JP7265701B2 - 電源システム - Google Patents

Description

本発明は、電源システムに関するものである。

従来の電源システムとしては、特許文献１に示すように、商用電力系統の異常時に重要負荷に電力を供給する無停電電源システムとしての機能（無停電電源機能）と、商用電力系統に対して順潮流及び逆潮流することで負荷平準化する分散型電源システムとしての機能（負荷平準化機能）とを、共通の分散型電源を用いて両立するように構成されたものがある。

この電源システムは、瞬低時において分散型電源を商用電力系統から解列することなく継続運転させる、所謂ＦＲＴ（事故時運転継続）要件を満たすべく、商用電力系統と分散型電源とを接続する電力線に開閉スイッチを設けるとともに、当該開閉スイッチに対してインピーダンス素子を並列接続してある。

かかる構成により、瞬低時において開閉スイッチを開放しても、分散型電源はインピーダンス素子を介して商用電力系統と連系されるので、分散型電源のＦＲＴ要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を両立することができる。

ところで、例えば分散型電源の燃料代の上昇など、分散型電源によるピークカット／ピークシフト効果が低下する場合など、分散型電源の常用発電機としての使用が経済的に見合わない状況が生じ得る。

このような場合にも、分散型電源を使用する方法としては、商用電力系統に接続したまま非常用発電機として活用する方法が挙げられる。

しかしながら、上述したように、開閉スイッチに対してインピーダンス素子が並列接続している場合、非常用発電機としての分散型電源にはＦＲＴ要件が課されないにもかかわらず、図１２に示すように、瞬低時において開閉スイッチが開放されると、分散型電源と商用電力系統とがインピーダンス素子を介して連系される。そうすると、分散型電源から、商用電力系統に接続されている重要負荷とは異なる負荷に不要な電流が流れてしまい、これによるロスや熱が発生する。

特許第６３３８１３１号公報

そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、分散型電源を常用発電機として用いる場合には、ＦＲＴ要件を満たすようにしつつ、分散型電源を非常用発電機として用いる場合には、瞬低時における不要な電流の発生を抑制できるようにすることをその主たる課題とするものである。

すなわち本発明に係る電源システムは、商用電力系統に接続された分散型電源と、前記商用電力系統及び前記分散型電源を接続する電力線に設けられた第１開閉スイッチと、前記第１開閉スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、前記第１開閉スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、前記系統側電圧検出部の検出電圧が予め定められた整定値以下となった場合に前記第１開閉スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する第１制御部とを備えた電源システムである。
そして、この電源システムは、前記第１開閉スイッチ及び前記インピーダンス素子を有する並列回路に対して直列接続された第２開閉スイッチと、前記分散型電源が運転状態であるか停止状態であるかを示す状態信号を取得して、当該状態信号が前記運転状態を示す場合に、前記第２開閉スイッチを閉じ、当該状態信号が前記停止状態を示す場合に、前記第２開閉スイッチを開放する第２制御部とをさらに備えることを特徴とするものである。

このような電源システムであれば、第１開閉スイッチにインピーダンス素子を並列接続しており、商用電力系統側の電圧が整定値以下となった場合に、第２開閉スイッチを閉じた状態で、第１開閉スイッチを開放するので、瞬低時においても分散型電源はインピーダンス素子を介して商用電力系統と連系された状態となる。これにより、分散型電源を常用発電機として用いて負荷平準化機能を発揮させつつ、ＦＲＴ要件を満たすことができる。
しかも、第２開閉スイッチを第１開閉スイッチ及びインピーダンス素子を有する並列回路に対して直列接続しているので、分散型電源が常用発電機として運転状態にある場合には、この第２開閉スイッチを閉じて、上述したようにＦＲＴ要件を満たすようにしつつ、分散型電源が停止状態の場合、すなわち分散型電源が非常用発電機として備えられている場合には、第１開閉スイッチ及び第２開閉スイッチを開放することで、瞬低時における不要な電流の発生を防ぐことができる。

前記状態信号が前記停止状態を示す場合に、前記第２制御部が、前記第１制御部による前記第１開閉スイッチの開放と同期して、前記第２開放スイッチを開放することが好ましい。
分散型電源を非常用発電機として用いている場合において、瞬低時における第１開閉スイッチと第２開閉スイッチの開放とを同期させているので、瞬低時における不要な電流の発生をより確実に抑えることができる。

