JP7402138B2 - 電子装置及び方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、電子装置及び方法に関する。

電力系統における事故発生などの場合に、電源装置が電力系統から解列されずに運転（単独運転）を続けていると、人体や設備に対して大きな影響を及ぼす可能性がある。このため、単独運転している電源装置を検出し、検出した電源装置を電力系統から解列する対策が義務付けられている。

単独運転の検出方式の１つとして、“ステップ注入付周波数フィードバック方式”と呼ばれる能動的方式がある。この方式は、電力系統の周波数変化率から、さらに系統の周波数変化を助長させるように急峻に無効電力を注入し、周波数変化を調べることで、電源装置の単独運転を検出する方式である。

一方において、災害発生後、電力系統から遮断された部分系統（マイクログリッド）内の安全が確認された場合であっても、電力系統の安全の確認に時間を要し、電力系統から電源供給が再開されない場合もある。この場合に、マイクログリッド内で電力系統から遮断された状態で、各電源装置を自立運転（単独運転）させたい場合もある。しかしながら、電源装置の単独運転検出機能により、各電源装置の運転を開始できない問題がある。このため、マイクログリッド内に電力を供給できない。

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） JEM1505「低圧配電線に連系する太陽光発電用三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）」

本発明の実施形態は、電力系統から遮断された部分系統内で電力供給を可能とする電子装置及び方法を提供する。

本実施形態の電子装置は、電力系統の一部であり、第１電源装置が接続されている部分系統に接続可能な電子装置であって、前記第１電源装置は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に停止するものであり、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離されている期間の少なくとも一部の間、前記第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力する制御部を備える。

本実施形態に係る電力システムの全体構成を示す図。 ＰＣＳが単独運転検出用信号を出力する例を示す図。 電力系統から遮断されたマイクログリッド内で電力の供給を開始する例を示す図。 本実施形態に係るＰＣＳのブロック図。 本実施形態に係る他のＰＣＳのブロック図。 ＰＣＳの外観の一例を示す図。 操作パネルの外観の一例を示す。 オフグリッドのマイクログリッド内で電力供給を行うときの一連の動作のフローチャート。 電力系統の停電回復時にマイクログリッドをオングリッドへ復旧するための一連の動作のフローチャート。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１は、本実施形態に係る電力システムの全体構成を示す。電力系統１に遮断器２を介して、電源装置３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ、需要家装置３、同期発電装置４が接続されている。電源装置３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂは、電力変換装置であるＰＣＳ（ＰＣＳ：Power Conditioning System）１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂと、当該ＰＣＳに接続された電力供給装置２１Ａ，２１Ｂ，２２Ａ，２２Ｂと、を備えている。具体的には、電力供給装置２１Ａは太陽光発電装置であり、電力供給装置２１Ｂは充放電可能な２次元地である蓄電装置であり、電力供給装置２２Ａは風力発電装置であり、電力供給装置２２Ｂは太陽光発電装置である。電力系統１のうち、電源装置３１Ａ，３１Ｂ，３２Ａ，３２Ｂ、需要家装置３、同期発電装置４が接続された部分系統はマイクログリッド１Ｍである。マイクログリッド１Ｍは電力系統１の一部である。

ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ太陽光発電装置２１Ａ，蓄電装置２１Ｂ，風力発電装置２２Ａ，太陽光発電装置２２Ｂから供給される電力を交流に変換することで、需要家装置３で用いる電力を生成する電子装置である。ＰＣＳのことを、インバータ（電力変換装置）とも呼ぶ。ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは本実施形態に係るＰＣＳ（本実施形態に係る電子装置）であり、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは、一般のＰＣＳ（既存ＰＣＳ）である。需要家装置３は、家庭、学校、工場、事業者などで電力を消費する負荷装置、あるいは、電力系統１における余剰電力を蓄電する蓄電装置などである。需要家装置３は図では１つのみ示されるが、複数の需要家装置３が存在してよい。

電力系統１に事故等の異常が発生した場合や、作業時又は火災などの緊急時には、遮断器２が開放される。停電の場合や、遮断器２が開放されているとき、マイクログリッド１Ｍは電力系統１から電気的に分離（遮断）され、電力供給がない状態である。このとき、マイクログリッド１Ｍは、発電装置及び蓄電装置による再生可能エネルギーを用いて独立して動作可能な分散電源システムとして機能する。

