JP5016004B2

JP5016004B2 - Method and apparatus for detecting isolated operation of power generation equipment

Info

Publication number: JP5016004B2
Application number: JP2009174814A
Authority: JP
Inventors: 裕二中井
Original assignee: Osaka Gas Co Ltd
Current assignee: Osaka Gas Co Ltd
Priority date: 2005-02-17
Filing date: 2009-07-27
Publication date: 2012-09-05
Anticipated expiration: 2025-02-17
Also published as: JP4365332B2; JP2009247210A; JP2006230115A

Description

本発明は、商用交流電力系統に、たとえば自家用同期発電機または系統連系用インバータなどを含む発電設備を、連系して運転し、その発電設備から商用交流電力系統側に電力を逆潮流することができる発電設備の単独運転検出方法、単独運転検出装置および発電装置に関する。 The present invention operates a power generation facility including, for example, a personal synchronous generator or a grid interconnection inverter in a commercial AC power system, and reversely flows power from the power generation facility to the commercial AC power system side. The present invention relates to a method for detecting an isolated operation of a power generation facility, an isolated operation detection device, and a power generation device.

需要家に設置された分散型電源である発電設備は、常時、商用交流電力系統に接続されて系統連系して運転される。 A power generation facility, which is a distributed power source installed in a consumer, is always connected to a commercial AC power system and operated in a grid connection.

本件明細書中、単独運転とは、これらの発電設備が接続されている配電系統が何かの理由によって商用交流電力系統から解列されたにもかかわらず、この配電系統に接続されている電力負荷に対して前記配電設備による電力供給が継続されている状態を言う。 In this specification, isolated operation means the power connected to this power distribution system even though the power distribution system to which these power generation facilities are connected is disconnected from the commercial AC power system for some reason. The state where the electric power supply by the said power distribution equipment is continued with respect to load is said.

このような単独運転が生じた場合、その単独運転状態を検出し、発電設備を解列するか、または停止しなければならず、さもなければ、再び商用交流電力系統からの電力が供給されるようになったとき、非同期状態での付合わせの可能性が生じる。 When such an isolated operation occurs, the isolated operation state must be detected, and the power generation facility must be disconnected or stopped, otherwise, power from the commercial AC power system is supplied again. When this happens, there is a possibility of matching in an asynchronous state.

或る従来技術（特許文献１）では、需要家に１機の発電設備が導入された場合、単独運転の検出のために、発電設備に変動信号を注入し、商用交流電力系統の解列の有無によって表れる電気的現象の変化を検出し、確実な単独運転の検出を行うことができる。この従来技術を、需要家に複数台の発電設備が導入された場合にも実施するとすれば、この従来技術では、発電設備毎の変動信号の同期が採られていないので、変動信号の注入に伴う電気的現象が相互に打ち消されて相互干渉する可能性が懸念されている。 In a certain prior art (Patent Document 1), when a single power generation facility is introduced to a consumer, a fluctuation signal is injected into the power generation facility to detect a single operation, and the commercial AC power system is disconnected. It is possible to detect a change in an electrical phenomenon that appears depending on the presence or absence and to reliably detect an isolated operation. If this conventional technology is implemented even when a plurality of power generation facilities are introduced to a consumer, this conventional technology does not synchronize the variation signal for each power generation facility. There is concern that the accompanying electrical phenomena may cancel each other and interfere with each other.

この問題を解決する他の従来技術（特許文献２）は、簡略化して図１０に示される。図１０において、ステップａ１で発電を開始し、ステップａ２で複数の各発電設備の全機について、単独運転検出機能を動作させる。このときステップａ３では、各発電設備の単独運転検出機能に関する同期を採り、ステップａ４以降で、このような同期を採った単独運転検出機能が続行される。この従来技術では、配電線を用いて変動信号の同期が図られる。 Another prior art (Patent Document 2) for solving this problem is shown in a simplified manner in FIG. In FIG. 10, power generation is started in step a <b> 1, and the single operation detection function is operated for all the machines in the plurality of power generation facilities in step a <b> 2. At this time, in step a3, synchronization regarding the isolated operation detection function of each power generation facility is taken, and in step a4 and subsequent steps, the isolated operation detection function taking such synchronization is continued. In this prior art, fluctuation signals are synchronized using a distribution line.

他の従来技術（特許文献３）では、全地球的測位システム（ＧＰＳ）による時刻情報によって変動信号の同期を採り、他の従来技術（特許文献４）では、複数の各発電設備の全てに、変動信号を並列に与えて同期させ、さらに他の従来技術（特許文献５）では、信号線で接続して変動信号の同期を採る。 In the other conventional technology (Patent Document 3), the fluctuation signal is synchronized by the time information by the global positioning system (GPS). In the other conventional technology (Patent Document 4), Fluctuation signals are given in parallel to synchronize them, and in another prior art (Patent Document 5), the signal lines are connected to synchronize the fluctuation signals.

このように、需要家に複数台の発電設備が導入される場合、前述の他の各従来技術では、発電設備毎の単独運転検出機能を併用することを前提に、変動信号を同期させる。単独運転検出方式は、その検出原理から、能動的方式と受動的方式とに大別され、それぞれ多種の方式が存在する。前述のこれらの従来技術では、同種の方式で単独運転を検出する機能を有する発電設備が導入された場合は確実に、変動信号の同期を図ることができる。一方、これらの従来技術の問題は、単独運転検出機能を達成する方式が、複数の各発電設備毎に異種であるとき、変動信号の同期を図ることが困難になる。 As described above, when a plurality of power generation facilities are introduced into a consumer, in each of the other conventional techniques described above, the fluctuation signals are synchronized on the premise that an independent operation detection function for each power generation facility is used in combination. The islanding operation detection method is roughly classified into an active method and a passive method based on the detection principle, and there are various methods. In the above-described conventional techniques, when a power generation facility having a function of detecting an isolated operation in the same type is introduced, the fluctuation signals can be reliably synchronized. On the other hand, the problems of these conventional techniques make it difficult to synchronize the fluctuation signals when the method for achieving the isolated operation detection function is different for each of the plurality of power generation facilities.

またこれらの従来技術では、複数の各発電設備の全てについて、たとえば配電線などに変動信号が重畳されるので、結果的に冗長な変動信号が単独運転検出のために注入される可能性があり、商用交流電力系統に与える影響の点で好ましくない。 Further, in these conventional techniques, for all of the plurality of power generation facilities, for example, a fluctuation signal is superimposed on a distribution line, etc., and as a result, a redundant fluctuation signal may be injected for detecting an isolated operation. In view of the influence on the commercial AC power system, it is not preferable.

特開平７−３１１９７JP 7-311197 A 特開平９−９５１０JP-A-9-9510 特開平９−７４６８４JP-A-9-74684 特開平１０−１４２９４JP 10-14294 A 特開平１０−９４１７４JP-A-10-94174

本発明の目的は、単独運転を検出するための原理が異なる異種方式であっても複数台の発電設備の単独運転検出のために生じる電気的現象の相互干渉が生じないようにし、さらに構成、動作の冗長性をなくすようにした発電設備の単独運転検出方法および装置ならびに発電設備を提供することである。 The object of the present invention is to prevent mutual interference of electrical phenomena that occur for the independent operation detection of a plurality of power generation facilities even in different types of systems with different principles for detecting an isolated operation, and further, An object of the present invention is to provide a method and apparatus for detecting an isolated operation of a power generation facility and a power generation facility that eliminates the redundancy of operation.

本発明は、商用交流電力系統に連系する機能を有する複数台の発電設備を含み、
稼動中の発電設備のうちの１台を代表機として選定し、
代表機として選定されたとき、単独運転を検出する動作をさせ、代表機として選定されないとき、単独運転を検出する動作を停止させ、
代表機として選定された発電設備は、稼動中の発電設備の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数し、計数された台数および出力容量に基づいて単独運転を検出するための変動信号の値を決定し、決定された値に設定される変動信号によって単独運転を検出することを特徴とする発電設備の単独運転検出方法である。 The present invention includes a plurality of power generation facilities having a function of connecting to a commercial AC power system,
Select one of the power generation facilities in operation as the representative machine,
When selected as the representative machine, let it operate to detect isolated operation, and when not selected as the representative machine, stop the operation to detect isolated operation,
The power generation equipment selected as the representative machine counts at least one of the number of power generation equipment in operation and the output capacity, and calculates the value of the fluctuation signal for detecting isolated operation based on the counted number and output capacity. An islanding operation detection method for a power generation facility, characterized in that the islanding operation is detected by a change signal determined and set to the determined value.

本発明に従えば、商用交流電力系統に連系する複数台の発電設備は、単独運転検出を行なうことができる構成を有し、稼動中の複数の発電設備のうち、１台を代表機として選定し、この代表機の単独運転検出機能のみを有効とし、代表機を除く他機の発電設備の単独運転機能を停止させる。これによって複数の各発電設備が並列に稼働され、それらの発電設備における単独運転を検出する原理が異種方式であっても、単独運転を検出するために生じる電気的現象の相互干渉が防がれ、単独運転の検出が確実に達成される。 According to the present invention, the plurality of power generation facilities linked to the commercial AC power system have a configuration capable of performing isolated operation detection, and one of the plurality of operating power generation facilities is used as a representative machine. Select this option to enable only the stand-alone operation detection function of this representative machine, and stop the stand-alone operation function of the power generation equipment of other machines excluding the representative machine. As a result, multiple power generation facilities are operated in parallel, and even if the principle of detecting isolated operation in these power generation facilities is a heterogeneous system, mutual interference of electrical phenomena that occurs to detect isolated operation is prevented. Independent operation detection is reliably achieved.

