JP5891365B2 - Power conversion device and power supply system - Google Patents
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Description
本発明は、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置、ならびにこれを備えた電力供給システムおよび充放電システムに関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts DC power into AC power, and a power supply system and charge / discharge system including the same.
従来、電力系統に連系し、分散電源が発生させた電力を電力系統に供給するパワーコンディショナ（以下「パワコン」と略記することがある）が広く利用されている。パワコンは、直流電力を交流電力に変換する電力変換装置の一形態である。 2. Description of the Related Art Conventionally, a power conditioner (hereinafter sometimes abbreviated as “power conditioner”) that is connected to an electric power system and supplies electric power generated by a distributed power source to the electric power system has been widely used. The power converter is a form of a power conversion device that converts DC power into AC power.
ところでパワコンの使用にあたっては、単独運転の発生に留意する必要がある。単独運転は、例えば電力系統が停電しているにも関わらず、分散電源が電力供給を継続することである。安全性の観点などから、単独運転は極力回避されるべきであり、また単独運転が発生した場合には、分散電源を電力系統から速やかに切り離すといった措置が必要となる。 By the way, when using a power conditioner, it is necessary to pay attention to the occurrence of isolated operation. The isolated operation is, for example, that the distributed power supply continues to supply power even though the power system has a power failure. From the viewpoint of safety, etc., isolated operation should be avoided as much as possible, and when isolated operation occurs, measures such as promptly disconnecting the distributed power source from the power system are required.
そのためパワコンには、単独運転を判別する手段（単独運転の発生の有無を判別する手段）が設けられており、単独運転が発生した場合には、分散電源を電力系統から切り離すようになっている。 For this reason, the power conditioner is provided with means for discriminating the single operation (means for discriminating whether or not the single operation has occurred). When the single operation occurs, the distributed power source is disconnected from the power system. .
また単独運転を判別する手法としては、受動的手法や能動的手法が挙げられる。能動的手法は、例えば、意図的に正常時の電力系統に整合しないようにした（能動的変化を与えておいた）電力を出力し、連系点の電力状態がこれに追従するかどうかを見ることにより、単独運転を判別する手法である。能動的手法によれば、受動的手法では単独運転が判別されない状態、例えば、分散電源の発電量と電力系統上の負荷電力量が釣り合っている平衡状態であっても、単独運転を判別することが可能となる。 In addition, as a method for discriminating islanding, there are a passive method and an active method. The active method, for example, outputs power that is intentionally not matched with the normal power system (having an active change), and determines whether the power state at the interconnection point follows this. This is a method for discriminating isolated operation by viewing. According to the active method, it is possible to determine islanding even in a state where islanding is not determined by the passive method, for example, in an equilibrium state where the power generation amount of the distributed power source and the load energy on the power system are balanced. Is possible.
能動的手法の一つとしては、パワコンの出力電圧の周波数に能動的変化を与えておき、連系点における電圧の周波数を検出することにより、単独運転を判別する手法が挙げられる。なお能動的変化は、例えば単独運転の発生が疑われるとき（つまり、電力系統に何らかの電気的変動が検出されたとき）に、与えられるようにする。 As one of the active methods, there is a method of discriminating an independent operation by giving an active change to the frequency of the output voltage of the power conditioner and detecting the voltage frequency at the interconnection point. Note that the active change is given, for example, when the occurrence of an isolated operation is suspected (that is, when some electrical fluctuation is detected in the power system).
そして連系点の電圧の周波数がこの変化に追従せず、正常な周波数範囲を逸脱しなければ、単独運転は発生していないと判別される。逆に連系点の電圧の周波数がこの変化に追従し、正常な周波数範囲を逸脱すれば、単独運転が発生していると判別される。正常な周波数範囲は、例えば５０Ｈｚの電力系統の場合、５０±２Ｈｚの範囲（電力系統が正常な状態では、逸脱することが無いと想定される範囲）とされる。 If the frequency of the voltage at the interconnection point does not follow this change and does not deviate from the normal frequency range, it is determined that no isolated operation has occurred. Conversely, if the frequency of the voltage at the interconnection point follows this change and deviates from the normal frequency range, it is determined that an isolated operation has occurred. For example, in the case of a 50 Hz power system, the normal frequency range is a range of 50 ± 2 Hz (a range that is assumed not to deviate when the power system is normal).
単独運転が発生していなければ、パワコンの出力の変化が電力系統に与える影響は微小であるため、連系点の電圧の周波数は正常な周波数範囲を逸脱しないが、そうでなければ、連系点の電圧の周波数は当該変化に追従し、正常な周波数範囲を逸脱することになる。そのため上述した能動的手法により、単独運転を判別することが可能である。 If the islanding operation has not occurred, the influence of the change in the output of the power conditioner on the power system is insignificant, so the frequency of the voltage at the connection point does not deviate from the normal frequency range. The frequency of the point voltage follows the change and deviates from the normal frequency range. Therefore, it is possible to discriminate an isolated operation by the active method described above.
しかし、上述したように連系点の電圧の周波数の検出結果に基づいて単独運転を判別する手法によれば、電力系統の電圧の周波数がたまたま一方向へ連続的に変動したような場合に、単独運転が誤って判別されるおそれがある。 However, as described above, according to the method of determining the isolated operation based on the detection result of the voltage frequency of the interconnection point, when the frequency of the voltage of the power system happens to fluctuate continuously in one direction, There is a risk that islanding may be erroneously determined.
すなわち、実際には単独運転は発生していないにも関わらず、何らかの原因によって電力系統の電圧の周波数がこのように（あたかも単独運転が発生したように）変動し、単独運転が発生したと誤って判別されるおそれがある。単独運転が誤って判別されることは、分散電源を電力系統から切り離す動作等が不必要に行われる事態を招くため、極力抑えられる必要がある。 In other words, although the isolated operation does not actually occur, the frequency of the power system voltage fluctuates in this way (as if the isolated operation occurred) for some reason. May be determined. It is necessary to suppress the islanding operation as much as possible because erroneous determination of the isolated operation leads to a situation where the operation of disconnecting the distributed power source from the power system is performed unnecessarily.
本発明は上述した問題に鑑み、単独運転が誤って判別されることをより確実に抑えることが可能となる電力変換装置、ならびにこれを用いた電力供給システムおよび充放電システムの提供を目的とする。 In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide a power conversion device that can more reliably suppress an isolated operation from being erroneously determined, and a power supply system and a charge / discharge system using the power conversion device. .
本発明に係る電力変換装置は、直流電源の供給する直流電力を交流の出力電力に変換し
て電力系統に連系点を介して出力する電力変換装置であって、出力電力の力率を変化させ
て当該出力電圧に能動的変化を付与したときの連系点における電力の基本周波数が一定以
上の変化度合で一定期間以上継続的に変化した場合に単独運転が発生したと暫定的に判別
する第１判別条件と、能動的変化を付与したときの連系点における電力の基本周波数の振
幅が一定以上の度合で変化した場合に単独運転が発生したと暫定的に判別する第２判別条
件と、能動的変化を付与したときの連系点における電力の高調波電圧の振幅が一定以上の
変化度合で変化した場合に単独運転が発生したと暫定的に判別する第３判別条件とを有し
、第１判別条件が満たされており、かつ第２判別条件および第３判別条件の少なくとも一
方が満たされている場合に単独運転が発生したと判別する制御部を備えるものである。
The power conversion device according to the present invention converts DC power supplied from a DC power source into AC output power.
A power converter output via the interconnection point to Te power system, to change the power factor of the output power
Therefore, the fundamental frequency of power at the interconnection point when an active change is applied to the output voltage
Temporarily determine that an isolated operation occurred when the degree of change above changes continuously for a certain period or longer.