同期発電装置４は交流電力を生成し、電力系統１又はマイクログリッド１Ｍに提供する交流発電機である。同期発電装置４は、非常用発電機、常用発電機又はこれらの両方を含む。非常用発電機は、一例として非常用ディーゼル発電機である。非常用ディーゼル発電機は、通常時は非運行であり、電力系統１に異常等が発生し、電力系統１から遮断された場合に、作業員からの指示により、運行を開始する。作業員からの指示は同期発電装置４に設けられたボタン等のスイッチにより行ってもよい。あるいは、作業員からの指示は、作業員が使用可能な端末から、コントロールセンターの監視員が使用可能な端末から無線又は有線により指示信号を送信することで行ってもよい。作業員の操作可能な端末は、例えばメンテナス用のタブレット端末である。監視員の操作可能な端末は、例えばマイクログリッドＭ１をオンライン又はオフラインで監視するサーバなどである。同期発電装置４を設けない構成も可能である。非常用および常用として同期発電機を使用する場合は、発電機の調速機（ガバナ）をアイソクロナス特性のものとドループ特性のものを切り替えて使用する場合もある。アイソクロナス特性の場合は、接続される負荷に係わらず、発電機の回転速度が一定になるように制御される。ドループ特性は、接続される負荷の大きさによって発電機の回転速度が変化し、他の同期発電機と負荷変動などへの負荷分担を行う。系統連系する常用時はドループ特性、非常時などにオフグリッドで使う場合は、アイソクロナス特性に切り替えて使用する場合がある。

電力系統１に事故等の異常がない場合になど、通常時は、遮断器２は閉じている。遮断器２が閉じた状態では、太陽光発電装置２１Ａ、蓄電装置２１Ｂ、風力発電装置２２Ａ、太陽光発電装置２２Ｂから、それぞれ接続されたＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂを介して電力系統１に電力が供給されている。供給された電力は需要家装置３に供給される。太陽光発電装置２１Ａ、風力発電装置２２Ａ、太陽光発電装置２２Ｂの少なくともいずれか１つから供給された電力が、蓄電装置２１Ｂに供給され、蓄電されてもよい。電力系統１に事故等の異常が発生した場合などは、遮断器２が開放され、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ等は、電力系統１から遮断されたマイクログリッド１Ｍに接続された状態となる。

ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、それぞれ自装置が単独運転を行っているかを検出する仕組みを備えている。単独運転は、電力系統１から電力供給がない状態で、ＰＣＳ（又は電源装置）が電力系統１から解列されずに運転を行うことである。単独運転が行われると、人体や設備に対して大きな影響を与える可能性があるため、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、自装置が単独運転を行っているかを常時検査し、単独運転を検出した場合には、電力系統１から自装置を解列する機能を備えている。単独運転を行っているかを検出する処理を、単独運転の検出処理と呼ぶ。

単独運転を検出する仕組みは様々知られており、受動的方式と、能動的方式とに大別される。受動的方式は、単独運転移行時の発電出力と負荷との不均衡による電圧位相や周波数などの急変を検出する方式である。一般的に知られている方式として電圧位相跳躍検出、３次高調波電圧歪急増検出、周波数変化率検出などがある。

能動的方式は、ＰＣＳの制御系や外部に付加した抵抗などにより、常時、電圧や周波数に変動を与えておき、単独運転移行時に顕著になる変動を検出する方式である。能動的方式には、従来型能動的方式と新型能動的方式がある。従来型能動的方式として、周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、有効電力変動方式、無効電力変動方式、負荷変動方式などがある。新型能動的方式は、従来型能動的方式の単独運転検出機能の検出速度を高速化したものであり、ステップ注入付周波数フィードバック方式などが知られている。

本実施形態では、単独運転の検出方式として、ステップ注入付周波数フィードバック方式を用いる場合を想定する。但し、他の方式を用いて単独運転を検出することも排除されない。

ステップ注入付周波数フィードバック方式は、電力系統１の周波数変化率から、さらに電力系統１の周波数変化を助長させるように急峻に無効電力（単独運転検出用信号）を注入し、周波数変化を調べることで、ＰＣＳの単独運転を検出する方式である。単独運転検出用信号は、ＰＣＳが電力系統１における周波数変化又は電圧変化を助長するための第２信号に対応する。

ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは本実施形態に係るＰＣＳであり、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは既存のＰＣＳである。

ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは、単独運転検出機能が常にオン状態であるが、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、単独運転検出機能のオン及びオフを切り替え可能に構成される。遮断器２が閉じている通常運行時は、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの単独運転検出機能は、オンに設定されている。