また本発明は、発生電力を商用交流電力系統に連系する複数台の発電設備を含み、複数台の発電設備のうち数台の発電設備だけは、
変動信号を受信して発生電力を変動する発電手段と、
変動信号を発生して発電手段に与え、発生電力の変動の状態によって単独運転を検出する単独運転検出手段と、
稼動中の発電設備のうち、前記数台から１台を代表機として選定する代表機選定手段と、
代表機選定手段によって代表機として選定されたとき、単独運転検出手段を動作させ、代表機として選定されないとき、単独運転検出手段を停止させる動作指示手段と、
稼動中の発電設備の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数する計数手段とを含み、
代表機として選定された発電設備の単独運転検出手段は、計数手段によって計数された稼動台数および出力容量に基づいて、変動信号の値を決定して発生することを特徴とする発電設備の単独運転検出装置である。 The present invention also includes a plurality of power generation facilities that link the generated power to a commercial AC power system, and only a few power generation facilities among the plurality of power generation facilities are
Power generation means for receiving the fluctuation signal and changing the generated power;
A single operation detection means for generating a fluctuation signal and supplying it to the power generation means, and detecting a single operation according to the state of fluctuation of the generated power;
Representative machine selection means for selecting one of the several power generation facilities in operation as a representative machine,
An operation instruction means for operating the isolated operation detecting means when selected as the representative machine by the representative machine selecting means, and stopping the isolated operation detecting means when not selected as the representative machine;
Counting means for counting at least one of the number of power generation facilities in operation and the output capacity,
The isolated operation of the power generation equipment selected as the representative machine is generated by determining the value of the fluctuation signal based on the number of operating units and the output capacity counted by the counting means. It is a detection device.

本発明に従えば、商用交流電力系統に連系する複数台の発電設備のうち、数台の発電設備だけは、単独運転検出を行なうことができる構成を有し、稼動中の複数の発電設備のうち、前記数台から１台を代表機として選定し、この代表機の単独運転検出機能のみを有効とし、代表機を除く他機の発電設備の単独運転機能を停止させる。これによって複数の各発電設備が並列に稼働され、それらの発電設備における単独運転を検出する原理が異種方式であっても、単独運転を検出するために生じる電気的現象の相互干渉が防がれ、単独運転の検出が確実に達成される。さらに複数台の全ての発電設備が単独運転検出機能を保有する必要が無いため、構成、動作の冗長性が解消される。 According to the present invention, among the plurality of power generation facilities linked to the commercial AC power system, only a few power generation facilities have a configuration capable of performing independent operation detection, and a plurality of power generation facilities in operation Among them, one of the above-mentioned several is selected as a representative machine, only the independent operation detection function of this representative machine is enabled, and the independent operation function of the power generation facilities of other machines excluding the representative machine is stopped. As a result, multiple power generation facilities are operated in parallel, and even if the principle of detecting isolated operation in these power generation facilities is a heterogeneous system, mutual interference of electrical phenomena that occurs to detect isolated operation is prevented. Independent operation detection is reliably achieved. Furthermore, since it is not necessary for all of the plurality of power generation facilities to have an independent operation detection function, the redundancy of configuration and operation is eliminated.

また本発明は、各発電設備の出力容量は、等しく、
計数手段は、稼動中の発電設備の台数を計数するとき、
単独運転検出手段が発生する変動信号の値Ｂを、単一機の発電設備の変動信号の値をＢ１とし、計数された稼動中の発電設備の台数をＮとし、Ａを予め定める値であって、０＜Ａ≦１とするとき、
Ｂ＝Ｂ１・Ｎ・Ａ
に設定することを特徴とする。 In the present invention, the output capacity of each power generation facility is equal,
When counting the number of power generation facilities in operation,
The fluctuation signal value B generated by the isolated operation detecting means is B1, the fluctuation signal value of the single power generation facility is B1, the counted number of operating power generation facilities is N, and A is a predetermined value. When 0 <A ≦ 1,
B = B1, N, A
It is characterized by setting to.

また本発明は、計数手段が稼動中の発電設備の合計の出力容量および代表機の出力容量を計数するとき、
単独運転検出手段が発生する変動信号の値Ｂを、代表機の変動信号の値をＢｉとし、計数された稼動中の発電設備の合計の出力容量をΣＰとし、代表機の出力容量Ｐｉとし、Ａを予め定める値であって、０＜Ａ≦１とするとき、
Ｂ＝Ｂｉ・（ΣＰ／Ｐｉ）・Ａ
に設定することを特徴とする。 In the present invention, when the counting means counts the total output capacity of the operating power generation equipment and the output capacity of the representative machine,
The value B of the fluctuation signal generated by the isolated operation detecting means is set to Bi as the value of the fluctuation signal of the representative machine, and the total output capacity of the counted power generation facilities in operation is set to ΣP, the output capacity Pi of the representative machine, When A is a predetermined value and 0 <A ≦ 1,
B = Bi · (ΣP / Pi) · A
It is characterized by setting to.

本発明に従えば、稼働中の複数台の発電設備のために、前述の代表機として選定された単一機の発電設備において、単独運転の検出が行われるので、変動信号の値を、稼働中の発電設備の台数に依存して、またはそれらの稼働中の発電設備による合計の出力容量に依存して、変動信号の値、たとえばその変動信号の電圧または電流の振幅などの値を、変化して設定する。これによって複数の発電設備の稼働中の台数、出力容量が変化しても、単独運転の検出が確実となる。 According to the present invention, for a plurality of power generation facilities in operation, since single operation is detected in the single power generation facility selected as the representative machine, the value of the fluctuation signal is Depending on the number of power generation equipment in the system, or depending on the total output capacity of the power generation equipment in operation, the value of the fluctuation signal, for example the voltage or current amplitude of the fluctuation signal, changes And set. As a result, even if the number of units in operation and the output capacity of the plurality of power generation facilities change, it is possible to reliably detect an isolated operation.

本発明では、他の発電設備の稼働状況を、通信によって授受し、発電設備の稼働台数または出力容量に応じて、代表機への変動信号の出力を変化させる。たとえば複数の各発電設備が同一構成または同一出力容量を有し、単一機の発電設備における単独運転を検出するために用いられる変動信号の値をＢ１とし、稼働中の発電設備の台数をＮとするとき、変動信号の値Ｂは、予め定める値Ａを掛け算した値であって、Ｂ＝Ｂ１・Ｎ・Ａに設定する。またたとえば、代表機における単独運転を検出するために用いられる変動信号の値をＢｉとし、この発電設備の出力容量をＰｉとし、稼働中の発電設備の合計の出力容量をΣＰとするとき、変動信号の値Ｂは、予め定める値Ａを掛け算した値であって、Ｂ＝Ｂｉ・（ΣＰ／Ｐｉ）・Ａに設定する。前記予め定める値Ａは、出力係数と呼ぶことができ、零を超え、１以下の値であり、たとえば０．６または０．８などの値に定められてもよい。単独運転を検出するためには、生じる電気的現象の変動、たとえば出力電圧の変動が、負荷変動と区別して検出可能となればよいので、稼働台数の増加に伴って出力係数Ａの値を減少することができ、または稼働中の発電設備の合計の出力容量の増加に伴って出力係数Ａの値を減少させる。 In the present invention, the operating status of other power generation facilities is exchanged by communication, and the output of the fluctuation signal to the representative machine is changed according to the number of operating power generation facilities or the output capacity. For example, a plurality of power generation facilities have the same configuration or the same output capacity, and the value of the fluctuation signal used for detecting single operation in a single power generation facility is B1, and the number of operating power generation facilities is N The value B of the fluctuation signal is a value obtained by multiplying a predetermined value A and is set to B = B1 · N · A. Also, for example, when the value of the fluctuation signal used to detect isolated operation in the representative machine is Bi, the output capacity of this power generation equipment is Pi, and the total output capacity of the operating power generation equipment is ΣP, the fluctuation The signal value B is a value obtained by multiplying a predetermined value A, and is set to B = Bi · (ΣP / Pi) · A. The predetermined value A can be referred to as an output coefficient, is a value that exceeds zero and is 1 or less, and may be set to a value such as 0.6 or 0.8, for example. In order to detect islanding, it is only necessary to detect the fluctuation of the electric phenomenon that occurs, for example, the fluctuation of the output voltage separately from the load fluctuation, so the value of the output coefficient A decreases as the number of operating units increases. Or the value of the output coefficient A is decreased with an increase in the total output capacity of the operating power generation equipment.

また本発明は、単独運転検出手段は、
直流電力を交流電力に変換して商用交流電力系統に逆潮流するインバータを含み、
このインバータは、変動信号によって発生電力を変動して出力することを特徴とする。 In the present invention, the isolated operation detecting means
Including an inverter that converts DC power into AC power and flows back into the commercial AC power system,
This inverter is characterized in that the generated electric power is changed by a fluctuation signal and outputted.

