JP7040337B2 - Power converter and flicker control method - Google Patents

Description

本発明は、電力変換装置及びフリッカ制御方法に関する。 The present invention relates to a power converter and a flicker control method.

例えばパワーコンディショナ等の電力変換装置には、系統連系における単独運転検出機能が設けられる。単独運転検出機能の１つとして、電力系統側に無効電力を注入し、系統停止時に現れる周波数の変化を検出することで単独運転状態であると判定する無効電力注入方式がある。 For example, a power conversion device such as a power conditioner is provided with an independent operation detection function in grid interconnection. As one of the independent operation detection functions, there is an invalid power injection method that injects reactive power into the power system side and detects a change in frequency that appears when the system is stopped to determine that the system is in an independent operation state.

上記のような無効電力注入方式による単独運転検出機能に起因するフリッカの発生が問題となっている。特許文献１には、系統電源の周波数偏差が予め定められた範囲外になった後、周波数偏差が収束方向に変化している場合に、出力する無効電力を緩やかに減少させるよう無効電力量を調整することで、フリッカを抑制する装置が開示される。この装置では、無効電力量の調整が開始された後、予め定められた時間が経過した場合に、無効電力量の調整を停止する。 The generation of flicker due to the independent operation detection function by the above-mentioned reactive power injection method has become a problem. In Patent Document 1, when the frequency deviation of the grid power supply is out of the predetermined range and then the frequency deviation changes in the convergence direction, the amount of reactive power to be output is gradually reduced. By adjusting, a device for suppressing flicker is disclosed. In this device, the adjustment of the ineffective power amount is stopped when a predetermined time elapses after the adjustment of the ineffective power amount is started.

特開２０１７－０９３０２５号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-93025

特許文献１に開示された装置では、無効電力を一時的に減少させてフリッカを抑制するが、電力系統側のインピーダンスには変化がないため、無効電力の調整を停止すれば再度フリッカが増大すると考えられる。したがって、フリッカの増減が繰り返されるだけで、フリッカが人間に与えるちらつきを抑制する効果が十分に得られない可能性がある。 In the device disclosed in Patent Document 1, the reactive power is temporarily reduced to suppress flicker, but since the impedance on the power system side does not change, if the adjustment of the reactive power is stopped, the flicker increases again. Conceivable. Therefore, there is a possibility that the effect of suppressing the flicker that flicker gives to humans cannot be sufficiently obtained only by repeatedly increasing and decreasing the flicker.

本開示は、以下の発明を含む。但し、本発明は、特許請求の範囲によって定められるものである。 The present disclosure includes the following inventions. However, the present invention is defined by the scope of claims.

本発明の一態様に係る電力変換装置は、系統電源と連系する電力変換装置であって、前記系統電源が接続される交流電路に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測する視覚指標計測部と、前記視覚指標計測部によって計測された前記視覚指標が減少するように、前記交流電路に注入する無効電力を調整する調整部と、を備える。 The power conversion device according to one aspect of the present invention is a power conversion device interconnected with a grid power supply, and is a human being by flicker based on the frequency of the physical quantity of the ineffective power injected into the AC electric circuit to which the grid power supply is connected. It is provided with a visual index measuring unit that measures a visual index related to flicker felt by the user, and an adjusting unit that adjusts the ineffective power to be injected into the AC electric circuit so that the visual index measured by the visual index measuring unit is reduced. ..

また、本発明の一態様に係るフリッカ制御方法は、系統電源と電力変換装置との系統連系におけるフリッカを制御するフリッカ制御方法であって、前記系統電源が接続される交流電路に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測し、計測された前記視覚指標が減少するように、前記交流電路に注入する無効電力を調整する。 Further, the flicker control method according to one aspect of the present invention is a flicker control method for controlling flicker in a grid interconnection between a grid power supply and a power conversion device, and is injected into an AC electric circuit to which the grid power supply is connected. Based on the frequency of the physical quantity related to the reactive power, the visual index related to the flicker felt by a human being due to the flicker is measured, and the reactive power injected into the AC electric circuit is adjusted so that the measured visual index is reduced.

本発明によれば、人間が感じるフリッカによるちらつきを効果的に抑制することができる。 According to the present invention, flicker caused by flicker felt by humans can be effectively suppressed.

実施形態に係るパワーコンディショナ（電力変換装置）による系統連系の一構成例を示すブロック図である。It is a block diagram which shows one configuration example of the grid interconnection by the power conditioner (power conversion apparatus) which concerns on embodiment. 実施形態に係るパワーコンディショナのフリッカ制御に関する機能を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the function about the flicker control of the power conditioner which concerns on embodiment. ＪＥＭ１４９８に規定される注入無効電力を示すグラフである。It is a graph which shows the injection invalid power specified in JEM1498. 実施形態に係るパワーコンディショナによる単独運転検出処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the independent operation detection processing by the power conditioner which concerns on embodiment. 実施形態に係るパワーコンディショナによるフリッカ制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the flicker control processing by the power conditioner which concerns on embodiment. 周波数に対するちらつき視感度係数を表す感度曲線を示すグラフである。It is a graph which shows the sensitivity curve which shows the flicker luminosity factor with respect to a frequency. シミュレーションに使用した系統連系のモデルを示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the model of the grid interconnection used for the simulation. シミュレーションにより得られた周波数偏差の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the frequency deviation obtained by the simulation. シミュレーションにより得られた無効電力の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the reactive power obtained by the simulation. シミュレーションにより得られた系統電圧の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the system voltage obtained by the simulation. 評価試験により得られたＸ及びＹを変化させたときの系統電圧の周波数変化を示すグラフである。It is a graph which shows the frequency change of the system voltage when X and Y obtained by the evaluation test are changed. 評価試験により得られたＸ及びＹを変化させたときの視感度係数の変化を示すグラフである。It is a graph which shows the change of the luminosity factor when X and Y obtained by the evaluation test are changed. Ｘ＝２００ｍｓ、Ｙ＝３２０ｍｓとした場合のシミュレーションにより得られた系統電圧の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the system voltage obtained by the simulation when X = 200ms, Y = 320ms. Ｘ＝８００ｍｓ、Ｙ＝３２０ｍｓとした場合のシミュレーションにより得られた系統電圧の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the system voltage obtained by the simulation when X = 800ms, Y = 320ms. Ｘ＝２００ｍｓ、Ｙ＝７２０ｍｓとした場合のシミュレーションにより得られた系統電圧の変動を示すグラフである。It is a graph which shows the fluctuation of the system voltage obtained by the simulation when X = 200ms, Y = 720ms.

＜本発明の実施形態の概要＞
以下、本発明の実施形態の概要を列記して説明する。 <Outline of Embodiment of the present invention>
Hereinafter, the outlines of the embodiments of the present invention will be described in a list.

（１） 本実施形態に係る電力変換装置は、系統電源と連系する電力変換装置であって、前記系統電源が接続される交流電路に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測する視覚指標計測部と、前記視覚指標計測部によって計測された前記視覚指標が減少するように、前記交流電路に注入する無効電力を調整する調整部と、を備える。これにより、視覚指標が減少するように無効電力が調整されるため、人間が感じるフリッカによるちらつきを効果的に抑制することができる。 (1) The power conversion device according to the present embodiment is a power conversion device interconnected with a grid power supply, and is flickered based on the frequency of the physical quantity of the ineffective power injected into the AC electric circuit to which the grid power supply is connected. A visual index measuring unit that measures a visual index related to flicker felt by a human, and an adjusting unit that adjusts the ineffective power to be injected into the AC electric circuit so that the visual index measured by the visual index measuring unit decreases. Be prepared. As a result, the reactive power is adjusted so that the visual index is reduced, so that the flicker caused by flicker felt by humans can be effectively suppressed.

上記の物理量は、無効電力と同期的に変動する物理量とすることができる。つまり、物理量は、無効電力、周波数偏差、系統電圧から選択されてもよい。系統電圧の周波数は、フリッカによって人間が感じるちらつきに影響を及ぼす。このため、無効電力に関する物理量の周波数に基づいて、視覚指標を計測することができる。周期は、周波数の逆数であり、周波数と一対一に対応する。したがって、物理量の周波数から視覚指標を計測することができれば、物理量の周期からも視覚指標を計測することができる。よって、物理量の周期を用いて視覚指標を計測することは、物理量の周波数に基づいて視覚指標を計測していることに他ならない。 The above physical quantity can be a physical quantity that fluctuates synchronously with the reactive power. That is, the physical quantity may be selected from the reactive power, the frequency deviation, and the system voltage. The frequency of the system voltage affects the flicker felt by humans due to flicker. Therefore, the visual index can be measured based on the frequency of the physical quantity related to the reactive power. The period is the reciprocal of the frequency and has a one-to-one correspondence with the frequency. Therefore, if the visual index can be measured from the frequency of the physical quantity, the visual index can also be measured from the cycle of the physical quantity. Therefore, measuring the visual index using the cycle of the physical quantity is nothing but measuring the visual index based on the frequency of the physical quantity.