また、本実施形態に係るＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化する機能（既存ＰＣＳ単独運転無効化機能）を備えている。既存ＰＣＳ単独運転無効化機能は、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂが、単独運転検出のために出力する無効電力（単独運転検出用信号）に対して、マイクログリッド１Ｍにおける周波数又は電圧の変化を少なくとも一部打ち消す信号を出力する機能（第１機能）である。遮断器２が閉じている通常運行時は、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂにおける既存ＰＣＳ単独運転無効化機能は無効に設定されており、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化する処理を行わない。

ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、単独運転検出機能により自装置の単独運転を検出した場合には、電力系統１から自装置を解列し、運行を停止する。すなわち、電力系統１又はマイクログリッド１Ｍへの交流電力の供給を停止する。

図２は、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂが、マイクログリッド１Ｍに無効電力（単独運転検出用信号）を出力する例を示す。ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、単独運転検出用信号である無効電力の出力に応じて、自装置の単独運転を検出する。単独運転を検出したＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、自装置をマイクログリッド１Ｍから解列させる。これによりマイクログリッド１Ｍ内は停電になる。この後、例えば遮断器２が開放され、マイクログリッド１Ｍが電力系統１から遮断される。

本実施形態では、電力系統１から遮断されたマイクログリッド１Ｍ内の安全が確認された後、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの既存ＰＣＳ単独運転無効化機能（第１機能）を用いて、マイクログリッド１Ｍ内で、電力の供給を開始することを可能にする。

図３は、電力系統１から遮断されたマイクログリッド１Ｍ内で、電力の供給を開始する際の各ＰＣＳ及び同期発電装置４の動作例を示す。まず作業員の指示により同期発電装置４（ここでは非常用発電機）が運行を開始し、交流電力をマイクログリッド１Ｍに供給する。

次いで、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂは、作業員から運行の再開指示を受け、運行を再開する。作業員からの指示はＰＣＳに設けられたボタン等のスイッチにより行ってもよい。あるいは、作業員からの指示は、作業員が使用可能な端末又はコントロールセンターの監視員が使用可能な端末から、無線又は有線によりＰＣＳに指示信号を送信することで行ってもよい。ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、運行再開時は、作業員からの指示により、自装置の単独運転検出機能をオフに設定され、また既存ＰＣＳ単独運転無効化機能を有効に設定される。

運行再開後、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは、解列前と同様に、マイクログリッド１Ｍに電力を供給する一方で、単独運転検出用信号（無効電力）をマイクログリッド１Ｍに出力する。この際、本実施形態に係るＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、各々が備える既存ＰＣＳ単独運転無効化機能が有効にされている。これにより、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂによりマイクログリッド１Ｍに出力される単独運転検出用信号（無効電力）により助長される周波数変化を少なくとも部分的に打ち消す無効化信号（無効電力ないしは有効電力ないしは無効電力および有効電力）が、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂからマイクログリッド１Ｍに出力される。キャンセル用信号は、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂによる単独運転の検出処理を無効化する第１信号に相当する。無効化信号は一例として、無効電力や有効電力である。これにより、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは、マイクログリッド１Ｍにおいて単独運転の検知に必要な周波数変化を検知せず、自装置の単独運転を検出しない。これにより、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂにおける単独運転の検出処理が無効化される。よって、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂはマイクログリッド１Ｍから解列せずに、電力を供給できる。本実施形態ではステップ注入付周波数フィードバック方式を用いているため周波数変化を打ち消す信号を出力したが、使用する検知方式に応じて、適宜適切な信号を生成すればよい。電圧変化を検知する方式であれば、電圧の変化を打ち消す信号を無効化信号として出力すればよい。

ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、マイクログリッド１Ｍに電力を供給しつつ、上記の無効化信号を出力する。ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、単独運転検出機能をオフに設定されているため、自装置の単独運転を検出する動作は行わず、従って、マイクログリッド１Ｍに電力を供給できる。

このように、本実施形態では、電力系統１から遮断された状態（遮断器２が開放された状態）であっても、マイクログリッド１Ｍ内に電力を供給することが可能になる。すなわち、電力系統１からの電力供給がない状態であっても、マイクログリッド１Ｍ内に電力を供給できる。

本実施形態では同期発電装置４（ここでは非常用発電機）を運行させてから、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの運行を再開させているが、同期発電装置４を運行させない構成も可能である。

図４は、本実施形態に係るＰＣＳ１１Ａのブロック図である。
図５は、本実施形態に係るＰＣＳ１１Ｂのブロック図である。

図４のＰＣＳ１１Ａ及び図５のＰＣＳ１１Ｂの構成は、接続されている電力供給装置（蓄電装置又は発電装置）が異なるのみで、その他は同一のブロックを有する。このため、図４及び図５の同一名称のブロックには同一の符号を付し、以下では、図４の説明のみを行う。図５は図４と同様の説明が成立するため、説明を省略する。