また本発明は、発電手段は、同期発電機と、
この同期発電機の界磁電流を調整する自動電圧調整器とを含み、
単独運転検出手段は、変動信号を自動電圧調整器に与えて無効電力を変動することを特徴とする。 In the present invention, the power generation means includes a synchronous generator,
Including an automatic voltage regulator for adjusting the field current of the synchronous generator,
The isolated operation detecting means changes the reactive power by supplying a fluctuation signal to the automatic voltage regulator.

本発明に従えば、各発電設備の単独運転を検出するための検出原理の方式は、能動的方式として、たとえば（１）発電出力に周期的な無効電力変動を与えておき、単独運転移行時に表われる周期的な電圧変動あるいは電流変動等を検出する無効電力変動方式と、（２）発電出力に周期的な有効電力変動を与えておき、単独運転移行時に表われる周期的な電圧変動あるいは電流変動等を検出する有効電力変動方式と、（３）発電設備に並列インピーダンスを瞬間的、かつ、周期的に挿入し、単独運転移行時に表われる電圧変動または電流変動等の急変等を検出する負荷変動方式と、（４）系統の周波数変化率（ｄｆ／ｄｔ）を検出し、その変化率の正負と大きさに従って、発電設備の出力電圧を変動させ、単独運転時の周波数変動を検出するＱＣモード周波数シフト方式と、（５）発電設備から出力する周波数特性に予めバイアス等を与えておくことによって、単独運転移行時に発電設備の周波数特性等と単独系統の負荷特性で決まる周波数にシフトする性質を利用して単独運転を検出する周波数シフト方式とであってもよく、（１）〜（５）のいずれかが組合わされて採用されてもよい。 According to the present invention, the detection principle method for detecting the independent operation of each power generation facility is, for example, as an active method, for example: (1) Periodic reactive power fluctuation is given to the power generation output and Reactive power fluctuation method that detects periodic voltage fluctuations or current fluctuations that appear, and (2) Periodic active power fluctuations are given to the power generation output, and periodic voltage fluctuations or currents that appear during the transition to isolated operation Active power fluctuation method that detects fluctuations, and (3) Load that detects sudden changes such as voltage fluctuations or current fluctuations, etc. that appear at the time of independent operation by inserting parallel impedance instantaneously and periodically into the power generation equipment Fluctuation method and (4) Q which detects the frequency change rate (df / dt) of the system, changes the output voltage of the power generation facility according to the sign of the change rate and the magnitude, and detects the frequency change at the time of single operation Mode frequency shift method, and (5) The characteristic of shifting to the frequency determined by the frequency characteristics of the power generation equipment and the load characteristics of the single system when shifting to the single operation by giving a bias etc. in advance to the frequency characteristics output from the power generation equipment May be a frequency shift method that detects an isolated operation, and any one of (1) to (5) may be used in combination.

また本発明は、代表機選定手段は、
前記数台の全ての発電設備に、順次的な識別番号を予め付与しておき、
稼動中の発電設備が有する識別番号のうち、予め定める順位の識別番号を有する発電設備を、代表機として選定することを特徴とする。 In the present invention, the representative machine selection means is
A sequential identification number is given in advance to all the several power generation facilities,
Among the identification numbers of the power generation facilities in operation, the power generation facility having an identification number of a predetermined order is selected as a representative machine.

本発明に従えば、単独運転検出装置を有する数台の発電設備には、識別番号ＩＤが付与されており、これら数台の各発電設備は、予め定める順位の発電設備の稼働状況を取得し、その予め定める順位の発電設備が稼働していない場合には、当該機が代表機となるように、自動的に選定される。これによって代表機を人為的に設定する場合には当該発電設備が停止したときに、単独運転検出ができなくなるという問題が生じることはなく、常に１台のみが代表機となるように選定が行われることになる。前述の予め定める順位は、最も上位であってもよいが、最も下位であってもよく、またはそのほかの順位であってもよい。 According to the present invention, an identification number ID is assigned to several power generation facilities having an independent operation detection device, and each of these several power generation facilities acquires the operating status of the power generation facilities of a predetermined order. When the power generation equipment of the predetermined order is not in operation, it is automatically selected so that the machine becomes the representative machine. In this way, when the representative machine is set artificially, there is no problem that the isolated operation cannot be detected when the power generation facility is stopped, and only one unit is selected as the representative machine at all times. Will be. The above-mentioned predetermined order may be the highest order, but may be the lowest order, or any other order.

また本発明は、前述の発電設備の単独運転検出装置を含み、
各発電設備は、
商用交流電力系統と発電手段との間に介在され、単独運転検出手段によって単独運転が検出されたとき、および他の発電設備からの単独運転検出信号を受信したとき、遮断される遮断器と、
単独運転検出手段によって検出された前記単独運転検出信号を、他の発電設備に送信する手段とを含むことを特徴とする発電装置である。 Further, the present invention includes the above-described isolated operation detection device for power generation equipment,
Each power generation facility
A circuit breaker that is interposed between the commercial AC power system and the power generation means, and is shut off when the single operation is detected by the single operation detection means and when the single operation detection signal is received from another power generation facility;
And a means for transmitting the isolated operation detection signal detected by the isolated operation detection means to another power generation facility.

本発明に従えば、常に稼働中の発電設備のうちの１台のみが代表機として選定されるので、単独運転を検出する機能を達成する電気的現象の相互干渉が生じることはなく、その単独運転を検出する原理を達成する方式が相互に異種であっても、このような相互干渉が生じることはない。しかも構成、動作の冗長性をなくし、冗長な変動信号の注入を回避することができ、このことは特に前述の出力係数Ａを１未満に設定することによって、達成される。 According to the present invention, since only one of the power generation facilities that are always in operation is selected as a representative machine, there is no mutual interference of electrical phenomena that achieves the function of detecting an independent operation. Such mutual interference does not occur even if the methods for achieving the principle of detecting driving are different from each other. Moreover, the redundancy of the configuration and operation can be eliminated, and the injection of redundant fluctuation signals can be avoided, and this can be achieved especially by setting the aforementioned output coefficient A to less than 1.

本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。1 is an electric circuit diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. 需要家５に導入されている発電設備８に関連する具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure relevant to the power generation equipment 8 introduced into the consumer 5. 図２に示される発電設備８の動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the power generation equipment 8 shown by FIG. 図２に示される制御回路２６の動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining the operation of a control circuit 26 shown in FIG. 図２に示される制御回路２６が図４のステップｂ５で代表機を選定するための動作を具体的に示すフローチャートである。5 is a flowchart specifically showing an operation for the control circuit 26 shown in FIG. 2 to select a representative machine in step b5 in FIG. 図２に示される制御回路２６が図４のステップｂ７で変動信号の値である振幅Ｂを設定するために用いられる出力計数Ａを説明するための図である。FIG. 5 is a diagram for explaining an output count A used by the control circuit 26 shown in FIG. 2 for setting an amplitude B that is a value of a fluctuation signal in step b7 of FIG. 図２に示される処理回路３４の単独運転を検出するための動作を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining an operation for detecting an isolated operation of the processing circuit 34 shown in FIG. 2. 本発明の実施の他の形態における需用家５に導入されている発電設備８ａに関連する具体的な構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the specific structure relevant to the power generation equipment 8a introduced into the consumer 5 in the other form of implementation of this invention. 図８に示される発電設備８ａの動作を説明するための図である。It is a figure for demonstrating operation | movement of the power generation equipment 8a shown by FIG. 従来技術を簡略化して示す図である。It is a figure which simplifies and shows a prior art.

図１は、本発明の実施の一形態の全体の構成を示す電気回路図である。商用交流電力系統１は、変電所から送出し遮断器３を介して配電線４に、一定の出力電力周波数、たとえば６０Ｈｚまたは５０Ｈｚの商用交流電力を出力し、需要家５，６，７に供給する。需要家５では、複数Ｎ０の発電設備８が共通の電力ライン９に接続され、この電力ライン９には、遮断器１１を介して１または複数の負荷１２が接続される。ライン９は遮断器１３を介してライン１４から、前述の配電線４に接続される。各発電設備８は、たとえばコージェネレーションシステムを構成してもよい。各発電設備８の出力容量は等しくてもよいが、異なっていてもよい。本実施の形態において、「等しい」には、「略等しい」を含む。 FIG. 1 is an electric circuit diagram showing the overall configuration of an embodiment of the present invention. The commercial AC power system 1 outputs a commercial AC power of a certain output power frequency, for example, 60 Hz or 50 Hz, to the distribution line 4 through the circuit breaker 3 sent from the substation, and supplies it to the consumers 5, 6 and 7 To do. In the customer 5, a plurality of N0 power generation facilities 8 are connected to a common power line 9, and one or a plurality of loads 12 are connected to the power line 9 via a circuit breaker 11. The line 9 is connected to the aforementioned distribution line 4 from the line 14 via the circuit breaker 13. Each power generation facility 8 may constitute a cogeneration system, for example. The output capacities of the power generation facilities 8 may be equal, but may be different. In this embodiment, “equal” includes “substantially equal”.