（２） また、本実施形態に係る電力変換装置において、前記物理量は、前記交流電路における周波数偏差であってもよい。これにより、交流電路における周波数偏差を用いて、視覚指標を計測することができる。なお、この場合の視覚指標は、周波数偏差の周波数それ自体としてもよいし、周波数偏差の周波数と系統電圧の変動量との乗算の結果等、周波数偏差の周波数を用いて算出される数値としてもよい。 (2) Further, in the power conversion device according to the present embodiment, the physical quantity may be a frequency deviation in the AC electric circuit. This makes it possible to measure the visual index using the frequency deviation in the AC electric circuit. The visual index in this case may be the frequency of the frequency deviation itself, or may be a numerical value calculated using the frequency of the frequency deviation, such as the result of multiplying the frequency of the frequency deviation and the fluctuation amount of the system voltage. good.

（３） また、本実施形態に係る電力変換装置において、前記物理量は、前記交流電路に注入される無効電力であってもよい。これにより、交流電路に注入される無効電力を用いて、視覚指標を計測することができる。なお、この場合の視覚指標は、無効電力の周波数それ自体としてもよいし、無効電力の周波数と系統電圧の変動量との乗算の結果等、無効電力の周波数を用いて算出される数値としてもよい。 (3) Further, in the power conversion device according to the present embodiment, the physical quantity may be the ineffective power injected into the AC electric circuit. This makes it possible to measure the visual index using the reactive power injected into the AC electric circuit. The visual index in this case may be the frequency of the reactive power itself, or may be a numerical value calculated using the frequency of the reactive power, such as the result of multiplying the frequency of the reactive power and the fluctuation amount of the system voltage. good.

（４） また、本実施形態に係る電力変換装置において、前記物理量は、前記交流電路における系統電圧であってもよい。これにより、系統電圧を用いて、視覚指標を計測することができる。なお、この場合の視覚指標は、系統電圧の周波数それ自体としてもよいし、系統電圧の周波数と系統電圧の変動量との乗算の結果等、系統電圧の周波数を用いて算出される数値としてもよい。 (4) Further, in the power conversion device according to the present embodiment, the physical quantity may be a system voltage in the AC electric circuit. This makes it possible to measure the visual index using the system voltage. The visual index in this case may be the frequency of the system voltage itself, or may be a numerical value calculated using the frequency of the system voltage, such as the result of multiplication of the frequency of the system voltage and the fluctuation amount of the system voltage. good.

（５） また、本実施形態に係る電力変換装置において、前記視覚指標は、前記物理量の周波数によって定義されるちらつき視感度係数に基づいて定められてもよい。ちらつき視感度係数α_ｎを用いて、視覚指標を計測することができる。なお、この場合の視覚指標は、ちらつき視感度係数α_ｎそれ自体としてもよいし、ちらつき視感度係数α_ｎと系統電圧の変動量との乗算の結果等、ちらつき視感度係数α_ｎを用いて算出される数値としてもよい。また、無効電力が注入される場合における電力系統の周波数偏差、無効電力、及び系統電圧は同一周期であり、同位相又は逆位相となる。このため、ちらつき視感度係数は、周波数偏差、無効電力、及び系統電圧の何れの周波数で定義されてもよい。 (5) Further, in the power conversion device according to the present embodiment, the visual index may be determined based on the flicker luminosity factor defined by the frequency of the physical quantity. The visual index can be measured using the flicker luminosity factor α _n . The visual index in this case may be the flicker luminosity factor α _n itself, or the flicker luminosity factor α _n such as the result of multiplying the flicker luminosity factor α _n by the fluctuation amount of the system voltage. It may be a calculated numerical value. Further, when the reactive power is injected, the frequency deviation, the reactive power, and the system voltage of the power system have the same period and are in phase or opposite phase. Therefore, the flicker luminosity factor may be defined by any frequency of frequency deviation, reactive power, and system voltage.

（６） また、本実施形態に係る電力変換装置において、前記視覚指標は、前記交流電路における系統電圧の変動量に基づいて定められてもよい。これにより、系統電圧の変動量（即ち、振幅）に基づいて、視覚指標を計測することができる。したがって、フリッカが発生していても、人間にとってちらつきを感じない程度に系統電圧の変動量が十分に小さければ、視覚指標が減少するように無効電力を調整しなくてもよい。 (6) Further, in the power conversion device according to the present embodiment, the visual index may be determined based on the fluctuation amount of the system voltage in the AC electric circuit. Thereby, the visual index can be measured based on the fluctuation amount (that is, the amplitude) of the system voltage. Therefore, even if flicker occurs, if the fluctuation amount of the system voltage is sufficiently small so that humans do not feel flicker, it is not necessary to adjust the reactive power so that the visual index decreases.

（７） また、本実施形態に係る電力変換装置において、前記電力変換装置は、現在より時間Ｘだけ過去における期間Ｙについての前記交流電路の周波数の移動平均値と、最新の所定期間についての前記交流電路の周波数の移動平均値とを減算することにより、前記交流電路における周波数偏差を計測する周波数偏差計測部をさらに備え、前記調整部は、Ｘ及びＹの少なくとも一方を増加させることにより、前記無効電力を調整してもよい。Ｘ及びＹの少なくとも一方を増加させることにより、視覚指標を減少させることができる。 (7) Further, in the power conversion device according to the present embodiment, the power conversion device has the moving average value of the frequency of the AC electric circuit for the period Y in the past by the time X from the present, and the latest predetermined period. The frequency deviation measuring unit for measuring the frequency deviation in the AC electric circuit is further provided by subtracting the moving average value of the frequency of the AC electric circuit, and the adjusting unit increases at least one of X and Y, thereby. The dead power may be adjusted. The visual index can be decreased by increasing at least one of X and Y.

（８） また、本実施形態に係るフリッカ制御方法は、系統電源と電力変換装置との系統連系におけるフリッカを制御するフリッカ制御方法であって、前記系統電源が接続される交流電路に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測し、計測された前記視覚指標が減少するように、前記交流電路に注入する無効電力を調整する。これにより、視覚指標が減少するように無効電力が調整されるため、人間が感じるフリッカによるちらつきを効果的に抑制することができる。 (8) Further, the flicker control method according to the present embodiment is a flicker control method for controlling flicker in the grid interconnection between the grid power supply and the power conversion device, and is injected into an AC electric circuit to which the grid power supply is connected. Based on the frequency of the physical quantity related to the reactive power, the visual index related to the flicker felt by humans due to the flicker is measured, and the reactive power injected into the AC electric circuit is adjusted so that the measured visual index is reduced. As a result, the reactive power is adjusted so that the visual index is reduced, so that the flicker caused by flicker felt by humans can be effectively suppressed.

＜本発明の実施形態の詳細＞
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。 <Details of the Embodiment of the present invention>
Hereinafter, the details of the embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

［１．電力変換装置の構成］
図１は、本実施形態に係る電力変換装置による系統連系の一構成例を示すブロック図である。電力システム１００は、系統電源（交流電源）２００と、太陽光発電装置３００と、蓄電池４００と、電力変換装置であるパワーコンディショナ５００と、周波数センサ６００とを備える。太陽光発電装置３００はパワーコンディショナ５００に接続され、発電電力がパワーコンディショナ５００に供給される。蓄電池４００はパワーコンディショナ５００に接続され、パワーコンディショナ５００に対して直流電力の入出力が可能である。即ち、蓄電池４００は放電時にはパワーコンディショナ５００へ直流電力を供給し、充電時にはパワーコンディショナ５００から直流電力を受電する。 [1. Power converter configuration]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of grid interconnection by the power conversion device according to the present embodiment. The power system 100 includes a system power supply (AC power supply) 200, a photovoltaic power generation device 300, a storage battery 400, a power conditioner 500 which is a power conversion device, and a frequency sensor 600. The photovoltaic power generation device 300 is connected to the power conditioner 500, and the generated power is supplied to the power conditioner 500. The storage battery 400 is connected to the power conditioner 500, and DC power can be input / output to / from the power conditioner 500. That is, the storage battery 400 supplies DC power to the power conditioner 500 when discharging, and receives DC power from the power conditioner 500 when charging.

系統電源２００からは交流電路２１０が延びており、需要家の家電機器等の負荷に交流電力を供給する。パワーコンディショナ５００は、太陽光発電装置３００及び蓄電池４００の少なくとも一方から与えられた直流電力を交流電力に変換する。パワーコンディショナ５００は、交流電路２１０に接続され、電力系統側に交流電力を出力する。 An AC electric line 210 extends from the grid power supply 200 to supply AC power to the load of home appliances and the like of consumers. The power conditioner 500 converts DC power supplied from at least one of the photovoltaic power generation device 300 and the storage battery 400 into AC power. The power conditioner 500 is connected to the AC electric line 210 and outputs AC power to the power system side.