第１開閉スイッチの開放と第２開閉スイッチの開放とを同期させるための実施態様としては、前記第２開閉スイッチが、半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチなどが挙げられる。

第２開閉スイッチの制御の自動化を図るための具体的な態様としては、前記第２制御部が、前記分散型電源に入力されて、当該分散型電源を前記運転状態又は前記停止状態に切り替えるＯＮ／ＯＦＦ信号、前記分散型電源から出力されて、当該分散型電源が前記運転状態であるか前記停止状態であるかを示す運転信号、又は、前記分散型電源の運転状態又は停止状態を切り替えるためのタイマーから出力される時間経過信号の１又は複数を前記状態信号として取得する態様が挙げられる。

前記分散型電源の具体的な態様としては、燃料を用いて電気を発生させ、その排熱を利用する熱利用設備、又は、前記商用電力系統への逆潮流を含む運転が可能な無停電電源装置が挙げられる。

このように構成した本発明によれば、分散型電源を常用発電機として用いる場合には、ＦＲＴ要件を満たすようにしつつ、分散型電源を非常用発電機として用いる場合には、瞬低時における不要な電流の発生を抑制することができる。

第１実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。 第１実施形態の分散型電源が運転状態にある通常時の電源システムの状態を示す模式図である。 第１実施形態の分散型電源が運転状態にある瞬低時の電源システムの状態を示す模式図である。 第１実施形態の分散電源が停止状態にある場合の電源システムの動作を示す模式図である。 第１実施形態の分散型電源が停止状態にある通常時の電源システムの状態を示す模式図である。 第１実施形態の分散型電源が停止状態にある瞬低時の電源システムの状態を示す模式図である。 第１実施形態の変形例における電源システムの構成を示す模式図である。 第２実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。 第３実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。 第３実施形態の動作状態の一覧を示す表である。 第３実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。 従来の構成において流れる不要な電流を説明するための模式図である。

＜第１実施形態＞
以下に、本発明に係る電源システムの第１実施形態について、図面を参照して説明する。
本実施形態の電源システム１００は、図１に示すように、商用電力系統１０と重要負荷３０との間に設けられ、商用電力系統１０の異常時に重要負荷３０に電力を供給する無停電電源システムとしての機能（無停電電源機能）と、商用電力系統１０に対して順潮流及び逆潮流することで負荷平準化する分散型電源システムとしての機能（負荷平準化機能）を発揮するものである。

ここで、商用電力系統１０は、電力会社（電気事業者）の電力供給網であり、発電所、送電系統及び配電系統を有するものである。また、重要負荷３０は、停電や瞬低などの系統異常時においても電力を安定して供給すべき負荷であり、図１では１つであるが、複数あっても良い。さらに、この商標電力系統１０には、重要負荷３０とは別の１又は複数の一般負荷４０も接続されている。

具体的に電源システム１００は、無停電電源装置（ＵＰＳ）１と、分散型電源２と、商用電力系統１０と分散型電源２とを解列するための解列用スイッチ３と、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とを接離する第１開閉スイッチ４と、第１開閉スイッチ４に並列接続されたインピーダンス素子５と、第１開閉スイッチ４よりも商用電力系統１０側の電圧を検出する系統側電圧検出部６と、系統側電圧検出部６の検出電圧が整定値以下となった場合に第１開閉スイッチ４を開放する第１制御部７とを備えている。

無停電電源装置１は、この実施形態では二次電池（蓄電池）などの電力貯蔵装置（蓄電デバイス）１１と、電力変換装置１２とを有するものであり、商用電力系統１０の健全状態においては停止状態となり、商標電力系統１０の異常状態においては運転状態となる。