図２は、需要家５に導入されている発電設備８に関連する具体的な構成を示すブロック図である。原動機１５は、同期発電機１６を回転駆動する。同期発電機１６からの電力は、系統インバータ１７を構成するコンバータ１８によって直流電力に変換され、次にインバータ１９によって、その直流電力が交流電力に変換され、さらに平滑されてライン２１に出力される。ライン２１は、遮断器２２およびライン２３を介して、複数の発電設備８に共通な電力ライン９に接続される。 FIG. 2 is a block diagram showing a specific configuration related to the power generation facility 8 installed in the customer 5. The prime mover 15 drives the synchronous generator 16 to rotate. The electric power from the synchronous generator 16 is converted into DC power by the converter 18 constituting the system inverter 17, and then the DC power is converted into AC power by the inverter 19, further smoothed and output to the line 21. . The line 21 is connected to the power line 9 common to the plurality of power generation facilities 8 via the circuit breaker 22 and the line 23.

ライン２３には、出力検出器２５が接続される。この出力検出器２５は、ライン２３を介して発電設備８から出力される交流電力の電圧および電流を検出し、その検出結果を表わす信号を、制御回路２６に与える。制御回路２６は、たとえばマイクロコンピュータなどによって実現され、制御回路２６は、出力検出器２５の出力に応答し、ライン２９に制御信号を導出する。この制御信号は、インバータ１９によってライン２１，２３に導出される電力を制御するとともに、電力の力率が１となるように制御するための信号である。制御回路２６には、入力手段２７および識別番号設定回路２８からの出力がそれぞれ与えられる。入力手段２７を操作者が操作することによって、発電設備８を稼働するための稼働信号が発生され、この発電設備８による動作が開始され、また終了のために操作される。識別番号設定回路２８は、複数Ｎ０の全ての各発電設備８に対応して順次的な識別番号を予め付与して設定する。 An output detector 25 is connected to the line 23. The output detector 25 detects the voltage and current of the AC power output from the power generation facility 8 via the line 23 and supplies a signal representing the detection result to the control circuit 26. The control circuit 26 is realized by a microcomputer, for example, and the control circuit 26 derives a control signal on the line 29 in response to the output of the output detector 25. This control signal is a signal for controlling the power led out to the lines 21 and 23 by the inverter 19 and controlling the power factor of the power to be 1. The control circuit 26 is provided with outputs from the input means 27 and the identification number setting circuit 28, respectively. When the operator operates the input means 27, an operation signal for operating the power generation facility 8 is generated, the operation by the power generation facility 8 is started, and the operation is ended. The identification number setting circuit 28 assigns and sets sequential identification numbers in advance corresponding to all the power generation facilities 8 of the plurality N0.

制御回路２６は、送受信動作を行う通信回路３１を介して通信ライン３２に接続される。通信ライン３２は、１つの需要家５に導入された複数Ｎ０の全ての各発電設備８毎の通信回路３１に接続され、信号の授受をすることができる。 The control circuit 26 is connected to the communication line 32 via a communication circuit 31 that performs transmission / reception operations. The communication line 32 is connected to the communication circuits 31 for all the power generation facilities 8 of the plurality N0 introduced into one customer 5, and can exchange signals.

単独運転の検出のために、マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路３４が設けられる。処理回路３４は、変動信号を生成し、ライン３６に導出する。 A processing circuit 34 realized by a microcomputer or the like is provided for detecting the isolated operation. The processing circuit 34 generates a fluctuation signal and outputs it to the line 36.

処理回路３４は、この処理回路３４からライン３６に導出される変動信号が、予め定める周波数、たとえばインバータ１９の出力電力周波数未満の周波数、たとえば１Ｈｚを有し、その振幅、したがってpeak to peak値を、制御回路２６からライン３８を介して与えられる振幅設定信号によって変化して設定する。 The processing circuit 34 has a fluctuation signal derived from this processing circuit 34 on the line 36 having a predetermined frequency, for example a frequency less than the output power frequency of the inverter 19, for example 1 Hz, and its amplitude, and hence the peak to peak value. Then, it is changed and set by the amplitude setting signal given from the control circuit 26 via the line 38.

周波数検出器３７は、インバータ１９からライン２１に出力される交流電力の出力電力の周波数を検出し、その出力を処理回路３４に与える。処理回路３４は、周波数検出器３７の出力に応答し、検出された周波数の変動幅Δｆが、予め定める弁別レベルΔｆ０以上であるとき、遮断器２２を遮断する。遮断器２２を遮断する代りに、またはその遮断器２２を遮断すると同時に、共通の電力ライン９に接続された遮断器１３を遮断するように構成してもよい。 The frequency detector 37 detects the frequency of the output power of the AC power output from the inverter 19 to the line 21 and supplies the output to the processing circuit 34. The processing circuit 34 responds to the output of the frequency detector 37 and shuts off the circuit breaker 22 when the detected frequency fluctuation range Δf is equal to or greater than a predetermined discrimination level Δf0. Instead of shutting off the circuit breaker 22 or at the same time as shutting off the circuit breaker 22, the circuit breaker 13 connected to the common power line 9 may be cut off.

制御回路２６からライン２９を介する制御信号と、処理回路３４からライン３６を介する変動信号とは、加算回路４１に与えられて加算されて合成される。この加算回路４１からの合成制御信号は、インバータ１９に与えられ、これによってライン２１の出力電力が力率１となるように、しかも単独運転を検出するための出力変動が生じるように、インバータ１９の動作が制御される。図１に示される参照符４０で示される単独運転検出装置は、処理回路３４、周波数検出器３７、制御回路２６の一部、識別番号設定回路２８および通信回路３１などによって実現される。 The control signal from the control circuit 26 via the line 29 and the fluctuation signal from the processing circuit 34 via the line 36 are supplied to the adding circuit 41 and added and synthesized. The composite control signal from the adder circuit 41 is supplied to the inverter 19 so that the output power of the line 21 becomes a power factor of 1 and an output fluctuation for detecting an isolated operation occurs. Is controlled. 1 is realized by the processing circuit 34, the frequency detector 37, a part of the control circuit 26, the identification number setting circuit 28, the communication circuit 31, and the like.

図３は、図２に示される発電設備８の動作を説明するための図である。図３（１）は連系インバータ１７のインバータ１９からライン２１に導出される出力電力を示し、図３（２）はそのライン２１における出力電力の電圧周波数を示す。時刻ｔ１よりも前では、遮断器２２，１３は閉路されており、連系運転中である。変動信号によって、ライン２１の出力電力のうち、無効電力が変動するが、出力電圧はほぼ一定に保たれたままであり、またその出力電圧の周波数もほぼ一定であり、周波数変動は零に近い値であり、処理回路３４における前述の弁別レベルΔｆ０未満である。 FIG. 3 is a diagram for explaining the operation of the power generation facility 8 shown in FIG. FIG. 3A shows the output power derived from the inverter 19 of the interconnection inverter 17 to the line 21, and FIG. 3B shows the voltage frequency of the output power in the line 21. Before the time t1, the circuit breakers 22 and 13 are closed, and the interconnection operation is in progress. Although the reactive power of the output power of the line 21 fluctuates due to the fluctuation signal, the output voltage remains substantially constant, the frequency of the output voltage is also substantially constant, and the frequency fluctuation is a value close to zero. And is less than the above-described discrimination level Δf 0 in the processing circuit 34.

商用交流電力系統１の変電所からの遮断器３が、時刻ｔ１で開放されると、ライン２１の無効電力はほとんど変化せず、その出力電圧が変動する。この電圧変動は、ライン２１からの電力を供給している負荷１１の消費電力の変動となり、結果的に周波数変動となって表われる。この周波数の変動幅Δｆが、後述の図７のように、弁別レベルΔｆ０以上となったことが、処理回路３４によって検出されると、遮断器２２が遮断される。 When the circuit breaker 3 from the substation of the commercial AC power system 1 is opened at time t1, the reactive power of the line 21 hardly changes and its output voltage fluctuates. This voltage variation is a variation in power consumption of the load 11 that is supplying power from the line 21 and consequently appears as a frequency variation. When the processing circuit 34 detects that the frequency fluctuation range Δf is equal to or higher than the discrimination level Δf0 as shown in FIG. 7 described later, the circuit breaker 22 is cut off.

図４は、図２に示される制御回路２６の動作を説明するためのフローチャートである。ステップｂ１において入力手段２７が操作者によって操作され、稼働信号が制御回路２６に与えられると、ステップｂ２では、通信回路３１の働きによって、他の発電設備８に稼働信号を送信し、また他の発電設備８からの稼働信号を受信し、こうして他の発電設備８の稼働状況を把握する。ステップｂ３では、識別信号設定回路２８によって設定された識別番号を表わすＩＤ信号を、通信回路３１によって、稼働中の発電設備８に送信し、また稼働中の発電設備８からのＩＤ信号を受信する。ステップｂ４では、複数Ｎ０のうち、稼働中の発電設備８の稼働台数Ｎを計数する。ステップｂ５では、この複数Ｎの稼働中の発電設備８のうち、代表機を選定する。このステップｂ５の動作は、後述の図５に示される。 FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation of the control circuit 26 shown in FIG. When the input means 27 is operated by the operator in step b1 and the operation signal is given to the control circuit 26, in step b2, the operation signal is transmitted to another power generation facility 8 by the operation of the communication circuit 31, and The operation signal from the power generation facility 8 is received, and thus the operation status of the other power generation facilities 8 is grasped. In step b3, an ID signal representing an identification number set by the identification signal setting circuit 28 is transmitted to the operating power generation facility 8 by the communication circuit 31, and an ID signal from the operating power generation facility 8 is received. . In step b4, the number N of operating power generation facilities 8 among the plurality N0 is counted. In step b5, a representative machine is selected from the plurality of N operating power generation facilities 8. The operation of step b5 is shown in FIG.