The first discriminating condition to be applied and the fluctuation of the fundamental frequency of power at the interconnection point when an active change is applied
The second discrimination condition that tentatively discriminates that an isolated operation has occurred when the width changes to a certain degree or more
And the amplitude of the harmonic voltage of the power at the connection point when an active change is applied exceeds a certain level.
And a third determination condition for tentatively determining that an isolated operation has occurred when the degree of change has occurred.
, The first determination condition is satisfied, and at least one of the second determination condition and the third determination condition
The control part which discriminate | determines that independent operation generate | occur | produced when the direction is satisfy | filled is provided.
本構成によれば、単独運転の発生を判別するにあたり、連系点における電圧の周波数だ
けではなく、これとは異なる電力の状態に関するパラメータについても、所定の判別条件
が満たされたか否かが考慮される。そのため、単独運転が誤って判別されることをより確
実に抑えることが可能となる。
According to this configuration, when determining the occurrence of an isolated operation, whether or not a predetermined determination condition is satisfied not only for the voltage frequency at the interconnection point but also for a parameter relating to a different power state is considered. Is done. For this reason, it is possible to more reliably suppress the single operation from being erroneously determined.
上述した通り、本発明に係る電力変換装置によれば、単独運転の発生を判別するにあたり、連系点における電圧の周波数だけではなく、これとは異なる電力の状態に関するパラメータについても、所定の判別条件が満たされたか否かが考慮される。そのため、単独運転が誤って判別されることをより確実に抑えることが可能となる。 As described above, according to the power conversion device of the present invention, when determining the occurrence of an isolated operation, not only the frequency of the voltage at the interconnection point but also a parameter related to a power state different from this is determined in a predetermined manner. It is taken into account whether the condition is met. For this reason, it is possible to more reliably suppress the single operation from being erroneously determined.
また本発明に係る電力供給システム、或いは充放電システムによれば、本発明に係る電力変換装置の利点を享受することが可能となる。 Moreover, according to the electric power supply system or charging / discharging system which concerns on this invention, it becomes possible to enjoy the advantage of the power converter device which concerns on this invention.
本発明の実施形態について、第１実施形態から第４実施形態のパワーコンディショナ（パワコン）を挙げて、以下に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the power conditioners (power conditioners) of the first to fourth embodiments.
１．第１実施形態
まず第１実施形態について説明する。図１は、本実施形態のパワコンの構成図（電力系統に連系した状態）を表している。本図に示すように、パワコン１は端子Ｔ１およびＴ２を有しており、端子Ｔ１には直流電源２が接続され、端子Ｔ２（連系点）には既存の電力系統が接続されている。
1. First Embodiment First, a first embodiment will be described. FIG. 1 shows a configuration diagram of the power conditioner of the present embodiment (a state connected to a power system). As shown in the figure, the power conditioner 1 has terminals T1 and T2, a DC power supply 2 is connected to the terminal T1, and an existing power system is connected to the terminal T2 (interconnection point).
なお直流電源２は、例えば太陽光発電システムや二次電池であり、直流電力をパワコン１に供給するものである。直流電源２として二次電池が用いられる場合、パワコン１は二次電池を放電させるだけでなく、充電させることも可能となるように構成される。また直流電源２は、電力系統から見れば分散電源の一つに相当する。 The DC power source 2 is, for example, a solar power generation system or a secondary battery, and supplies DC power to the power conditioner 1. When a secondary battery is used as the DC power source 2, the power conditioner 1 is configured not only to discharge the secondary battery but also to charge it. Further, the DC power source 2 corresponds to one of distributed power sources from the viewpoint of the power system.
また電力系統は、電力配線に系統電源３や電力系統の遮断に用いられる系統遮断機４などが接続され形成されている。なお本実施形態での電力系統は、５０Ｈｚ（正常周波数範囲は５０±２Ｈｚ）の商用電源を伝送するものとする。連系点には、電力系統などから電力供給を受ける負荷５（各種電気機器など）も接続される。また電力系統については、他の形態（例えば６０Ｈｚの商用電源を伝送するもの）であっても同様に考えることができる。
The power system is formed by connecting a
［パワコンの構成等について］
次にパワコン１の構成等について説明する。図１に示すようにパワコン１は、コンデンサ１２、インバータ回路１４、インダクタ１５、コンデンサ１６、電流検出回路１７、電圧検出回路１８、連系リレー１９、およびパワコン制御装置２０などを備えている。
[About the configuration of the power conditioner]
Next, the configuration of the power conditioner 1 will be described. As shown in FIG. 1, the power conditioner 1 includes a
直流電源２から送出された電力は、コンデンサ１２によって状態が整えられ、インバータ回路１４に届けられる。インバータ回路１４は、受取った電力を交流に変換し、後段側に送出する。なおインバータ回路１４は、パワコン制御装置２０から受取ったゲート信号Ｓｇに応じて動作する。
The power sent from the DC power supply 2 is adjusted by the
インバータ回路１４から送出された電力は、インダクタ１５やコンデンサ１６によって波形が整えられ、連系リレー１９を介して、電力系統に出力される。
The waveform of the electric power sent from the
連系リレー１９は、パワコン制御装置２０から受取ったリレー切替信号Ｓｒに応じて、開閉が切替えられる。通常は、連系リレー１９は閉じられており、パワコン１および直流電源２が電力系統に連系されるが、連系リレー１９が開かれると、当該連系は解除される。
The
また電流検出回路１７は、パワコン１と電力系統が連系している連系点の電流（端子Ｔ２を流れる電流と同等）の値を、継続的に検出する回路である。電流検出回路１７によって検出された電流値の情報は、電流検出信号Ｉｄとして、パワコン制御装置２０に伝送される。
The
電圧検出回路１８は、パワコン１と電力系統が連系している連系点の電圧（端子Ｔ２の両極間における電圧と同等）の値を、継続的に検出する回路である。電圧検出回路１８によって検出された電圧値の情報は、電圧検出信号Ｖｄとして、パワコン制御装置２０に伝送される。
The
パワコン制御装置２０は、電流検出信号Ｉｄや電圧検出信号Ｖｄを継続的に受取ることにより、連系点における電力、電圧、および電流を継続的に検出することが可能となっている。
The power
パワコン制御装置２０は、受取った電流検出信号Ｉｄおよび電圧検出信号Ｖｄに基づいて、各種の演算処理などを実行し、適切な動作がなされるようにパワコン１を制御する装置である。パワコン制御装置２０は、ゲート信号Ｓｇを送出してインバータ回路１４を制御するとともに、リレー切替信号Ｓｒを送出して連系リレー１９を制御する。
The
ここでパワコン１の通常時の出力電力は、所定の連系規定に準拠している必要がある。すなわち、パワコン１の出力に係る電流歪率や力率などが規定の範囲内に収まることや、出力される電流の波形を正弦波とすること等が必要とされる。また電力系統の電力状態を乱さぬように、パワコン１の出力電力が、電力系統に整合することも必要とされる。 Here, the normal output power of the power conditioner 1 needs to comply with a predetermined interconnection rule. That is, it is necessary that the current distortion factor, power factor, and the like related to the output of the power conditioner 1 be within a specified range, and that the waveform of the output current be a sine wave. In addition, the output power of the power conditioner 1 must be matched to the power system so as not to disturb the power state of the power system.