図４のＰＣＳ１１Ａは、制御部１１０、電力変換部１２０及び通信部１５０を備えている。制御部１１０は、操作パネル１３０及び表示パネル１４０に接続されている。電力変換部１２０は、ＤＣ／ＡＣ１２１と、ＤＣ／ＤＣ１２２とを備えている。制御部１１０、電力変換部１２０及び通信部１５０は、アナログ回路、デジタル回路又はこれらの両方によって構成される。また、制御部１１０及び電力変換部１２０の一部又は全部が、メモリに格納したコンピュータプログラムをＣＰＵ又はマイコン等のプロセッサにより実行させることにより実現されてもよい。

電力変換部１２０のＤＣ／ＤＣ１２２は、蓄電装置２１Ｂから供給される電力の直流電圧をＤＣ－ＤＣ変換する。ＤＣ／ＡＣ１２１は、ＤＣ－ＤＣ変換された直流電圧の電力を、需要家装置３で利用可能な交流電力に変換する。電力変換部１２０は、変換された交流電力をマイクログリッド１Ｍ又は電力系統１に出力する。また、電力変換部１２０は、制御部１１０の元、自装置の単独運転検出用信号として無効電力ないしは有効電力ないしは無効電力および有効電力を出力可能に構成される。また、電力変換部１２０は、制御部１１０の制御の元、既存ＰＣＳの単独運転検出機能を無効化する無効化信号として無効電力ないしは有効電力ないしは無効電力および有効電力を出力可能に構成される。

通信部１５０は、作業員の操作可能な端末、又はコントロールセンターの監視員の操作可能な端末と通信する。通信は、無線ＬＡＮ、モバイルネットワーク通信、ブルートゥース等の無線通信でも、イーサネット又はシリアル通信等の有線通信でもよい。通信部１５０は、他のＰＣＳ１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂ、需要家装置３、同期発電装置４のうちの少なくとも１つと通信してもよい。

表示パネル１４０は、既存ＰＣＳ単独運転検出機能の有効又は無効の状態を表示し、また、自装置の単独運転検出機能のオン又はオフを表す状態を表示する。表示パネル１４０は一例として、ＰＣＳ１１Ａの外部筐体に設けられ、作業員から視認可能である。

図６は、ＰＣＳ１１Ａの外観の一例を示す。ＰＣＳ１１Ａの外部筐体に表示パネル１４０が設けられている。作業員は取っ手１４５をつまんで扉を開けることで、筐体内部に入ることができる。筐体内部には電力変換部１２０等の装置が配置されている。筐体外部の表示パネル１４０には発光部１４１、１４２が設けられている。発光部１４１は既存ＰＣＳ単独運転無効化機能の有効又は無効の状態を表す色を発光する。発光部１４２は、自装置の単独運転検出機能のオン又はオフの状態を表す色を発光する。

発光部１４１は、複数の色の発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）ないしはランプを含み、既存ＰＣＳ単独運転無効化機能の有効又は無効の状態に応じて、異なるＬＥＤを発光させる。発光部１４１は、複数の色の発光ダイオードを含み、自装置の単独運転検出機能のオン又はオフの状態に応じて、異なるＬＥＤを発光させる。これにより作業員はＰＣＳの筐体外部から容易に各機能の状態を確認できる。

発光部１４１、１４２の代わりに、液晶表示装置又は有機ＥＬ表示装置などの表示装置を用いてもよい。液晶表示装置等の場合、テキスト又は画像などにより状態を示す情報を表示してもよい。制御部１１０は、既存ＰＣＳ単独運転無効化機能の有効又は無効の状態、あるいは、単独運転検出機能のオン又はオフを、表示パネル１４０に出力する出力部を備えている。

また既存ＰＣＳ単独運転検出機能の有効又は無効の状態、あるいは単独運転検出機能のオン又はオフの状態を、作業員の操作可能な端末、又はコントロールセンターの監視員の操作可能な端末に表示してもよい。この場合、制御部１１０が、通信部１５０を介して端末に、既存ＰＣＳ単独運転検出機能の有効又は無効の状態、あるいは単独運転検出機能のオン又はオフの状態を示す情報を送信する。端末は、受信した情報を、画面に表示する。通信部１５０は、既存ＰＣＳ単独運転検出機能の有効又は無効の状態、あるいは単独運転機能のオン又はオフの状態を出力する出力部の一例である。