ステップｂ６では、選定された代表機が、自己の発電設備８であるかどうかを判断される。自己の発電設備８が代表機であると判断されたとき、ステップｂ７に移り、処理回路３４からライン３６に導出する変動信号の値である振幅を設定するための振幅設定信号を、ライン３８を介して処理回路３４に与える。 In step b6, it is determined whether or not the selected representative machine is its own power generation facility 8. When it is determined that the power generation facility 8 is the representative machine, the process proceeds to step b7, and the amplitude setting signal for setting the amplitude, which is the value of the fluctuation signal derived from the processing circuit 34 to the line 36, is displayed on the line 38. To the processing circuit 34.

稼動している複数Ｎの発電設備８の構成が同一であり、または出力容量が等しい場合、単一機の発電設備８のみが稼動中であるとき用いられる変動信号の値である振幅をＢ１とし、前述のステップｂ４で計数された稼働中の発電設備の台数をＮとし、予め定める値である出力係数Ａを、０＜Ａ≦１の範囲で、後述の図６のように、予め定めておくとき、変動信号Ｂは、
Ｂ＝Ｂ１・Ｎ・Ａ …（１）
に設定される。 When the configurations of the plurality of N power generation facilities 8 that are operating are the same or the output capacities are equal, the amplitude that is the value of the fluctuation signal that is used when only the single power generation facility 8 is operating is B1. The number of operating power generation facilities counted in the above-described step b4 is N, and an output coefficient A that is a predetermined value is predetermined within a range of 0 <A ≦ 1 as shown in FIG. The fluctuation signal B is
B = B1, N, A (1)
Set to

ステップｂ８では、処理回路３４が、設定された変動信号の振幅Ｂで動作するように、処理回路３４を、単独運転検出動作の達成のために指示する信号を出力する。ステップｂ９では、自己が発電設備８の代表機であって、単独運転の検出のための動作を行わせ、単独運転が検出されると、ステップｂ１３に移り、処理回路３４によって発生される遮断器２２の遮断のための信号を受信して、通信回路３１によってライン３２から他の稼働中の発電設備８に送信する。他の稼動中の発電設備８は、この信号を受信すると遮断器２２を遮断する。 In step b8, the processing circuit 34 outputs a signal instructing the processing circuit 34 to achieve the isolated operation detection operation so that the processing circuit 34 operates at the set amplitude B of the fluctuation signal. In step b9, the self is the representative machine of the power generation facility 8, and performs an operation for detection of the isolated operation. When the isolated operation is detected, the process proceeds to step b13 and the circuit breaker generated by the processing circuit 34 A signal for blocking 22 is received and transmitted from the line 32 to another power generation facility 8 in operation by the communication circuit 31. When the other power generation equipment 8 in operation receives this signal, it breaks the circuit breaker 22.

前述のステップｂ６において自己の発電設備８が代表機でないことが判断されると、ステップｂ１０では、処理回路３４による単独運転を検出するための動作を停止するように指示して不能動化する。これによって処理回路３４は、ライン３６への変動信号を発生しない。 When it is determined in step b6 that the power generation facility 8 is not a representative machine, in step b10, the operation for detecting the independent operation by the processing circuit 34 is instructed to be disabled. As a result, the processing circuit 34 does not generate a fluctuation signal to the line 36.

ステップｂ１１では、代表機ではない稼働中の発電設備８において、代表機からライン３２および通信回路３１を介して遮断信号を受信したかを判断し、この遮断信号を代表機の発電設備８から受信したものと判断したとき、ステップｂ１２では、遮断器２２を遮断する。 In step b11, in the operating power generation equipment 8 that is not the representative machine, it is determined whether a cutoff signal is received from the representative machine via the line 32 and the communication circuit 31, and this cutoff signal is received from the power generation equipment 8 of the representative machine. When it is determined that the circuit breaker 22 has been operated, the circuit breaker 22 is disconnected in step b12.

前述のステップｂ９で代表機の単独運転が検出されないと判断される、ステップｂ１４に移る。ステップｂ１４では、発電設備８が停止しているかを判断し、発電設備８が停止していると判断したとき、ステップｂ１５に移る。ステップｂ１４では、発電設備８が停止していないと判断すると、ステップｂ２に移り、再度、他の発電設備８の稼働状況を把握する。 The process proceeds to step b14 where it is determined that the isolated operation of the representative machine is not detected in step b9. In step b14, it is determined whether the power generation facility 8 is stopped. When it is determined that the power generation facility 8 is stopped, the process proceeds to step b15. If it is determined in step b14 that the power generation facility 8 has not stopped, the process proceeds to step b2, and the operating status of the other power generation facilities 8 is grasped again.

図５は、図２に示される制御回路２６が図４のステップｂ５で代表機を選定するための動作を具体的に示すフローチャートである。ステップｃ１からステップｃ２に移り、前述の図４のステップｂ２における発電設備８の稼働信号を通信回路３１を経て授受した結果および図４のステップｂ３において授受した自己および他の稼働中の発電設備の識別番号を表わすＩＤ信号の授受結果に基づき、ステップｃ３では、自己の発電設備の識別番号よりも、さらに上位の識別番号を有する発電設備が稼働しているかどうかを判断する。自己の発電設備８よりも上位の識別番号を有する稼働中の発電設備８が存在しないならば、次のステップｃ４では、自己の発電設備８を代表機として選定して設定する。 FIG. 5 is a flowchart specifically showing an operation for the control circuit 26 shown in FIG. 2 to select a representative machine in step b5 of FIG. Moving from step c1 to step c2, the result of transmitting / receiving the operation signal of the power generation facility 8 in step b2 of FIG. 4 through the communication circuit 31 and the self and other operating power generation facilities transmitted / received in step b3 of FIG. Based on the exchange result of the ID signal representing the identification number, in step c3, it is determined whether or not a power generation facility having an identification number higher than the identification number of its own power generation facility is operating. If there is no operating power generation facility 8 having an identification number higher than that of the own power generation facility 8, in the next step c4, the own power generation facility 8 is selected and set as a representative machine.

ステップｃ５において、代表機として選定された発電設備８が、入力手段２７の操作などによって停止したかどうかを判断し、停止したことが判断されれば、ステップｃ６において新たに代表機選定のための動作を再び行う。本発明の実施の他の形態では、稼働中の発電設備が有する識別番号のうち、最も下位の識別番号を有する発電設備８を代表機として選定してもよく、またはそのほかの予め定める順位の識別番号を有する発電設備８を代表機として選定するようにしてもよい。 In step c5, it is determined whether or not the power generation facility 8 selected as the representative machine has been stopped by operating the input means 27. If it is determined that the power generation facility 8 has been stopped, a new representative machine is selected in step c6. Perform the operation again. In another embodiment of the present invention, the power generation facility 8 having the lowest identification number among the identification numbers of the power generation facility in operation may be selected as a representative machine, or other predetermined order identification The power generation facility 8 having the number may be selected as a representative machine.

図６は、図２に示される制御回路２６が図４のステップｂ７で変動信号の値である振幅Ｂを設定するために用いられる出力係数Ａを説明するための図である。出力係数Ａは、稼動中の発電設備８の運転台数が大きくなるにつれて、小さくなるように定められる。出力係数Ａの関数は、たとえば１次直線である。これによって稼動中の発電設備８が増加した場合、代表機における処理回路３４からライン３６に導出される変動信号の振幅を必要に応じて制御し、単独運転の検出を確実に達成することができるようになる。 FIG. 6 is a diagram for explaining the output coefficient A used by the control circuit 26 shown in FIG. 2 to set the amplitude B, which is the value of the fluctuation signal, in step b7 of FIG. The output coefficient A is determined so as to decrease as the number of operating power generation facilities 8 increases. The function of the output coefficient A is, for example, a linear line. As a result, when the number of power generation facilities 8 in operation increases, the amplitude of the fluctuation signal derived from the processing circuit 34 in the representative machine to the line 36 is controlled as necessary, and the detection of the isolated operation can be reliably achieved. It becomes like this.

図７は、図２に示される処理回路３４の単独運転を検出するための動作を説明するためのフローチャートである。ステップｄ１からステップｄ２に移り、周波数検出器３７によって、ライン２１の出力電力の周波数を検出する。ステップｄ３では、周波数検出器３７によって検出された周波数ｆの変動幅Δｆが、予め定める弁別レベルΔｆ０以上であるかどうかが判断される。この検出された周波数の変動幅Δｆが、弁別レベルΔｆ０未満であれば、ステップｄ４において発電設備８は商用交流電力系統１と連系運転されているものと判断される。検出された周波数の変動幅Δｆが、弁別レベルΔｆ０以上であれば、ステップｄ５では、商用交流電力系統１の遮断器３が遮断されるなどして単独運転が発生したものと判断し、遮断信号を発生して遮断器２２に与えて遮断器２２を遮断する。またその遮断信号は、このステップｄ５で、制御回路２６に与えられ、その遮断信号は通信回路３１からライン３２を介して前述のように他の発電設備８に与えられて、各発電設備８の遮断器２２が、前述の図４のステップｂ１１，ｂ１２の実行によって、遮断される。 FIG. 7 is a flowchart for explaining the operation for detecting the isolated operation of the processing circuit 34 shown in FIG. From step d1 to step d2, the frequency detector 37 detects the frequency of the output power of the line 21. In step d3, it is determined whether or not the fluctuation range Δf of the frequency f detected by the frequency detector 37 is equal to or greater than a predetermined discrimination level Δf0. If the detected frequency fluctuation range Δf is less than the discrimination level Δf0, it is determined in step d4 that the power generation facility 8 is connected to the commercial AC power system 1. If the detected frequency fluctuation range Δf is equal to or greater than the discrimination level Δf0, it is determined in step d5 that the circuit breaker 3 of the commercial AC power system 1 is shut off, and the isolated operation has occurred. Is supplied to the circuit breaker 22 to shut off the circuit breaker 22. Further, the cutoff signal is given to the control circuit 26 in this step d5, and the cutoff signal is given from the communication circuit 31 to the other power generation equipment 8 through the line 32 as described above. The circuit breaker 22 is interrupted by the execution of steps b11 and b12 in FIG.