パワコン制御装置２０は、通常時、このような条件が満たされるように、電流検出信号Ｉｄおよび電圧検出信号Ｖｄに基づいてゲート信号Ｓｇを生成して送出し、インバータ回路１４をＰＷＭ［Pulse Width Modulation］方式等によって制御する。
The power
［パワコン制御装置の具体的構成について］
パワコン制御装置２０は、上述した動作を行うように構成されるが、その具体的形態については特に限定されない。例えば、必要な各処理を主にソフトウェア処理によって実現する構成であっても良く、主にハードウェア処理によって実現する構成であっても良い。本実施形態におけるパワコン制御装置２０の構成は、一例として図２に示す構成となっている。当該構成について以下に説明する。
[Specific configuration of power control device]
The power
図２に示すようにパワコン制御装置２０は、主制御部２１、制御器２２、ＰＷＭコンパレータ２３、および三角波生成回路２４などを備えている。
As shown in FIG. 2, the power
主制御部２１は、電圧検出回路１８から電圧検出信号Ｖｄが入力されるようになっており、当該信号に応じた各種処理を実行する回路である。主制御部２１は、パワコン１の出力（交流の出力電圧）に能動的変化を付与するための変化付与信号を、制御器２２に出力することが可能となっている。また主制御部２１は、連系リレー１９へリレー切替信号Ｓｒを出力する機能も有している。
The
制御器２２は、電圧検出信号Ｖｄおよび電流検出信号Ｉｄが入力されるようになっており、これらの信号に基づいてインバータ操作量（系統電圧の波形とほぼ同等となる、電圧指令波形を表す）の信号を生成して出力する。制御器２２は、例えば検出される交流電圧と交流電流との合成和に基づいた信号を、インバータ操作量の信号として生成する。但し制御器２２は、主制御部２１から変化付与信号が入力されているときは、この信号をも加えてインバータ操作量を生成する。これにより、パワコン１の出力に能動的変化が付与されるように、インバータ操作量の信号が生成される。
The
ＰＷＭコンパレータ２３は、非反転入力端子に制御器２２の出力（インバータ操作量の信号）が入力され、反転入力端子に三角波生成回路２４が生成する基準三角波の信号が入力される。ＰＷＭコンパレータ２８はこれらの比較結果に応じたパルス信号を、ゲート信号Ｓｇとしてインバータ回路１４へ出力する。
In the
［連系状態制御動作について］
ところで単独運転が発生したときは、パワコン１における電力系統への連系を、速やかに解除させる必要がある。そこでパワコン制御装置２０は、上述したようなインバータ回路１４の制御に並行して、単独運転が発生したか否かに応じてパワコン１と電力系統との連系状態を適切に制御するための、連系状態制御動作を実行するようになっている。以下、この連系状態制御動作について、図３に示すフローチャートを参照しながら、より詳細に説明する。
[About connected state control operation]
By the way, when the independent operation occurs, it is necessary to quickly release the connection to the power system in the power conditioner 1. Accordingly, the
主制御部２１は、通常時、電圧検出信号Ｖｄ等に基づいて、電力系統に基準レベルを超える電気的変動が生じたかを、継続的に監視するようになっている（ステップＳ１）。なおここでの「電気的変動」は、例えば、電圧低下、周波数の変化、位相跳躍、および高調波電圧の変化のうちの、一つまたは複数が該当する。
The
単独運転が発生する原因としては、例えば落雷の影響による電力系統の遮断が考えられる。そしてこのような電力系統の遮断が生じたとき、少なくとも一時的に、上述したような電気的変動が生じる。このことから、当該電気的変動がある程度のレベルを超えたときは、単独運転の発生が疑われることになる。上述した「基準レベル」は、単独運転の発生が疑われる程度のレベルに設定されている。 As a cause of the occurrence of the isolated operation, for example, the interruption of the electric power system due to the influence of lightning can be considered. And when such a power system interruption occurs, the above-described electrical fluctuation occurs at least temporarily. From this, when the electrical fluctuation exceeds a certain level, the occurrence of isolated operation is suspected. The above-mentioned “reference level” is set to a level at which the occurrence of isolated operation is suspected.
しかしながら、単独運転が発生していなくても、何らかの原因により、電気的変動が基準レベルを超える可能性がある。すなわち、基準レベルを超える電気的変動が検出されたときは、単独運転の発生が疑われるものの、単独運転が発生していないことも考えられる。 However, even if the isolated operation does not occur, the electrical fluctuation may exceed the reference level for some reason. That is, when an electrical fluctuation exceeding the reference level is detected, it may be considered that the isolated operation is not generated although the occurrence of the isolated operation is suspected.
そこで、基準レベルを超える電気的変動が検出された場合（ステップＳ１のＹ）、主制御部２１は、予め定められた単独運転判別動作を実行し、単独運転が発生したか否かを判別することとする（ステップＳ２）。単独運転判別動作は、単独運転の発生の有無をより精度良く判別する動作であり、具体的内容については改めて説明する。
Therefore, when an electrical fluctuation exceeding the reference level is detected (Y in step S1), the
単独運転判別動作の実行により、単独運転が発生したと判別された場合（ステップＳ３のＹ）、主制御部２１は、ゲート信号Ｓｇを停止させ、ほぼ同時に、連系リレー１９を開くためのリレー切替信号Ｓｒを連系リレー１９に送出し、連系リレー１９を開いた状態に制御する。これにより、パワコン１の電力系統への連系が解除され、単独運転が停止される（ステップＳ４）。
When it is determined by the execution of the isolated operation determination operation that the isolated operation has occurred (Y in Step S3), the
一方、単独運転判別動作の実行により、単独運転は発生していないと判別された場合（ステップＳ３のＮ）、パワコン１の電力系統への連系を解除させる必要は無い。そのため主制御部２１は、連系リレー１９を開くこととせず、ステップＳ１の動作に戻る。上述した一連の連系状態制御動作が実行されることにより、パワコン装置２０は、単独運転の発生の有無を精度良く判別し、この判別の結果に応じた適切な処置を行うようになっている。
On the other hand, when it is determined that the isolated operation has not occurred by executing the isolated operation determination operation (N in step S3), it is not necessary to release the connection of the power conditioner 1 to the power system. Therefore, the
［単独運転判別動作について］
次に、単独運転判別動作（ステップＳ２）の具体的内容について、図４に示すフローチャートを参照しながら説明する。
[Independent operation discrimination operation]
Next, the specific contents of the isolated operation determination operation (step S2) will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
単独運転判別動作の開始に伴い、主制御部２１は、パワコン１の出力電力への能動的変化の付与を開始する（ステップＳ１１）。この能動的変化は、単独運転を判別するための意図的な誤差として与えられるものである。
Along with the start of the independent operation determination operation, the
より具体的には、主制御部２１は所定の変化付与信号を生成し、変化付与信号を制御器２２に出力することにより、能動的変化の付与を開始する。この変化付与信号は、電圧の周波数（交流電圧の基本波形の周波数であり、以下、「基本周波数」と称することがある）、基本電圧（交流電圧における基本周波数の成分）の振幅、力率（パワコン１から流れる電流と交流電圧との位相差）、および高調波電圧（基本電圧を基準とした高調波電圧）の振幅の各々について、パワコン１の出力電力に能動的変化が付与されるようにする信号である。
More specifically, the
なお、基本周波数（電圧の周波数）、基本電圧の振幅、力率、および高調波電圧の振幅は、何れも、電力の状態に関するパラメータの一例である。また高調波電圧としては、例えば、３次高調波電圧、５次高調波電圧、７時高調波電圧などの各種類が挙げられるが、何れを採用するかについては特に限定されない。また何れか一種の高調波電圧のみを採用するのではなく、複数種を総合したものを、高調波電圧として採用しても構わない。 Note that the fundamental frequency (voltage frequency), the amplitude of the fundamental voltage, the power factor, and the amplitude of the harmonic voltage are all examples of parameters relating to the power state. In addition, examples of the harmonic voltage include various types such as a third harmonic voltage, a fifth harmonic voltage, and a 7 o'clock harmonic voltage, but there is no particular limitation as to which one is adopted. Further, not only one kind of harmonic voltage but also a combination of plural kinds may be adopted as the harmonic voltage.
