JP3377776B2 - 分散型電源の単独運転検出方法及び単独運転検出装置 - Google Patents
分散型電源の単独運転検出方法及び単独運転検出装置Info
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- Control Of Eletrric Generators (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、系統基本波の非整
数倍の周波数の次数間高調波を電力系統に注入して系統
停止時の分散型電源の単独運転を検出する分散型電源の
単独運転検出方法及び単独運転検出装置に関し、詳しく
は、同一次数の次数間高調波の重複注入の回避に関す
る。
数倍の周波数の次数間高調波を電力系統に注入して系統
停止時の分散型電源の単独運転を検出する分散型電源の
単独運転検出方法及び単独運転検出装置に関し、詳しく
は、同一次数の次数間高調波の重複注入の回避に関す
る。
【0002】
【従来の技術】電力系統の需要家の自家用発電設備等が
形成する分散型電源については、変電所の遮断器が開放
される系統給電の停止時、系統との連系運転から単独運
転に移行すると、この単独運転による系統充電で感電等
が生じることから、単独運転を迅速に検出してすみやか
に系統から解列する必要がある。
形成する分散型電源については、変電所の遮断器が開放
される系統給電の停止時、系統との連系運転から単独運
転に移行すると、この単独運転による系統充電で感電等
が生じることから、単独運転を迅速に検出してすみやか
に系統から解列する必要がある。
【0003】そして、分散型電源の単独運転を分散型電
源を有する需要家等の側(以下需要家等側という)で迅
速かつ確実に検出するため、例えば、特開平10−24
8168号公報,特開平11−252806号公報に
は、分散型電源を有する需要家等側から系統にその基本
波に同期した系統基本波周波数の非整数倍の周波数のm
次(mは帯小数)の次数間高調波を注入し、その需要家
等側で系統の注入次数の次数間高調波を計測し、この計
測に基づいて系統の注入次数の次数間高調波のインピー
ダンス又はアドミタンスを検出し、それらの大きさ(絶
対値)の変化又はこの変化をその変化方向(誘導性,容
量性)とから、系統給電の停止を検出する分散型電源の
単独運転検出装置が記載されている。
源を有する需要家等の側(以下需要家等側という)で迅
速かつ確実に検出するため、例えば、特開平10−24
8168号公報,特開平11−252806号公報に
は、分散型電源を有する需要家等側から系統にその基本
波に同期した系統基本波周波数の非整数倍の周波数のm
次(mは帯小数)の次数間高調波を注入し、その需要家
等側で系統の注入次数の次数間高調波を計測し、この計
測に基づいて系統の注入次数の次数間高調波のインピー
ダンス又はアドミタンスを検出し、それらの大きさ(絶
対値)の変化又はこの変化をその変化方向(誘導性,容
量性)とから、系統給電の停止を検出する分散型電源の
単独運転検出装置が記載されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記両公報に記載のよ
うに次数間高調波を電力系統に注入して分散型電源の単
独運転を検出する場合、その注入次数mは通常、需要家
等側で任意に設定され、その際、系統の既存ノイズ(バ
ックグランドノイズ)の影響が少ない次数が選ばれる。
うに次数間高調波を電力系統に注入して分散型電源の単
独運転を検出する場合、その注入次数mは通常、需要家
等側で任意に設定され、その際、系統の既存ノイズ(バ
ックグランドノイズ)の影響が少ない次数が選ばれる。
【0005】そのため、同一系統に分散型電源を有する
複数の需要家等が接続される場合、単独運転の検出に用
いる次数間高調波の次数mが需要家等間で一致し、複数
の単独運転検出装置から系統に同一次数の次数間高調波
が重複注入される事態が発生する。
複数の需要家等が接続される場合、単独運転の検出に用
いる次数間高調波の次数mが需要家等間で一致し、複数
の単独運転検出装置から系統に同一次数の次数間高調波
が重複注入される事態が発生する。
【0006】この重複注入は、高圧配電系統以上の高電
圧の系統にあっては、つぎに説明する配電バンクの片寄
せ(電力系統の統合)によっても生じる。
圧の系統にあっては、つぎに説明する配電バンクの片寄
せ(電力系統の統合)によっても生じる。
【0007】すなわち、図3の(a)の単線結線図に示
すように、系統電源(電力系統基本波電源)1から引出
された77kVの上位系統2にバンクトランス3,3’
及び開閉器4,4’を介して6.6kVの2配電バンク
の高圧配電系統5,5’が接続されている場合、通常
は、配電系統5,5’間の開閉器6が開放されているた
め、配電系統5,5’にそれぞれの分散型電源の単独運
転検出装置7,7’が接続され、それらのインバータ等
の注入装置8,8’から系統5,5’に、例えば2.3
75次の同一次数の次数間高調波が注入されても、それ
らの重複注入は生じない。
すように、系統電源(電力系統基本波電源)1から引出
された77kVの上位系統2にバンクトランス3,3’
及び開閉器4,4’を介して6.6kVの2配電バンク
の高圧配電系統5,5’が接続されている場合、通常
は、配電系統5,5’間の開閉器6が開放されているた
め、配電系統5,5’にそれぞれの分散型電源の単独運
転検出装置7,7’が接続され、それらのインバータ等
の注入装置8,8’から系統5,5’に、例えば2.3
75次の同一次数の次数間高調波が注入されても、それ
らの重複注入は生じない。
【0008】しかし、配電バンクの片寄せが発生する
と、図3の(b)に示すように、例えば開閉器4が開放
されて開閉器6が投入され、バンクトランス3に活線状
態で配電系統5,5’が接続されて単一バンクの系統9
を形成し、単独運転検出装置7,7’から系統9に2.
375次の次数間高調波が重複注入される。
と、図3の(b)に示すように、例えば開閉器4が開放
されて開閉器6が投入され、バンクトランス3に活線状
態で配電系統5,5’が接続されて単一バンクの系統9
を形成し、単独運転検出装置7,7’から系統9に2.