図８は、本発明の実施の他の形態における需用家５に導入されている発電設備８ａに関連する具体的な構成を示すブロック図である。図８に示される実施の形態は、前述の図１〜図７の実施の形態に類似し、対応する部分には同一の参照符および添え字ａを付して示す。注目すべきは、原動機１５によって駆動される同期発電機１６に備えられる固定位置に設けられた界磁コイル４３には、自動電圧調整器４４から界磁電流が供給されて励磁される。同期発電機１６からの電力が供給されるライン２１には、その出力電力の電圧を検出する電圧検出器２５ａが設けられる。自動電圧調整器４４は、電圧検出器２５ａによって検出されたライン２１の出力電圧が、予め定める値になるように、励磁電力を界磁コイル４３に与え、こうして界磁コイルの界磁電流が調整される。 FIG. 8 is a block diagram showing a specific configuration related to the power generation facility 8a introduced into the consumer 5 according to another embodiment of the present invention. The embodiment shown in FIG. 8 is similar to the embodiment shown in FIGS. 1 to 7 described above, and corresponding parts are denoted by the same reference numerals and suffix a. It should be noted that a field current is supplied from an automatic voltage regulator 44 to the field coil 43 provided at a fixed position provided in the synchronous generator 16 driven by the prime mover 15 and excited. The line 21 to which the electric power from the synchronous generator 16 is supplied is provided with a voltage detector 25a that detects the voltage of the output electric power. The automatic voltage regulator 44 gives the excitation power to the field coil 43 so that the output voltage of the line 21 detected by the voltage detector 25a becomes a predetermined value, and thus the field current of the field coil is adjusted. Is done.

マイクロコンピュータなどによって実現される処理回路３４ａは、前述の実施の形態における処理回路３４と同様の構成を有し、変動信号を生成してライン４６に導出し、加算回路４５に与える。加算回路４５は、電圧検出器２５ａの出力とライン４６を介する変動信号とを加算して、自動電圧調整器４４に与える。商用交流電力系統１に発電設備８ａが連系運転されているとき、変動信号によって、同期発電機１６の出力電力のうち、無効電力が変動するが、そのライン２１における出力電圧はほぼ一定に保たれたままであり、またその出力電圧の周波数はほぼ一定であって、その周波数変動幅は零に近い値であって、前述の実施の形態と同様な弁別レベル未満である。遮断器３が開放されると、同期発電機１６の無効電力はほとんど変化せず、その出力電圧が変動し、ライン２１の出力電圧の変動は、周波数変動に影響を与える。こうして出力電圧の周波数変動幅Δｆが、単独運転時、大きく変化する。 The processing circuit 34 a realized by a microcomputer or the like has the same configuration as the processing circuit 34 in the above-described embodiment, generates a fluctuation signal, derives it on the line 46, and gives it to the adding circuit 45. The adder circuit 45 adds the output of the voltage detector 25 a and the fluctuation signal via the line 46, and gives it to the automatic voltage regulator 44. When the power generation facility 8a is connected to the commercial AC power system 1, the reactive power fluctuates among the output power of the synchronous generator 16 due to the fluctuation signal, but the output voltage in the line 21 is kept almost constant. The frequency of the output voltage is substantially constant, and the frequency fluctuation range is a value close to zero, which is less than the discrimination level as in the above-described embodiment. When the circuit breaker 3 is opened, the reactive power of the synchronous generator 16 hardly changes, its output voltage fluctuates, and fluctuations in the output voltage on the line 21 affect frequency fluctuations. In this way, the frequency fluctuation range Δf of the output voltage changes greatly during the single operation.

図９は、図８に示される発電設備８ａの動作を説明するための図である。図９（１）に示されるようにライン２１に同期発電機１６によって導出される無効電力は、時刻ｔ１よりも前の連系状態では、比較的大きく、このとき図９（２）に示されるようにライン２１の出力電圧の周波数検出器３７によって検出される周波数ｆは、商用交流電力系統１の周波数のまま一定であって、その周波数ｆの変動幅Δｆは、ほぼ零である。図９（３）は、処理回路３４ａからライン４６を介して導出される変動信号の波形を示し、たとえばその周波数は１Ｈｚであって、peak to peak値は予め定める一定値である。 FIG. 9 is a diagram for explaining the operation of the power generation facility 8a shown in FIG. As shown in FIG. 9 (1), the reactive power derived by the synchronous generator 16 to the line 21 is relatively large in the interconnection state before the time t1, and at this time, shown in FIG. 9 (2). Thus, the frequency f detected by the frequency detector 37 of the output voltage of the line 21 is constant as the frequency of the commercial AC power system 1, and the fluctuation range Δf of the frequency f is substantially zero. FIG. 9 (3) shows the waveform of the fluctuation signal derived from the processing circuit 34a via the line 46. For example, the frequency is 1 Hz, and the peak to peak value is a predetermined constant value.

時刻ｔ１において、遮断器３が遮断して需用家５が解列されると、時刻ｔ１以降では、ライン２１の無効電力は小さく、その出力電圧の周波数ｆの変動幅Δｆが大きくなる。この検出される周波数ｆの変動幅Δｆが、処理回路３４ａにおいて図７に関連して前述したように、弁別レベルΔｆ０以上であるとき、単独運転が発生したものと検出する。そのほかの構成と動作は、前述の図１〜図７に示される実施の形態と同様である。 When the circuit breaker 3 is cut off at time t1 and the consumer 5 is disconnected, the reactive power of the line 21 is small after time t1, and the fluctuation width Δf of the frequency f of the output voltage becomes large. When the detected fluctuation range Δf of the frequency f is equal to or higher than the discrimination level Δf0 in the processing circuit 34a as described above with reference to FIG. 7, it is detected that an isolated operation has occurred. Other configurations and operations are the same as those of the embodiment shown in FIGS.

原動機１５は、たとえば内燃機関であってもよく、そのガス燃料などの燃料供給流量が一定に保たれる。同期発電機１６は、内燃機関のほかに、たとえば蒸気タービン、およびそのほかの構成を有してもよい。原動機１５、同期発電機１６およびコンバータ１８の組合せに代えて、太陽電池または燃料電池などの直流電源であってもよい。 The prime mover 15 may be, for example, an internal combustion engine, and its fuel supply flow rate such as gas fuel is kept constant. In addition to the internal combustion engine, the synchronous generator 16 may have, for example, a steam turbine and other configurations. Instead of the combination of the prime mover 15, the synchronous generator 16, and the converter 18, a DC power source such as a solar cell or a fuel cell may be used.

各発電設備８に備えられる単独運転検出のための構成は、前述の構成に限らず、そのほかの構成によって実現されてもよい。 The configuration for detecting an isolated operation provided in each power generation facility 8 is not limited to the above-described configuration, and may be realized by other configurations.

この実施の形態では、発電設備８の稼動台数Ｎ、振幅Ｂ１および出力係数Ａに基づいてステップｂ７で変動信号の振幅Ｂを決定しているけれども、これに限定されない。たとえば、ステップｂ４で、制御回路２６は、代表機の発電設備８の出力容量を取得する。また制御回路２６は、通信回路３１を介して稼動中の代表機を除く他の発電設備８の出力容量を取得する。代表機の発電設備８の出力容量をＰｉとし、代表機だけが稼動中であるときに用いられる変動信号の値である振幅Ｂｉとし、稼動中の発電設備の合計の出力容量をΣＰとするとき、変動信号の振幅Ｂは、
Ｂ＝Ｂｉ・（ΣＰ／Ｐｉ）・Ａ …（２）
に設定される。これによって、出力容量が異なる発電設備を備える場合であっても、単独運転検出動作をすることができる。この際、出力係数Ａは、稼動中の発電設備８の合計の出力容量が大きくなるにつれて、小さくなるように定められる。出力係数Ａの関数は、たとえば１次直線である。これによって稼動中の発電設備８の合計の出力容量が増加した場合、代表機における処理回路３４からライン３６に導出される変動信号の振幅を必要に応じて制御し、単独運転の検出を確実に達成することができるようになる。 In this embodiment, the amplitude B of the fluctuation signal is determined in step b7 based on the number N of operating power generation facilities 8, the amplitude B1, and the output coefficient A. However, the present invention is not limited to this. For example, in step b4, the control circuit 26 acquires the output capacity of the power generation facility 8 as the representative machine. Further, the control circuit 26 acquires the output capacity of the other power generation facilities 8 excluding the representative machine that is operating via the communication circuit 31. When the output capacity of the power generation facility 8 of the representative machine is Pi, the amplitude Bi is the value of the fluctuation signal used when only the representative machine is in operation, and the total output capacity of the power generation equipment in operation is ΣP The amplitude B of the fluctuation signal is
B = Bi · (ΣP / Pi) · A (2)
Set to Thereby, even if it is a case where it has a power generation installation from which output capacity differs, an independent operation detection operation can be performed. At this time, the output coefficient A is determined so as to decrease as the total output capacity of the operating power generation equipment 8 increases. The function of the output coefficient A is, for example, a linear line. As a result, when the total output capacity of the power generation equipment 8 in operation increases, the amplitude of the fluctuation signal derived from the processing circuit 34 in the representative machine to the line 36 is controlled as necessary to ensure the detection of the isolated operation. Will be able to achieve.