パワーコンディショナ５００は、電力変換回路５１０と、制御部５２０とを備える。電力変換回路５１０は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１，５１２と、インバータ５１３とを有する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１は、太陽光発電装置３００に接続され、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１２は、蓄電池４００に接続される。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１，５１２は、図示しない昇圧チョッパ回路，降圧チョッパ回路等を含み、太陽光発電装置３００及び蓄電池４００から出力される直流電力を電圧変換する。ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１，５１２は、ＤＣバス５１４を介してインバータ５１３に接続される。インバータ５１３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ５１１，５１２から出力される直流電力を交流電力に変換する。インバータ５１３は、変換した交流電力を交流電路２１０へ出力する。 The power conditioner 500 includes a power conversion circuit 510 and a control unit 520. The power conversion circuit 510 includes a DC / DC converter 511 and 512 and an inverter 513. The DC / DC converter 511 is connected to the photovoltaic power generation device 300, and the DC / DC converter 512 is connected to the storage battery 400. The DC / DC converters 511 and 512 include a step-up chopper circuit, a step-down chopper circuit, etc. (not shown), and voltage-convert the DC power output from the photovoltaic power generation device 300 and the storage battery 400. The DC / DC converters 511 and 512 are connected to the inverter 513 via the DC bus 514. The inverter 513 converts the DC power output from the DC / DC converters 511 and 512 into AC power. The inverter 513 outputs the converted AC power to the AC electric circuit 210.

制御部５２０は、電力変換回路５１０に接続され、電力変換回路５１０を制御する。制御部５２０は、ＣＰＵ５２１と、メモリ５２２とを有する。メモリ５２２は、揮発性メモリであるＲＡＭと、フラッシュメモリ等の非揮発性メモリとを有する（図示せず）。ＣＰＵ５２１は、メモリ５２２に記憶されたコンピュータプログラムを実行することができる。かかるコンピュータプログラムには、後述するフリッカ制御処理を実行するためのフリッカ制御プログラム５２３が含まれる。 The control unit 520 is connected to the power conversion circuit 510 and controls the power conversion circuit 510. The control unit 520 has a CPU 521 and a memory 522. The memory 522 has a RAM which is a volatile memory and a non-volatile memory such as a flash memory (not shown). The CPU 521 can execute the computer program stored in the memory 522. Such a computer program includes a flicker control program 523 for executing a flicker control process described later.

なお、制御部５２０は、ＣＰＵ及びメモリなどの複数の半導体チップ等から構成することもできるし、ＣＰＵ及びメモリ等の部分回路を内蔵する１つのＬＳＩパッケージとして構成することもできる。また、制御部５２０を、ソフトウェアを実行可能なＣＰＵにより構成するのではなく、同等の機能を実現するＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）等のハードウェア回路とすることもできる。 The control unit 520 may be configured from a plurality of semiconductor chips such as a CPU and a memory, or may be configured as one LSI package containing a partial circuit such as a CPU and a memory. Further, the control unit 520 is not configured by a CPU capable of executing software, but is a hardware circuit such as FPGA (Field-Programmable Gate Array) or ASIC (Application Specific Integrated Circuit) that realizes the same function. You can also.

周波数センサ６００は、交流電路２１０に設けられ、系統電力の周波数である系統周波数を検出する。周波数センサ６００は、制御部５２０に接続されており、系統周波数の検出結果（検出データ）を制御部５２０に送信する。なお、周波数センサ６００に代えて電圧センサを交流電路２１０に設け、系統電力の周期より短いサンプリング周期で又は時間的に連続して電圧センサが系統電圧を検出し、電圧センサによって検出された系統電圧から制御部５２０等が系統周波数を計測する構成であってもよい。 The frequency sensor 600 is provided in the AC electric circuit 210 and detects the system frequency, which is the frequency of the system power. The frequency sensor 600 is connected to the control unit 520, and transmits the detection result (detection data) of the system frequency to the control unit 520. A voltage sensor is provided in the AC electric circuit 210 instead of the frequency sensor 600, and the voltage sensor detects the system voltage in a sampling cycle shorter than the cycle of the system power or continuously in time, and the system voltage detected by the voltage sensor. The control unit 520 or the like may be configured to measure the system frequency.

［２．電力変換装置の機能］
図２は、本実施形態に係るパワーコンディショナ５００のフリッカ制御に関する機能の一例を示す機能ブロック図である。制御部５２０は、周波数偏差計測部５３１と、無効電力注入制御部５３２と、単独運転検出部５３３として機能する。 [2. Functions of power converter]
FIG. 2 is a functional block diagram showing an example of a function related to flicker control of the power conditioner 500 according to the present embodiment. The control unit 520 functions as a frequency deviation measurement unit 531, an reactive power injection control unit 532, and an independent operation detection unit 533.

周波数偏差計測部５３１は、過去移動平均算出部５３１ａと、現在移動平均算出部５３１ｂとを有する。過去移動平均算出部５３１ａは、周波数センサ６００から与えられた過去の系統周波数の移動平均値を算出する。例えば、系統周波数のサンプリング周期を５ｍｓとし、過去移動平均算出部５３１ａは、Ｘ前のＹにおける系統周波数の移動平均値を算出する。現在移動平均算出部５３１ｂは、周波数センサ６００から与えられた現在の系統周波数の移動平均値を算出する。例えば、現在移動平均算出部５３１ｂは、最新の４０ｍｓ間における系統周波数の移動平均値を算出する。周波数偏差計測部５３１は、系統周波数の過去移動平均値から現在移動平均値を減算することで、系統周波数偏差を計測する。 The frequency deviation measuring unit 531 has a past moving average calculation unit 531a and a current moving average calculation unit 531b. The past moving average calculation unit 531a calculates the moving average value of the past system frequency given by the frequency sensor 600. For example, the sampling period of the system frequency is set to 5 ms, and the past moving average calculation unit 531a calculates the moving average value of the system frequency in Y before X. The current moving average calculation unit 531b calculates the moving average value of the current system frequency given by the frequency sensor 600. For example, the current moving average calculation unit 531b calculates the moving average value of the system frequency in the latest 40 ms. The frequency deviation measuring unit 531 measures the system frequency deviation by subtracting the current moving average value from the past moving average value of the system frequency.

無効電力注入制御部５３２は、周波数偏差計測部５３１によって計測された系統周波数偏差に基づいて、無効電力量を算出し、この無効電力量を電力系統へ注入するよう電力変換回路５１０を制御する。 The ineffective power injection control unit 532 calculates an ineffective power amount based on the system frequency deviation measured by the frequency deviation measurement unit 531 and controls the power conversion circuit 510 so as to inject the ineffective power amount into the power system.

図３は、ＪＥＭ１４９８に規定される注入無効電力を示すグラフである。無効電力量は、例えば、図３に示されるＪＥＭ１４９８規定の注入無効電力の特性にしたがって算出される。図３のグラフにおいて、縦軸は無効電力を示し、横軸は周波数偏差を示す。図３に示されるように、周波数偏差が－０．０１Ｈｚから０．０１Ｈｚの範囲は不感帯であり、無効電力は０である。周波数偏差が－０．０１Ｈｚ以下では、注入無効電力は所定のゲインで増加し、０．２５ｐ．ｕ．に到達すると、それ以下の周波数偏差では注入無効電力が０．２５ｐ．ｕ．で固定される。周波数偏差が０．０１以上の範囲では、上記と正負が逆転する。即ち、周波数偏差が０．０１Ｈｚ以上では、注入無効電力は減少し（負の値が大きくなり）、－０．２５ｐ．ｕ．に到達すると、それ以上の周波数偏差では注入無効電力が－０．２５ｐ．ｕ．で固定される。 FIG. 3 is a graph showing the injection reactive power specified in JEM1498. The amount of reactive power is calculated, for example, according to the characteristics of the injected reactive power specified in JEM1498 shown in FIG. In the graph of FIG. 3, the vertical axis shows the reactive power and the horizontal axis shows the frequency deviation. As shown in FIG. 3, the frequency deviation in the range of −0.01 Hz to 0.01 Hz is a dead band, and the reactive power is 0. When the frequency deviation is -0.01 Hz or less, the injection reactive power increases at a predetermined gain, and 0.25 p. u. When the frequency deviation is less than that, the injection ineffective power becomes 0.25p. u. It is fixed with. In the range where the frequency deviation is 0.01 or more, the positive and negative are reversed from the above. That is, when the frequency deviation is 0.01 Hz or more, the injection reactive power decreases (the negative value becomes large), and -0.25 p. u. When the frequency deviation is higher than that, the injection reactive power becomes -0.25p. u. It is fixed with.