操作パネル１３０は、既存ＰＣＳ単独運転無効化機能の有効又は無効の設定を切り替える操作と、単独運転検出機能のオン又はオフの設定を切り替える操作等を行うためのものである。

図７は、操作パネル１３０の外観の一例を示す。操作パネル１３０は、一例としてＰＣＳ１１Ａの筐体の内部（例えば図６に示した筐体の内部）に配置される。作業員は、筐体の扉を開けることで、操作パネル１３０を操作できる。

操作パネル１３０は、既存ＰＣＳ単独運転無効化ボタン４１と、単独運転検出機能オフボタン４２と、ブラックスタートボタン４３とを備えている。既存ＰＣＳ単独運転無効化ボタン４１は、既存ＰＣＳ単独運転無効化機能の有効又は無効を切り替えるボタンである。単独運転検出機能オフボタン４２は、自装置の単独運転検出機能のオン又はオフを切り替えるボタンである。ブラックスタートボタン４３は、電力系統１からＰＣＳ１１Ａを解列させた後に、電力系統１から遮断された状態でＰＣＳ１１Ａの運行を再開させるためのボタンである。

操作パネル１３０における各ボタンによる指示信号が制御部１１０に送られる。制御部１１０は、各ボタンによる指示信号に基づき、電力変換部１２０の動作を制御する。

制御部１１０は、既存ＰＣＳ単独運転無効化ボタン４１により既存ＰＣＳ単独運転無効化機能が有効にされているときは、既存ＰＣＳの単独運転検出機能を無効化する処理を行う。すなわち、制御部１１０は、既存ＰＣＳ１２Ａ、１２Ｂから単独運転検出用信号として無効電力が入力された場合に、当該無効電力をマイクログリッド１Ｍの電圧と周波数から推定する。そして、当該入力された無効電力によるマイクログリッド１Ｍにおける周波数変化を打ち消す（周波数変化を防ぐ）ための無効化信号を生成し、生成した無効化信号をマイクログリッド１Ｍに出力する。無効化信号の一例として無効電力ないしは有効電力ないしは無効電力および有効電力を生成する。これにより既存ＰＣＳ１２Ａ、１２Ｂは単独運転を検出しなくなるため、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化し、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂを自立運転させることができる。既存ＰＣＳ単独運転無効化機能は通常時は無効にしておく。災害時など、オフグリッド時に既存ＰＣＳを自立運転させるときだけ本機能を有効にする。このように制御部１１０は、電力系統１が遮断されている期間の少なくとも一部の間、電力系統１に接続されている既存ＰＣＳによる単独運転の検出処理を無効化する無効化信号（第１信号）をマイクログリッドＭ１に出力する。

既存ＰＣＳ単独運転無効化ボタン４１は、既存ＰＣＳ単独機運転無効化機能の有効又は無効を切り替えるスイッチの一例である。ＰＣＳに備え付けられたハードスイッチ、ＰＣＳで操作可能なタッチパネルで表示されるスイッチ、メンテナンス用のデバイスのスイッチを用いて、切り替え可能な構成を実現してもよい。あるいは、メンテナンス用端末（パーソナルコンピュータ等）を用いて、制御部１１０が実行するプログラムを更新することで、既存ＰＣＳ単独運転無効化機能の有効又は無効の切り替えを行ってもよい。つまりプログラムは、当該機能の有効又は無効を設定するコードを含み、コードが書き換え可能に構成される。作業員は、当該機能を有効にしたいときは有効に設定するようコードを更新し、更新したプログラムを端末から制御部１１０に書き込み、制御部１１０にプログラムを実行させる。

制御部１１０は、自装置の単独運転検出機能がオンのときは、ステップ注入付周波数フィードバック方式に従って、単独運転検出用信号として無効電力を出力し、単独運転の有無を検出する。通常運行時は、単独運転検出機能がオンにされている。制御部１１０は、電力系統１に異常が発生した場合など、単独運転検出機能オフボタン４２により単独運転検出機能がオフにされているときは、単独運転検出用信号の出力を行わない。これによりＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、オフグリッド時に自立運転し、マイクログリッド１Ｍに電力を供給することが可能となる。

制御部１１０は、自装置の単独運転を検出した場合は、自装置を電力系統１から解列させ、運行を停止する。これは、制御部１１０がマイクログリッド１Ｍ（部分系統）の少なくとも一部を停止するための制御の一例である。制御部１１０は、自装置の運行停止後、ブラックスタートボタン４３により再運行（単独運転の開始）を指示の操作入力があった場合は、マイクログリッド１Ｍの少なくとも一部を単独運転させるための制御を行う。制御部１１０は、自装置の運行を再開させる。制御部１１０は、他の電源装置による単独運転の検出を無効化するための第１信号（無効化信号）をマイクログリッド１Ｍに出力する。