分散型電源２は、商用電力系統１０から重要負荷３０に給電するための電力線Ｌ１に接続されている。この分散型電源２は、商用電力系統１０に連系されるものであり、例えば燃料を用いた熱利用設備２１ａである所謂コジェネ又はモノジェネと称させるものである。この熱利用設備２１ａは、例えばガスや石油などを燃料としてエンジン、タービン、燃料電池等により電気を発生させ、その排熱を利用するものである。その他、分散型電源２としては、太陽光発電や燃料電池などの直流発電設備と電力変換装置とを有するもの（不図示）、風力発電やマイクロガスタービンなどの交流で出力された電気エネルギを直流に整流したうえで、電力変換装置を用いて系統連系をされる発電設備（不図示）、又は、同期発電機や誘導発電機などの交流発電設備（不図示）などを挙げることができ、これらの１又は複数を備えていても良い。

解列用スイッチ３は、電力線Ｌ１において分散型電源２の接続点よりも商用電力系統１０側に設けられた例えば機械式スイッチである。この解列用スイッチ３は、後述する第１制御部７により開閉制御されるものであり、所定の解列条件を満たす場合に開放される。

第１開閉スイッチ４は、電力線Ｌ１を開閉するものであり、例えば半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチなどの高速切り替えが可能な開閉スイッチを用いることができる。例えば半導体スイッチを用いた場合には、切替時間を２ｍ秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断することができる。また、ハイブリッドスイッチを用いた場合には、切替時間を２ｍ秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断できるだけでなく、通電損失をゼロにすることができる。なお、この第１開閉スイッチ４は、第１制御部７により開閉制御される。

インピーダンス素子５は、前記電力線Ｌ１において第１開閉スイッチ４に並列接続されたものであり、本実施形態では、限流リアクトルである。なお、第１開閉スイッチ４及びインピーダンス素子５からなる並列回路は、上述した一般負荷４０よりも重要負荷３０側に設けられている。

系統側電圧検出部６は、電力線Ｌ１において第１開閉スイッチ４よりも商用電力系統１０側の電圧を、計器用変圧器を介して検出するものである。具体的に系統側電圧検出部６は、第１開閉スイッチ４及びインピーダンス素子５からなる並列回路よりも商用電力系統１０側に計器用変圧器を介して接続されている。

第１制御部７は、系統側電圧検出部６により検出された検出電圧と、予め定められた整定値とを比較して、前記検出電圧が整定値以下である場合に、第１開閉スイッチ４に制御信号を出力して第１開閉スイッチ４を開放するものである。なお、本実施形態の前記整定値は、瞬低を検出するための電圧値である。このように第１制御部７が第１開閉スイッチ４を開放させることにより、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とはインピーダンス素子５を介して接続された状態となる。この状態で、分散型電源２は逆潮流を含む運転を継続する。

このように、分散型電源２が逆潮流を含む運転をする場合、分散型電源２によるピークカット／ピークシフトを実現することができるので、この分散型電源２を常用発電機として用いることで負荷平準化機能が発揮される。
ところが、例えば分散型電源２たる熱利用設備２１ａに用いられる燃料代が上がると、ピークカット／ピークシフトの効果が低下する。そこで、このような場合に、本実施形態の分散型電源２は、商用電力系統１０に接続したまま停止状態としておき、非常用発電機として用いるようにしてある。

然して、上述した構成において、本実施形態の電源システム１００は、第１開閉スイッチ４とインピーダンス素子５とからなる並列回路に対して直列接続された第２開閉スイッチ８と、この第２開閉スイッチ８を制御する第２制御部９とを備えている。

第２開閉スイッチ８は、電力線Ｌ１に設けられて、当該第１電力線Ｌ１を開閉するものである。この実施形態では、第２開閉スイッチ８は、電力線Ｌ１において、上述した並列回路よりも商用電力系統１０側に設けられており、例えば半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチなどの高速切り替えが可能な開閉スイッチである。