375次の次数間高調波が重複注入される。
【0009】そして、この配電バンクの片寄せ,分離
が、需要家等側に通知することなく、くり返し行われる
ため、需要家等側では前記の片寄せ,分離を知ることが
できず、需要家等の知らないうちに、同一次数の次数間
高調波が同一系統に重複注入される事態が生じる。
が、需要家等側に通知することなく、くり返し行われる
ため、需要家等側では前記の片寄せ,分離を知ることが
できず、需要家等の知らないうちに、同一次数の次数間
高調波が同一系統に重複注入される事態が生じる。
【0010】なお、前記の重複注入は、予め単独運転検
出装置毎に異なる次数の次数間高調波を割当てたとして
も、需要家等側での注入次数の設定ミス等によっても容
易に発生する。
出装置毎に異なる次数の次数間高調波を割当てたとして
も、需要家等側での注入次数の設定ミス等によっても容
易に発生する。
【0011】つぎに、同一次数の次数間高調波の重複注
入が発生した場合の系統における注入電圧及び注入電流
について説明する。
入が発生した場合の系統における注入電圧及び注入電流
について説明する。
【0012】例えば前記の高圧配電系統5,5’の場
合、図3の(a)のように開閉器6が開放され、配電系
統5,5’が別々の配電バンクの系統のときは、単独運
転検出装置7,7’からみた連系運転中の系統電源側の
等価回路は、図4の(a)に示すように、需要家等の受
電点a,bと接地点との間それぞれに、バンクトランス
3,3’,系統5,5’等の等価抵抗R1,R2と等価コ
イルL1,L2とを直列接続した構成になる。
合、図3の(a)のように開閉器6が開放され、配電系
統5,5’が別々の配電バンクの系統のときは、単独運
転検出装置7,7’からみた連系運転中の系統電源側の
等価回路は、図4の(a)に示すように、需要家等の受
電点a,bと接地点との間それぞれに、バンクトランス
3,3’,系統5,5’等の等価抵抗R1,R2と等価コ
イルL1,L2とを直列接続した構成になる。
【0013】このとき、単独運転検出装置7の注入装置
8から配電系統5に注入される次数間高調波の注入電
流,注入電圧をI1,V1とし、単独運転検出装置7’の
注入装置8’から配電系統5’に注入される同一次数の
次数間高調波の注入電流,注入電圧をI2,V2とする
と、一般に、給電中の電力系統の抵抗成分は小さく、と
くに高圧配電系統にあっては、系統がほぼ誘導性のリア
クタンスとみなせることから、抵抗R1,R2がコイルL
1,L2のリアクタンスに比して十分に小さく、図4の
(b)に示すように、電圧V1,V2の位相は、それぞれ
電流I1,I2の位相より90°弱進み位相になる。
8から配電系統5に注入される次数間高調波の注入電
流,注入電圧をI1,V1とし、単独運転検出装置7’の
注入装置8’から配電系統5’に注入される同一次数の
次数間高調波の注入電流,注入電圧をI2,V2とする
と、一般に、給電中の電力系統の抵抗成分は小さく、と
くに高圧配電系統にあっては、系統がほぼ誘導性のリア
クタンスとみなせることから、抵抗R1,R2がコイルL
1,L2のリアクタンスに比して十分に小さく、図4の
(b)に示すように、電圧V1,V2の位相は、それぞれ
電流I1,I2の位相より90°弱進み位相になる。
【0014】一方、配電バンクの片寄せにより、図3の
(b)のように開閉器4が開放されて開閉器6が投入さ
れ、配電系統5,5’が同一配電バンクの系統9に統合
されると、連系運転中のその等価回路は図5の(a)に
示すように、受電点a,bと電源側接地点との間に、合
成された等価抵抗Rと等価コイルLとが直列接続された
構成になる。
(b)のように開閉器4が開放されて開閉器6が投入さ
れ、配電系統5,5’が同一配電バンクの系統9に統合
されると、連系運転中のその等価回路は図5の(a)に
示すように、受電点a,bと電源側接地点との間に、合
成された等価抵抗Rと等価コイルLとが直列接続された
構成になる。
【0015】このとき、受電点a,bの次数間高調波の
注入電圧Vは元の注入電圧V1,V2をベクトル合成した
電圧(=V1+V2)になり、図5の(b)に示すよう
に、注入電圧Vと電流I1,I2それぞれとの位相差は、
電圧Vと電圧V1,V2との位相差に応じて、電圧V1,
V2と電流I1,I2との元の約90°の位相差からずれ
る。
注入電圧Vは元の注入電圧V1,V2をベクトル合成した
電圧(=V1+V2)になり、図5の(b)に示すよう
に、注入電圧Vと電流I1,I2それぞれとの位相差は、
電圧Vと電圧V1,V2との位相差に応じて、電圧V1,
V2と電流I1,I2との元の約90°の位相差からずれ
る。
【0016】そして、元の注入電圧V1,V2がほぼ同相
(位相差0°前後)であれば、実際には注入電圧Vと注
入電流I1,I2との位相差は、元の注入電圧V1,V2と
注入電流I1,I2との位相差とほとんど変わらず、電圧
Vの大きさのみが元の電圧V 1,V2の倍になる。
(位相差0°前後)であれば、実際には注入電圧Vと注
入電流I1,I2との位相差は、元の注入電圧V1,V2と
注入電流I1,I2との位相差とほとんど変わらず、電圧
Vの大きさのみが元の電圧V 1,V2の倍になる。
【0017】そして、系統中の系統のインピーダンス
は、開閉器6の投入前と同様に誘導性のリアクタンスと
みなすことができ、注入電圧Vと注入電流I1,I2とか
らは、−の誘導性のリアクタンスが本来の倍の大きさで
求まる。
は、開閉器6の投入前と同様に誘導性のリアクタンスと
みなすことができ、注入電圧Vと注入電流I1,I2とか
らは、−の誘導性のリアクタンスが本来の倍の大きさで
求まる。
【0018】なお、系統のアドミタンス等価回路の場合
は、インピーダンスの逆数がアドミタンスになることか
ら、注入電圧Vと注入電流I1,I2とからはリアクタン
スに対応するサセプタンスが、本来の1/2の大きさで
求まる。
は、インピーダンスの逆数がアドミタンスになることか
ら、注入電圧Vと注入電流I1,I2とからはリアクタン
スに対応するサセプタンスが、本来の1/2の大きさで
求まる。
【0019】ところで、系統給電が停止すると、系統電
源側はいわゆる開放状態になり、このとき、系統のイン
ピーダンス(アドミタンス)は系統の負荷側の状態に依
存する。
源側はいわゆる開放状態になり、このとき、系統のイン
ピーダンス(アドミタンス)は系統の負荷側の状態に依
存する。
【0020】そして、系統負荷側の短絡容量は、たかだ
か、系統電源の短絡容量(例えば130MVA)の3割
程度であり、バンク片寄せの系統統合が発生したときに
も、系統電源の短絡容量に比して十分に小さい。
か、系統電源の短絡容量(例えば130MVA)の3割
程度であり、バンク片寄せの系統統合が発生したときに
も、系統電源の短絡容量に比して十分に小さい。
【0021】そのため、注入電圧V1,V2がほぼ同相で
あれば、開閉器6が投入されてバンク片寄せが発生して
も、系統の給電停止時には、バンク片寄せの発生前と同
様に、系統のインピーダンス(アドミタンス)のリアク
タンス(サセプタンス)が大きく変化し、バンク片寄せ
の発生前と同じしきい値条件で、その大きさの変化等か
ら、系統給電の停止に伴う分散型電源の単独運転を検出
することができ、不都合は生じない。
あれば、開閉器6が投入されてバンク片寄せが発生して
も、系統の給電停止時には、バンク片寄せの発生前と同
様に、系統のインピーダンス(アドミタンス)のリアク
タンス(サセプタンス)が大きく変化し、バンク片寄せ
の発生前と同じしきい値条件で、その大きさの変化等か
ら、系統給電の停止に伴う分散型電源の単独運転を検出
することができ、不都合は生じない。
【0022】また、バンク片寄せが発生したときに、単
独運転検出装置7,7’の注入電圧V1,V2がほぼ逆相
(位相差180°前後)であれば、電圧V1,V2が相互
に打消し合うため、電圧V1,V2を合成した注入電圧V
は例えば1/3以下に極端に減少低下し、場合によって
は消失する。
独運転検出装置7,7’の注入電圧V1,V2がほぼ逆相
(位相差180°前後)であれば、電圧V1,V2が相互
に打消し合うため、電圧V1,V2を合成した注入電圧V
は例えば1/3以下に極端に減少低下し、場合によって
は消失する。
【0023】この場合、系統連系中であっても、注入電
圧Vの計測結果が極端に低くなったり、計測困難になっ
たりし、この結果、インピーダンス(アドミタンス)の
リアクタンス(サセプタンス)が異常に小さく(大き
く)なったりしていわゆる測定不能状態になることか
ら、容易に重複注入であることが分かり、注入次数を変
更等して重複注入を回避できる。
圧Vの計測結果が極端に低くなったり、計測困難になっ
たりし、この結果、インピーダンス(アドミタンス)の
リアクタンス(サセプタンス)が異常に小さく(大き
く)なったりしていわゆる測定不能状態になることか
ら、容易に重複注入であることが分かり、注入次数を変
更等して重複注入を回避できる。
【0024】すなわち、前記のバンク片寄せの系統統合
等により、同一次数の次数間高調波の系統への重複注入
が発生した場合、ほぼ同相又は逆相の重複注入であれ
ば、系統給電の停止に伴う各分散型電源の単独運転の検
出に重大な誤りが生じるおそれは少ない。
等により、同一次数の次数間高調波の系統への重複注入
が発生した場合、ほぼ同相又は逆相の重複注入であれ
ば、系統給電の停止に伴う各分散型電源の単独運転の検
出に重大な誤りが生じるおそれは少ない。