制御部１１０は、運行時は、需要家装置３に供給する交流電力を生成するよう電力変換部１２０を制御する。すなわち、既存ＰＣＳ単独運転検出機能の有効及び無効、単独運転検出機能のオン及びオフにかかわらず、電力変換部１２０を制御して、電力系統１又はマイクログリッド１Ｍに交流電力を供給する。

制御部１１０は、各種情報又はデータを記憶する記憶部を含んでいてもよい。記憶部には、既存ＰＣＳ単独運転検出機能の有効又は無効の状態を示す情報、単独運転検出機能のオン又はオフを示す情報等が記憶される。また電力変換部１２０の制御に必要な各種のパラメータ情報が記憶されている。制御部１１０がプログラムを実行する場合に、当該プログラムが記憶部に記憶されている。記憶部は揮発性メモリ、不揮発性メモリ、ハードディスク、ＳＳＤなどの少なくとも１つ以上の記憶媒体を含む。

図８は、本実施形態における電力系統１の異常発生時にオフグリッドで、マイクログリッド１Ｍ内に電力供給を行うときの一連の動作のフローチャートである。最初に電力系統１において停電が発生する（Ｓ１１）。ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂが各々自装置の単独運転を検出し、運転を停止する（Ｓ１２）。これによりマイクログリッド１Ｍ内は電力供給が行われない状態（停電）となる（Ｓ１３）。電力系統１の保守員が電力系統１の遮断器２を開放する（Ｓ１４）。なお、遮断器２が電力系統１の状態に応じて自動制御で開放する場合もあり得る。

マイクログリッド１Ｍ内の安全が確認された後（Ｓ１５）、作業員は、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの単独運転検出機能オフボタン４２をオンにする（Ｓ１６）。すなわち、単独運転検出機能をオフにする。また、作業員は、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの既存ＰＣＳ単独運転無効化機能を有効にする（Ｓ１７）。すなわち、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化する機能（第１機能）を有効にする。作業員は、同期発電装置４に含まれる非常用発電機を起動する。常用発電機として使っていた同期発電機を、ガバナスイッチにより、ドループ特性からアイソクロナス特性を持つモードに切り替えて非常用発電機として起動する場合もある。また、非常時においても、別のPCSと並列運転させる場合には、負荷分担の観点からドループ特性（常用発電機モード）のまま起動する場合もある。（Ｓ１８）。作業員は、ブラックスタートボタン４３をオンにし、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの運転を再開する（Ｓ１９）。続けて、作業員は、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの運転を再開する（Ｓ２０）。

図９は、本実施形態における電力系統１の停電回復時にマイクログリッド１Ｍを電力系統１に接続し、オングリッドへ復旧するための一連の動作のフローチャートである。電力系統１が停電から回復する（Ｓ２１）。なお、この時点では遮断器２は開放されている。作業員の操作により、マイクログリッドＭ１内の全ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの自立運転を停止させる（Ｓ２２）。作業員の操作により非常用発電機の運転を停止する（Ｓ２３）。これにより、マイクログリッドＭ１内が停電になる（Ｓ２４）。マイクログリッドＭ１内の安全が確認されたら（Ｓ２５）、作業員の既存ＰＣＳ単独運転無効化ボタン４１の操作により、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの既存ＰＣＳ単独運転無効化機能を無効に設定する（Ｓ２６）。また、作業員の単独運転検出機能オフボタン４２の操作により、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂの単独運転検出機能をオンに設定する（Ｓ２７）。電力系統１の保守員が遮断器２を閉じる（Ｓ２８）。同期発電装置４に含まれる常用発電機を起動する。非常用発電機をアイソクロナス特性で運転していた場合は、ドループ特性に戻し常用発電機モードに切り替えてもよい（Ｓ２９）。作業員の操作により、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂ，１２Ａ，１２Ｂの運行を開始する（Ｓ３０）。この際、作業員は、ＰＣＳ１１Ａ，１２Ｂのブラックスタートボタン４３をオフに戻してもよい。マイクログリッドＭ１がオングリッド状態に回復した後、運行が安定したら、同期発電装置４に含まれる常用発電機を停止してもよい。

本実施形態に係る電子装置１１Ａ，１１Ｂは、図４又は図５に示した通り、電力供給装置（太陽光発電装置２１Ａ又は蓄電装置２１Ｂ）が接続されていたが、電力供給装置が接続されない構成も可能である。つまり、オフグリッド時に既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化する動作を実現するための装置として電子装置が構成されてもよい。

