の負荷:(v)のSCに並列な20MW(0.
5pu)程度
き、図1の配電系統のシミュレーションモデル(シミュ
レーション系統モデル)を、図2の単線結線図に示すよ
うに設定する。
図1の配電用変電所1,変圧器2,遮断器3に対応する
変電所,変圧器,遮断器、〈4a〉は図1の配電線4a
に対応する配電線であり、亘長2kmでインピーダンス
〈Zl〉は0.05+j0.08Ωである。
2の分散型電源5,電流注入装置20,その電源部21
及び計器用変流器23,計器用変圧器24に対応する分
散型電源〈5〉,電流注入装置〈20〉,その電源部
〈21〉及び計器用変流器〈23〉,計器用変圧器〈2
4〉が設けられ、図1の注入点(受電点A)に相当する
注入点A’が系統端末に位置する。
型電源としての2000KVAのコジェネ設備、〈LS
C〉は注入点A’の近くの容量500KVAの13%L
付きSC、〈Z〉は注入点A’の近くの2MWの大きな
需要家(負荷)、〈SC〉’は注入点A’から眺めれば
バンクトランス2次側と並列回路を形成する容量7MV
Aの系統全体のL無しSC、〈Z〉’はL無しSC〈S
C〉’に並列な20MWの系統全体の負荷である。
割合いが低いため、系統全体のSCを全てL無しSCと
みなしてL無しSC〈SC〉’としても問題はない。
波数の決定について説明する。この実施の形態にあって
は、適当な中間調波の電流を注入し、その注入周波数に
ついての注入点から眺めたアドミタンスの変化,具体的
にはそのサセプタンスの変化から、系統の電力供給の停
止を検出する。
型電源(コジェネ設備)の系統からの解列や注入点の近
くの容量の大きなL付きSCの投入に基づく前記サセプ
タンスの変化を電力供給の停止として誤検出しないよう
にする必要がある。
〈SC〉’が系統のサセプタンスに与える影響を考慮
し、7MVAのSC〈SC〉’が無い場合(最小の場
合)と有る場合(最大の場合)の両極端な場合につき、
つぎの(イ),(ロ)の条件で注入点A’から眺めた系
統のアドミタンス及びそのサセプタンスの変化を求め、
電力供給の停止前,後の系統のアドミタンス変化をシュ
ミレーションしたところ、図3,図4(a),(b),
(c)及び図5,図6(a),(b),(c)の結果が
得られた。
数fsのn倍のn次(周波数n・fs)の電流を、次数
nをn=1,1.1,1.2,…,5に変えて注入点
A’に注入する。
〈3〉を開放して電力供給からその停止に変化する。そ
して、図3,図4(a)〜(c)はSC〈SC〉’が無
い場合のシュミレーション結果を示し、図5,図6
(a)〜(c)は同SC〈SC〉’が有る場合(最大の
場合)のシュミレーション結果を示す。
ても、注入点A’の近くには容量の大きなコジェネ設備
〈G〉,13%L付きSC〈LSC〉が存在し、13%
L付きSC〈LSC〉によりn=2.7次近辺に系統の
最も低い周波数の共振点が存在する。
は、注入電流の次数n,電力供給停止前の注入点A’か
ら眺めた注入周波数についての系統のアドミタンスy
(n)及びそのサセプタンスIm(y(n)),電力供
給停止時の注入点A’から眺めた注入周波数についての
系統のアドミタンスy_open(n)及びそのサセプ
タンスIm(y_open(n)),電力供給停止前後
のサセプタンス変化量Im(yy(n))(=Im(y
_open(n))−Im(y(n)))であり、y
(n)等の数値中のiは複素数を示す。
m(y_open(n))及びその変化量Im(yy
(n))は、符号なしが容量性方向の変化であり、負
(−)符号が付くと誘導性方向の変化である。
(ロ)をつぎのシミュレーション条件(ハ)に変えて注
入点A’から眺めた系統のアドミタンス及びそのサセプ
タンスの変化を求め、注入点A’の近くの容量の大きな
コジェネ設備〈G〉の解列前後の系統のアドミタンスの
変化をシミュレーションしたところ、図7,図8
(a),(b),(c)及び図9,図10(a),
(b),(c)の結果が得られた。
ネ設備〈G〉を解列する。そして、図7,図8(a)〜
(c)は系統全体のSC〈SC〉’が無い場合のシミュ
レーション結果を示し、図9,図10(a)〜(c)は
同SC〈SC〉’が有る場合のシミュレーション結果を
示す。
次数n,コジェネ設備〈G〉の解列前の注入点A’から