【0025】しかし、重複注入の注入位相差が前記のほ
ぼ同相又は逆相でない中間的な場合は、重複注入前と同
じ条件では系統給電の停止に伴う分散型電源の単独運転
を検出することが困難であり、また、測定不能の事態に
至らないため、重複注入の発生を検出して回避すること
もできない。
ぼ同相又は逆相でない中間的な場合は、重複注入前と同
じ条件では系統給電の停止に伴う分散型電源の単独運転
を検出することが困難であり、また、測定不能の事態に
至らないため、重複注入の発生を検出して回避すること
もできない。
【0026】そして、実際の系統においては、多くの場
合、このような中間的な位相差での重複注入になり易
く、その際の重複注入をどのようにして検出し、回避す
るかが重要な課題の1つとなっている。
合、このような中間的な位相差での重複注入になり易
く、その際の重複注入をどのようにして検出し、回避す
るかが重要な課題の1つとなっている。
【0027】本発明は、同一次数の次数間高調波の電力
系統への重複注入を、その重複注入の位相差によらず確
実に検出し、重複注入を回避して分散型電源の単独運転
検出を正常に行うための検出方法及び検出装置を提供す
ることを課題とする。
系統への重複注入を、その重複注入の位相差によらず確
実に検出し、重複注入を回避して分散型電源の単独運転
検出を正常に行うための検出方法及び検出装置を提供す
ることを課題とする。
【0028】
【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに、請求項1の分散型電源の単独運転検出方法におい
ては、系統の注入次数の次数間高調波のインピーダンス
又はアドミタンスの複素数値の実数部,虚数部の少なく
とも一方の正負の符号条件,或いはこの符号条件と両部
の大きさの条件とから、系統の注入次数の次数間高調波
の重複注入の有無を判別し、この判別に基づき、同一注
入次数の次数間高調波の系統への重複注入を回避して分
散型電源の単独運転を検出する。
めに、請求項1の分散型電源の単独運転検出方法におい
ては、系統の注入次数の次数間高調波のインピーダンス
又はアドミタンスの複素数値の実数部,虚数部の少なく
とも一方の正負の符号条件,或いはこの符号条件と両部
の大きさの条件とから、系統の注入次数の次数間高調波
の重複注入の有無を判別し、この判別に基づき、同一注
入次数の次数間高調波の系統への重複注入を回避して分
散型電源の単独運転を検出する。
【0029】この場合、系統の注入次数(m次)の次数
間高調波についての検出されたインピーダンス(電源イ
ンピーダンス),アドミタンス(電源アドミタンス)を
Zm,Ym(=1/Zm)とすると、それらの複素数値
は、jを虚数単位(−1の平方根)として、Zm=rm
+jxm(rmは抵抗(レジスタンス),xmはリアク
タンス),Ym=gm+jbm(gmはコンダクタン
ス,bmはサセプタンス)で表され、系統に他からの同
一次数の次数間高調波が注入されない単独注入時、r
m,gmは正であり、虚数部xm,bmは電圧が電流よ
り進み位相になることから、負である。
間高調波についての検出されたインピーダンス(電源イ
ンピーダンス),アドミタンス(電源アドミタンス)を
Zm,Ym(=1/Zm)とすると、それらの複素数値
は、jを虚数単位(−1の平方根)として、Zm=rm
+jxm(rmは抵抗(レジスタンス),xmはリアク
タンス),Ym=gm+jbm(gmはコンダクタン
ス,bmはサセプタンス)で表され、系統に他からの同
一次数の次数間高調波が注入されない単独注入時、r
m,gmは正であり、虚数部xm,bmは電圧が電流よ
り進み位相になることから、負である。
【0030】一方、系統に同一次数の次数間高調波が他
からも注入され、同一次数の次数間高調波の重複注入に
なると、例えば系統における注入電圧の大きさ,位相が
単独注入時から変化し、この結果、実数部rm,gm,
虚数部xm,bmの符号条件が単独注入時と異なるよう
になる。
からも注入され、同一次数の次数間高調波の重複注入に
なると、例えば系統における注入電圧の大きさ,位相が
単独注入時から変化し、この結果、実数部rm,gm,
虚数部xm,bmの符号条件が単独注入時と異なるよう
になる。
【0031】そのため、実数部rm,gmの負又は虚数
部xm,bmの正の少なくとも一方の符号条件から、系
統の次数間高調波の重複注入を検出することができる。
部xm,bmの正の少なくとも一方の符号条件から、系
統の次数間高調波の重複注入を検出することができる。
【0032】さらに、この符号条件だけでなく、実数部
rm,gmと虚数部xm,bmの大きさの条件も考慮す
ると、より一層正確に前記の重複注入を検出することが
できる。
rm,gmと虚数部xm,bmの大きさの条件も考慮す
ると、より一層正確に前記の重複注入を検出することが
できる。
【0033】そして、次数間高調波の注入点及び計測点
を、分散型電源の需要家の受電点に設定すれば、分散型
電源の需要家側で次数間高調波の重複注入を検出し、こ
の検出に基づき、需要家側で注入次数の変更等を行って
重複注入を回避し、分散型電源の単独運転検出を正常に
行うことができる。
を、分散型電源の需要家の受電点に設定すれば、分散型
電源の需要家側で次数間高調波の重複注入を検出し、こ
の検出に基づき、需要家側で注入次数の変更等を行って
重複注入を回避し、分散型電源の単独運転検出を正常に
行うことができる。
【0034】また、とくに次数間高調波を注入する系統
が、インピーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数
部の大きさ以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統のと
きは、重複注入の有判別の符号条件を、注入次数の次数
間高調波のインピーダンス又はアドミタンスの複素数値
の実数部については負,虚数部については正とし、重複
注入の有判別の大きさの条件を、実数部が虚数部の1/
2より大とすることが実用的で好ましい。
が、インピーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数
部の大きさ以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統のと
きは、重複注入の有判別の符号条件を、注入次数の次数
間高調波のインピーダンス又はアドミタンスの複素数値
の実数部については負,虚数部については正とし、重複
注入の有判別の大きさの条件を、実数部が虚数部の1/
2より大とすることが実用的で好ましい。
【0035】つぎに、請求項4の分散型電源の単独運転
検出装置においては、系統に次数間高調波を注入する注
入装置と、系統の注入次数の次数間高調波の計測に基づ
き系統の注入次数の次数間高調波のインピーダンス又は
アドミタンスを検出し,このインピーダンス又はアドミ
タンスの変化から系統停止時の分散型電源の単独運転を
検出する検出処理装置とを備え、この検出処理装置に、
前記のインピーダンス又はアドミタンスの複素数値の実
数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条件,ある
いは該符号条件と両部の大きさの条件とから、系統の注
入次数の次数間高調波の重複注入の有無を判別する手段
を設け、この判別に基づき、同一注入次数の次数間高調
波の系統への重複注入を回避して前記の単独運転を検出
する。
検出装置においては、系統に次数間高調波を注入する注
入装置と、系統の注入次数の次数間高調波の計測に基づ
き系統の注入次数の次数間高調波のインピーダンス又は
アドミタンスを検出し,このインピーダンス又はアドミ
タンスの変化から系統停止時の分散型電源の単独運転を
検出する検出処理装置とを備え、この検出処理装置に、
前記のインピーダンス又はアドミタンスの複素数値の実
数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条件,ある
いは該符号条件と両部の大きさの条件とから、系統の注
入次数の次数間高調波の重複注入の有無を判別する手段
を設け、この判別に基づき、同一注入次数の次数間高調
波の系統への重複注入を回避して前記の単独運転を検出
する。
【0036】したがって、請求項1の検出方法を実現す
る具体的な単独運転検出装置を提供することができる。
る具体的な単独運転検出装置を提供することができる。
【0037】そして、注入装置及び検出処理装置を、分
散型電源を有する需要家に設け、この需要家の受電点を
次数間高調波の注入点及び計測点とすれば、需要家側で
次数間高調波の重複注入を回避してその分散型電源の単
独運転を正常に検出することができる。
散型電源を有する需要家に設け、この需要家の受電点を
次数間高調波の注入点及び計測点とすれば、需要家側で
次数間高調波の重複注入を回避してその分散型電源の単
独運転を正常に検出することができる。
【0038】さらに、次数間高調波を注入する系統が、
インピーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数部の
大きさ以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統のとき
は、検出処理装置の重複注入の有判別の符号条件を、注
入次数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミタン
スの複素数値の実数部については負,虚数部については
正とし、検出処理装置の重複注入の有判別の大きさの条
件を、実数部が虚数部の1/2より大とすることが、実
用的で好ましい。
インピーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数部の
大きさ以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統のとき
は、検出処理装置の重複注入の有判別の符号条件を、注
入次数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミタン
スの複素数値の実数部については負,虚数部については
正とし、検出処理装置の重複注入の有判別の大きさの条
件を、実数部が虚数部の1/2より大とすることが、実
用的で好ましい。
【0039】
【発明の実施の形態】本発明の実施の1形態につき、図
1及び図2を参照して説明する。図1は配電系統の単線
接続図であり、上位系統10に変電所(配電用S/S)
11の変圧器(バンクトランス)12の1次側が接続さ
れ、このトランス12の2次側から遮断器(バンク遮断
器)13を介して下位系統の1又は複数の配電線14
a,14b,14c,…が引出され、これらの配電線1
4a,14b,14c,…は、一般需要家設備15,分
散電源を有する需要家設備16,一般負荷設備17,コ
ジェネレーション設備18等が接続される。
1及び図2を参照して説明する。図1は配電系統の単線
接続図であり、上位系統10に変電所(配電用S/S)
11の変圧器(バンクトランス)12の1次側が接続さ
れ、このトランス12の2次側から遮断器(バンク遮断
器)13を介して下位系統の1又は複数の配電線14
a,14b,14c,…が引出され、これらの配電線1
4a,14b,14c,…は、一般需要家設備15,分
散電源を有する需要家設備16,一般負荷設備17,コ
ジェネレーション設備18等が接続される。
【0040】そして、配電線14aの受電点(引込点)
Aで接続された需要家設備16を本発明の分散電源を有
する需要家の設備とすると、この需要家設備16は、受
電点Aに引込線19及び遮断器20を介して構内の母線
21が接続され、この母線21の1又は複数の変圧器2
2にそれぞれ1又は複数の負荷23が接続される。
Aで接続された需要家設備16を本発明の分散電源を有
する需要家の設備とすると、この需要家設備16は、受
電点Aに引込線19及び遮断器20を介して構内の母線
21が接続され、この母線21の1又は複数の変圧器2
2にそれぞれ1又は複数の負荷23が接続される。
【0041】さらに、母線21に遮断器24を介して自
家用発電設備25の連系・解列用の遮断器26を介して
分散型電源27が接続され、系統正常時は、遮断器2
4,26が閉成され、分散型電源27が系統に連系運転
される。
家用発電設備25の連系・解列用の遮断器26を介して
分散型電源27が接続され、系統正常時は、遮断器2
4,26が閉成され、分散型電源27が系統に連系運転
される。
【0042】なお、分散型電源27はディーゼルエンジ
ン,ガスタービン等の回転機を用いた交流発電機のコー
ジェネレーション設備或いは太陽電池,燃料電池,風力
発電機等と逆変換装置(インバータ)とを組合せた装置
等からなる。
ン,ガスタービン等の回転機を用いた交流発電機のコー
ジェネレーション設備或いは太陽電池,燃料電池,風力
発電機等と逆変換装置(インバータ)とを組合せた装置
等からなる。
【0043】そして、系統事故等の際には、変電所11
の遮断器13が開放されて系統給電が停止し、このとき
分散型電源27が活線状態で運転を継続すると、系統と
の連系運転から単独運転に移行する。
の遮断器13が開放されて系統給電が停止し、このとき
分散型電源27が活線状態で運転を継続すると、系統と
の連系運転から単独運転に移行する。
【0044】この単独運転による系統の感電事故等を防
止するため、分散型電源27の単独運転を迅速かつ確実
に検出し、遮断器26を開放して分散型電源27を系統
から解列するとともに、分散型電源27の運転を停止す
る必要がある。
止するため、分散型電源27の単独運転を迅速かつ確実
に検出し、遮断器26を開放して分散型電源27を系統
から解列するとともに、分散型電源27の運転を停止す
る必要がある。
【0045】そして、分散型電源27の単独運転を検出
するため、この形態においては、需要家設備16に分散
型電源27の単独運転を検出する単独運転検出装置28
を設ける。
するため、この形態においては、需要家設備16に分散
型電源27の単独運転を検出する単独運転検出装置28
を設ける。
【0046】この単独運転検出装置28は、系統に次数
間高調波を注入する注入装置29と、分散型電源27の
単独運転を検出する検出処理装置30とからなる。
間高調波を注入する注入装置29と、分散型電源27の
単独運転を検出する検出処理装置30とからなる。
【0047】また、受電点Aを次数間高調波の注入点及
び計測点とし、遮断器20の引込線21側に計器用変流
器31,計器用変圧器32を接続し、この変圧器32に
より計測した系統基本波の電圧に基づき、PLL発振回
路等からなる注入装置29の同期制御部33が系統基本
波の同期信号を形成する。
び計測点とし、遮断器20の引込線21側に計器用変流
器31,計器用変圧器32を接続し、この変圧器32に
より計測した系統基本波の電圧に基づき、PLL発振回
路等からなる注入装置29の同期制御部33が系統基本
波の同期信号を形成する。
【0048】この同期信号をインバータ等からなる注入
電源部34に供給し、この注入電源部34により、同期
信号を非整数倍に逓倍し、系統基本波に同期したその基
本波の非整数倍の周波数の例えば2.375次の次数間
高調波の注入信号を形成し、この注入信号でインバータ
等を駆動して設定次数の次数間高調波の電圧又は電流を
注入用の変圧器35,遮断器24,20を介して配電線
14aの受電点Aに供給する。
電源部34に供給し、この注入電源部34により、同期
信号を非整数倍に逓倍し、系統基本波に同期したその基
本波の非整数倍の周波数の例えば2.375次の次数間
高調波の注入信号を形成し、この注入信号でインバータ
等を駆動して設定次数の次数間高調波の電圧又は電流を
注入用の変圧器35,遮断器24,20を介して配電線
14aの受電点Aに供給する。
【0049】一方、変圧器32,変流器31の電圧,電
流の計測信号が供給される検出処理装置30は例えばマ
イクロコンピュータにより形成され、そのソフトウェア
により、配電線14aの注入次数(m=2.375)の
次数間高調波についてのインピーダンス又はアドミタン
スの複素数値の実数部,虚数部の少なくとも一方の正負
の符号条件,或いはこの符号条件と両部の大きさの条件
とから、系統の注入次数の次数間高調波の重複注入の有
無を判別する手段が形成されて設けられ、図2の単独運
転検出フローを実行する。
流の計測信号が供給される検出処理装置30は例えばマ
イクロコンピュータにより形成され、そのソフトウェア
により、配電線14aの注入次数(m=2.375)の
次数間高調波についてのインピーダンス又はアドミタン
スの複素数値の実数部,虚数部の少なくとも一方の正負
の符号条件,或いはこの符号条件と両部の大きさの条件
とから、系統の注入次数の次数間高調波の重複注入の有
無を判別する手段が形成されて設けられ、図2の単独運
転検出フローを実行する。
【0050】そして、この検出フローのステップS1 に
より、前記の電圧,電流の計測信号をA/D変換して系
統の時々刻々のサンプリング時点kの電圧V(k),電
流I(k)の計測データを得ると、ステップS2 により
例えば回帰形DFT演算を実行し、つぎの数1の式で示
される注入次数mの次数間高調波の各時点kでの電圧V
m(k),電流Im(k)を求める。
より、前記の電圧,電流の計測信号をA/D変換して系
統の時々刻々のサンプリング時点kの電圧V(k),電
流I(k)の計測データを得ると、ステップS2 により
例えば回帰形DFT演算を実行し、つぎの数1の式で示
される注入次数mの次数間高調波の各時点kでの電圧V
m(k),電流Im(k)を求める。
【0051】
【数1】Vm(k)=(2/N)・{Vm(k−1)−
V(k−N)+V(k)}・a-1 Im(k)=(2/N)・{Im(k−1)−I(k−
N)+I(k)}・a-1
V(k−N)+V(k)}・a-1 Im(k)=(2/N)・{Im(k−1)−I(k−
N)+I(k)}・a-1
【0052】但し、式中のNはDFT演算に用いる時系
列のサンプリング数であり、過去Nサンプリングの計測
データを用いてDFT演算が行われる。
列のサンプリング数であり、過去Nサンプリングの計測
データを用いてDFT演算が行われる。
【0053】なお、Nの具体的な値は、例えば系統基本
波32波に渡り、基本波1周期当り64サンプリングを
くり返して得られる(64×32=)2048サンプリ
ング数である。また、aはa=exp(−j・2π・m
/N)である。
波32波に渡り、基本波1周期当り64サンプリングを
くり返して得られる(64×32=)2048サンプリ
ング数である。また、aはa=exp(−j・2π・m
/N)である。
【0054】そして、電圧Vm(k),電流Im(k)
は複素数値であり、この形態にあっては、受電点Aから
みた系統の注入次数mの次数間高調波についてのアドミ