単独運転検出部５３３は、周波数センサ６００から与えられた系統周波数を監視し、系統周波数に所定以上の変動が生じた場合に、単独運転状態と判断する。単独運転検出部５３３は、単独運転状態を検出すると、電力変換回路５１０を停止することにより、電力系統側への電力供給を停止する。 The isolated operation detection unit 533 monitors the system frequency given by the frequency sensor 600, and determines that the isolated operation state is obtained when the system frequency fluctuates by a predetermined value or more. When the independent operation detection unit 533 detects the independent operation state, the independent operation detection unit 533 stops the power supply to the power system side by stopping the power conversion circuit 510.

制御部５２０は、視覚指標計測部５３４と、調整部５３５としてさらに機能する。視覚指標計測部５３４は、交流電路２１０に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測する。ここでは、物理量を周波数偏差としたときのパワーコンディショナ５００の構成について説明する。 The control unit 520 further functions as a visual index measurement unit 534 and an adjustment unit 535. The visual index measuring unit 534 measures a visual index related to flicker felt by humans due to flicker, based on the frequency of a physical quantity related to the reactive power injected into the AC electric circuit 210. Here, the configuration of the power conditioner 500 when the physical quantity is used as the frequency deviation will be described.

視覚指標は、物理量の周波数それ自体であってもよいし、物理量の周波数から演算により算出される数値であってもよい。物理量が周波数偏差である場合、視覚指標は周波数偏差の周波数であってもよいし、周波数偏差の周波数から演算によって得られる数値であってもよい。周波数偏差の周波数から演算によって得られる数値は、周波数偏差の周波数と系統電圧の変動量との乗算の結果とすることができる。 The visual index may be the frequency of the physical quantity itself, or may be a numerical value calculated from the frequency of the physical quantity by calculation. When the physical quantity is a frequency deviation, the visual index may be the frequency of the frequency deviation, or may be a numerical value obtained by calculation from the frequency of the frequency deviation. The numerical value obtained by calculation from the frequency of the frequency deviation can be the result of multiplying the frequency of the frequency deviation and the fluctuation amount of the system voltage.

ここでは、視覚指標を周波数偏差の周波数としたときのパワーコンディショナ５００の構成について説明する。つまり、視覚指標計測部５３４は、周波数偏差計測部５３１によって算出された周波数偏差の周波数を視覚指標として計測する。例えば、視覚指標計測部５３４は、系統周波数偏差のゼロクロス時刻を２点以上（一例として、数ｋＨｚ～数十ｋＨｚのサンプリング周波数の場合に例えば２～１０点）検出し、検出された２点以上のゼロクロス時刻から、系統周波数偏差の周波数を計測する。 Here, the configuration of the power conditioner 500 when the visual index is the frequency of the frequency deviation will be described. That is, the visual index measuring unit 534 measures the frequency of the frequency deviation calculated by the frequency deviation measuring unit 531 as a visual index. For example, the visual index measurement unit 534 detects two or more points of zero cross time of the system frequency deviation (for example, 2 to 10 points in the case of a sampling frequency of several kHz to several tens of kHz), and the detected two points or more. The frequency of the system frequency deviation is measured from the zero cross time of.

調整部５３５は、視覚指標計測部５３４によって計測された視覚指標が減少するように、交流電路２１０に注入する無効電力を調整する。ここでは、調整部５３５は、Ｘ及びＹの少なくとも１つを増加させることにより、無効電力を調整する。つまり、調整部５３５は、Ｘだけを増加させてもよいし、Ｙだけを増加させてもよいし、Ｘ及びＹの両方を増加させてもよい。 The adjusting unit 535 adjusts the reactive power to be injected into the AC electric circuit 210 so that the visual index measured by the visual index measuring unit 534 decreases. Here, the adjusting unit 535 adjusts the reactive power by increasing at least one of X and Y. That is, the adjusting unit 535 may increase only X, may increase only Y, or may increase both X and Y.

調整部５３５は、視覚指標を閾値と比較し、視覚指標が閾値以上である場合は、Ｘ及びＹの少なくとも１つを増加する。視覚指標が閾値未満である場合は、調整部５３５はＸ及びＹのいずれも増加しない。これによって、閾値指標が閾値以上の場合に、Ｘ及びＹの少なくとも１つが増加され、系統電圧の周波数が低減される。 The adjusting unit 535 compares the visual index with the threshold value, and if the visual index is equal to or greater than the threshold value, increases at least one of X and Y. When the visual index is less than the threshold value, the adjustment unit 535 does not increase either X or Y. This increases at least one of X and Y and reduces the frequency of the system voltage when the threshold index is greater than or equal to the threshold.

［３．電力変換装置の動作］
以下、本実施形態に係るパワーコンディショナ５００の動作について説明する。 [3. Operation of power converter]
Hereinafter, the operation of the power conditioner 500 according to the present embodiment will be described.

［３－１．単独運転検出］
まず、パワーコンディショナ５００による単独運転検出について説明する。図４は、本実施形態に係るパワーコンディショナ５００による単独運転検出処理の手順を示すフローチャートである。 [3-1. Independent operation detection]
First, the independent operation detection by the power conditioner 500 will be described. FIG. 4 is a flowchart showing a procedure of independent operation detection processing by the power conditioner 500 according to the present embodiment.

周波数センサ６００は、交流電路２１０における系統電力の周波数である系統周波数を検出する。周波数センサ６００からは、検出データが制御部５２０へ送信される。かかる系統周波数の検出は、例えば５ｍｓ毎に繰り返し行われる。ＣＰＵ５２１は、周波数センサ６００から系統周波数の検出データを受信すると、メモリ５２２に逐次記憶する（ステップＳ１０１）。 The frequency sensor 600 detects the system frequency, which is the frequency of the system power in the AC electric circuit 210. The frequency sensor 600 transmits the detection data to the control unit 520. The detection of such a system frequency is repeated, for example, every 5 ms. When the CPU 521 receives the detection data of the system frequency from the frequency sensor 600, the CPU 521 sequentially stores the detection data in the memory 522 (step S101).

ＣＰＵ５２１は、メモリ５２２に蓄積された系統周波数の時系列データから、現在より時間Ｘだけ過去の期間Ｙにおけるデータを抽出し（ステップＳ１０２）、系統周波数の過去移動平均値を算出する（ステップＳ１０３）。 The CPU 521 extracts the data in the past period Y by the time X from the present from the time series data of the system frequency stored in the memory 522 (step S102), and calculates the past moving average value of the system frequency (step S103). ..

ＣＰＵ５２１は、メモリ５２２に蓄積された系統周波数の時系列データから、所定の移動平均時間分（例えば、４０ｍｓ）の最新のデータを抽出し（ステップＳ１０４）、系統周波数の現在移動平均値を算出する（ステップＳ１０５）。 The CPU 521 extracts the latest data for a predetermined moving average time (for example, 40 ms) from the time series data of the system frequency stored in the memory 522 (step S104), and calculates the current moving average value of the system frequency. (Step S105).

ＣＰＵ５２１は、系統周波数の過去移動平均値と現在移動平均値との差である周波数偏差を算出する（ステップＳ１０６）。 The CPU 521 calculates the frequency deviation, which is the difference between the past moving average value and the current moving average value of the system frequency (step S106).

ＣＰＵ５２１は、算出された周波数偏差に基づいて、周波数フィードバックによる無効電力量を算出する（ステップＳ１０７）。この処理では、例えば、ＣＰＵ５２１が、メモリ５２２に予め記憶されている無効電力量と周波数偏差との関係を示す無効電力の特性データを参照し、周波数偏差と当該特性データとによって、注入する無効電力量を算出する。特性データは、例えば図３に示されるＪＥＭ１４９８規定の特性とすることができる。 The CPU 521 calculates the amount of ineffective power due to frequency feedback based on the calculated frequency deviation (step S107). In this process, for example, the CPU 521 refers to the characteristic data of the ineffective power indicating the relationship between the amount of ineffective power stored in advance in the memory 522 and the frequency deviation, and injects the ineffective power by the frequency deviation and the characteristic data. Calculate the amount. The characteristic data can be, for example, the characteristics specified in JEM1498 shown in FIG.

ＣＰＵ５２１は、算出された無効電力量に基づいて、制御信号を生成し、これを電力変換回路５１０に出力して、無効電力を注入するよう電力変換回路５１０を制御する（ステップＳ１０８）。 The CPU 521 generates a control signal based on the calculated amount of reactive power, outputs the control signal to the power conversion circuit 510, and controls the power conversion circuit 510 so as to inject the reactive power (step S108).