眺めた注入周波数についての系統のアドミタンスy1(n)
及びそのサセプタンスIm(y1(n)),コジェネ設備
〈G〉の解列時の注入点A’から眺めた注入周波数につ
いての系統のアドミタンスy2(n)及びそのサセプタンス
Im(y2(n)),コジェネ設備〈G〉の解列前後のサセ
プタンス変化量Im(y12(n) )(=Im(y2(n))−
Im(y1(n)))である。
(y2(n))及びサセプタンス変化量Im(y12(n) )も
符号なしが容量性方向を示し、負(−)符号が付くと誘
導性方向になる。
(ロ)をつぎのシミュレーション条件(ニ)に変えて注
入点A’から眺めた系統のアドミタンス及びそのサセプ
タンスの変化を求め、注入点A’の近くの容量の大きな
13%L付きSC〈LSC〉の開放前後の系統のアドミ
タンスの変化をシミュレーションしたところ、図11,
図12(a),(b),(c)及び図13,図14
(a),(b),(c)の結果が得られた。
L付きSC〈LSC〉を系統から開放する。そして、図
11,図12(a)〜(c)は系統全体のSC〈S
C〉’が無い場合のシミュレーション結果を示し、図1
3,図14(a)〜(c)は同SC〈SC〉’が有る場
合のシミュレーション結果を示す。
は、次数n,13%L付きSC〈LSC〉の開放前の注
入点A’から眺めた注入周波数についての系統のアドミ
タンスy1'(n) 及びそのサセプタンスIm
(y1'(n) ),13%L付きSC〈LSC〉の開放時の
注入点A’から眺めた注入周波数についての系統のアド
ミタンスy2'(n) 及びそのサセプタンスIm
(y2'(n) ),13%L付きSC〈LSC〉の開放前後
のサセプタンス変化量Im(y12'(n))(=Im(y
2'(n) )−Im(y1'(n) )である。
m(y2'(n) )及びサセプタンス変化量Im
(y12'(n))も符号なしが容量性方向の変化であり、を
示し、負(−)符号が付くと誘導性方向の変化である。
に、注入周波数を2.7次(n=2.7)付近の系統の
最も低い共振周波数より低い周波数にすると、電力供給
の停止時,コジェネ設備〈G〉の解列時のサセプタンス
変化量Im(yy(n) ),Im(y12(n) )は系統全体
のSC〈SC〉’の有無によらず容量性を示し、13%
L付きSC〈LSC〉の開放時のサセプタンス変化量I
m(y12'(n))は誘導性を示す。
の停止時,コジェネ設備〈G〉の解列時はサセプタンス
がそれ以前の値b0 から値b1 又は値b2 に容量性方向
(正方向)に変化し、L付きSC〈LSC〉の開放時は
サセプタンスが値b0 から値b3 に誘導性方向(負方
向)に変化する。
プタンスが誘導性方向に変化し、L付きSC〈LSC〉
の投入時はサセプタンスが容量性方向に変化する。
量は例えば2次近辺で1.3pu程度にもなるが、例え
ば、コジェネ設備〈G〉の解列時の容量性変化は2次近
辺で0.5pu程度であり、L付きSC〈LSC〉の投
入時の容量性変化も2次近辺で0.2pu程度であり、
いずれも電力供給停止時の変化量の1/2以下に過ぎな
い。
以下の例えば2次近辺の2.3〜1.4次(但し2次を
除く)の周波数とし、系統の共振の影響を避けるように
すれば、注入点A’から眺めた注入周波数についての系
統のサセプタンスは、注入点A’の近くに容量の大きな
分散型電源(コジェネ設備)やL付きSCが存在してい
ても、電力供給の停止にのみ、容量性方向に例えば0.
6pu(>1.3pu/2)の一定値以上変化し、この
変化を監視,検出することにより、電力供給の停止を確
実に検出できる。
うに、系統のSC〈SC〉’の有無も注入周波数に多少
は影響し、系統にSC〈SC〉’が全く存在しない最小
のときは注入周波数は2.7次以下にすればよく、系統
に存在するSC〈SC〉’が最大のときは注入周波数は
2.4次以下にすれば、容量性の方向に0.6pu以上
変化することとなり、系統のSC〈SC〉’がそれらの
中間のときは注入周波数も2.7次と2.4次の中間の
次数となる。
わらず確実に変化を検出するためには、注入周波数を
2.4次以下とすればよい。
中間次数調波の注入周波数は、主に同図の13%L付き
SC11に基づく電力供給中の系統の予測される最も低
い共振次数の周波数より低い周波数,具体的には、2.