タンス(電源アドミタンス)Ym(k)(= gm
(k)+jbm(k))を検出するため、ステップS3
によりIm(k)/Vm(k)の実数部からアドミタン
スYm(k)の実数部であるコンダクタンスgm(k)
を求め、Im(k)/Vm(k)の虚数部からアドミタ
ンスYm(k)の虚数部,すなわちサセプタンスbm
(k)を算出する。
は複素数値であり、この形態にあっては、受電点Aから
みた系統の注入次数mの次数間高調波についてのアドミ
タンス(電源アドミタンス)Ym(k)(= gm
(k)+jbm(k))を検出するため、ステップS3
によりIm(k)/Vm(k)の実数部からアドミタン
スYm(k)の実数部であるコンダクタンスgm(k)
を求め、Im(k)/Vm(k)の虚数部からアドミタ
ンスYm(k)の虚数部,すなわちサセプタンスbm
(k)を算出する。
【0055】このとき、電力系統はほぼ誘導性のリアク
タンスとみなすことができ、この系統の特性に基づき、
系統に他から同一次数の次数間高調波が注入されない単
独注入時は、電圧位相が電流位相に対して90°弱進
み、アドミタンスYm(k)の実数部(コンダクタンス
gm(k))は正になり、虚数部(サンプタンスbm
(k))は負になる。
タンスとみなすことができ、この系統の特性に基づき、
系統に他から同一次数の次数間高調波が注入されない単
独注入時は、電圧位相が電流位相に対して90°弱進
み、アドミタンスYm(k)の実数部(コンダクタンス
gm(k))は正になり、虚数部(サンプタンスbm
(k))は負になる。
【0056】一方、同一次数の次数間高調波の重複注入
時は、図5の(a),(b)からも明らかなように、例
えば、系統の次数間高調波の注入電圧の大きさ及び位相
が単独注入時から変化し、この注入電圧と注入電流との
位相差によっては、アドミタンスYm(k)のコンダク
タンスgm(k)が正から負又はサセプタンスbm
(k)が負から正に符号変化する。
時は、図5の(a),(b)からも明らかなように、例
えば、系統の次数間高調波の注入電圧の大きさ及び位相
が単独注入時から変化し、この注入電圧と注入電流との
位相差によっては、アドミタンスYm(k)のコンダク
タンスgm(k)が正から負又はサセプタンスbm
(k)が負から正に符号変化する。
【0057】したがって、コンダクタンスgm(k)が
負又はサセプタンスbm(k)が正になると、このこと
から、系統の同一次数の次数間高調波の重複注入を検出
することができる。
負又はサセプタンスbm(k)が正になると、このこと
から、系統の同一次数の次数間高調波の重複注入を検出
することができる。
【0058】また、重複注入時は例えば注入電圧が倍に
なることから、コンダクタンスgm(k)とサセプタン
スbm(k)と大きさとの関係も単独注入時とは異な
る。
なることから、コンダクタンスgm(k)とサセプタン
スbm(k)と大きさとの関係も単独注入時とは異な
る。
【0059】そして、電力系統が高圧系統以上の高電圧
の系統の場合、例えば、資源エネルギー庁公益事業部技
術課監修の「分散型電源系統連系技術指針」(社団法人
日本電気協会,平成6年1月31日第2版発行)の第
118頁の図236,第126頁の図239の計算例等
に記載されているように、その系統基本波に対するイン
ピーダンス(系統インピーダンス)は、3km当り0.9
39+j・1.065(Ω)であり、実数部が虚数部と
同等かそれより小さい特性を有し、この特性は低圧配電
系統においても該当する場合がある。
の系統の場合、例えば、資源エネルギー庁公益事業部技
術課監修の「分散型電源系統連系技術指針」(社団法人
日本電気協会,平成6年1月31日第2版発行)の第
118頁の図236,第126頁の図239の計算例等
に記載されているように、その系統基本波に対するイン
ピーダンス(系統インピーダンス)は、3km当り0.9
39+j・1.065(Ω)であり、実数部が虚数部と
同等かそれより小さい特性を有し、この特性は低圧配電
系統においても該当する場合がある。
【0060】このような特性の系統の場合、系統基本波
のインピーダンスをZ=r+jxとすると、m>2の2
次より大きい次数間高調波についてのインピーダンスZ
mは、Zm=rm+j・xm=r+m・jxとなるた
め、実数部のレジスタンスrmの大きさが、虚数部のリ
アクタンスxmの大きさの1/2以下(rm<|xm|
/2)になる。
のインピーダンスをZ=r+jxとすると、m>2の2
次より大きい次数間高調波についてのインピーダンスZ
mは、Zm=rm+j・xm=r+m・jxとなるた
め、実数部のレジスタンスrmの大きさが、虚数部のリ
アクタンスxmの大きさの1/2以下(rm<|xm|
/2)になる。
【0061】そして、アドミタンスYmはインピーダン
スZmの逆数(1/Zm)であり、そのコンダクタンス
gmがgm=rm/(rm2+xm2),サセプタンスb
mがbm=−xm/(rm2+xm2)になることから、
単独注入時のコンダクタンスgm(k)とサセプタンス
bm(k)との大きさの関係は、0<gm(k)≦0.
5・|bm(k)|となる。
スZmの逆数(1/Zm)であり、そのコンダクタンス
gmがgm=rm/(rm2+xm2),サセプタンスb
mがbm=−xm/(rm2+xm2)になることから、
単独注入時のコンダクタンスgm(k)とサセプタンス
bm(k)との大きさの関係は、0<gm(k)≦0.
5・|bm(k)|となる。
【0062】したがって、この大きさの関係を満足せ
ず、コンダクタンスgm(k)がサセプタンスbm
(k)の1/2より大きくなり、gm(k)>0.5・
|bm(k)|になるか否かにより、系統の次数間高調
波の重複注入の有無を検出して計測することができる。
ず、コンダクタンスgm(k)がサセプタンスbm
(k)の1/2より大きくなり、gm(k)>0.5・
|bm(k)|になるか否かにより、系統の次数間高調
波の重複注入の有無を検出して計測することができる。
【0063】そして、コンダクタンスgm(k),サセ
プタンスbm(k)の少なくとも一方の正負の符号関係
のみに基づき、コンダクタンスgm(k)の負,サセプ
タンスbm(k)の正の少なくとも一方を重複注入の有
判別条件として、系統の同一次数の次数間高調波の重複
注入を検出してもよいが、この形態にあっては、高圧配
電系統等に適用して重複注入を精度よく検出するため、
コンダクタンスgm(k),サセプタンスbm(k)の
両方の正負の符号関係と、その大きさの関係とを組合
せ、gm(k)が負(gm(k)<0)又はサセプタン
スbm(k)が正(bm(k)>0)になること、及び
コンダクタンスgm(k)がサセプタンスbm(k)の
1/2より大(gm(k)>|bm(k)|/2)にな
ることを、系統の同一次数の次数間高調波の重複注入の
有判別条件とし、gm(k)<0,bm(k)>0,g
m(k)>|bm(k)|/2のいずれかの状態が例え
ば0.5秒程度の誤検出防止の時間(一定時間)継続し
たときに、注入次数の次数間高調波の重複注入を検出す
る。
プタンスbm(k)の少なくとも一方の正負の符号関係
のみに基づき、コンダクタンスgm(k)の負,サセプ
タンスbm(k)の正の少なくとも一方を重複注入の有
判別条件として、系統の同一次数の次数間高調波の重複
注入を検出してもよいが、この形態にあっては、高圧配
電系統等に適用して重複注入を精度よく検出するため、
コンダクタンスgm(k),サセプタンスbm(k)の
両方の正負の符号関係と、その大きさの関係とを組合
せ、gm(k)が負(gm(k)<0)又はサセプタン
スbm(k)が正(bm(k)>0)になること、及び
コンダクタンスgm(k)がサセプタンスbm(k)の
1/2より大(gm(k)>|bm(k)|/2)にな
ることを、系統の同一次数の次数間高調波の重複注入の
有判別条件とし、gm(k)<0,bm(k)>0,g
m(k)>|bm(k)|/2のいずれかの状態が例え
ば0.5秒程度の誤検出防止の時間(一定時間)継続し
たときに、注入次数の次数間高調波の重複注入を検出す
る。
【0064】また、逆相の重複注入も検出するため、系
統電圧が0.5秒程度の一定期間大幅に低下又は消失し
たときにも、前記の重複注入であることを検出する。
統電圧が0.5秒程度の一定期間大幅に低下又は消失し
たときにも、前記の重複注入であることを検出する。
【0065】一方、変電所2の遮断器4が開放されて系
統給電の停止が発生し、分散型電源18が連続運転から
単独運転に移行したときは、系統電源のインピーダンス
が著しく大きくなり、サセプタンスbm(k)が単独運
転検出の整定値以上に大きく変化することから分散型電
源18の単独運転を検出することができる。
統給電の停止が発生し、分散型電源18が連続運転から
単独運転に移行したときは、系統電源のインピーダンス
が著しく大きくなり、サセプタンスbm(k)が単独運
転検出の整定値以上に大きく変化することから分散型電
源18の単独運転を検出することができる。
【0066】したがって、図2のステップS3 によりコ
ンダクタンスgm(k),サセプタンスbm(k)を算
出すると、ステップS4 によりサセプタンスbm(k)
の1秒前からの変化が、一定期間に渡って単独運転検出
の整定値以上か否かをくり返し判別し、この整定値以上
の状態が一定期間継続すると、ステップS4からステッ
プS5に移行し、分散型電源18の単独運転を検出し、
この検出に基づき、遮断器15,17を開放するととも