上述の実施の形態では、需要家５で電力ライン９に接続される複数台Ｎ０の全ての発電設備８が単独運転検出装置４０を備えているけれども、本発明の実施の一形態では、複数台Ｎ０のうち数台の発電装備８だけに単独運転検出装置４０が接続される。ひとつの参考例では、たとえば、１台の発電設備８だけに単独運転検出装置４０が接続されていてもよい。この場合、単独運転検出装置４０が接続される発電設備８を常時稼動することによって、単独運転を検出する機能が常時有効になる。これによって代表機を選定する必要がなく、図４に示すフローチャートにおいて、ステップｂ５，ｂ６，ｂ１０，ｂ１１，ｂ１２を省略することができる。したがって少なくとも１台の発電設備８に単独運転検出装置４０を接続することによって、単独運転を検出することができ、迅速に単独運転を検出することができる。また１台の発電設備だけに単独運転検出装置４０が接続されている参考例では、他の発電設備の構成が簡単である。したがって他の発電設備の製造コストを低減することができる。本実施の形態において、変動信号を決定する際の代表機となる発電設備８は、単独運転検出装置４０を備える発電設備８である。 In the above-described embodiment, all the power generation facilities 8 of the plurality of units N0 connected to the power line 9 at the customer 5 include the single operation detection device 40. However, in the embodiment of the present invention, a plurality of units The isolated operation detection device 40 is connected to only a few power generation equipments 8 of N0. In one reference example, for example, the single operation detection device 40 may be connected to only one power generation facility 8. In this case, by always operating the power generation equipment 8 to which the isolated operation detection device 40 is connected, the function of detecting the isolated operation is always effective. Accordingly, it is not necessary to select a representative machine, and steps b5, b6, b10, b11, b12 can be omitted in the flowchart shown in FIG. Therefore, by connecting the single operation detection device 40 to at least one power generation facility 8, the single operation can be detected and the single operation can be detected quickly. In the reference example in which the single operation detection device 40 is connected to only one power generation facility, the configuration of the other power generation facilities is simple. Therefore, the manufacturing cost of other power generation facilities can be reduced. In the present embodiment, the power generation facility 8 serving as a representative machine when determining the fluctuation signal is the power generation facility 8 including the isolated operation detection device 40.

本発明は、次の実施の形態が可能である。
（１）商用交流電力系統に連系しかつ単独運転を検出する機能を有する複数台の各発電設備のうち、１台を代表機として選定し、この代表機の発電設備の単独運転を検出する機能のみを有効とし、残余の発電設備の単独運転を検出する機能を停止させることを特徴とする発電設備の単独運転検出方法。 The following embodiments are possible for the present invention.
(1) One of a plurality of power generation facilities connected to a commercial AC power system and having a function of detecting a single operation is selected as a representative machine, and the single operation of the power generation equipment of this representative machine is detected. A method for detecting an isolated operation of a power generation facility, wherein only the function is enabled and the function of detecting the isolated operation of the remaining power generation facility is stopped.

（２）複数台の発電設備を含み、各発電設備は、発生電力を商用交流電力系統に連系し、変動信号を受信して発生電力を変動する発電手段と、変動信号を発生して発電手段に与え、発生電力の変動の状態によって単独運転を検出する単独運転検出手段と、稼動中の発電設備のうちの１台を代表機として選定する代表機選定手段と、代表機選定手段によって代表機として選定されたとき、単独運転検出手段を動作させ、代表機として選定されないとき、単独運転検出手段を停止させる動作指示手段とを含むことを特徴とする発電設備の単独運転検出装置。 (2) Including a plurality of power generation facilities, each power generation facility links the generated power to a commercial AC power system, receives a variation signal and varies the generated power, and generates a variation signal to generate power. It is represented by an isolated operation detecting means for detecting an isolated operation according to the state of fluctuation of generated power, a representative machine selecting means for selecting one of the operating power generation facilities as a representative machine, and a representative machine selecting means. An isolated operation detection device for a power generation facility, comprising: an operation instruction means for operating the isolated operation detection means when selected as a machine, and stopping the isolated operation detection means when not selected as a representative machine.

前述の従来技術のように変動信号の同期を図るのではなく、稼動中の複数の発電設備のうち、１台を代表機として自動的に選定し、この代表機の単独運転検出機能のみを有効とし、代表機を除く他機の発電設備の単独運転機能を停止させる。これによって複数の各発電設備が並列に稼働され、それらの発電設備における単独運転を検出する原理が異種方式であっても、単独運転を検出するために生じる電気的現象の相互干渉が防がれ、単独運転の検出が確実に達成される。さらに構成、動作の冗長性が解消される。 Rather than trying to synchronize fluctuation signals as in the above-mentioned conventional technology, one of the operating power generation facilities is automatically selected as a representative machine, and only the independent operation detection function of this representative machine is effective. And the independent operation function of the power generation equipment of other machines excluding the representative machine is stopped. As a result, multiple power generation facilities are operated in parallel, and even if the principle of detecting isolated operation in these power generation facilities is a heterogeneous system, mutual interference of electrical phenomena that occurs to detect isolated operation is prevented. Independent operation detection is reliably achieved. Further, configuration and operation redundancy are eliminated.

（３）各発電設備は、稼動中の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数する手段を含み、単独運転検出手段は、計数手段によって計数された稼動台数および出力容量に基づいてが多い程、変動信号の値を決定して発生することを特徴とする発電設備の単独運転検出装置。 (3) Each power generation facility includes means for counting at least one of the number of units in operation and the output capacity, and the isolated operation detecting means is based on the number of operating units and output capacity counted by the counting means. An isolated operation detection device for a power generation facility, wherein the value is generated by determining a value of a fluctuation signal.

（４）商用交流電力系統に連系する複数台の発電設備のうち、１台の発電設備は、稼動中の発電設備の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数し、計数された台数および出力容量に基づいて単独運転を検出するための変動信号の値を決定し、決定された値に設定される変動信号によって単独運転を検出することを特徴とする発電設備の単独運転検出方法。 (4) Among a plurality of power generation facilities linked to a commercial AC power system, one power generation facility counts at least one of the number of operating power generation facilities and the output capacity, and the counted number and output A method for detecting an isolated operation of a power generation facility, wherein a value of a fluctuation signal for detecting an isolated operation is determined based on a capacity, and the isolated operation is detected by a fluctuation signal set to the determined value.

（５）発生電力を商用交流電力系統に連系する複数台の発電設備を含み、複数台の発電設備のうち１台の発電設備は、変動信号を受信して発生電力を変動する発電手段と、
変動信号を発生して発電手段に与え、発生電力の変動の状態によって単独運転を検出する単独運転検出手段と、稼動中の発電設備の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数する計数手段とを含み、単独運転検出手段は、計数手段によって計数された稼動台数および出力容量に基づいて、変動信号の値を決定して発生することを特徴とする発電設備の単独運転検出装置。 (5) including a plurality of power generation facilities that link the generated power to a commercial AC power system, and one power generation facility among the plurality of power generation facilities includes a power generation means that receives the fluctuation signal and varies the generated power. ,
An isolated operation detecting means for generating a fluctuation signal and supplying it to the power generation means, and detecting an isolated operation according to a state of fluctuation of the generated power, and a counting means for counting at least one of the number of operating power generation facilities and the output capacity. An isolated operation detecting device for a power generation facility, wherein the isolated operation detecting means is generated by determining a value of a fluctuation signal based on the number of operating units and the output capacity counted by the counting means.

前述の従来技術のように変動信号の同期を図るのではなく、稼動中の複数の発電設備のうち、１台の発電設備が単独運転検出機能のみを有効であるので、これによって複数の各発電設備が並列に稼働されても、単独運転を検出するために生じる電気的現象の相互干渉が防がれ、単独運転の検出が確実に達成される。さらに構成、動作の冗長性が解消される。また１台の発電設備によって、単独運転検出動作が可能であるので、他の発電設備に、単独運転検出手段を設ける必要が無く、構成が簡単である。したがって製造コストを低減することができる。 Rather than trying to synchronize the fluctuation signals as in the prior art described above, one power generation facility is effective only for the single operation detection function among a plurality of power generation facilities in operation. Even if the facilities are operated in parallel, the mutual interference of the electrical phenomenon that occurs to detect the isolated operation is prevented, and the detection of the isolated operation is reliably achieved. Further, configuration and operation redundancy are eliminated. Further, since the single operation detection operation can be performed by one power generation facility, it is not necessary to provide the single operation detection means in other power generation facilities, and the configuration is simple. Therefore, the manufacturing cost can be reduced.