7次以下の例えば2.3〜1.4次(2次を除く)の周
波数に決定されて設定される。
27の処理について説明する。演算処理部27はソフト
ウェア処理により、受電点A(注入点)から眺めた注入
周波数についての系統の例えばアドミタンスの変化の方
向及び量を検出する手段と、この手段の検出結果に基づ
き前記アドミタンスのしきい値以上の容量性方向の変化
から電力供給の停止を検出する手段とを備える。
Dvに例えばデジタルフリーエ解析(DFT)処理を施
し、受電点Aにおける最新の注入周波数の電流,電圧を
検出し、検出結果に基づく電流/電圧の演算により、受
電点Aから眺めた注入周波数についての時々刻々の系統
のアドミタンスを求める。
タンスから直前に求めたアドミタンスのサセプタンスを
減算し、その結果の正,負の符号及び大きさから時々刻
々のアドミタンスの変化の方向及び量を検出する。
号の容量性方向か否かを判別し、同時に、変化の量(絶
対値)が例えば前記の0.6puの一定値以上か否かを
判別し、容量性方向の一定値以上の変化が発生したとき
に、配電用変電所1の遮断器3の開放に基づく系統の電
力供給の停止を検出する。
出力部28に通知し、この出力部28から遮断器19に
解列指令信号を出力させる。
は、受電点A(注入点)の近くに容量の大きな他の分散
型電源(コジェネ設備)や13%L付きSCが存在し、
これらの解列,開放等により、注入周波数についての系
統のアドミタンスが変化しても、これらの変化の影響を
受けることなく、系統の電力供給の停止時にのみ確実に
開閉器19が開放されて系統から解列され、単独運転が
確実に防止される。
22KVの特別高圧系統(以下特高系統という)に接続
された需要家設備の分散型電源の単独運転の防止に適用
した場合について、図16ないし図20を参照して説明
する。
系統のシミュレーション系統モデルの単線結線図を示
し、《1》,《2》,《3》は図2の変電所〈1〉,変
圧器〈2〉,遮断器〈3〉に対応する変電所,変圧器
(バンクトランス),遮断器である。
系統の配電線、《6》は注入点(受電点)A″が配電線
《4》に接続された需要家設備であり、図1の需要家設
備6と同様に構成され、図2の分散型電源〈5〉,電流
注入装置〈20〉,その電源部〈21〉及び計器用変流
器〈23〉,計器用変圧器〈24〉に対応する分散型電
源《5》,電流注入装置《20》,その電源部《21》
及び計器用変流器《23》,計器用変圧器《24》が設
けられるとともに、図1の検出装置25と同様の検出装
置(図示せず)及びこの装置の解列指令信号により開放
される開閉器(図1の開閉器19に相当)等が設けられ
ている。
(C成分),インダクタンス成分(L成分),《LS
C》は注入点A″の近傍の容量の大きな6%L付きSC
であり、後述の受電トランス《TR》を含んでいる。
《Z》は配電線《4》の需要家設備(負荷)を示す。
は、一般の特高系統を考慮し、変圧器《2》を50MV
Aとし、変圧器《2》の2次側の需要家設備《6》が変
圧器《2》から4km離れた系統端末に設けられ、かつ、
系統に接続された需要家設備数が10であるとする。
配電系統と異なる点の1つは、使用されるL付きSCが
6%L付きSCに限られる点である。
等で注入点から眺めた系統の容量(基本波容量)を大き
く変化させるもの及び変圧器(バンクトランス)の容量
(基本波容量)を小さくみせるものとしては、つぎのよ
うなものがある。
きく変化させるもの 注入点A″の近くの容量の大きな6%L付きSC この6%L付きSCは最大で1300KVA程度(7.