本実施形態では、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂのいずれからも上記の無効化信号を出力する場合を記載したが、本実施形態に係るＰＣＳが２台数以上存在するときは、少なくとも１台のみが無効化信号を出力するようにしてもよい。

以上、本実施形態によれば、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂが出力する単独運転検出用信号（無効電力）による周波数変化を少なくとも部分的に打ち消す無効化信号をＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂから出力する。これにより、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは自装置の単独運転を検出しなくなる。すなわち、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能が無効化される。よって、電力系統１から遮断されたマイクログリッドＭ１内で電力の供給を行うことができ、災害時などにおいて、災害に強いマイクログリッドを実現できる。例えば、オフグリッドでマイクログリッドＭ１を運行する場合、非常用発電機の容量が少ないと、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能により単独運転が検出され、ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂが運行を停止する可能性がある。しかし、本実施形態のＰＣＳ１１Ａ，１１ＢによりＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化することにより、この問題の発生も防ぐことができる。

（変形例）
上述した実施形態では、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂが単独運転検出用信号を出力し、本実施形態に係るＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、単独運転検出用信号により助長される周波数の変化を少なくとも部分的に打ち消す無効化信号を出力した。これにより既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転の検出処理を無効化した。

本変形例では、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは電力系統１から予め定めた信号（第３信号）を検出すると、単独運転の検出処理を待機するように構成されている。すなわち、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは、予め定めた信号を検出すると、単独運転検出用信号の出力を一定時間待機する。待機している一定時間の間に当該信号が再度受信されなければ、一定時間の経過後、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂは、単独運転検出用信号の出力を行う。一定時間の間に当該信号が再度受信されれば、待機時間を延長する。予め定めた信号の一例として既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂが電力フリッカを検出すると、一定時間、単独運転の検出処理を待機する。

本変形例に係るＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、上述した実施形態の無効化信号として当該予め定めた信号（第３信号）を出力する。ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、単独運転の検出処理を無効化する必要がある期間の間、当該予め定めた信号を、定期的にマイクログリッド１Ｍに出力する。一例として既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂが電力フリッカを検出すると単独運転の検出処理を待機する構成を有する場合を考える。この場合、ＰＣＳ１１Ａ，１１Ｂは、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂの単独運転検出機能を無効化するため、電力フリッカを生成してマイクログリッド１Ｍに出力する。これにより既存ＰＣＳによる単独運転の検出処理の実行を未然に阻止し、既存ＰＣＳ１２Ａ，１２Ｂを自立運転させることができる。このように単独運転の検出処理の実行を待機させる（単独運転検出用信号の出力を待機させる）ことも、単独運転の検出処理を無効化する方法の一形態である。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

１ 電力系統
１Ｍ マイクログリッド
２ 遮断器
３ 需要家装置
４ 同期発電装置（非常用発電機、常用発電機）
１１Ａ、１１Ｂ ＰＣＳ（電子装置）
１２Ａ、１２Ｂ 既存のＰＣＳ
２１Ａ 太陽光発電装置（電力供給装置）
２１Ｂ 蓄電装置（電力供給装置）
２２Ａ 風力発電装置（電力供給装置）
２２Ｂ 太陽光発電装置（電力供給装置）
４１ 既存ＰＣＳ単独運転無効化ボタン
４２ 単独運転検出機能オフボタン
４３ ブラックスタートボタン
１１０ 制御部
１２０ 電力変換部
１３０ 操作パネル
１４０ 表示パネル
１４１ 発光部
１４２ 発光部
１４５ 取っ手
１５０ 通信部

Claims (16)