ＣＰＵ５２１は、メモリ５２２に格納される系統周波数の直近のデータを参照し、系統周波数に所定以上の変化があったか否かを判定する（ステップＳ１０９）。系統周波数に所定以上の変化があった場合には（ステップＳ１０９においてＹＥＳ）、ＣＰＵ５２１は単独運転状態であると判断し、電力変換回路５１０を停止させ（ステップＳ１１０）、単独運転検出処理を終了する。他方、系統周波数に所定以上の変化がない場合には（ステップＳ１０９においてＮＯ）、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１０１に処理を戻す。したがって、系統周波数に所定以上の変化がない間は、ステップＳ１０１～Ｓ１０９の処理が繰り返される。ステップＳ１０１～Ｓ１０９の周期は、例えば５ｍｓである。 The CPU 521 refers to the latest data of the system frequency stored in the memory 522, and determines whether or not the system frequency has changed by a predetermined value or more (step S109). When there is a change of the system frequency more than a predetermined value (YES in step S109), the CPU 521 determines that it is in the independent operation state, stops the power conversion circuit 510 (step S110), and ends the independent operation detection process. .. On the other hand, if the system frequency does not change more than a predetermined value (NO in step S109), the CPU 521 returns the process to step S101. Therefore, the processes of steps S101 to S109 are repeated while the system frequency does not change more than a predetermined value. The period of steps S101 to S109 is, for example, 5 ms.

［３－２．フリッカ制御］
次に、パワーコンディショナ５００によるフリッカ制御について説明する。図５は、本実施形態に係るパワーコンディショナ５００によるフリッカ制御処理の手順を示すフローチャートである。 [3-2. Flicker control]
Next, flicker control by the power conditioner 500 will be described. FIG. 5 is a flowchart showing a procedure of flicker control processing by the power conditioner 500 according to the present embodiment.

ＣＰＵ５２１は、上記のステップＳ１０６により算出された周波数偏差を、メモリ５２２に逐次記憶する。これにより、メモリ５２２には、周波数偏差の時系列データが記憶される。 The CPU 521 sequentially stores the frequency deviation calculated in step S106 above in the memory 522. As a result, the time series data of the frequency deviation is stored in the memory 522.

ＣＰＵ５２１は、視覚指標を計測する（ステップＳ１５１）。具体的には、ＣＰＵ５２１は、周波数偏差の時系列データから、周波数偏差の周波数を算出し、これを視覚指標とする。例えば、ＣＰＵ５２１は、周波数偏差のゼロクロス時刻を２点以上検出し、検出された２点以上のゼロクロス時刻から、周波数偏差の周波数を計測する。 The CPU 521 measures the visual index (step S151). Specifically, the CPU 521 calculates the frequency of the frequency deviation from the time series data of the frequency deviation, and uses this as a visual index. For example, the CPU 521 detects two or more zero-cross times of the frequency deviation, and measures the frequency of the frequency deviation from the two or more detected zero-cross times.

ＣＰＵ５２１は、視覚指標を閾値と比較し、視覚指標が閾値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１５２）。視覚指標は、人間が感じるフリッカによるちらつきを反映し、視覚指標が高いほど、人間が感じるちらつきは強い。 The CPU 521 compares the visual index with the threshold value and determines whether or not the visual index is equal to or greater than the threshold value (step S152). The visual index reflects the flicker caused by flicker felt by humans, and the higher the visual index, the stronger the flicker felt by humans.

ＣＰＵ５２１は、視覚指標が閾値以上である場合（ステップＳ１５２においてＹＥＳ）、周波数偏差の算出パラメータであるＸ及びＹの少なくとも１つを増加させる（ステップＳ１５３）。これにより、ステップＳ１０３における系統周波数の過去移動平均値算出におけるＸ，Ｙが変更される。ステップＳ１５３の処理の後、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１５１へ処理を戻す。他方、視覚指標が閾値未満である場合（ステップＳ１５２においてＮＯ）、ＣＰＵ５２１は、ステップＳ１５３へ処理を戻す。以上により、ステップＳ１５１～Ｓ１５３の処理が繰り返される。ステップＳ１５１～Ｓ１５３の周期は、例えば５ｍｓである。 When the visual index is equal to or greater than the threshold value (YES in step S152), the CPU 521 increases at least one of the frequency deviation calculation parameters X and Y (step S153). As a result, X and Y in the past moving average value calculation of the system frequency in step S103 are changed. After the process of step S153, the CPU 521 returns the process to step S151. On the other hand, when the visual index is less than the threshold value (NO in step S152), the CPU 521 returns the process to step S153. As a result, the processes of steps S151 to S153 are repeated. The period of steps S151 to S153 is, for example, 5 ms.

ここで、ステップＳ１５３において、Ｘ及びＹの両方を増加させることが好ましい。これにより、ちらつきを効率的に減少させることができる。また、Ｘを優先的に増加させてもよい。例えば、Ｘを先に増加させ、Ｘの値又は増加量が規定値に達すると、増加対象をＸからＹに切り替えてもよい。後述するように、Ｙに比べてＸの方がちらつき抑制効果が高い。このため、Ｘを優先的に増加させることによっても、ちらつきを効率的に抑制することができる。なお、Ｘのみを増加させてもよいし、Ｙのみを増加させてもよい。 Here, in step S153, it is preferable to increase both X and Y. This makes it possible to efficiently reduce flicker. Further, X may be increased preferentially. For example, X may be increased first, and when the value of X or the amount of increase reaches a specified value, the increase target may be switched from X to Y. As will be described later, X has a higher flicker suppressing effect than Y. Therefore, flicker can be efficiently suppressed by increasing X preferentially. It should be noted that only X may be increased, or only Y may be increased.

［４．変形例］
無効電力に関する物理量は、交流電路における周波数偏差ではなく、無効電力であってもよいし、系統電圧であってもよい。物理量が無効電力である場合、視覚指標は無効電力の周波数であってもよいし、無効電力の周波数から演算によって得られる数値であってもよい。無効電力の周波数から演算によって得られる数値は、無効電力の周波数と系統電圧の変動量との乗算の結果とすることができる。物理量が系統電圧である場合、視覚指標は系統電圧の周波数であってもよいし、系統電圧の周波数から演算によって得られる数値であってもよい。系統電圧の周波数から演算によって得られる数値は、系統電圧の周波数と系統電圧の変動量との乗算の結果とすることができる。 [4. Modification example]
The physical quantity related to the reactive power may be the reactive power or the system voltage, not the frequency deviation in the AC electric circuit. When the physical quantity is the reactive power, the visual index may be the frequency of the reactive power or a numerical value obtained by calculation from the frequency of the reactive power. The numerical value obtained by calculation from the frequency of the reactive power can be the result of multiplying the frequency of the reactive power and the fluctuation amount of the system voltage. When the physical quantity is the system voltage, the visual index may be the frequency of the system voltage or a numerical value obtained by calculation from the frequency of the system voltage. The numerical value obtained by calculation from the frequency of the system voltage can be obtained as the result of multiplication of the frequency of the system voltage and the fluctuation amount of the system voltage.

また、視覚指標は、ちらつき視感度係数α_ｎに基づいて定められてもよい。ちらつき視感度係数α_ｎは、一般社団法人電気協同研究会によって作成された感度曲線によって表される。図６は、周波数に対するちらつき視感度係数α_ｎを表す感度曲線を示すグラフである。図６において、縦軸はちらつき視感度係数α_ｎを示し、横軸は電圧変動の周波数ｆ_ｎを示す。図６に示されるように、ちらつき視感度係数α_ｎは、周波数ｆ_ｎに応じて変化し、周波数ｆ_１０＝１０Ｈｚにおいて最大値を取る。このようなちらつき視感度係数α_ｎを用いて、視覚指標を計測することができる。 Further, the visual index may be determined based on the flicker luminosity factor α _n . The flicker luminosity factor α _n is represented by a sensitivity curve created by the Electric Cooperative Research Association. FIG. 6 is a graph showing a sensitivity curve representing a flicker luminosity factor α _n with respect to frequency. In FIG. 6, the vertical axis indicates the flicker luminosity factor α _n , and the horizontal axis indicates the frequency f _n of the voltage fluctuation. As shown in FIG. 6, the flicker luminosity factor α _n changes according to the frequency f _n and takes the maximum value at the frequency f ₁₀ = 10 Hz. The visual index can be measured by using such a flicker luminosity factor α _n .