69pu/1需要家)であり、0.769pu/10需
要家になることから、6%L付きSC《LSC》の容量
は1300KVAとするのが妥当である。
(0.11pu/1需要家)であり、0.011pu/
10需要家になることから、受電トランス《TR》の容
量は4500KVAとするのが妥当である。そして、
,により、特高系統においては3.6次付近に最も
低い共振周波数が存在し得る。
を小さくみせるもの 配電線の亘長 都心部の特高系統の配電線の亘長は長くても4kmである
ことから、配電線《4》の亘長は4kmとする。
ンクトランスに直列に接続され、その容量は、特高系統
のフィーダでは一般に0.3mH/kmであることから、
0.3mH/km・4km(0.04pu)になる。
高系統のフィーダでは一般に0.5μF程度であり、亘
長4kmの3相フィーダであることを考慮すると0.5μ
F(4.06pu)になる。
A程度(15pu/1需要家)の負荷が存在し、1.5
pu/10需要家相当となり、負荷《Z》は300KV
A(KW)とすることが妥当である。
ション条件は、つぎのように定める。 (i)’変圧器(バンクトランス)《2》:容量50M
VA(自己容量の16%で10MVAベースで3.2
%) (ii)’注入点近くの6%L付きSC《LSC》:容量
1300KVA (iii)’受電トランス《TR》:容量4500KVA
((ii),(iii)により3.6次近辺にて共振現象を
起こす) (iv)’負荷《Z》:300KVA(KW) (v)’配電線(ケーブル)《4》の亘長:4km
きSC《LSC》に含めた図16の系統モデルにより、
前記(i)’〜(v)’の条件に基づき、注入点A″の
n次の電流をn=1,1.1,1.2,…,5に変えて
注入し、電力供給の停止前後の系統のアドミタンス変化
をシミュレーションしたところ、図17,図8(a),
(b),(c)の結果が得られた。
3,図5の数値n,…,Im(yy(n) )に対応する注
入電流の次数n,電力供給中のアドミタンスy_ff
(n)及びそのサセプタンスIm(y_ff(n)),
電力供給停止時のアドミタンスy_ff_open
(n)及びそのサセプタンスIm(yy_ff_ope
n(n)),電力供給停止前後のサセプタンス変化量I
m(y_ff(n))(=Im(y_ff_open
(n))−Im(y_ff(n))であり、変化量Im
(yy_ff(n))の正,負は容量性方向,誘導性方
向を示す。
C》の開放前後の系統のアドミタンス変化をシミュレー
ションしたところ、図19,図20(a),(b),
(c)の結果が得られた。
ff(n),Im(y_ff(n)),y_ffsc_
open(n),Im(y_ffsc_open
(n)),Im(yy_ff(n))は図17の各数値
n,…,Im(yy_ff(n))と同様である。
に、特高系統にあっては、中間次数調波の注入電流を、
4次(n=4)未満,具体的には3.6次(n=3.
6)付近の系統の最も低い共振周波数より低い周波数に
すれば、前記1形態の6.6KVの高圧配電系統の場合
と同様にして、電力供給の停止を確実に検出し、分散型
電源の単独運転を防止することができる。
アドミタンスの変化,具体的にはそのサセプタンスの変
化から電力供給の停止を検出したが、インピーダンスと
アドミタンスとが逆数関係にあることから、アドミタン
スの変化でなくインピーダンスの変化,具体的にはその
リアクタンスの変化から前記両実施の形態それぞれと同
様にして電力供給の停止を検出することができるのは勿
論である。
る。電流注入装置20から系統に、系統の共振の影響を
受けないように、基本波より高く、系統の予測される最
も低い共振次数の周波数より低い周波数の中間次数調波
の電流を、注入することができ、この注入に基づき、受
電点Aから眺めた注入周波数についての時々刻々の系統
のインピーダンス又はアドミタンスの変化の容量性,誘
導性の方向(極性)及び量(大きさ)が検出される。
は、系統上位側の変電所1の変圧器(バンクトランス)
2の2次側の遮断器3が開放され、受電点Aから眺めた
注入周波数についての系統のインピーダンス又はアドミ
タンスはバンクトランスが切離されて必ず容量性方向に
大きく変化するため、受電点Aから眺めた注入周波数に
ついての系統のインピーダンス又はアドミタンスの大き
さそのものの変化でなく、それらの変化の方向と量とに
基づき、一定値以上の容量性方向の変化から電力供給の
停止を誤検出等なく確実に検出することができ、系統の
状態によらず、需要家側で電力供給の停止を確実に検出
し、この検出に基づいて自設備の分散型電源5を確実に
解列してその単独運転を防止することができる。
ンサを考慮し、高圧配電系統の場合は、注入電流を基本
波より高く、基本波の2.7倍の2.7次以下の電流に
すると、最も効果的であり、超高圧系統の場合は、注入
電流を、基本波のn倍のn次(1<n<=3.6)周波
数の電流にすると、最も効果的である。
系統の単線結線図である。
ある。
ス変化の第1のシミュレーション結果の説明図である。
サセプタンス特性図,図3の電力供給停止時のサセプタ
ンス特性図,図3の電力供給停止前後のサセプタンス変
化量の特性図である。
ス変化の第2のシミュレーション結果の説明図である。
サセプタンス特性図,図5の電力供給停止時のサセプタ
ンス特性図,図5の電力供給停止前後のサセプタンス変
化量の特性図である。
統のアドミタンス変化の第1のシミュレーション結果の