第２制御部９は、分散型電源２が運転状態であるか停止状態であるかを示す状態信号を取得して、当該状態信号が運転状態を示す場合には、第２開閉スイッチ８を閉じる。一方、状態信号が停止状態を示す場合には、第１開閉スイッチ４の開閉と同期させて、第２開閉スイッチ８を開閉する。つまり、状態信号が停止状態を示し、且つ、第１制御部７が第１開閉スイッチ４を閉じている場合には、第２制御部９は、第２開閉スイッチ８を閉じ、状態信号が停止状態を示し、且つ、第１制御部７が第１開閉スイッチ４を開放する場合には、第２制御部９は、第２開閉スイッチ８を開放する。
ここで、分散型電源２が運転状態である場合、この分散型電源２は逆潮流を含む運転を継続する常用発電機として用いられている。一方、分散型電源２が停止状態である場合、この分散型電源２は非常用発電機として備えられている。つまり、第２制御部９は、分散型電源２が常用発電機として用いられている場合には、第２開閉スイッチ８を閉じ、分散型電源２が非常用発電機として備えられている場合には、第１開閉スイッチ４の開放と同期させて、第２開閉スイッチ８を開放する。
なお、第２制御部９は、第１制御部７と共通のＣＰＵによって発揮される機能であっても良いし、第１制御部７とは別のＣＰＵによって発揮される機能であっても良い。

本実施形態の第２制御部９は、分散型電源２から出力されて、当該分散型電源２が運転状態であるか停止状態であるかを示す運転信号を上述した状態信号として取得して、分散型電源２が運転状態であるか停止状態であるかを判断するように構成されている。
なお、その他の第２制御部９の態様としては、例えば分散型電源２に入力されて、分散型電源２を運転状態又は停止状態に切り替えるＯＮ／ＯＦＦ信号を状態信号として取得しても良い。また、分散型電源２が、例えば時間帯に応じて運転状態と停止状態とに切り替わる場合、第２制御部９は、当該分散型電源２の運転状態又は停止状態を切り替えるためのタイマーから出力される時間経過信号を状態信号として取得しても良い。

次に、本実施形態の電源システム１００の動作（通常時及び瞬低時）について、熱利用設備２１ａたる分散電源２を常用発電機として用いる場合と、非常用発電機として用いる場合とに分けて、図２～図６を参照しながら説明する。

［分散型電源２を常用発電機として用いている場合］
まず、分散型電源２を常用発電機として用いている場合、上述した第２制御部９は、分散型電源２が運転状態にあると判断し、第２開閉スイッチ８を閉じる。

このように第２開閉スイッチ８が閉じられている状態において、電源システム１００は、通常時には、図２に示すように、第１開閉スイッチ４を閉じており、分散型電源２と重要負荷３０とは、第１開閉スイッチ４を介して商用電力系統１０に接続された状態である。なお、リアクトル５は第１開閉スイッチ４に並列接続されているが、第１開閉スイッチ４のインピーダンスは、リアクトル５のインピーダンスよりも小さいため、商用電力系統１０と分散型電源２及び重要負荷３０とは第１開閉スイッチ４側で電力をやり取りする。この状態において、分散型電源２による逆潮流によってピークカット・ピークシフトを実現することができる。

一方、商用電力系統１０側で短絡事故（例えば三相短絡）が発生すると、商用電力系統１０側の電圧が低下する。この電圧低下は、系統側電圧検出部６により検出される。第１制御部７は、系統側電圧検出部６により検出された検出電圧が整定値以下の場合には、第１開閉スイッチ４を開放する。そして、無停電電源装置１は自立運転を開始して重要負荷３０に給電する。

図３に示すように、第１開閉スイッチ４を開放すると、第２開閉スイッチ８は閉じられているので、分散型電源２及び重要負荷３０はリアクトル５を介して商用電力系統１０に接続された状態となる。この状態で、分散型電源２から短絡事故点に流れる電流はリアクトル５により限流されて、短絡事故点に流れる事故電流が抑制されるとともに、重要負荷３０の電圧低下を防止する。また、この状態で、分散型電源２は逆潮流を含む運転を継続しており、発電出力を継続する。

また、第１制御部７は、系統側電圧検出部６の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合に解列用スイッチ３を開放する。ここでの解列条件は、系統電圧の電圧低下（検出電圧が前記整定値以下となっている状態）の継続時間が所定値以上（瞬低継続時間よりも長い時間）となることである。なお、切替スイッチ３は既に解放されているので、解列用スイッチ３の開放による過電流はリアクトル５によって抑制される。

なお、系統側電圧検出部６は、第１開閉スイッチ４の開閉に関係なく、商用電力系統１０側の電圧を検出しており、第１制御部７は、系統側電圧検出部６の検出電圧が所定の復帰電圧以上となった場合、例えば商用電力系統の残電圧が８０％以上となった場合に、第１開閉スイッチ４を閉じる。

