JP7265702B2 - power system - Google Patents
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Description
本発明は、電源システムに関するものである。 The present invention relates to power supply systems.
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。
As a conventional power supply system, as shown in
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。 This power supply system connects the commercial power system and the distributed power supply in order to satisfy the so-called FRT (Failure to Continue Operation) requirement, which allows the distributed power supply to continue operating without being disconnected from the commercial power system during a momentary sag. An open/close switch is provided on the power line, and an impedance element is connected in parallel to the open/close switch.
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。 With such a configuration, even if the on-off switch is opened during a momentary sag, the distributed power supply is connected to the commercial power system via the impedance element, so while satisfying the FRT requirements of the distributed power supply, the uninterruptible power supply function and A load leveling function can be compatible.
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。 By the way, the use of distributed power sources as regular power generators may not be economically justifiable, for example, when the peak cut/peak shift effect of distributed power sources is reduced due to an increase in the fuel cost of distributed power sources. .
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。 Even in such a case, as a method of using a distributed power supply, there is a method of using it as an emergency power generator while connected to the commercial power system.
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11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。 However, as described above, when an impedance element is connected in parallel with the on-off switch, as shown in FIG. When the opening/closing switch is opened during a momentary sag, the distributed power supply and the commercial power system are interconnected via the impedance element. As a result, unnecessary current flows from the distributed power supply to a load other than the important load connected to the commercial power system, resulting in loss and heat.
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。 Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, and when using a distributed power supply as a regular power generator, while satisfying the FRT requirements, when using the distributed power supply as an emergency power generator The main object of the present invention is to suppress the generation of unnecessary current at the time of voltage sag.
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開閉スイッチに並列接続されるとともに、前記インピーダンス素子に直列接続された第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。
That is, a power supply system according to the present invention includes: a distributed power supply connected to a commercial power system; a first open/close switch provided on a power line connecting the commercial power system and the distributed power supply; a parallel-connected impedance element; a grid-side voltage detector that detects a voltage on the commercial power grid side of the first opening/closing switch; A power supply system comprising: a first control unit that opens the first opening/closing switch and connects the distributed power supply and the commercial power system via the impedance element when the first open/close switch is closed.
In this power supply system, a second open/close switch connected in parallel to the first open/close switch and connected in series to the impedance element indicates whether the distributed power supply is in an operating state or a stopped state. A second control that acquires a state signal, closes the second opening/closing switch when the state signal indicates the operating state, and opens the second opening/closing switch when the state signal indicates the stopped state. It is characterized by further comprising a part.
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開閉スイッチに並列接続するとともに、インピーダンス素子に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。
In such a power supply system, the impedance element is connected in parallel to the first open/close switch, and the first open/close switch is opened when the voltage on the commercial power system side falls below the set value. In this case as well, the distributed power supply is connected to the commercial power system via the impedance element. As a result, the FRT requirements can be satisfied while the load leveling function is exhibited by using the distributed power supply as a regular power generator.
Moreover, since the second opening/closing switch is connected in parallel with the first opening/closing switch and is connected in series with the impedance element, the second opening/closing switch is closed when the distributed power supply is in operation as a regular power generator. Then, while satisfying the FRT requirements as described above, when the distributed power supply is in a stopped state, that is, when the distributed power supply is provided as an emergency generator, the second open/close switch is opened. , it is possible to prevent the generation of unnecessary current at the moment of voltage drop.
前記第1開閉スイッチと前記第2開閉スイッチとを有する並列回路では、両スイッチが閉状態であると、インピーダンス素子が設けられていない前記第1開閉スイッチ側回路に電流が流れ、インピーダンス素子が設けられている前記第2開閉スイッチ側回路には電流が流れない。このため、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2開閉スイッチに電流が流れていない状態で、当該第2開閉スイッチを開放することができる。
このような構成であれば、瞬低の発生前に第2開閉スイッチが予め開放されているので、瞬低時における不要な電流の発生を確実に抑えることができる。
In a parallel circuit having the first opening/closing switch and the second opening/closing switch, when both switches are closed, a current flows through the first opening/closing switch side circuit in which the impedance element is not provided, and the impedance element is provided. No current flows through the second on-off switch side circuit that is closed. Therefore, when the state signal indicates the stopped state, the second control section can open the second opening/closing switch in a state in which current does not flow through the second opening/closing switch.