説明図である。
プタンス特性図,図7の解列時のサセプタンス特性図,
図7の解列前後のサセプタンス変化量の特性図である。
統のアドミタンス変化の第2のシミュレーション結果の
説明図である。
セプタンス特性図,図9の解列時のサセプタンス特性
図,図9の解列前後のサセプタンス変化量の特性図であ
る。
用コンデンサの開放前後の系統のアドミタンス変化の第
1のシミュレーション結果の説明図である。
サセプタンス特性図,図11の開放時のサセプタンス特
性図,図11の開放前後のサセプタンス変化量の特性図
である。
用コンデンサの開放前後の系統のアドミタンス変化の第
2のシミュレーション結果の説明図である。
サセプタンス特性図,図13の開放時のサセプタンス特
性図,図13の開放前後のサセプタンス変化量の特性図
である。
図である。
ミュレーションモデルの単線結線図である。
タンス変化のシミュレーション結果の説明図である。
時のサセプタンス特性図,図18の電力供給停止時のサ
セプタンス特性図,図18の電力供給停止前後のサセプ
タンス変化量の特性図である。
善用コンデンサの開放前後の系統のアドミタンス変化の
シミュレーション結果の説明図である。
サセプタンス特性図,図19の開放時のサセプタンス特
性図,図19の開放前後のサセプタンス変化量の特性図
である。
Claims (3)
- 【請求項1】 分散型電源を有する需要家設備の引込線
に系統の基本波に同期した前記基本波の非整数倍の周波
数の中間次数調波の電流を注入し、 前記需要家設備の受電点での注入周波数の電圧,電流の
計測結果により、前記受電点からみた前記系統の中間次
数調波についてのインピーダンス又はアドミタンスを算
出し、 算出した前記インピーダンス又は前記アドミタンスの変
化から変電所の遮断器の開放に基づく前記系統の電力供
給の停止を検出し、 該検出に基づいて前記分散電源を前記系統から解列する
分散型電源の単独運転防止装置において、 前記系統の前記基本波より高く、前記系統の電力供給中
の予測される最も低い共振次数の周波数より低い周波数
の中間次数調波の電流を、前記引込線から前記系統に注
入する電流注入装置と、 前記受電点での注入周波数の電圧,電流の計測結果から
前記インピーダンス又は前記アドミタンスの変化の容量
性,誘導性の方向及び量を検出する手段と、 該手段の検出結果に基づき前記インピーダンス又は前記
アドミタンスの容量性方向の一定値以上の変化から前記
電力供給の停止を検出する手段とを備えたことを特徴と
する分散型電源の単独運転防止装置。 - 【請求項2】 需要家設備の引込線が高圧配電系統に接
続され、 電流注入装置の中間次数調波の注入電流を、基本波より
高く、前記基本波の2.7倍の2.7次以下の周波数の
電流にしたことを特徴とする請求項1記載の分散型電源
の単独運転防止装置。 - 【請求項3】 需要家設備の引込線が特別高圧系統に接
続され、 前記電流注入装置の中間次数調波の注入電流を、基本波
のn倍のn次(1<n<=3.6)周波数の電流にした
ことを特徴とする請求項1記載の分散型電源の単独運転
防止装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06461798A JP3367412B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 分散型電源の単独運転防止装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP06461798A JP3367412B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 分散型電源の単独運転防止装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH11252806A JPH11252806A (ja) | 1999-09-17 |
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Family
ID=13263409
Family Applications (1)
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JP06461798A Expired - Fee Related JP3367412B2 (ja) | 1998-02-27 | 1998-02-27 | 分散型電源の単独運転防止装置 |
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KR100961510B1 (ko) | 2008-02-13 | 2010-06-04 | 한국전기연구원 | 분산전원의 단독운전 검출기능 시험용 부하장치 및 그제어방법 |
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-
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- 1998-02-27 JP JP06461798A patent/JP3367412B2/ja not_active Expired - Fee Related
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