このような電源システム１００の動作により、商用電力系統１０側の電圧が整定値以下となり、第１開閉スイッチ４を開放した場合にも、分散型電源２及び重要負荷３０はリアクトル５を介して商用電力系統１０に接続された状態となる。従って、通常時及び瞬低時の何れであっても分散型電源２及び重要負荷３０を商用電力系統１０から切り離さないので、分散型電源２を常用発電機として用いている場合は、この分散型電源２に課されるＦＲＴ要件を満たしつつ、瞬低時における重要負荷３０への電圧低下を防止することができる。これにより、無停電電源機能及び負荷平準化機能を両立することができる。

［分散型電源２を非常用発電機として用いている場合］
一方、分散型電源２を非常用発電機として用いている場合、図４に示すように、上述した第２制御部９は、分散型電源２が停止状態にあると判断し、第１開閉スイッチ４の開閉と同期させて、第２開閉スイッチ８を開閉する。

具体的に電源システム１００は、通常時には、図５に示すように、第１開閉スイッチ４を閉じるとともに、第２開閉スイッチ８を閉じており、無停電電源装置１や非常用発電機たる熱利用設備２１ａが、商用電力系統１０に接続された状態で、非常時用に備えている。もちろん、重要負荷３０は、第１開閉スイッチ４を介して商用電力系統１０に接続された状態である。

一方、商用電力系統１０側で短絡事故（例えば三相短絡）が発生すると、商用電力系統１０側の電圧が低下する。この電圧低下は、系統側電圧検出部６により検出される。第１制御部７は、系統側電圧検出部６により検出された検出電圧が整定値以下の場合には、図４に示すように、第１開閉スイッチ４を開放するとともに、この開放に同期させて、第２制御部９が第２開閉スイッチ８を開放する。そして、無停電電源装置１が自立運転を開始するとともに、分散型電源２たる熱利用設備２１ａが起動し始めて、これらが連系して重要負荷３０に給電する。

第１開閉スイッチ４及び第２開閉スイッチ８を開放すると、図６に示すように、分散型電源２たる熱利用設備２１ａは商用電力系統１０から解列されるが、このときの熱利用設備２１ａは非常用発電機として運転しており、ＦＲＴ要件を課されてはいない。

このような電源システム１００の動作により、商用電力系統１０側の電圧が整定値以下となり、第１開閉スイッチ４を開放した場合に、この開放と同期させて第２開閉スイッチ８を開放するので、分散型電源２から一般負荷４０に不要な電流が流れるのを防ぐことができる。
なお、ここでいう同期とは、第１開閉スイッチ４の開放と第２開閉スイッチ８の開放とが必ずしも同時である必要はなく、分散型電源２から一般負荷へ流れる不要電流の低減効果を奏し得る程度であれば、わずかな時間差があっても良い。

このように構成した本実施形態の電源ステム１００によれば、第１開閉スイッチ４にインピーダンス素子５を並列接続しており、商用電力系統１０側の電圧が整定値以下となった場合に、第２開閉スイッチ８を閉じた状態で、第１開閉スイッチ４を開放するので、瞬低時においても分散型電源２はインピーダンス素子５を介して商用電力系統１０と連系された状態となる。これにより、分散型電源２を常用発電機として用いる場合は、負荷平準化機能を発揮させつつ、ＦＲＴ要件を満たすことができる。
一方、分散型電源２を非常用発電機として用いる場合、第２開閉スイッチ８を第１開閉スイッチ４及びインピーダンス素子５からなる並列回路に対して直列接続しているので、瞬低時において第１開閉スイッチ４を開放するとともに、これに同期させて第２開閉スイッチ８を開放するので、分散型電源２から一般負荷４０に電流が流れてしまうことを防ぐことができる。
これにより、分散型電源２を必要に応じて、常用発電機としても、非常用発電機としても用いることができる。

＜第１実施形態の変形例＞
本発明は前記第１実施形態に限られるものではない。
例えば、第２開閉スイッチ８は、前記第１実施形態では、第１電力線Ｌ１において、第１開閉スイッチ４及びインピーダンス素子５を有する並列回路よりも商用電力系統１０側に設けられていたが、図７に示すように、第１電力線Ｌ１における前記並列回路よりも重要負荷３０側に設けられていても良い。