ちらつき視感度係数α_ｎに基づいて視覚指標を定める場合、例えば、視覚指標はちらつき視感度係数α_ｎであってもよいし、ちらつき視感度係数α_ｎから演算によって得られる数値であってもよい。ちらつき視感度係数α_ｎから演算によって得られる数値は、ちらつき視感度係数α_ｎと系統電圧の変動量との乗算の結果とすることができる。ちらつき視感度係数α_ｎは、周波数偏差の周波数から求めることができる。例えば、メモリ５２２に、周波数偏差の周波数とちらつき視感度係数α_ｎとの対応関係を示すルックアップテーブルを設けておき、ＣＰＵ５２１がこのルックアップテーブルを参照することにより、周波数偏差の周波数からちらつき視感度係数α_ｎを求めることができる。 When the visual index is determined based on the flicker luminosity factor α _n , for example, the visual index may be the flicker luminosity factor α _n , or is a numerical value obtained by calculation from the flicker luminosity factor α _n . May be. The numerical value obtained by calculation from the flicker luminosity factor α _n can be the result of multiplying the flicker luminosity factor α _n by the fluctuation amount of the system voltage. The flicker luminosity factor α _n can be obtained from the frequency of the frequency deviation. For example, the memory 522 is provided with a look-up table showing the correspondence between the frequency of the frequency deviation and the flicker luminosity factor α _n , and the CPU 521 refers to this look-up table to flicker from the frequency of the frequency deviation. The luminosity factor α _n can be obtained.

Ｘ及びＹの少なくとも１つを漸増させるのではなく、一度に大きな増加量（例えば、１０）で急激に増加させてもよい。ただし、接続する系統により適切な増加量は異なるため、適切な増加量が不明である場合には、Ｘ及びＹの少なくとも１つを漸増させることで、適切な増加量に近づけることができ、高いちらつき抑制効果を得ることができる。 Instead of gradually increasing at least one of X and Y, it may be rapidly increased by a large amount of increase (eg, 10) at a time. However, since the appropriate increase amount differs depending on the connected system, if the appropriate increase amount is unknown, it is possible to approach the appropriate increase amount by gradually increasing at least one of X and Y, which is high. A flicker suppressing effect can be obtained.

［５．評価試験］
［５－１．フリッカ現象のシミュレーション］
発明者らは、パワーコンディショナの系統連系のモデルをコンピュータに構築し、当該モデルを使用してフリッカ現象のシミュレーションを実施した。図７は、シミュレーションに使用した系統連系のモデルを示す回路図である。モデル１０は、パワーコンディショナ１１と、系統電源１２と、インダクタンス成分Ｌと、抵抗成分Ｒ，Ｒ’とによって構成される。パワーコンディショナ１１の出力側は、直列インダクタンス成分Ｌ及び直列抵抗成分Ｒを介して系統電源１２に接続される。また、系統電源１２は抵抗成分Ｒ’に並列接続される。図７におけるＶ_ｏｕｔはパワーコンディショナ１１の出力電圧を、Ｉはパワーコンディショナ１１の出力電流を示す。また、Ｉ_ｐを有効電力による電流、Ｉ_ｑを無効電力による電流とすると、Ｉ＝Ｉ_ｐ＋Ｉ_ｑとなる。シミュレーションでは、逆潮流方向を正としている。系統電源１２の電圧Ｖ_ｓｙｓは、式（１）のように定義した。

[5. Evaluation test]
[5-1. Simulation of flicker phenomenon]
The inventors built a model of the grid interconnection of the power conditioner on a computer, and used the model to simulate the flicker phenomenon. FIG. 7 is a circuit diagram showing a grid interconnection model used in the simulation. The model 10 is composed of a power conditioner 11, a system power supply 12, an inductance component L, and resistance components R and R'. The output side of the power conditioner 11 is connected to the system power supply 12 via the series inductance component L and the series resistance component R. Further, the system power supply 12 is connected in parallel to the resistance component R'. In FIG. 7, V _out indicates the output voltage of the power conditioner 11, and I indicates the output current of the power conditioner 11. Further, if I _p is a current due to active power and I _q is a current due to reactive power, then I = I _p + I _q . In the simulation, the reverse power flow direction is positive. The voltage V _sys of the grid power supply 12 was defined as in the equation (1).

有効電力による電流Ｉ_ｐが流れると、抵抗成分Ｒによって電圧Ｖ_Ｒが発生する。また、無効電力による電流Ｉ_ｑが流れると、インダクタンス成分Ｌによって電圧Ｖ_Ｌが発生する。 When the current _Ip due to the active power flows, the voltage _VR is generated by the resistance component R. Further, when the current _Iq due to the reactive power flows, the voltage _VL is generated by the inductance component L.

発明者らは、上記のモデル１０に対して、周期的に更新される無効電力を注入した場合の動作のシミュレーションを行った。一般社団法人日本電機工業会（ＪＥＭＡ）によって制定される標準規格ＪＥＭ１４９８「分散型電源用単相パワーコンディショナの標準形能動的単独運転検出方式（ステップ注入付周波数フィードバック方式）」では、無効電力の更新周期を５ｍｓとし、系統電源の周波数偏差を、２００ｍｓ前の３２０ｍｓ間における移動平均周波数値から最新の４０ｍｓ間における移動平均周波数値を減算した結果としている。シミュレーションでは、無効電力の更新周期を系統電源１２の交流周期に、周波数偏差を１０周期前の１６周期分平均から最新の２周期分平均を減算した結果にそれぞれ簡略化した。 The inventors simulated the operation of the above model 10 when a periodically updated reactive power is injected. In the standard JEM1498 "Standard type active independent operation detection method (frequency feedback method with step injection) of single-phase power conditioner for distributed power supply" established by the Japan Electrical Manufacturers' Association (JEMA), the ineffective power is used. The update cycle is 5 ms, and the frequency deviation of the system power supply is the result of subtracting the latest mobile average frequency value between 40 ms from the mobile average frequency value between 320 ms before 200 ms. In the simulation, the update cycle of the reactive power was simplified to the AC cycle of the grid power supply 12, and the frequency deviation was simplified to the result of subtracting the latest 2 cycle average from the 16 cycle average 10 cycles ago.

シミュレーションでは、ＪＥＭ１４９８に規定される注入無効電力（図３参照）を用いた。 In the simulation, the injection reactive power specified in JEM1498 (see FIG. 3) was used.

図８Ａ～図８Ｃは、シミュレーションの結果を示すグラフであり、図８Ａは周波数偏差の変動を示し、図８Ｂは無効電力の変動を示し、図８Ｃは系統電圧の変動を示す。シミュレーションでは、何らかの原因によって周波数が変動した場合を想定し、時間ｔ＝０において、約－０．７Ｈｚの周波数偏差を初期値として与えた。この結果、周波数フィードバック（単独運転検出）機能によって、正の無効電力が発生する。正の無効電力が発生すると、インダクタンス成分Ｌによって負の電圧Ｖ_Ｌが発生する。 8A-8C are graphs showing the results of the simulation, FIG. 8A shows the fluctuation of the frequency deviation, FIG. 8B shows the fluctuation of the reactive power, and FIG. 8C shows the fluctuation of the system voltage. In the simulation, assuming that the frequency fluctuates for some reason, a frequency deviation of about −0.7 Hz is given as an initial value at time t = 0. As a result, the frequency feedback (isolated operation detection) function generates positive reactive power. When a positive reactive power is generated, a negative voltage _VL is generated by the inductance component L.

周波数偏差は、過去の移動平均周波数値の増減と、現在の移動平均周波数値の増減とが反転を繰り返す。即ち、ある時刻（例えば、ｔ＝約０．４）においては、過去の移動平均周波数値が現在の移動平均周波数値より大きいが、その後の時刻（例えば、ｔ＝約０．８）においては、過去の移動平均周波数値が現在の移動平均周波数値より小さくなる。また、さらにその後の時刻（例えば、ｔ＝約１．２）においては、過去の移動平均周波数値が現在の移動平均周波数値より再び大きくなる。したがって、図８Ａに示されるように、周波数偏差が周期的に変動する。 As for the frequency deviation, the increase / decrease of the past moving average frequency value and the increase / decrease of the current moving average frequency value are repeatedly reversed. That is, at a certain time (for example, t = about 0.4), the past moving average frequency value is larger than the current moving average frequency value, but at a subsequent time (for example, t = about 0.8), The past moving average frequency value becomes smaller than the current moving average frequency value. Further, at a later time (for example, t = about 1.2), the past moving average frequency value becomes larger than the current moving average frequency value again. Therefore, as shown in FIG. 8A, the frequency deviation fluctuates periodically.

上記の周波数偏差の変動により、周波数偏差が０．０１以上の値となると、周波数フィードバック機能によって、負の無効電力が発生する。負の無効電力が発生すると、インダクタンス成分Ｌによって正の電圧Ｖ_Ｌが発生する。再び周波数偏差が－０．０１以下の値となると、周波数フィードバック機能によって、正の無効電力が発生する。正の無効電力が発生すると、インダクタンス成分Ｌによって負の電圧Ｖ_Ｌが発生する。このように、注入無効電力と、系統電圧とが周期的に変動する（図８Ｂ及び図８Ｃ参照）。これがフリッカ現象であり、系統電圧の周期的変動がフリッカである。 When the frequency deviation becomes a value of 0.01 or more due to the fluctuation of the frequency deviation described above, the frequency feedback function generates negative reactive power. When a negative reactive power is generated, a positive voltage _VL is generated by the inductance component L. When the frequency deviation becomes a value of −0.01 or less again, the frequency feedback function generates positive reactive power. When a positive reactive power is generated, a negative voltage _VL is generated by the inductance component L. In this way, the injection reactive power and the system voltage fluctuate periodically (see FIGS. 8B and 8C). This is the flicker phenomenon, and the periodic fluctuation of the system voltage is the flicker.