なお主制御部２１は、所定の周波数−位相特性を有するフィルタを用いて、変化付与信号を生成することが可能である。例えば、電圧検出信号Ｖｄにおける周波数から変動させる分の周波数（変動周波数）を求めた後、この変動周波数と所定の周波数−位相関係に基づいて変動させる分の位相を特定し、この特定された位相に基づいて変化付与信号を生成することが可能である。但し、変化付与信号を生成する手法については、これに限定されるものではない。
Note that the
そして主制御部２１は、変化付与信号を出力してパワコン１の出力に能動的変化が付与されるようにしつつ、次の動作を実行する。主制御部２１は、電圧検出信号Ｖｄに基づいて連系点における基本周波数を検出し、この基本周波数の変化状況が所定の第１判別条件を満たしたかを判断する（ステップＳ１２）。
Then, the
この第１判別条件は、連系点における基本周波数に基づいて、単独運転の発生の有無を暫定的に判別するための条件である。つまり第１判別条件が満たされた場合、電力系統の電力状態が、パワコン１の出力に付与された能動的変化に追従したとみなされ、単独運転が発生したと暫定的に判別される。 The first determination condition is a condition for tentatively determining whether or not an isolated operation has occurred based on the fundamental frequency at the interconnection point. That is, when the first determination condition is satisfied, it is considered that the power state of the power system follows the active change given to the output of the power conditioner 1, and it is temporarily determined that an isolated operation has occurred.
第１判別条件の具体的内容については、各種の態様とすることが可能であり、特に限定されない。一例を挙げれば、数百周期前の基本周波数を基準とし、基本周波数が一定以上の変化度合で一定期間以上、継続的に変化した場合に、第１判別条件が満たされたとすることが可能である。 The specific content of the first determination condition can be various aspects and is not particularly limited. For example, it is possible to assume that the first determination condition is satisfied when the fundamental frequency continuously changes for a certain period or more with a certain degree of change with a fundamental frequency several hundred cycles before. is there.
なお電力系統の電圧の周波数に関しては、電力系統に何らかの電気的変動が生じたときに、過渡的に急激な位相急変状態となる。そのため、例えばパワコン１の出力に能動的変化の付与が開始された後の最初の１〜２周期の基本周波数は参考値とし、３周期目以降の基本周波数（例えば３〜５周期分）について、基準とする基本周波数から変化しているか否かを、第１判別条件としても良い。 Regarding the frequency of the voltage of the electric power system, when an electric fluctuation occurs in the electric power system, a sudden and sudden phase change state occurs. Therefore, for example, the fundamental frequency of the first 1-2 cycles after the start of the application of the active change to the output of the power conditioner 1 is a reference value, and the fundamental frequencies after the third cycle (for example, 3-5 cycles) are as follows: Whether the frequency changes from the reference fundamental frequency may be used as the first determination condition.
また主制御部２１は、電圧検出信号Ｖｄに基づいて連系点における基本電圧の振幅を検出し、この基本電圧の振幅が、所定の第２判別条件を満たしたかを判断する（ステップＳ１３）。
Further, the
この第２判別条件は、連系点における基本電圧の振幅の変化状況に基づいて、単独運転の発生の有無を暫定的に判別するための条件である。つまり第２判別条件が満たされた場合、電力系統の電力状態が、パワコン１の出力に付与された能動的変化に追従したとみなされ、単独運転が発生したと暫定的に判別される。 The second determination condition is a condition for tentatively determining whether or not an isolated operation has occurred based on the change state of the amplitude of the basic voltage at the interconnection point. That is, when the second determination condition is satisfied, it is considered that the power state of the power system follows the active change given to the output of the power conditioner 1, and it is temporarily determined that an isolated operation has occurred.
第２判別条件の具体的内容については、各種の態様とすることが可能であり、特に限定されない。一例を挙げれば、数周期前の基本電圧の振幅を基準とし、基本電圧の振幅が一定以上の度合で変化した場合に、第２判別条件が満たされたとすることが可能である。なお、能動的変化の付与が開始された後の最初の１周期だけではなく、例えばその後の数周期の期間に亘って基本電圧の振幅が変動し続けたか否かを、第２判別条件としても良い。 The specific content of the second determination condition can be various aspects and is not particularly limited. For example, it is possible to assume that the second determination condition is satisfied when the amplitude of the basic voltage changes at a certain degree or more with reference to the amplitude of the basic voltage several cycles ago. Note that whether or not the amplitude of the basic voltage continues to fluctuate not only in the first one period after the start of the application of the active change but also in the subsequent several periods is also used as the second determination condition. good.
また主制御部２１は、電圧検出信号Ｖｄに基づいて連系点における高調波電圧の振幅を検出し、この高調波電圧の振幅が、所定の第３判別条件を満たしたかを判断する（ステップＳ１４）。
The
この第３判別条件は、連系点における高調波電圧の振幅の変化状況に基づいて、単独運転の発生の有無を暫定的に判別するための条件である。第３判別条件が満たされた場合、電力系統における電力状態が、パワコン１の出力に付与された能動的変化に追従したとみなされ、単独運転が発生したと暫定的に判別される。 The third determination condition is a condition for tentatively determining whether or not an isolated operation has occurred based on the change state of the amplitude of the harmonic voltage at the interconnection point. When the third determination condition is satisfied, it is considered that the power state in the power system follows an active change given to the output of the power conditioner 1, and it is tentatively determined that an isolated operation has occurred.
第３判別条件の具体的内容については、各種の態様とすることが可能であり、特に限定されない。一例を挙げれば、数周期前の高調波電圧の振幅を基準とし、高調波電圧の振幅が一定以上の度合で変化した場合に、第３判別条件が満たされたとすることが可能である。なお、能動的変化の付与が開始された後の最初の１周期だけではなく、例えばその後の数周期の期間に亘って高調波電圧の振幅が変動し続けたか否かを、第３判別条件としても良い。 The specific contents of the third determination condition can be various aspects and are not particularly limited. For example, it is possible that the third determination condition is satisfied when the amplitude of the harmonic voltage changes at a certain degree or more with reference to the amplitude of the harmonic voltage several cycles before. Note that whether or not the amplitude of the harmonic voltage continued to fluctuate not only in the first one cycle after the start of the application of the active change but over the next several cycles, for example, is set as a third determination condition. Also good.
そして主制御部２１は、第１判別条件が満たされており（ステップＳ１５のＹ）、かつ、第２判別条件および第３判別条件の少なくとも一方が満たされている（ステップＳ１６のＹ）場合には、単独運転が発生したと判別し（ステップＳ１７）、単独運転判別動作を終了させる。
The
一方、主制御部２１は、第１判別条件が満たされていないとき（ステップＳ１５のＮ）や、第２判別条件および第３判別条件の何れも満たされていないとき（ステップＳ１６のＮ）には、パワコン１の出力への能動的変化の付与を開始してから、判別設定時間が経過したかを判断する（ステップＳ１８）。
On the other hand, when the first determination condition is not satisfied (N in Step S15) or when neither the second determination condition nor the third determination condition is satisfied (N in Step S16), the
この判別設定時間は、単独運転の判別に用いられる時間として、予め設定されているものである。主制御部２１は、判別設定時間が経過したと判断した場合には（ステップＳ１８のＹ）、単独運転は発生していないと判別し（ステップＳ１９）、単独運転判別動作を終了させる。一方、主制御部２１は、判別設定時間が経過していないと判断した場合には（ステップＳ１８のＮ）、ステップＳ１２の動作を繰り返す。
This determination setting time is set in advance as a time used for determination of isolated operation. When determining that the determination set time has elapsed (Y in Step S18), the
上述した単独運転判別動作によれば、第１判別条件が満たされただけでは単独運転が発生したとは判別されず、これに加えて、第２判別条件または第３判別条件が満たされたときに、単独運転が発生したと判別される。そのため、第１判別条件が満たされただけで単独運転が発生したと判別される場合に比べ、単独運転が発生したと誤って判別されることが抑えられるようになっている。 According to the above-described isolated operation determination operation, it is not determined that the isolated operation has occurred only when the first determination condition is satisfied. In addition, when the second determination condition or the third determination condition is satisfied In addition, it is determined that an isolated operation has occurred. For this reason, it is possible to suppress erroneous determination that an isolated operation has occurred, compared to a case where it is determined that an isolated operation has occurred simply by satisfying the first determination condition.