また、分散型電源２が停止状態にあり、非常用発電機として備えられている場合、前記実施形態では、瞬低時に、第１開閉スイッチ４を開放するとともに、この開放に同期させて第２開閉スイッチ８を開放していたが、第１開閉スイッチ４を開放することなく、第２開閉スイッチ８を開放しても良い。
このようにしても、分散型電源２が非常用発電機として備えられており、ＦＲＴ要件が課されない状態において、瞬低時に分散型電源２から一般負荷４０に電流が流れてしまうことを防ぐことができる。

さらに、インピーダンス素子５としては、リアクトル、抵抗又はコンデンサの何れを用いても良いし、これらの複数を組み合わせたものであっても良い。

＜第２実施形態＞
次に、本発明に係る電源システムの第２実施形態について、図面を参照して説明する。
本第２実施形態では、図８に示すように、無停電電源装置２ｂが、商用電力系統１０に対して逆潮流を含む運転が可能なものであり、この無停電電源装置２ｂを分散型電源２として用いた点において、前記第１実施形態とは異なる。

すなわち、本実施形態の電源システム１００は、商用電力系統１０の健全状態においては、商用電力系統１０に対する逆潮流を含む運転を継続する分散型電源２を複数備えている。

この構成において、第２制御部９は、複数のうちの少なくとも１つの分散型電源２が運転状態である場合は、第２開閉スイッチ８を閉じ、複数の分散型電源２の全てが停止状態である場合は、第１開放スイッチ４の開閉と同期させて、第２開閉スイッチ８を開閉する。つまり、この場合の第２制御部９は、各分散型電源２が運転状態であるか停止状態であるかを示す状態信号を、それぞれ取得して、それらの状態信号に基づいて第２開閉スイッチ８を制御する。

かかる構成により、分散型電源２が１つでも運転状態にある場合は、その分散型電源２による負荷平準化機能を発揮させつつ、その分散型電源２に課されるＦＲＴ要件を満たすことができる。
一方、全ての分散型電源２が停止状態にある場合、瞬低時に第１開放スイッチ４の開放と同期させて、第２開閉スイッチ８を開放するので、各分散型電源２から一般負荷４０に不要な電流が流れることを防ぐことができる。

＜第３実施形態＞
次に、本発明に係る電源システムの第３実施形態について、図９～図１１を参照して説明する。
本第３実施形態の電源システム１００は、第１実施形態の電圧低下に対するＦＲＴ要件に加えて、周波数変動に対するＦＲＴ要件を満たすものである。

具体的には、本実施形態の電源システム１００は、図９に示すように、前記第１実施形態の構成に加えて、第１開閉スイッチ４よりも商用電力系統１０側の周波数変動を検出する周波数変動検出部６１を備えている。この周波数変動検出部６１は、系統側電圧検出部６の検出電圧から周波数変動（周波数上昇（ＯＦ）、周波数低下（ＵＦ））を検出するものである。

そして、第１制御部７は、周波数変動検出部６１により検出された周波数変動に基づいて、第１開閉スイッチ４を開閉制御する。なお、この周波数変動は、例えばステップ上昇や、ランプ上昇・下降である。

第１制御部７の具体的な第１開閉スイッチ４の開閉制御とともに分散型電源２の動作について、図１０及び図１１を参照して説明する。

（１）分散型電源２及び重要負荷３０の周波数耐量がＦＲＴ要件の周波数範囲（所定の整定範囲）を満足する場合であって、商用電力系統１０の周波数変動がＦＲＴ要件の周波数範囲内の場合（図１０の（１））、第１制御部７は、第１開閉スイッチ４を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源２は商用電力系統１０の周波数変動に追従して継続運転される（図１１の（ａ））。

（２）分散型電源２又は重要負荷３０の少なくとも一方の周波数耐量がＦＲＴ要件の周波数範囲を満足しない場合であって、商用電力系統１０の周波数変動が小さい方の周波数耐量よりも小さい場合（図１０の（２））、第１制御部７は、第１開閉スイッチ４を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源は商用電力系統の周波数変動に追従して継続運転される（図１１の（ａ））。