に、分散型電源18の運転を停止し、分散型電源18を
系統から切離し、迅速に単独運転を防止する。
ンダクタンスgm(k),サセプタンスbm(k)を算
出すると、ステップS4 によりサセプタンスbm(k)
の1秒前からの変化が、一定期間に渡って単独運転検出
の整定値以上か否かをくり返し判別し、この整定値以上
の状態が一定期間継続すると、ステップS4からステッ
プS5に移行し、分散型電源18の単独運転を検出し、
この検出に基づき、遮断器15,17を開放するととも
に、分散型電源18の運転を停止し、分散型電源18を
系統から切離し、迅速に単独運転を防止する。
【0067】また、通常の連系運転中は、ステップS4
からステップS6に移行し、このステップS6 により、
コンダクタンスgm(k),サセプタンスbm(k)の
前記の正負の符号条件,大きさの条件等から、注入次数
の次数間高調波の重複注入の有無を判別する。
からステップS6に移行し、このステップS6 により、
コンダクタンスgm(k),サセプタンスbm(k)の
前記の正負の符号条件,大きさの条件等から、注入次数
の次数間高調波の重複注入の有無を判別する。
【0068】そして、重複注入の有判別時は、ステップ
S6からステップS7の処理に移動し、この処理により重
複注入を報知等し、注入次数の再選択を行う。
S6からステップS7の処理に移動し、この処理により重
複注入を報知等し、注入次数の再選択を行う。
【0069】この再選択においては、例えば注入次数を
重複注入を検出しなくなるまで少しずつ変え、直ちに空
いている次数を検出して注入次数を変更してもよいが、
例えば重複注入が生じている2需要家のいずれか一方の
単独運転検出装置の次数間高調波の注入次数を変更すれ
ばよいことから、一旦次数間高調波の注入を停止して相
手側の注入次数の変更を待ち、その後、再び次数の次数
間高調波を注入してもよい。
重複注入を検出しなくなるまで少しずつ変え、直ちに空
いている次数を検出して注入次数を変更してもよいが、
例えば重複注入が生じている2需要家のいずれか一方の
単独運転検出装置の次数間高調波の注入次数を変更すれ
ばよいことから、一旦次数間高調波の注入を停止して相
手側の注入次数の変更を待ち、その後、再び次数の次数
間高調波を注入してもよい。
【0070】ところで、次数間高調波の注入電流に対す
る注入電圧の進み位相θが85°,75°,65°それ
ぞれの高圧系統につき、前記のコンダクタンスgm
(k),サセプタンスbm(k)の正負の符号条件と、
gm(k)>(|bm(k)|/2)の大きさの条件と
に基づく重複注入の判別の可否をシミュレーションした
ところ、つぎの表1,表2,表3の結果が得られた。
る注入電圧の進み位相θが85°,75°,65°それ
ぞれの高圧系統につき、前記のコンダクタンスgm
(k),サセプタンスbm(k)の正負の符号条件と、
gm(k)>(|bm(k)|/2)の大きさの条件と
に基づく重複注入の判別の可否をシミュレーションした
ところ、つぎの表1,表2,表3の結果が得られた。
【0071】
【表1】
【0072】
【表2】
【0073】
【表3】
【0074】これらの表においては、重複注入が生じる
一方の需要家の単独運転検出装置の次数間高調波の注入
電流i1をi1=1.2,注入電圧v1をv1=exp
{j・θ・(π/180)}・1.2とし、重複注入が
生じる他方の需要家の単独運転検出装置の次数間高調波
の注入電流i2,注入電圧v2については、実際の場合
に即するように、注入電流i1,i2の大きさに差をつ
け、|i1|=1.2に対して|i2|=1.0とし、
さらに、需要家間の次数間高調波の注入位相の差を示す
位相角の変数degに基づき、i2(deg)=exp
{j・deg・(π/180)},v2(deg)=i
2(deg)・exp{j・θ・( π/180)}と
した。
一方の需要家の単独運転検出装置の次数間高調波の注入
電流i1をi1=1.2,注入電圧v1をv1=exp
{j・θ・(π/180)}・1.2とし、重複注入が
生じる他方の需要家の単独運転検出装置の次数間高調波
の注入電流i2,注入電圧v2については、実際の場合
に即するように、注入電流i1,i2の大きさに差をつ
け、|i1|=1.2に対して|i2|=1.0とし、
さらに、需要家間の次数間高調波の注入位相の差を示す
位相角の変数degに基づき、i2(deg)=exp
{j・deg・(π/180)},v2(deg)=i
2(deg)・exp{j・θ・( π/180)}と
した。
【0075】この場合、重複注入によって、系統での注
入次数の次数間高調波の電圧v(deg)は、v(de
g)=v1+v2(deg)の合成電圧になり、一方の
需要家側では、系統の注入次数の次数間高調波のアドミ
タンスy1(deg)がy1(deg)=i1/v(d
eg)の演算から求まり、他方の需要家側では、系統の
注入次数の次数間高調波のアドミタンスy2(deg)
がy2(deg)=i2(deg)/v(deg)の演
算から求まる。
入次数の次数間高調波の電圧v(deg)は、v(de
g)=v1+v2(deg)の合成電圧になり、一方の
需要家側では、系統の注入次数の次数間高調波のアドミ
タンスy1(deg)がy1(deg)=i1/v(d
eg)の演算から求まり、他方の需要家側では、系統の
注入次数の次数間高調波のアドミタンスy2(deg)
がy2(deg)=i2(deg)/v(deg)の演
算から求まる。
【0076】なお、説明を簡単にするため、電流i1,
i2(deg)と電圧v1,v2(deg)等は任意単
位としてる。
i2(deg)と電圧v1,v2(deg)等は任意単
位としてる。
【0077】また、各表においては、アドミタンスy1
(deg),y2(deg)の虚数単位jをiで示して
いる。
(deg),y2(deg)の虚数単位jをiで示して
いる。
【0078】さらに、各表中の「重複検出」が重複注入
の検出の可否を示し、○は可,×は否を表す。
の検出の可否を示し、○は可,×は否を表す。
【0079】そして、表1の位相角85°の場合、i1
=1.2,v1=exp{j・85・(π/180)}
・1.2,i2(deg)=exp{j・deg・(π
/180)},v2(deg)=i2(deg)・ex
p{j・85・(π/180)}であり、(アドミタン
スy2(deg)からは、変数deg=0°,10°,
20°,30°,40°の場合を除いて重複注入を判別
することができ、アドミタンスy1(deg)からは、
変数deg=0°,10°,180°,320°,33
0°,340°,350°の場合を除いて重複注入を判
別することができる。
=1.2,v1=exp{j・85・(π/180)}
・1.2,i2(deg)=exp{j・deg・(π
/180)},v2(deg)=i2(deg)・ex
p{j・85・(π/180)}であり、(アドミタン
スy2(deg)からは、変数deg=0°,10°,
20°,30°,40°の場合を除いて重複注入を判別
することができ、アドミタンスy1(deg)からは、
変数deg=0°,10°,180°,320°,33
0°,340°,350°の場合を除いて重複注入を判
別することができる。
【0080】この場合、変数degで表される重複注入
の位相差が、0°,10°の0°付近になる場合を除
き、アドミタンスy1(deg),y2(deg)の少
なくとも一方から重複注入を判別できる。
の位相差が、0°,10°の0°付近になる場合を除
き、アドミタンスy1(deg),y2(deg)の少
なくとも一方から重複注入を判別できる。
【0081】つぎに、表2の位相角75°の場合、i1
=1.2,v1=exp{j・75・(π/180)}
・1.2,i2(deg)=exp{j・deg・(π
/180)},v2(deg)=i2(deg)・ex
p{j・75・(π/180)}であり、アドミタンス
y2(deg)からは、変数deg=0°,10°,2
0°及び340°,350°の場合を除いて重複注入を
判別することができ、アドミタンスy1(deg)から
は、変数deg=0°,10°,20°,30°,18
0°及び340°,350°の場合を除いて重複注入を
判別することができる。
=1.2,v1=exp{j・75・(π/180)}
・1.2,i2(deg)=exp{j・deg・(π
/180)},v2(deg)=i2(deg)・ex
p{j・75・(π/180)}であり、アドミタンス
y2(deg)からは、変数deg=0°,10°,2
0°及び340°,350°の場合を除いて重複注入を
判別することができ、アドミタンスy1(deg)から
は、変数deg=0°,10°,20°,30°,18
0°及び340°,350°の場合を除いて重複注入を
判別することができる。
【0082】この場合も、重複注入の位相差が0°,1
0°,20°,340°,350°の0°付近になる場
合を除き、アドミタンスy1(deg),y2(de
g)の少なくとも一方から重複注入を判別できる。
0°,20°,340°,350°の0°付近になる場
合を除き、アドミタンスy1(deg),y2(de
g)の少なくとも一方から重複注入を判別できる。
【0083】さらに、表3の位相角65°の場合、i1
=1.2,v1=exp{j・65・(π/180)}
・1.2,i2(deg)=exp{j・deg ・
(π/180)},v2(deg)=i2(deg)・
exp{j・65・(π/180)}であり、アドミタ
ンスy2(deg)からは、deg=0°及び320°