稼働中の複数台の発電設備のために、１台の発電設備において、単独運転の検出が行われるので、変動信号の値を、稼働中の発電設備の台数に依存して、またはそれらの稼働中の発電設備による合計の出力容量に依存して、変動信号の値、たとえばその変動信号の電圧または電流の振幅などの値を、変化して設定する。これによって複数の発電設備の稼働中の台数、出力容量が変化しても、単独運転の検出が確実となる。 Because a single power generation facility detects single operation for multiple power generation facilities in operation, the value of the fluctuation signal depends on the number of power generation facilities in operation or their operation. Depending on the total output capacity of the power generation equipment inside, the value of the fluctuation signal, for example, the value of the voltage or current amplitude of the fluctuation signal is changed and set. As a result, even if the number of units in operation and the output capacity of the plurality of power generation facilities change, it is possible to reliably detect an isolated operation.

１商用交流電力系統
３送出し遮断器
４配電線
５，６，７需要家
８，８ａ発電設備
１１，１３，２２遮断器
１２負荷
１５原動機
１６同期発電機
１７系統連系インバータ
１８コンバータ
１９インバータ
２５出力検出器
２６制御回路
２７入力手段
２８識別信号設定回路
３１通信回路
３２通信ライン
３４，３４ａ処理回路
３７周波数検出器
４０単独運転検出装置
４４自動電圧調整器 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Commercial AC power system 3 Sending circuit breaker 4 Distribution line 5, 6, 7 Customer 8, 8a Power generation equipment 11, 13, 22 Circuit breaker 12 Load 15 Motor 16 Synchronous generator 17 System interconnection inverter 18 Converter 19 Inverter 25 Output detector 26 Control circuit 27 Input means 28 Identification signal setting circuit 31 Communication circuit 32 Communication line 34, 34a Processing circuit 37 Frequency detector 40 Single operation detection device 44 Automatic voltage regulator

Claims

商用交流電力系統に連系する機能を有する複数台の発電設備を含み、
稼動中の発電設備のうちの１台を代表機として選定し、
代表機として選定されたとき、単独運転を検出する動作をさせ、代表機として選定されないとき、単独運転を検出する動作を停止させ、
代表機として選定された発電設備は、稼動中の発電設備の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数し、計数された台数および出力容量に基づいて単独運転を検出するための変動信号の値を決定し、決定された値に設定される変動信号によって単独運転を検出することを特徴とする発電設備の単独運転検出方法。 Including a plurality of power generation facilities having the function of connecting to a commercial AC power system,
Select one of the power generation facilities in operation as the representative machine,
When selected as the representative machine, let it operate to detect isolated operation, and when not selected as the representative machine, stop the operation to detect isolated operation,
The power generation equipment selected as the representative machine counts at least one of the number of power generation equipment in operation and the output capacity, and calculates the value of the fluctuation signal for detecting isolated operation based on the counted number and output capacity. A method for detecting an isolated operation of a power generation facility, wherein the isolated operation is detected by a variation signal that is determined and set to the determined value.

発生電力を商用交流電力系統に連系する複数台の発電設備を含み、複数台の発電設備のうち数台の発電設備だけは、
変動信号を受信して発生電力を変動する発電手段と、
変動信号を発生して発電手段に与え、発生電力の変動の状態によって単独運転を検出する単独運転検出手段と、
稼動中の発電設備のうち、前記数台から１台を代表機として選定する代表機選定手段と、
代表機選定手段によって代表機として選定されたとき、単独運転検出手段を動作させ、代表機として選定されないとき、単独運転検出手段を停止させる動作指示手段と、
稼動中の発電設備の台数および出力容量のうち少なくとも一方を計数する計数手段とを含み、
代表機として選定された発電設備の単独運転検出手段は、計数手段によって計数された稼動台数および出力容量に基づいて、変動信号の値を決定して発生することを特徴とする発電設備の単独運転検出装置。 It includes multiple power generation facilities that link the generated power to the commercial AC power system, and only a few of the multiple power generation facilities
Power generation means for receiving the fluctuation signal and changing the generated power;
A single operation detection means for generating a fluctuation signal and supplying it to the power generation means, and detecting a single operation according to the state of fluctuation of the generated power;
Representative machine selection means for selecting one of the several power generation facilities in operation as a representative machine,
An operation instruction means for operating the isolated operation detecting means when selected as the representative machine by the representative machine selecting means, and stopping the isolated operation detecting means when not selected as the representative machine;
Counting means for counting at least one of the number of power generation facilities in operation and the output capacity,
The isolated operation of the power generation equipment selected as the representative machine is generated by determining the value of the fluctuation signal based on the number of operating units and the output capacity counted by the counting means. Detection device.

各発電設備の出力容量は、等しく、
計数手段が稼動中の発電設備の台数を計数するとき、
単独運転検出手段が発生する変動信号の値Ｂを、単一機の発電設備の変動信号の値をＢ１とし、計数された稼動中の発電設備の台数をＮとし、Ａを予め定める値であって、０＜Ａ≦１とするとき、
Ｂ＝Ｂ１・Ｎ・Ａ
に設定することを特徴とする請求項２記載の発電設備の単独運転検出装置。 The output capacity of each power generation equipment is equal,
When counting the number of power generation facilities in operation by the counting means,
The fluctuation signal value B generated by the isolated operation detecting means is B1, the fluctuation signal value of the single power generation facility is B1, the counted number of operating power generation facilities is N, and A is a predetermined value. When 0 <A ≦ 1,
B = B1, N, A
The isolated operation detection device for a power generation facility according to claim 2, wherein

計数手段が稼動中の発電設備の合計の出力容量および代表機の出力容量を計数するとき、
単独運転検出手段が発生する変動信号の値Ｂを、代表機の変動信号の値をＢｉとし、計数された稼動中の発電設備の合計の出力容量をΣＰとし、代表機の出力容量Ｐｉとし、Ａを予め定める値であって、０＜Ａ≦１とするとき、
Ｂ＝Ｂｉ・（ΣＰ／Ｐｉ）・Ａ
に設定することを特徴とする請求項２記載の発電設備の単独運転検出装置。 When counting the total output capacity of the power generation equipment in operation and the output capacity of the representative machine,
The value B of the fluctuation signal generated by the isolated operation detecting means is set to Bi as the value of the fluctuation signal of the representative machine, and the total output capacity of the counted power generation facilities in operation is set to ΣP, the output capacity Pi of the representative machine, When A is a predetermined value and 0 <A ≦ 1,
B = Bi · (ΣP / Pi) · A
The isolated operation detection device for a power generation facility according to claim 2, wherein

単独運転検出手段は、
直流電力を交流電力に変換して商用交流電力系統に逆潮流するインバータを含み、
このインバータは、変動信号によって発生電力を変動して出力することを特徴とする請求項２〜４のうちの１つに記載の発電設備の単独運転検出装置。 The islanding detection means
Including an inverter that converts DC power into AC power and flows back into the commercial AC power system,
5. The isolated operation detection apparatus for a power generation facility according to claim 2, wherein the inverter outputs the generated electric power by changing the fluctuation signal. 6.

発電手段は、
同期発電機と、
この同期発電機の界磁電流を調整する自動電圧調整器とを含み、
単独運転検出手段は、変動信号を自動電圧調整器に与えて無効電力を変動することを特徴とする請求項２〜５のうちの１つに記載の発電設備の単独運転検出装置。 Power generation means
A synchronous generator,
Including an automatic voltage regulator for adjusting the field current of the synchronous generator,
The isolated operation detection device for a power generation facility according to any one of claims 2 to 5, wherein the isolated operation detecting means changes the reactive power by supplying a fluctuation signal to the automatic voltage regulator.

代表機選定手段は、
前記数台の全ての発電設備に、順次的な識別番号を予め付与しておき、
稼動中の発電設備が有する識別番号のうち、予め定める順位の識別番号を有する発電設備を、代表機として選定することを特徴とする請求項２〜６のうちの１つに記載の発電設備の単独運転検出装置。 Representative machine selection means is
A sequential identification number is given in advance to all the several power generation facilities,
7. The power generation facility according to claim 2, wherein a power generation facility having an identification number of a predetermined order among the identification numbers of the power generation facility in operation is selected as a representative machine. Single operation detection device.

請求項２〜７のうちの１つに記載された発電設備の単独運転検出装置を含み、
各発電設備は、
商用交流電力系統と発電手段との間に介在され、単独運転検出手段によって単独運転が検出されたとき、および他の発電設備からの単独運転検出信号を受信したとき、遮断される遮断器と、
単独運転検出手段によって検出された前記単独運転検出信号を、他の発電設備に送信する手段とを含むことを特徴とする発電装置。 Including an isolated operation detection device for a power generation facility according to one of claims 2 to 7,
Each power generation facility
A circuit breaker that is interposed between the commercial AC power system and the power generation means, and is shut off when the single operation is detected by the single operation detection means and when the single operation detection signal is received from another power generation facility;
And a means for transmitting the isolated operation detection signal detected by the isolated operation detection means to another power generation facility.