（３）分散型電源２又は重要負荷３０の少なくとも一方の周波数耐量がＦＲＴ要件の周波数範囲を満足しない場合であって、商用電力系統１０の周波数変動が小さい方の周波数耐量以上であり且つＦＲＴ要件の周波数範囲内の場合（図１０の（３））、第１制御部７は、第１開閉スイッチ４を開放する。そうすると、分散型電源２及び重要負荷３０はリアクトル５を介して商用電力系統１０に接続された状態となる。このとき、分散型電源２の電圧を限界周波数未満で運転継続すると、系統側電圧と周波数及び位相が異なってしまう。これに対して、リアクトル５により、電位差による横流とこれに伴う電圧変動が抑制され、重要負荷側の電圧を限界周波数に維持したまま、重要負荷３０への給電を安定させることができる（図１１の（ｂ））。

なお、周波数変動検出部６１は、第１開閉スイッチ４の開閉に関係なく、商用電力系統１０の周波数変動を検出しており、第１制御部７は、商用電力系統１０の周波数変動が前記小さい方の周波数耐量未満になった場合に、第１開閉スイッチ４を閉じる。

このように構成した本実施形態の電源システム１００によれば、前記第１実施形態の効果に加えて、周波数変動に対する分散型電源のＦＲＴ要件を満たしつつ、重要負荷の脱落を防止することができる。

その他、本発明は前記各実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

１００・・・電源システム
１０ ・・・商用電力系統
３０ ・・・重要負荷
４０ ・・・一般負荷
Ｌ１ ・・・電力線
Ｌ２ ・・・第２電力線
１ ・・・無停電電源装置
２ ・・・分散型電源
３ ・・・解列スイッチ
４ ・・・第１開閉スイッチ
５ ・・・インピーダンス素子
６ ・・・系統側電圧検出部
７ ・・・第１制御部
８ ・・・第２開閉スイッチ
９ ・・・第２制御部

Claims (5)

1. 商用電力系統と重要負荷との間に設けられ、前記商用電力系統の異常時に重要負荷に電力を供給するように構成されており、前記重要負荷と別の一般負荷が接続されている電源システムであり、
   前記商用電力系統に接続された分散型電源と、
   前記商用電力系統及び前記分散型電源を接続する電力線に設けられた第１開閉スイッチと、
   前記第１開閉スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、
   前記第１開閉スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、
   前記系統側電圧検出部の検出電圧が予め定められた整定値以下となった場合に前記第１開閉スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する第１制御部とを備えた電源システムであって、
   前記第１開閉スイッチ及び前記インピーダンス素子を有する並列回路に対して直列接続されるとともに、前記一般負荷と前記分散型電源との間に設けられた第２開閉スイッチと、
   前記分散型電源が運転状態であるか停止状態であるかを示す状態信号を取得して、前記分散型電源が常用発電機として用いられている場合に、前記第２開閉スイッチを閉じ、前記分散型電源が非常用発電機として備えられている場合に、前記第２開閉スイッチを開放する第２制御部とをさらに備える電源システム。
2. 前記状態信号が前記停止状態を示す場合に、前記第２制御部が、前記第１制御部による前記第１開閉スイッチの開放と同期して、前記第２開閉スイッチを開放する、請求項１記載の電源システム。
3. 前記第２開閉スイッチが、半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチである、請求項１又は２記載の電源システム。
4. 前記第２制御部が、前記分散型電源に入力されて、当該分散型電源を前記運転状態又は前記停止状態に切り替えるＯＮ／ＯＦＦ信号、前記分散型電源から出力されて、当該分散型電源が前記運転状態であるか前記停止状態であるかを示す運転信号、又は、前記分散型電源の運転状態又は停止状態を切り替えるためのタイマーから出力される時間経過信号の１又は複数を前記状態信号として取得する、請求項１乃至３のうち何れか一項に記載の電源システム。
5. 前記分散型電源が、燃料を用いて電気を発生させ、その排熱を利用する熱利用設備、又は、前記商用電力系統への逆潮流を含む運転が可能な無停電電源装置である、請求項１乃至４のうち何れか一項に記載された電源システム。

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