例えば、電力系統の電圧の周波数がたまたま一方向へ連続的に変動したようなとき、第１判別条件だけが考慮される場合には、単独運転が誤って判別されるおそれがある。しかし本実施形態のパワコン１によれば、第１判別条件に加えて、第２判別条件または第３判別条件が満たされないと単独運転が発生したとは判別されないため、電力系統の電圧の周波数がたまたま一方向へ連続的に変動したときでも、単独運転が誤って判別されることは回避される。 For example, when only the first determination condition is considered when the frequency of the voltage of the electric power system happens to continuously change in one direction, there is a possibility that the isolated operation is erroneously determined. However, according to the power conditioner 1 of the present embodiment, it is not determined that the isolated operation has occurred unless the second determination condition or the third determination condition is satisfied in addition to the first determination condition. Even when it happens to fluctuate continuously in one direction, it is avoided that the single operation is erroneously determined.
［単独運転判別動作の変形例について］
単独運転判別動作の具体的内容は上述した形態には限られず、様々な形態が採用され得る。ここで単独運転判別動作の変形例について、図５に示すフローチャートを参照しながら説明する。
[Variation of isolated operation discrimination operation]
The specific content of the isolated operation determination operation is not limited to the above-described form, and various forms can be adopted. Here, a modification of the isolated operation determination operation will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
単独運転判別動作の開始に伴い、主制御部２１は、パワコン１の出力電力への能動的変化の付与を開始する（ステップＳ２１）。なおステップＳ２１の動作は、先述したステップＳ１１の動作と同等である。
With the start of the independent operation determination operation, the
そして主制御部２１は、変化付与信号を出力してパワコン１の出力に能動的変化が付与されるようにしつつ、次の動作を実行する。主制御部２１は、電圧検出信号Ｖｄに基づいて連系点における基本周波数を検出し、この基本周波数の変化状況が所定の第１判別条件を満たしたかを判断する（ステップＳ２２）。なおステップＳ２２の動作は、先述したステップＳ１２の動作と同等である。
Then, the
そして第１判別条件が満たされている場合には（ステップＳ２３のＹ）、主制御部２１は、電圧検出信号Ｖｄに基づいて連系点における基本電圧の振幅を検出し、この基本電圧の振幅が、所定の第２判別条件を満たしたかを判断する（ステップＳ２４）。なおステップＳ２４の動作は、先述したステップＳ１３の動作と同等である。
If the first determination condition is satisfied (Y in step S23), the
そして主制御部２１は、第２判別条件が満たされている場合には（ステップＳ２５のＹ）、単独運転が発生したと判別し（ステップＳ２６）、単独運転判別動作を終了させる。一方、第２判別条件が満たされていない場合には（ステップＳ２５のＮ）、主制御部２１は、電圧検出信号Ｖｄに基づいて連系点における高調波電圧の振幅を検出し、この高調波電圧の振幅が、所定の第３判別条件を満たしたかを判断する（ステップＳ２７）。なおステップＳ２７の動作は、先述したステップＳ１４の動作と同等である。
When the second determination condition is satisfied (Y in step S25), the
そして主制御部２１は、第３判別条件が満たされている場合には（ステップＳ２８のＹ）、単独運転が発生したと判別し（ステップＳ２６）、単独運転判別動作を終了させる。一方、主制御部２１は、第１判別条件が満たされていない場合（ステップＳ２３のＮ）、或いは第３判別条件が満たされていない場合（ステップＳ２８のＮ）には、パワコン１の出力への能動的変化の付与を開始してから、判別設定時間が経過したかを判断する（ステップＳ２９）。なおステップＳ２９の動作は、先述したステップＳ１８の動作と同等である。
When the third determination condition is satisfied (Y in step S28), the
主制御部２１は、判別設定時間が経過したと判断した場合には（ステップＳ２９のＹ）、単独運転は発生していないと判別し（ステップＳ３０）、単独運転判別動作を終了させる。一方、主制御部２１は、判別設定時間が経過していないと判断した場合には（ステップＳ２９のＮ）、ステップＳ２２の動作を繰り返す。
When determining that the determination set time has elapsed (Y in Step S29), the
上述した変形例に係る単独運転判別動作によっても、第１判別条件が満たされただけでは単独運転が発生したとは判別されない。第１判別条件が満たされ、かつ、第２判別条件または第３判別条件が満たされたときに、単独運転が発生したと判別される。そのため、第１判別条件が満たされただけで単独運転が発生したと判別される場合に比べ、単独運転が発生したと誤って判別されることが抑えられるようになっている。 Even by the single operation determination operation according to the above-described modification, it is not determined that the single operation has occurred if the first determination condition is satisfied. When the first determination condition is satisfied and the second determination condition or the third determination condition is satisfied, it is determined that the single operation has occurred. For this reason, it is possible to suppress erroneous determination that an isolated operation has occurred, compared to a case where it is determined that an isolated operation has occurred simply by satisfying the first determination condition.
また当該変形例に係る単独運転判別動作によれば、第１判別条件および第２判別条件が満たされた場合には（ステップＳ２５のＹを参照）、直ちに単独運転が発生したと判別され、第３判別条件が満たされているかの判断動作（ステップＳ２７を参照）の実行を、省略することが可能となっている。なお当該変形例では、第２判別条件が満たされているかの判断動作が、第３判別条件が満たされているかの判断動作より先に行われるようになっているが、何れが先に行われるようにしても構わない。 Further, according to the isolated operation determination operation according to the modified example, when the first determination condition and the second determination condition are satisfied (see Y in Step S25), it is determined that the isolated operation has occurred immediately, The execution of the determination operation (see step S27) for determining whether or not the three determination conditions are satisfied can be omitted. In this modification, the determination operation as to whether the second determination condition is satisfied is performed prior to the determination operation as to whether the third determination condition is satisfied, but which is performed first. It doesn't matter if you do.
［二次電池を用いる場合について］
先述したように、直流電源２として二次電池が用いられる場合、パワコン１は二次電池を放電させるだけでなく、充電させることも可能となるように構成される。具体的には、パワコン１は、双方向の電力変換装置（二次電池を放電させる方向には電力の直流−交流変換を行い、充電させる方向には電力の交流−直流変換を行う装置）として構成され、二次電池の充放電が行われるように動作する。
[When using a secondary battery]
As described above, when a secondary battery is used as the DC power source 2, the power conditioner 1 is configured not only to discharge the secondary battery but also to charge it. Specifically, the power conditioner 1 is a bidirectional power conversion device (a device that performs DC-AC conversion of power in the direction of discharging the secondary battery and AC / DC conversion of power in the direction of charging). It is comprised and operate | moves so that charging / discharging of a secondary battery may be performed.
これによりパワコン１は、二次電池を放電させる場合には、二次電池の放電により得られる直流電力を交流の出力電力に変換し、電力系統に出力するように動作する。なおこの際、これまでに説明した連系状態制御動作（ステップＳ１〜Ｓ４）が実行されることになる。 As a result, when the secondary battery is discharged, the power conditioner 1 operates to convert DC power obtained by discharging the secondary battery into AC output power and output the AC power to the power system. At this time, the interconnection state control operation (steps S1 to S4) described so far is executed.