1. 電力系統の一部であり、第１電源装置が接続されている部分系統に接続可能な電子装置であって、
   前記第１電源装置は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に停止するものであり、
   前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離されている期間の少なくとも一部の間、前記第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力し、前記第１信号を前記部分系統に出力する第１機能の有効又は無効を切り替え可能である制御部と、
   前記第１機能が有効及び無効のいずれの状態を表す情報を出力する出力部と、
   を備えた電子装置。
2. 前記単独運転の検出は、前記第１電源装置が前記部分系統における周波数又は電圧の変化を助長するための第２信号を前記部分系統に出力する処理によりなされるものであり、 前記第１信号は、前記第２信号による周波数又は電圧の変化を少なくとも一部打ち消すための信号である、
   請求項１に記載の電子装置。
3. 前記第１信号は、（１）無効電力、（２）有効電力、又は、（３）無効電力と有効電力の双方のいずれかである
   請求項１又は２に記載の電子装置。
4. 前記第２信号は、（１）無効電力、（２）有効電力、又は、（３）無効電力と有効電力の双方のいずれかである
   請求項２に記載の電子装置。
5. 前記制御部は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している期間の少なくとも一部の間、前記第１機能を有効にする
   請求項１に記載の電子装置。
6. 前記制御部は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している期間において、前記部分系統に接続された発電装置が動作した後、前記第１機能を有効にする
   請求項５に記載の電子装置。
7. 前記制御部は、プログラムを実行し、
   前記プログラムは、前記第１機能を有効又は無効に設定するコードを含み、
   前記コードは、書き換え可能であり、
   前記制御部は、前記プログラムを実行することにより、前記第１機能を有効又は無効に設定する
   請求項１～６のいずれか一項に記載の電子装置。
8. 前記制御部は、前記電子装置による単独運転の検出を実行し、
   前記制御部は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している期間であり、かつ前記第１機能が有効にされている期間の少なくとも一部において、前記電子装置による前記単独運転の検出を行わない
   請求項１～７のいずれか一項に記載の電子装置。
9. 前記電子装置は、電力を供給する電力供給装置に接続可能であり、
   前記電力供給装置により供給される前記電力を変換して、変換された電力を前記部分系統に出力する電力変換部
   を備えた請求項１～８のいずれか一項に記載の電子装置。
10. 前記電力供給装置は、蓄電池である
    請求項９に記載の電子装置。
11. 前記電力供給装置は、太陽光発電装置または風力発電装置である
    請求項９に記載の電子装置。
12. 電力系統の一部であり、第１電源装置が接続されている部分系統に接続可能な電子装置であって、
    前記第１電源装置は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に停止するものであり、
    前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離されている期間の少なくとも一部の間、前記第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力する制御部を備え、
    前記第１電源装置は、前記部分系統から第３信号を検出すると、前記単独運転の検出の実行を待機するように構成されており、
    前記制御部は、前記第１信号として前記第３信号を出力する
    電子装置。
13. 電力系統の一部であり、部分系統に接続可能な電子装置であって、
    前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に、前記部分系統の少なくとも一部を停止するための制御を行うものであって、
    前記停止するための制御を行った後、前記単独運転を開始するための操作が入力される場合に、前記部分系統の少なくとも一部を前記単独運転させるための制御を行う制御部を備え、
    前記制御部は、前記部分系統の少なくとも一部を前記単独運転させるための制御のために、前記部分系統に接続された第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力し、
    前記制御部は、前記第１信号を前記部分系統に出力する第１機能の有効又は無効を切り替え可能であり、
    前記第１機能が有効及び無効のいずれの状態を表す情報を出力する出力部をさらに備えた
    電子装置。
14. 電力系統の一部であり、部分系統に接続可能な電子装置であって、
    前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に、前記部分系統の少なくとも一部を停止するための制御を行うものであって、
    前記停止するための制御を行った後、前記単独運転を開始するための操作が入力される場合に、前記部分系統の少なくとも一部を前記単独運転させるための制御を行う制御部を備え、
    前記制御部は、前記部分系統の少なくとも一部を前記単独運転させるための制御のために、前記部分系統に接続された第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力し、
    前記第１電源装置は、前記部分系統から第３信号を検出すると、前記単独運転の検出の実行を待機するように構成されており、
    前記制御部は、前記第１信号として前記第３信号を出力する
    電子装置。
15. 電力系統の一部であり、第１電源装置が接続されている部分系統に接続可能な装置で実行する方法であって、
    前記第１電源装置は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に停止するものであり、
    前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離されている期間の少なくとも一部の間、前記第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力し、
    前記第１信号を前記部分系統に出力する第１機能の有効又は無効を切り替え可能であり、
    前記第１機能が有効及び無効のいずれの状態を表す情報を出力する
    方法。
16. 電力系統の一部であり、第１電源装置が接続されている部分系統に接続可能な装置で実行する方法であって、
    前記第１電源装置は、前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離している状態で運行する単独運転を検出する場合に停止するものであり、
    前記部分系統が前記電力系統から電気的に分離されている期間の少なくとも一部の間、前記第１電源装置による前記単独運転の検出を無効化するための第１信号を前記部分系統に出力し、
    前記第１電源装置は、前記部分系統から第３信号を検出すると、前記単独運転の検出の実行を待機するように構成されており、
    前記第１信号として前記第３信号を出力する
    方法。

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