〜350°の場合を除き、アドミタンスy1(deg)
からは、deg=0°〜50°,180°の場合を除
き、重複注入を判別することができる。
=1.2,v1=exp{j・65・(π/180)}
・1.2,i2(deg)=exp{j・deg ・
(π/180)},v2(deg)=i2(deg)・
exp{j・65・(π/180)}であり、アドミタ
ンスy2(deg)からは、deg=0°及び320°
〜350°の場合を除き、アドミタンスy1(deg)
からは、deg=0°〜50°,180°の場合を除
き、重複注入を判別することができる。
【0084】したがって、この場合は、deg=0°の
同一位相で注入される場合を除き、アドミタンスy1
(deg),y2(deg)の少なくとも一方から重複
注入を判別できる。
同一位相で注入される場合を除き、アドミタンスy1
(deg),y2(deg)の少なくとも一方から重複
注入を判別できる。
【0085】すなわち、表1,表2,表3からも明らか
なように、この発明の前記の符号条件と大きさの条件と
から判別した場合、重複注入の位相差が0°付近の限ら
れた場合を除き、両需要家等の少なくとも一方の単独運
転検出装置によって重複注入を検出することができる。
なように、この発明の前記の符号条件と大きさの条件と
から判別した場合、重複注入の位相差が0°付近の限ら
れた場合を除き、両需要家等の少なくとも一方の単独運
転検出装置によって重複注入を検出することができる。
【0086】そして、0°付近のほぼ同相の重複注入で
あれば、重複注入状態で単独運転の検出を継続しても不
都合はなく、この同相の重複注入を除き、重複注入が発
生したときに、確実にこの重複注入を回避することがで
きる。
あれば、重複注入状態で単独運転の検出を継続しても不
都合はなく、この同相の重複注入を除き、重複注入が発
生したときに、確実にこの重複注入を回避することがで
きる。
【0087】そのため、例えばバンク片寄せにより、活
線状態で電力系統が統合されて同一系統に複数の需要家
等の単独運転検出装置28が接続される場合に、とく
に、同一次数の次数間高調波の同相,逆相でない中間的
な位相差の重複注入を確実に検出して重複注入を回避
し、それぞれの分散型電源27の単独運転を正常に検出
することができる。
線状態で電力系統が統合されて同一系統に複数の需要家
等の単独運転検出装置28が接続される場合に、とく
に、同一次数の次数間高調波の同相,逆相でない中間的
な位相差の重複注入を確実に検出して重複注入を回避
し、それぞれの分散型電源27の単独運転を正常に検出
することができる。
【0088】また、需要家等側での設定ミスにより同一
次数の次数間高調波の重複注入が発生しても、この重複
注入を確実に検出して回避することができる。
次数の次数間高調波の重複注入が発生しても、この重複
注入を確実に検出して回避することができる。
【0089】そして、前記形態では、アドミタンスYm
(k)から重複注入を検出したが、その逆数のインピー
ダンスZm(k)からも同様にして重複注入を検出する
ことができるのは勿論である。
(k)から重複注入を検出したが、その逆数のインピー
ダンスZm(k)からも同様にして重複注入を検出する
ことができるのは勿論である。
【0090】また、検出処理の簡素化等を図る場合は、
インピーダンスZm(k)又はアドミタンスYm(k)
の実数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条件の
みから重複注入の有無を判別してもよい。
インピーダンスZm(k)又はアドミタンスYm(k)
の実数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条件の
みから重複注入の有無を判別してもよい。
【0091】さらに、前記形態のように、インピーダン
スZm(k)又はアドミタンスYm(k)の複素数値の
実数部,虚数部の正負の符号条件と両部の大きさの条件
とから、重複注入の有無を判別する場合、その有判別の
大きさの条件は系統の特性等に応じて適当に設定すれば
よく、前記形態の1/2より大の条件に限られるもので
はない。
スZm(k)又はアドミタンスYm(k)の複素数値の
実数部,虚数部の正負の符号条件と両部の大きさの条件
とから、重複注入の有無を判別する場合、その有判別の
大きさの条件は系統の特性等に応じて適当に設定すれば
よく、前記形態の1/2より大の条件に限られるもので
はない。
【0092】また、前記形態では次数間高調波の注入点
及び計測点を受電点Aとしたが、注入点と計測点とが異
なっていてもよく、それらを需要家の受電点A以外に設
けてもよい。
及び計測点を受電点Aとしたが、注入点と計測点とが異
なっていてもよく、それらを需要家の受電点A以外に設
けてもよい。
【0093】そして、本発明は、種々の電力系統の分散
型電源の単独運転検出に適用できるのは勿論である。
型電源の単独運転検出に適用できるのは勿論である。
【0094】
【発明の効果】本発明は、以下に記載する効果を奏す
る。まず、請求項1の単独運転検出方法の場合は、系統
の注入次数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミ
タンスの複素数値の実数部,虚数部の少なくとも一方の
正負の符号条件,或いはこの符号条件と両部の大きさの
条件とから、系統の注入次数の次数間高調波の重複注入
の有無を判別し、この判別に基づき、同一注入次数の次
数間高調波の系統への重複注入を回避して分散型電源2
7の単独運転を検出したため、重複注入の注入位相がほ
ぼ同相,逆相以外であっても、重複注入を確実に検出し
て回避することができ、分散型電源27の単独運転検出
を正確に行わせることができる。
る。まず、請求項1の単独運転検出方法の場合は、系統
の注入次数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミ
タンスの複素数値の実数部,虚数部の少なくとも一方の
正負の符号条件,或いはこの符号条件と両部の大きさの
条件とから、系統の注入次数の次数間高調波の重複注入
の有無を判別し、この判別に基づき、同一注入次数の次
数間高調波の系統への重複注入を回避して分散型電源2
7の単独運転を検出したため、重複注入の注入位相がほ
ぼ同相,逆相以外であっても、重複注入を確実に検出し
て回避することができ、分散型電源27の単独運転検出
を正確に行わせることができる。
【0095】また、請求項2の場合は、次数間高調波の
注入点及び計測点を、分散型電源27を有する需要家の
受電点Aに設定したため、請求項1と同様にして需要家
側で次数間高調波の重複注入を検出し、この検出に基づ
き、重複注入を回避して請求項1と同様の効果を得るこ
とができる。
注入点及び計測点を、分散型電源27を有する需要家の
受電点Aに設定したため、請求項1と同様にして需要家
側で次数間高調波の重複注入を検出し、この検出に基づ
き、重複注入を回避して請求項1と同様の効果を得るこ
とができる。
【0096】さらに、請求項3の場合は、次数間高調波
を注入する系統が、インピーダンスの複素数値の実数部
の大きさが虚数部の大きさ以下の高圧配電系統以上の高
電圧の系統のときに有用な具体的な重複注入の検出方法
を提供することができる。
を注入する系統が、インピーダンスの複素数値の実数部
の大きさが虚数部の大きさ以下の高圧配電系統以上の高
電圧の系統のときに有用な具体的な重複注入の検出方法
を提供することができる。
【0097】つぎに、請求項4の分散型電源の単独運転
検出装置の場合は、注入装置29と、検出処理装置30
とを備え、この検出処理装置30に、系統の注入次数の
次数間高調波のインピーダンス又はアドミタンスの複素
数値の実数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条
件,或いはこの符号条件と両部の大きさの条件とから、
系統の注入次数の次数間高調波の重複注入の有無を判別
する手段を設け、この判別に基づき、同一注入次数の次
数間高調波の系統への重複注入を回避して分散型電源2
7の単独運転を検出したため、請求項1の検出方法を実
現する具体的な単独運転検出装置を提供することができ
る。
検出装置の場合は、注入装置29と、検出処理装置30
とを備え、この検出処理装置30に、系統の注入次数の
次数間高調波のインピーダンス又はアドミタンスの複素
数値の実数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条
件,或いはこの符号条件と両部の大きさの条件とから、
系統の注入次数の次数間高調波の重複注入の有無を判別
する手段を設け、この判別に基づき、同一注入次数の次
数間高調波の系統への重複注入を回避して分散型電源2
7の単独運転を検出したため、請求項1の検出方法を実
現する具体的な単独運転検出装置を提供することができ
る。
【0098】そして、注入装置29及び検出処理装置3
0を、分散型電源27を有する需要家に設け、この需要
家の受電点Aを次数間高調波の注入点及び計測点とする
ことが実用的で好ましい。
0を、分散型電源27を有する需要家に設け、この需要
家の受電点Aを次数間高調波の注入点及び計測点とする
ことが実用的で好ましい。
【0099】さらに、次数間高調波を注入する系統が、
インピーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数部の