一方、パワコン１は、二次電池を充電させる場合には、電力系統から得られる交流電力を直流に変換して二次電池に送出し、二次電池を充電するように動作する。なおこの際にも、上述の連系状態制御動作に準じた動作が実行されるようにしても良い。 On the other hand, when charging the secondary battery, the power conditioner 1 operates such that AC power obtained from the power system is converted into direct current, sent to the secondary battery, and the secondary battery is charged. Also in this case, an operation according to the above-described interconnection state control operation may be executed.
２．第２実施形態
次に第２実施形態について説明する。なお第２実施形態は、単独運転判別動作の内容を除き、基本的には第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる点の説明に重点を置き、第１実施形態と同等の点については説明を省略することがある。
2. Second Embodiment Next, a second embodiment will be described. The second embodiment is basically the same as the first embodiment except for the content of the isolated operation determination operation. In the following description, emphasis is placed on the description of points that are different from the first embodiment, and description of points that are the same as in the first embodiment may be omitted.
本実施形態に係るパワコン１は、単独運転判別動作において、連系点における電力或いは電圧が変化している方向に応じて、パワコン１の出力電力の大きさを変化させるようになっている。すなわちパワコン１は、第１実施形態においてパワコン１の出力に付与していた能動的変化（１次的変化）に加え、更に２次的変化として、上述したような出力電力の大きさの変化を、パワコン１の出力に対して与えるようになっている。 The power conditioner 1 according to the present embodiment is configured to change the magnitude of the output power of the power conditioner 1 according to the direction in which the power or voltage at the interconnection point is changing in the isolated operation determination operation. That is, the power conditioner 1 performs the change in the output power as described above as a secondary change in addition to the active change (primary change) given to the output of the power conditioner 1 in the first embodiment. , It is given to the output of the power conditioner 1.
この２次的変化は、連系点における電力或いは電圧が増大側の方向に変化しているときは、増大側の方向の変化（パワコン１の出力電力を大きくする変化）として、連系点における電力或いは電圧が減少側の方向に変化しているときは、減少側の方向の変化（パワコン１の出力電力を小さくする変化）として、パワコン１の出力電力に付与されることになる。 When the power or voltage at the connection point changes in the increasing direction, this secondary change is indicated as a change in the increasing direction (change that increases the output power of the power conditioner 1). When the power or voltage changes in the decreasing direction, the change is applied to the output power of the power conditioner 1 as a change in the decreasing direction (change that decreases the output power of the power conditioner 1).
なお連系点における高調波電圧のみが変化した場合（パワコン１の出力電力と負荷５が消費する電力が、ちょうど釣り合っている場合）には、パワコン１の出力電力を変化させる方向は、増大側と減少側の何れとしても構わない。
When only the harmonic voltage at the connection point changes (when the output power of the power conditioner 1 and the power consumed by the
このような２次的変化を加え、連系点における電力或いは電圧が２次的変化に追従することが確認できれば、単独運転が発生したと判定し、逆に追従しない場合には単独運転は発生していないと判定することが可能である。本実施形態ではこのような２次的変化を与えることによって、単独運転の検出の確実性をより一層高めることが可能となっている。 If such a secondary change is applied and it can be confirmed that the power or voltage at the interconnection point follows the secondary change, it is determined that an isolated operation has occurred. It is possible to determine that it is not. In this embodiment, it is possible to further increase the certainty of detection of an isolated operation by giving such a secondary change.
例えば、電力系統の電圧の周波数がたまたま一方向へ連続的に変動し、更に、基本電圧や高調波電圧の振幅についても、あたかも単独運転の発生時のように変化が生じるケースであっても、第２実施形態のパワコン１によれば、単独運転の誤判別を抑えることが可能である。 For example, the frequency of the voltage of the electric power system happens to continuously change in one direction, and the amplitude of the basic voltage and the harmonic voltage also changes as if the single operation occurred. According to the power conditioner 1 of the second embodiment, it is possible to suppress erroneous determination of isolated operation.
なお、上述したような２次的変化を与えるための手法としては、各種の形態が採用され得る。一例としては次のように、主制御部２１が、パワコン１の出力電力に２次的変化を与えるようにすることが可能である。
In addition, various forms can be adopted as a method for giving the secondary change as described above. As an example, it is possible for the
すなわち主制御部２１は、単独運転判別動作の実行時において、連系点における基準電圧或いは高調波電圧の振幅がある方向（増大側或いは減少側の方向）に変化したことを検出したとき、パワコン１の出力電力に２次的変化が付与されるように、制御器２２に指令を出す。
That is, when the
なおこの指令は、連系点における基準電圧或いは高調波電圧の振幅が増大側の方向に変化していたときは、パワコン１の出力電力が所定量だけ増大するようにし、連系点における基準電圧或いは高調波電圧の振幅が減少側の方向に変化していたときは、パワコン１の出力電力が所定量だけ減少するようにする指令である。 Note that this command is such that when the reference voltage or harmonic voltage amplitude at the interconnection point changes in the increasing direction, the output power of the power conditioner 1 is increased by a predetermined amount, and the reference voltage at the interconnection point is increased. Alternatively, when the amplitude of the harmonic voltage is changing in the decreasing direction, the command is to reduce the output power of the power conditioner 1 by a predetermined amount.
また制御器２２は、この指令を受けたときには、当該指令に従ってパワコン１の出力電力が変化するように、インバータ操作量を決定する。これにより結果として、連系点における電圧が変化している方向に応じて、パワコン１の出力電力の大きさを変化させることが可能である。
Further, when receiving this command, the
上述したように、第２実施形態に係るパワコン１は、連系点における電力状態の値が変動している方向を検出し、該検出された方向に応じて、パワコン１の出力電力の大きさを調節するようになっている。そのため、単独運転の検出の確実性をより一層高めることが可能となっている。 As described above, the power conditioner 1 according to the second embodiment detects the direction in which the value of the power state at the interconnection point varies and the magnitude of the output power of the power conditioner 1 according to the detected direction. Is to adjust. Therefore, it is possible to further increase the certainty of detection of an isolated operation.
３．第３実施形態
次に第３実施形態について説明する。なお第３実施形態は、単独運転判別動作の内容を除き、基本的には第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる点の説明に重点を置き、第１実施形態と同等の点については説明を省略することがある。
3. Third Embodiment Next, a third embodiment will be described. The third embodiment is basically the same as the first embodiment except for the content of the isolated operation determination operation. In the following description, emphasis is placed on the description of points that are different from the first embodiment, and description of points that are equivalent to the first embodiment may be omitted.
本実施形態に係るパワコン１は、常時（単独運転が発生する前から）、パワコン１の出力電力と負荷電力（負荷５が消費する電力）とのバランス（以下「電力バランス」と称する）を把握しておく。そしてこの電力バランスに基づいて、単独運転を判別するための条件（例えば、第１実施形態の説明で述べた第１〜第３判別条件）の内容を決定する。 The power conditioner 1 according to the present embodiment grasps the balance (hereinafter referred to as “power balance”) between the output power of the power conditioner 1 and the load power (the power consumed by the load 5) at all times (before the single operation occurs). Keep it. And based on this electric power balance, the content of the conditions (For example, the 1st-3rd discrimination conditions described in description of 1st Embodiment) for discriminating an independent driving | operation is determined.