図８Ａ～図８Ｃに示されるように、周波数偏差の周期と、無効電力の周期と、系統電圧の周期とは同一である。また、周波数偏差の位相と無効電力の位相とは互いに逆である。一方、周波数偏差の位相と系統電圧の位相とは同じである。即ち、無効電力の位相と系統電圧の位相は互いに逆である。 As shown in FIGS. 8A to 8C, the frequency deviation cycle, the reactive power cycle, and the system voltage cycle are the same. Also, the phase of the frequency deviation and the phase of the reactive power are opposite to each other. On the other hand, the phase of the frequency deviation and the phase of the system voltage are the same. That is, the phase of the reactive power and the phase of the system voltage are opposite to each other.

［５－２．性能評価試験］
発明者らは、シミュレーションにより上記の実施形態に係るパワーコンディショナ５００の性能を評価した。この試験では、Ｘ及びＹのそれぞれを変更しつつ、パワーコンディショナ５００による無効電力注入のシミュレーションを実施し、視覚指標としてちらつき視感度係数α_ｎを算出した。図９Ａ及び図９Ｂは、評価試験の結果を示すグラフであり、図９ＡはＸ及びＹを変化させたときの系統電圧の周波数変化を示し、図９Ｂはちらつき視感度係数α_ｎの変化を示す。図９Ａ及び図９Ｂのそれぞれにおける横軸はＸを示し、縦軸はＹを示す。 [5-2. Performance evaluation test]
The inventors evaluated the performance of the power conditioner 500 according to the above embodiment by simulation. In this test, a simulation of reactive power injection by the power conditioner 500 was carried out while changing each of X and Y, and a flicker luminosity factor α _n was calculated as a visual index. 9A and 9B are graphs showing the results of the evaluation test, FIG. 9A shows the frequency change of the system voltage when X and Y are changed, and FIG. 9B shows the change of the flicker luminosity factor α _n . show. The horizontal axis in each of FIGS. 9A and 9B indicates X, and the vertical axis indicates Y.

図９Ａに示すように、Ｘ及びＹのそれぞれが大きくなるにしたがい、系統電圧の周波数は小さくなっている。また、図９Ｂに示すように、Ｘ及びＹのそれぞれが大きくなるにしたがい、ちらつき視感度係数α_ｎは小さくなっている。系統電圧の周波数及びちらつき視感度係数α_ｎは、視覚指標の例であり、何れもフリッカによる人間が感じるちらつきを反映している。したがって、Ｘ及びＹの少なくとも一方を大きくすることによって、系統電圧の周波数が大きくなり、フリッカによる人間が感じるちらつきが抑制されることがわかる。 As shown in FIG. 9A, the frequency of the system voltage decreases as each of X and Y increases. Further, as shown in FIG. 9B, as each of X and Y increases, the flicker luminosity factor α _n decreases. The frequency of the system voltage and the flicker luminosity factor α _n are examples of visual indicators, and both reflect the flicker felt by humans due to flicker. Therefore, it can be seen that by increasing at least one of X and Y, the frequency of the system voltage is increased and the flicker felt by humans due to flicker is suppressed.

図９Ｂに示すように、Ｘが大きくなるにしたがいちらつき視感度係数α_ｎは小さくなり、また、Ｙが大きくなるにしたがい視感度係数α_ｎは小さくなる。このため、Ｘ及びＹの両方を同時に増加させると、ちらつきを効率的に抑制することができる。また、図９Ｂに示すように、Ｘの方がＹよりも、小さい増加量でちらつきの抑制効果が得られることが分かる。つまり、Ｘの方がＹよりも、ちらつき抑制の効果が高い。したがって、ＹよりもＸを優先的に増加させることでも、効率的にちらつきを抑制することができる。 As shown in FIG. 9B, the flicker luminosity factor α _n decreases as X increases, and the luminosity factor α _n decreases as Y increases. Therefore, if both X and Y are increased at the same time, flicker can be efficiently suppressed. Further, as shown in FIG. 9B, it can be seen that the effect of suppressing flicker can be obtained in X with a smaller increase amount than in Y. That is, X is more effective in suppressing flicker than Y. Therefore, flickering can be efficiently suppressed by increasing X in preference to Y.

以上のように、本実施形態に係るパワーコンディショナ５００は、視覚指標が減少するように無効電力を調整するため、人間が感じるフリッカによるちらつきを効果的に抑制することができる。なお、一台のパワーコンディショナ５００でもちらつき抑制効果を得ることができるが、複数台のパワーコンディショナ５００が協働して無効電力を調整することで、より一層高いちらつき抑制効果を得ることができる。 As described above, since the power conditioner 500 according to the present embodiment adjusts the reactive power so that the visual index is reduced, it is possible to effectively suppress the flicker caused by the flicker felt by humans. Although a single power conditioner 500 can obtain a flicker suppressing effect, a higher flicker suppressing effect can be obtained by cooperating with a plurality of power conditioners 500 to adjust the reactive power. can.

また、パワーコンディショナ５００は、無効電力に関する物理量を、交流電路２１０における周波数偏差とすることができ、これにより、周波数偏差を用いて視覚指標を計測することができる。また、パワーコンディショナ５００は、無効電力に関する物理量を、交流電路２１０に注入される無効電力とすることができ、これにより、無効電力を用いて視覚指標を計測することができる。また、パワーコンディショナ５００は、無効電力に関する物理量を、交流電路２１０における系統電圧とすることができ、これにより、系統電圧を用いて視覚指標を計測することができる。 Further, the power conditioner 500 can use the physical quantity related to the reactive power as the frequency deviation in the AC electric circuit 210, whereby the visual index can be measured using the frequency deviation. Further, the power conditioner 500 can use the physical quantity related to the reactive power as the reactive power injected into the AC electric circuit 210, whereby the visual index can be measured using the reactive power. Further, the power conditioner 500 can use the physical quantity related to the reactive power as the system voltage in the AC electric circuit 210, whereby the visual index can be measured using the system voltage.

また、パワーコンディショナ５００は、ちらつき視感度係数に基づいて定められる視覚指標を用いることもできる。ちらつき視感度係数は、周波数偏差、無効電力、及び系統電圧の周波数に対応しており、周波数偏差、無効電力、及び系統電圧の何れの周波数からでも計測可能である。したがって、ちらつき視感度係数を用いて視覚指標を計測することができる。 Further, the power conditioner 500 can also use a visual index determined based on the flicker luminosity factor. The flicker luminosity factor corresponds to the frequency of frequency deviation, ineffective power, and system voltage, and can be measured from any of the frequencies of frequency deviation, ineffective power, and system voltage. Therefore, the visual index can be measured using the flicker luminosity factor.

また、パワーコンディショナ５００は、交流電路２１０における系統電圧の変動量に基づいて定められる視覚指標を用いることができ、これにより、系統電圧の変動量を用いて視覚指標を計測することができる。かかる視覚指標を用いることで、フリッカが発生していても、人間にとってちらつきを感じない程度に系統電圧の変動量が十分に小さければ、視覚指標が減少するように無効電力を調整しなくてもよい。 Further, the power conditioner 500 can use a visual index determined based on the fluctuation amount of the system voltage in the AC electric circuit 210, whereby the visual index can be measured using the fluctuation amount of the system voltage. By using such a visual index, even if flicker occurs, if the fluctuation amount of the system voltage is sufficiently small so that humans do not feel flicker, the reactive power does not need to be adjusted so that the visual index decreases. good.

また、パワーコンディショナ５００は、現在より時間Ｘだけ過去における期間Ｙについての前記交流電路の周波数の移動平均値と、最新の所定期間についての前記交流電路の周波数の移動平均値とを減算することにより、周波数偏差を計測し、Ｘ及びＹの少なくとも一方を増加させる。 Further, the power conditioner 500 subtracts the moving average value of the frequency of the AC electric circuit for the period Y in the past by the time X from the present and the moving average value of the frequency of the AC electric circuit for the latest predetermined period. Measures the frequency deviation and increases at least one of X and Y.