大きさ以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統のときは
検出処理装置30の重複注入の有判別の符号条件を、注
入次数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミタン
スの複素数値の実数部については負,虚数部については
正とし、検出処理装置30の重複注入の有判別の大きさ
の条件を、実数部が虚数部の1/2より大とすることが
好適である。
インピーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数部の
大きさ以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統のときは
検出処理装置30の重複注入の有判別の符号条件を、注
入次数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミタン
スの複素数値の実数部については負,虚数部については
正とし、検出処理装置30の重複注入の有判別の大きさ
の条件を、実数部が虚数部の1/2より大とすることが
好適である。
【図1】本発明の実施の1形態の単線結線図である。
【図2】図1の動作説明用のフローチャートである。
【図3】(a),(b)は高圧系統のバンク片寄せによ
る統合前,後の単線結線図である。
る統合前,後の単線結線図である。
【図4】(a),(b)は高圧系統のバンク片寄せによ
る統合前の等価回路図,電圧・電流のベクトル図であ
る。
る統合前の等価回路図,電圧・電流のベクトル図であ
る。
【図5】(a),(b)は高圧系統のバンク片寄せによ
る統合後の等価回路図,電圧・電流のベクトル図であ
る。
る統合後の等価回路図,電圧・電流のベクトル図であ
る。
10 上位系統
14a,14b,14c 配電線
27 分散型電源
29 注入装置
30 検出処理装置
A 受電点
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 浅野 正邦
京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電
機株式会社内
(72)発明者 西村 荘治
京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電
機株式会社内
(72)発明者 蓑輪 義文
京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電
機株式会社内
(56)参考文献 特開 平11−136865(JP,A)
特開2000−270482(JP,A)
特開2001−298866(JP,A)
特開 昭61−12824(JP,A)
特開 平4−67727(JP,A)
特開 平11−252806(JP,A)
特開 平10−248168(JP,A)
特開 昭58−182428(JP,A)
(58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名)
H02J 3/00 - 5/00
Claims (6)
- 【請求項1】 系統に次数間高調波を注入し、 前記系統の注入次数の次数間高調波の計測に基づき、前
記系統の注入次数の次数間高調波のインピーダンス又は
アドミタンスを検出し、 前記インピーダンス又は前記アドミタンスの変化から系
統停止時の分散型電源の単独運転を検出する分散型電源
の単独運転検出方法において、 前記インピーダンス又は前記アドミタンスの複素数値の
実数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条件,或
いは該符号条件と前記両部の大きさの条件とから、前記
系統の注入次数の次数間高調波の重複注入の有無を判別
し、 該判別に基づき、同一注入次数の次数間高調波の前記系
統への重複注入を回避して前記単独運転を検出すること
を特徴とする分散型電源の単独運転検出方法。 - 【請求項2】 次数間高調波の注入点及び計測点が、分
散型電源を有する需要家の受電点であることを特徴とす
る請求項1記載の分散型電源の単独運転検出方法。 - 【請求項3】 次数間高調波を注入する系統が、インピ
ーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数部の大きさ
以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統であり、 重複注入の有判別の符号条件を、注入次数の次数間高調
波のインピーダンス又はアドミタンスの複素数値の実数
部については負,虚数部については正とし、 前記重複注入の有判別の大きさの条件を、前記実数部が
前記虚数部の1/2より大としたことを特徴とする請求
項1又は請求項2記載の分散型電源の単独運転検出方
法。 - 【請求項4】 系統に次数間高調波を注入する注入装置
と、 前記系統の注入次数の次数間高調波の計測に基づき前記
系統の注入次数の次数間高調波のインピーダンス又はア
ドミタンスを検出し,前記インピーダンス又は前記アド
ミタンスの変化から系統停止時の分散型電源の単独運転
を検出する検出処理装置とを備え、 前記検出処理装置に、 前記インピーダンス又は前記アドミタンスの複素数値の
実数部,虚数部の少なくとも一方の正負の符号条件,或
いは該符号条件と前記両部の大きさの条件とから、前記
系統の注入次数の次数間高調波の重複注入の有無を判別
する手段を設け、 該判別に基づき、同一注入次数の次数間高調波の前記系
統への重複注入を回避して前記単独運転を検出するよう
にしたことを特徴とする分散型電源の単独運転検出装
置。 - 【請求項5】 注入装置及び検出処理装置を分散型電源
を有する需要家に設け、該需要家の受電点を次数間高調
波の注入点及び計測点としたことを特徴とする請求項4
記載の分散型電源の単独運転検出装置。 - 【請求項6】 次数間高調波を注入する系統が、インピ
ーダンスの複素数値の実数部の大きさが虚数部の大きさ
以下の高圧配電系統以上の高電圧の系統であり、 検出処理装置の重複注入の有判別の符号条件を、注入次
数の次数間高調波のインピーダンス又はアドミタンスの
複素数値の実数部については負,虚数部については正と
し、 前記検出処理装置の前記重複注入の有判別の大きさの条
件を、前記実数部が前記虚数部の1/2より大としたこ
とを特徴とする請求項4又は請求項5記載の分散型電源
の単独運転検出装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000192769A JP3377776B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 分散型電源の単独運転検出方法及び単独運転検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000192769A JP3377776B2 (ja) | 2000-06-27 | 2000-06-27 | 分散型電源の単独運転検出方法及び単独運転検出装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002010498A JP2002010498A (ja) | 2002-01-11 |
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ID=18691853
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103956774A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-30 | 河海大学 | 一种含弱环分布式发电***的谐波潮流分析方法 |
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---|---|---|---|---|
CN101511417A (zh) * | 2006-08-30 | 2009-08-19 | 雷斯梅德有限公司 | 通过复导纳值区分闭合和开放的呼吸气道呼吸暂停 |
JP2008187806A (ja) * | 2007-01-29 | 2008-08-14 | Chugoku Electric Power Co Inc:The | 分散型電源用転送遮断システム及びその通信方法 |
JP6574725B2 (ja) * | 2016-03-10 | 2019-09-11 | シャープ株式会社 | 電力変換装置及び単独運転検出方法 |
-
2000
- 2000-06-27 JP JP2000192769A patent/JP3377776B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103956774A (zh) * | 2014-05-12 | 2014-07-30 | 河海大学 | 一种含弱环分布式发电***的谐波潮流分析方法 |
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---|---|
JP2002010498A (ja) | 2002-01-11 |
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