なお単独運転の発生時での、連系点における基本周波数や基本電圧等の振幅の変化の傾向は、電力バランスによって異なることが分かっている。図６は、電力バランスによって、これらの傾向がどのようになるかを例示したグラフである。 It has been found that the tendency of amplitude changes such as the fundamental frequency and the fundamental voltage at the interconnection point at the time of isolated operation differs depending on the power balance. FIG. 6 is a graph illustrating how these tendencies change depending on the power balance.
なお図６において、横軸は負荷電力とパワコン１の出力電力との有効電力の差を、縦軸は負荷電力とパワコン１の出力電力との無効電力の差を、それぞれ表している。なお図６に示すＰ点（５％,５％）は、例えばパワコン１の出力電力が４ｋＷであるのに対し、負荷電力が４．２ｋＷ＋２００Ｖａｒであることを示している。 In FIG. 6, the horizontal axis represents the difference in active power between the load power and the output power of the power conditioner 1, and the vertical axis represents the difference in reactive power between the load power and the output power of the power conditioner 1. Note that point P (5%, 5%) shown in FIG. 6 indicates that the output power of the power conditioner 1 is 4 kW, for example, while the load power is 4.2 kW + 200 Var.
図６に示すように、有効電力について、負荷電力がパワコン１の出力電力より大きいときには、単独運転発生時での連系点における基本電圧は低下する傾向にある。一方、有効電力について、負荷電力がパワコン１の出力電力より小さいときには、単独運転発生時での連系点における基本電圧は上昇する傾向にある。また有効電力について、負荷電力とパワコン１の出力電力との差が約５％より小さいときには、単独運転発生時での連系点における高調波電圧は上昇する傾向にある。 As shown in FIG. 6, when the load power is larger than the output power of the power conditioner 1 with respect to the active power, the basic voltage at the interconnection point when the single operation occurs tends to decrease. On the other hand, when the load power is smaller than the output power of the power conditioner 1 with respect to the active power, the basic voltage at the interconnection point when the single operation occurs tends to increase. As for the active power, when the difference between the load power and the output power of the power conditioner 1 is smaller than about 5%, the harmonic voltage at the interconnection point when the single operation occurs tends to increase.
また無効電力について、負荷電力がパワコン１の出力電力より誘導性にある場合には、単独運転発生時での連系点における基本周波数は上昇する傾向にある。一方、無効電力について、負荷電力がパワコン１の出力電力より容量性にある場合には、単独運転発生時での連系点における基本周波数は低下する傾向にある。 As for reactive power, when the load power is more inductive than the output power of the power conditioner 1, the fundamental frequency at the interconnection point at the time of isolated operation tends to increase. On the other hand, when the load power is more capacitive than the output power of the power conditioner 1 with respect to the reactive power, the fundamental frequency at the interconnection point when the single operation occurs tends to decrease.
このように、負荷電力とパワコン１の出力電力について、有効電力に差が有る場合は、単独運転が発生したときに基本電圧の振幅が変化するし、無効電力に差が有る場合は、単独運転が発生したとき基本周波数が変化することになる。 As described above, when there is a difference between the active power and the load power and the output power of the power conditioner 1, the amplitude of the basic voltage changes when the single operation occurs, and when there is a difference between the reactive powers, the single operation is performed. When this occurs, the fundamental frequency changes.
上述したことから、予め電力バランスが判れば、単独運転発生時における連系点での基本周波数や基本電圧等の振幅の変化の傾向を、予め想定しておくことができる。そのため本実施形態のパワコン１によれば、現在の電力バランスに応じて単独運転を判別するための条件を適切に決定し、単独運転をより精度良く判別することが可能である。 From the above, if the power balance is known in advance, the tendency of changes in amplitude such as the fundamental frequency and the fundamental voltage at the interconnection point when the single operation occurs can be assumed in advance. Therefore, according to the power conditioner 1 of the present embodiment, it is possible to appropriately determine the conditions for determining the isolated operation according to the current power balance, and to determine the isolated operation with higher accuracy.
一例を挙げれば、パワコン１は、単独運転の発生時に連系点での基本周波数や基本電圧等の振幅が変化するレベル或いは方向等を、現時点の電力バランスに基づいて予め想定しておく。そして、実際にこの想定通りの変化が生じたら単独運転が発生したと暫定的に判別されるように、第１〜第３判別条件を決定しておく。 For example, the power conditioner 1 assumes in advance the level or direction in which the amplitude of the fundamental frequency, the fundamental voltage, etc. at the interconnection point changes when an independent operation occurs based on the current power balance. Then, the first to third determination conditions are determined so as to tentatively determine that the isolated operation has occurred if the actual change occurs as expected.
なお、電力バランスを把握するための手法としては、各種の形態が採用され得る。一例としては図７に示すように、負荷５と系統遮断器４との間に、パワコン１から電力系統側への逆潮流電力を継続的に検出するセンサ３０を設けておく。そしてセンサ３０の検出結果の情報が、パワコン制御装置２０へ伝送されるようにしておく。
Various forms can be adopted as a method for grasping the power balance. As an example, as shown in FIG. 7, a
これによりパワコン制御装置２０は、パワコン１の出力電力と負荷電力との釣合バランスが判り、負荷電力がわかることとなる。そのためパワコン制御装置２０は、電力バランスを把握し、この電力バランスに基づいて、単独運転を判別するための条件の内容を決定することが可能である。
Thereby, the power
上述したように、第３実施形態に係るパワコン１は、パワコン１の出力電力と連系点に接続された負荷５の電力とのバランスを把握し、このバランスに基づいて、単独運転を判別するための判別条件を決定するようになっている。そのためこのバランスに応じて判別条件を適切に決定し、単独運転をより精度良く判別することが可能となっている。
As described above, the power conditioner 1 according to the third embodiment grasps the balance between the output power of the power conditioner 1 and the power of the
なお第２実施形態では、単独運転の発生時に、連系点における電圧等が変化している方向に応じて、パワコン１の出力電力を変化させるようにするため、この変化している方向を検出するまでにある程度の時間を要することになる。この点、第３実施形態では、単独運転が発生する前から電力バランスを把握しておき、単独運転の発生に備えるようになっているため、より迅速な対応が可能となっている。 In the second embodiment, when the isolated operation occurs, the changing direction is detected in order to change the output power of the power conditioner 1 according to the changing direction of the voltage at the interconnection point. It will take some time to do. In this regard, in the third embodiment, since the power balance is grasped before the occurrence of the isolated operation and prepared for the occurrence of the isolated operation, a quicker response is possible.
但し、電力バランスが均衡している状況（つまり、パワコン１の出力電力と負荷電力とがほぼ同等である状況）では、単独運転発生時での連系点における基本周波数や基本電圧等の振幅の変化の傾向を、予め想定しておくことは比較的難しくなる。そこで後述する第４実施形態は、このような問題点を解決するものとなっている。 However, in a situation where the power balance is balanced (that is, a situation where the output power of the power conditioner 1 and the load power are almost equal), the amplitude of the fundamental frequency, the fundamental voltage, etc. at the interconnection point when the single operation occurs It is relatively difficult to assume a change tendency in advance. Therefore, the fourth embodiment to be described later solves such problems.
４．第４実施形態
次に第４実施形態について説明する。なお第４実施形態は、単独運転判別動作の内容を除き、基本的には第１実施形態と同様である。以下の説明では、第１実施形態と異なる点の説明に重点を置き、第１実施形態と同等の点については説明を省略することがある。
4). Fourth Embodiment Next, a fourth embodiment will be described. The fourth embodiment is basically the same as the first embodiment except for the content of the isolated operation determination operation. In the following description, emphasis is placed on the description of points that are different from the first embodiment, and description of points that are equivalent to the first embodiment may be omitted.