つまり、周波数偏差Δｆは、次式（２）により表される。
Δｆ＝（Ｘ前のＹについての移動平均値）－（最新の所定期間Ｔについての移動平均値） …（２） That is, the frequency deviation Δf is expressed by the following equation (2).
Δf = (moving average value for Y before X)-(moving average value for the latest predetermined period T) ... (2)

一般社団法人日本電機工業会（ＪＥＭＡ）によって制定される標準規格ＪＥＭ１４９８「分散型電源用単相パワーコンディショナの標準形能動的単独運転検出方式（ステップ注入付周波数フィードバック方式）」では、無効電力の更新周期を５ｍｓとし、系統電源の周波数偏差を、２００ｍｓ前の３２０ｍｓ間における移動平均周波数値から最新の４０ｍｓ間における移動平均周波数値を減算した結果としている。つまり、ＪＥＭ１４９８では、式（２）においてＸ＝２００ｍｓ、Ｙ＝３２０ｍｓ、Ｔ＝４０ｍｓである。 In the standard JEM1498 "Standard type active independent operation detection method (frequency feedback method with step injection) of single-phase power conditioner for distributed power supply" established by the Japan Electrical Manufacturers' Association (JEMA), the ineffective power is used. The update cycle is 5 ms, and the frequency deviation of the system power supply is the result of subtracting the latest mobile average frequency value between 40 ms from the mobile average frequency value between 320 ms before 200 ms. That is, in JEM1498, X = 200 ms, Y = 320 ms, and T = 40 ms in the formula (2).

発明者らは、Ｘ及びＹを適宜変更しながらフリッカ現象のシミュレーションを実施した。上記のように、Ｘ及びＹの少なくとも一方を増加させることにより、視覚指標を減少させることができる。 The inventors carried out a simulation of the flicker phenomenon while appropriately changing X and Y. As mentioned above, the visual index can be decreased by increasing at least one of X and Y.

図１０Ａ～図１０Ｃは、シミュレーションにより得られた系統電圧の変動を示すグラフである。図１０Ａは、Ｘ＝２００ｍｓ、Ｙ＝３２０ｍｓ（つまり、ＪＥＭ１４９８と同じ）の場合のシミュレーション（以下、「シミュレーション１」という）結果を示し、図１０Ｂは、Ｘ＝８００ｍｓ、Ｙ＝３２０ｍｓの場合のシミュレーション（以下、「シミュレーション２」という）結果を示し、図１０Ｃは、Ｘ＝２００ｍｓ、Ｙ＝７２０ｍｓの場合のシミュレーション（以下、「シミュレーション３」という）結果を示す。なお、シミュレーション１～３の全てにおいて、Ｔ＝４０ｍｓとした。 10A to 10C are graphs showing fluctuations in the system voltage obtained by simulation. FIG. 10A shows the simulation results (hereinafter referred to as “simulation 1”) when X = 200 ms and Y = 320 ms (that is, the same as JEM1498), and FIG. 10B shows the simulation when X = 800 ms and Y = 320 ms. The result (hereinafter referred to as "simulation 2") is shown, and FIG. 10C shows the simulation result (hereinafter referred to as "simulation 3") in the case of X = 200 ms and Y = 720 ms. In all of simulations 1 to 3, T = 40 ms.

シミュレーション１に比べて、シミュレーション２ではＸが６００ｍｓ大きい。この結果、シミュレーション１では周波数が１．２Ｈｚであったのに対して、シミュレーション２では周波数が０．４９Ｈｚに減少した。系統電圧の周波数は視覚指標の１つであり、Ｘを増加させることで、視覚指標が減少することがわかる。 In simulation 2, X is 600 ms larger than in simulation 1. As a result, the frequency was 1.2 Hz in Simulation 1, while the frequency was reduced to 0.49 Hz in Simulation 2. It can be seen that the frequency of the system voltage is one of the visual indexes, and that the visual index decreases by increasing X.

シミュレーション１に比べて、シミュレーション３ではＹが４００ｍｓ大きい。この結果、シミュレーション１に対してシミュレーション３では周波数が０．７９Ｈｚに減少した。このように、Ｙを増加させることで、視覚指標が減少することがわかる。 In simulation 3, Y is 400 ms larger than in simulation 1. As a result, the frequency of Simulation 3 was reduced to 0.79 Hz with respect to Simulation 1. In this way, it can be seen that the visual index decreases by increasing Y.

［６．補記］
なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。 [6. Supplement]
It should be noted that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and are not restrictive. The scope of the present invention is indicated by the scope of claims and is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.

１０ モデル
１１ パワーコンディショナ
１２ 系統電源
１００ 電力システム
２００ 系統電源
３００ 太陽光発電装置
４００ 蓄電池
５００ パワーコンディショナ（電力変換装置）
６００ 周波数センサ
２１０ 交流電路
５１０ 電力変換回路
５１１，５１２ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５１３ インバータ
５１４ ＤＣバス
５２０ 制御部
５２１ ＣＰＵ
５２２ メモリ
５２３ フリッカ制御プログラム
５３１ 周波数偏差計測部
５３１ａ 過去移動平均算出部
５３１ｂ 現在移動平均算出部
５３２ 無効電力注入制御部
５３３ 単独運転検出部
５３４ 視覚指標計測部
５３５ 調整部

10 model 11 power conditioner 12 system power supply 100 power system 200 system power supply 300 solar power generation device 400 storage battery 500 power conditioner (power conversion device)
600 Frequency sensor 210 AC electric circuit 510 Power conversion circuit 511,512 DC / DC converter 513 Inverter 514 DC bus 520 Control unit 521 CPU
522 Memory 523 Flicker control program 531 Frequency deviation measurement unit 531a Past moving average calculation unit 531b Current moving average calculation unit 532 Reactive power injection control unit 533 Independent operation detection unit 534 Visual index measurement unit 535 Adjustment unit

Claims (5)

系統電源と連系する電力変換装置であって、
前記系統電源が接続される交流電路に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測する視覚指標計測部と、
前記視覚指標計測部によって計測された前記視覚指標が減少するように、前記交流電路に注入する無効電力を調整する調整部と、
を備え、
前記物理量は、前記交流電路における周波数偏差である、
電力変換装置。 It is a power converter that is connected to the grid power supply.
A visual index measuring unit that measures a visual index related to flicker felt by humans due to flicker based on the frequency of the physical quantity related to the reactive power injected into the AC electric circuit to which the grid power supply is connected.
An adjusting unit that adjusts the reactive power to be injected into the AC electric circuit so that the visual index measured by the visual index measuring unit decreases.
Equipped with
The physical quantity is a frequency deviation in the AC electric circuit.
Power converter. 前記視覚指標は、前記物理量の周波数によって定義されるちらつき視感度係数に基づいて定められる、
請求項１に記載の電力変換装置。 The visual index is determined based on a flicker luminosity factor defined by the frequency of the physical quantity.
The power conversion device according to claim 1 . 前記視覚指標は、前記周波数偏差の周波数と前記交流電路における系統電圧の変動量との乗算の結果に基づいて定められる、
請求項１に記載の電力変換装置。 The visual index is determined based on the result of multiplication of the frequency of the frequency deviation and the fluctuation amount of the system voltage in the AC electric circuit.
The power conversion device according to claim 1 . 現在より時間Ｘだけ過去における期間Ｙについての前記交流電路の周波数の移動平均値と、最新の所定期間についての前記交流電路の周波数の移動平均値とを減算することにより、前記交流電路における周波数偏差を計測する周波数偏差計測部をさらに備え、
前記調整部は、Ｘ及びＹの少なくとも一方を増加させることにより、前記無効電力を調整する、
請求項１から請求項３の何れか１項に記載の電力変換装置。 By subtracting the moving average value of the frequency of the AC electric circuit for the period Y in the past by the time X from the present and the moving average value of the frequency of the AC electric circuit for the latest predetermined period, the frequency deviation in the AC electric circuit. Further equipped with a frequency deviation measuring unit to measure
The adjusting unit adjusts the reactive power by increasing at least one of X and Y.
The power conversion device according to any one of claims 1 to 3 . 系統電源と電力変換装置との系統連系におけるフリッカを制御するフリッカ制御方法であって、
前記系統電源が接続される交流電路に注入される無効電力に関する物理量の周波数に基づき、フリッカにより人間が感じるちらつきに関する視覚指標を計測し、
計測された前記視覚指標が減少するように、前記交流電路に注入する無効電力を調整すし、
前記物理量は、前記交流電路における周波数偏差である、
フリッカ制御方法。 It is a flicker control method that controls flicker in the grid interconnection between the grid power supply and the power converter.
Based on the frequency of the physical quantity related to the ineffective power injected into the AC electric circuit to which the grid power supply is connected, the visual index related to the flicker felt by humans due to flicker is measured.
Adjust the reactive power to be injected into the AC circuit so that the measured visual index is reduced.
The physical quantity is a frequency deviation in the AC electric circuit.
Flicker control method.

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