本実施形態に係るパワコン１は、第３実施形態の場合と同様に、常時、パワコン１の出力電力と負荷電力とのバランス（電力バランス）を把握しておく。そしてこの電力バランスを意図的に不均衡とするように（つまり、パワコン１の出力電力と負荷電力とが釣り合わないように）、予めパワコン１の出力電力を調節しておく。 As in the case of the third embodiment, the power conditioner 1 according to this embodiment always knows the balance (power balance) between the output power of the power conditioner 1 and the load power. Then, the output power of the power conditioner 1 is adjusted in advance so that this power balance is intentionally unbalanced (that is, the output power of the power conditioner 1 and the load power are not balanced).
なお、電力バランスを意図的に不均衡とするための手法としては、各種の形態が採用され得る。一例としては主制御部２１が、電力バランスを意図的に不均衡とするために、パワコン１の出力電力に必要な変化を与えるようにすることが可能である。
Note that various forms can be adopted as a method for intentionally imbalance the power balance. As an example, it is possible for the
すなわち主制御部２１は、電力バランスを常時把握しておく。そして主制御部２１は、電力バランスが均衡している状況では、電力バランスを不均衡とするために必要な変化がパワコン１の出力電力に付与されるように、制御器２２に指令を出す。そして制御器２２は、この指令を受けたときには、当該指令に従ってパワコン１の出力電力が変化するように、インバータ操作量を決定する。
That is, the
例えば、負荷電力（Ｐ１，Ｑ１）が（３．８ｋＷ，０．１ｋＶａｒ）の場合には、パワコン１の出力電力（Ｐ２，Ｑ２）が（４．０ｋＷ，−０．２ｋＶａｒ）となるように、インバータ操作量が決定されるようにする。これにより結果として、電力バランスが不均衡となるように、パワコン１の出力電力を変化させることが可能である。 For example, when the load power (P1, Q1) is (3.8 kW, 0.1 kVar), the output power (P2, Q2) of the power conditioner 1 is (4.0 kW, −0.2 kVar). The inverter operation amount is determined. As a result, it is possible to change the output power of the power conditioner 1 so that the power balance becomes unbalanced.
このようにして電力バランスを不均衡に維持しておけば、単独運転発生時での連系点における基本周波数や基本電圧等の振幅の変化等は、容易に推定可能となる。そのため本実施形態のパワコン１によれば、単独運転をより精度良く判別することが可能である。 If the power balance is maintained in an unbalanced manner in this way, changes in the amplitude of the fundamental frequency, the fundamental voltage, and the like at the interconnection point when the single operation occurs can be easily estimated. Therefore, according to the power conditioner 1 of this embodiment, it is possible to determine the isolated operation with higher accuracy.
上述したように、第４実施形態に係るパワコン１は、パワコン１の出力電力と連系点に接続された負荷の電力とのバランスを把握し、このバランスが不均衡となるように、パワコン１の出力電力を調節するようになっている。そのため、単独運転をより精度良く判別することが可能となっている。 As described above, the power conditioner 1 according to the fourth embodiment grasps the balance between the output power of the power conditioner 1 and the power of the load connected to the interconnection point, and the power conditioner 1 so that this balance becomes unbalanced. The output power is adjusted. Therefore, it is possible to discriminate the isolated operation with higher accuracy.
［その他］
以上までに説明した通り、本実施形態に係るパワコン１（電力変換装置）は、電力系統に連系し、直流電力を交流の出力電力に変換して該電力系統に出力するようになっている。そしてパワコン１は、出力電力に能動的変化を付与したときの、連系点における電力の状態に関するパラメータに基づいて、単独運転の発生を判別する機能部（単独運転判別部）を備えている。
[Others]
As described above, the power conditioner 1 (power conversion device) according to the present embodiment is connected to a power system, converts DC power to AC output power, and outputs the AC power to the power system. . And the power conditioner 1 is provided with the function part (single operation discrimination | determination part) which discriminate | determines generation | occurrence | production of an independent operation based on the parameter regarding the state of the electric power in a connection point when an active change is provided to output electric power.
そして単独運転判別部は、このパラメータの一種である電圧の周波数（基本周波数）が予め設定された判別条件（第１判別条件）を満たし、かつ、別の種類のパラメータ（基本電圧または高調波電圧の振幅）が予め設定された判別条件（第２または第３判別条件）を満たした場合に、単独運転が発生したと判別する。 The isolated operation discrimination unit satisfies a discrimination condition (first discrimination condition) in which the voltage frequency (basic frequency), which is a kind of this parameter, and has another type of parameter (basic voltage or harmonic voltage). Is determined to satisfy the predetermined determination condition (second or third determination condition), it is determined that an isolated operation has occurred.
なお本実施形態では、電圧の周波数とは別の種類のパラメータとして、基本電圧または高調波電圧の振幅が採用されている。但しこの形態は一例であって、その他の形態が採用されていても構わない。 In this embodiment, the amplitude of the basic voltage or the harmonic voltage is adopted as a parameter of a different type from the voltage frequency. However, this form is an example, and other forms may be adopted.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこの内容に限定されるものではない。また本発明の実施形態は、本発明の主旨を逸脱しない限り、種々の改変を加えることが可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to this content. The embodiments of the present invention can be variously modified without departing from the gist of the present invention.
本発明は、電力系統に連系するパワーコンディショナ等に利用することができる。 The present invention can be used for a power conditioner connected to an electric power system.
１ パワーコンディショナ（電力変換装置）
２ 直流電源（分散電源）
３ 系統電源
４ 系統遮断機
５ 負荷
１２ コンデンサ
１４ インバータ回路
１５ インダクタ
１６ コンデンサ
１７ 電流検出回路
１８ 電圧検出回路
１９ 連系リレー
２０ パワコン制御装置
２１ 主制御部
２２ 制御器
２３ ＰＷＭコンパレータ
２４ 三角波生成回路
３０ センサ
1 Power conditioner (power converter)
2 DC power supply (distributed power supply)
3
Claims (2)
力する電力変換装置であって、
前記出力電力の力率を変化させて当該出力電力に能動的変化を付与したときの前記連系
点における電力の基本周波数が一定以上の変化度合で一定期間以上継続的に変化した場合
に単独運転が発生したと暫定的に判別する第１判別条件と、
前記能動的変化を付与したときの前記連系点における電力の基本周波数の振幅が一定以
上の度合で変化した場合に単独運転が発生したと暫定的に判別する第２判別条件と、
前記能動的変化を付与したときの前記連系点における電力の高調波電圧の振幅が一定以
上の変化度合で変化した場合に単独運転が発生したと暫定的に判別する第３判別条件とを
有し、
第１判別条件が満たされており、かつ第２判別条件および第３判別条件の少なくとも一
方が満たされている場合に単独運転が発生したと判別する制御部を備えることを特徴とす
る電力変換装置。 A power conversion device that converts DC power supplied by a DC power source into AC output power and outputs it to a power system via a connection point,
Independent operation when the fundamental frequency of the power at the interconnection point when the power factor of the output power is changed by changing the power factor of the output power continuously changes over a certain period at a certain degree of change A first determination condition for tentatively determining that occurrence has occurred;
A second determination condition for tentatively determining that an isolated operation has occurred when the amplitude of the fundamental frequency of power at the interconnection point when the active change is applied changes to a certain degree or more;
There is a third determination condition for tentatively determining that an isolated operation has occurred when the amplitude of the harmonic voltage of the power at the interconnection point when the active change is applied changes at a certain degree of change. And
A power conversion device comprising: a control unit that determines that an isolated operation has occurred when the first determination condition is satisfied and at least one of the second determination condition and the third determination condition is satisfied .
前記直流電力を交流電力に変換して、前記電力系統に出力することを特徴とする電力供
給システム。 The power conversion device according to claim 1 and the DC power supply,
The DC power is converted into AC power and output to the power system.
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