With such a configuration, since the second opening/closing switch is opened in advance before the momentary sag occurs, generation of unnecessary current during the momentary sag can be reliably suppressed.
このように、第2開閉スイッチを瞬低の発生前に開放する場合、電流が流れていない状態で且つ適時のタイミングで開放すれば良いので、前記第2開閉スイッチとしては、電流遮断や高速切替が可能なものである必要はなく、比較的安価な機械式スイッチを用いることができる。また、例えばサイリスタ等自己消弧能力のない半導体素子を用いた半導体スイッチを並列接続して用いる場合でも、瞬低の発生前に、電流が流れていない状態で且つ適時のタイミングで開放すれば良いので、強制消弧機能を設ける必要がなく、比較的安価にスイッチを構築することができる。 In this way, when opening the second opening/closing switch before the momentary sag occurs, it is sufficient to open the second opening/closing switch at an appropriate timing in a state where no current is flowing. is not necessary, and a relatively inexpensive mechanical switch can be used. Also, even when semiconductor switches using semiconductor elements without self-extinguishing capability, such as thyristors, are connected in parallel, they can be opened in a timely manner while no current is flowing before the momentary sag occurs. Therefore, there is no need to provide a forced arc-extinguishing function, and the switch can be constructed at a relatively low cost.
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。 As a specific aspect for automating the control of the second open/close switch, the second control unit is input to the distributed power source, and switches the distributed power source to the operating state or the stopped state. /OFF signal, an operating signal output from the distributed power source to indicate whether the distributed power source is in the operating state or the stopped state, or for switching the operating state or the stopped state of the distributed power source One or more of the time elapsing signals output from the timer are acquired as the state signals.
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。 As a specific aspect of the distributed power supply, electricity is generated using fuel and heat utilization equipment that uses the waste heat, or an uninterruptible power supply that can operate including reverse power flow to the commercial power system. apparatus.
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。 According to the present invention configured in this way, when the distributed power source is used as a regular power generator, the FRT requirements are satisfied, and when the distributed power source is used as an emergency power generator, the Generation of unnecessary current can be suppressed.
<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。
<First embodiment>
A first embodiment of a power supply system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the power supply system 100 of the present embodiment is provided between the
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。
Here, the
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。
Specifically, the power supply system 100 includes an uninterruptible power supply (UPS) 1, a
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。
In this embodiment, the
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。
Distributed
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。
The parallel-off
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。
The first open/
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。
The
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。
The system-side
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。
The
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。
In this way, when the distributed
However, if the cost of fuel used in the
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に並列接続されるとともに、インピーダンス素子5に直列接続された第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。
In the configuration described above, the power supply system 100 of the present embodiment includes a second open/
第2開閉スイッチ8は、電力線L1に設けられた第1開閉スイッチ4に対してインピーダンス素子5を並列接続するための第2電力線L2、言い換えればインピーダンス素子5が設けられた第2電力線L2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L2におけるインピーダンス素子5よりも商用電力系統10側に設けられており、例えば第1開閉スイッチ4よりもスイッチング速度の遅く、より安価な機械式スイッチを用いることができる。
The second open/
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、第2開閉スイッチ8を閉じ、当該状態信号が停止状態を示す場合に、第2開閉スイッチ8を開放するものである。
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。
The
Here, when the distributed
The
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。
The
As another aspect of the
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。
Next, the operation of the power supply system 100 of the present embodiment (normal time and momentary voltage drop) is divided into a case where the distributed
[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。
[When distributed
First, when the distributed
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。
In the state where the second open/
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。
On the other hand, when a short-circuit accident (for example, a three-phase short circuit) occurs on the
図3に示すように、第1開閉スイッチ4を開放すると、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。
As shown in FIG. 3 , when the first open/
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。
Further, the
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。
Note that the grid-side
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。
Due to the operation of the power supply system 100 as described above, the voltage on the
[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2開閉スイッチ8を開放する。
[When the distributed
On the other hand, when the distributed
このように第2開閉スイッチ8が開放されている状態において、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。
In the state where the second opening/
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。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。
On the other hand, when a short-circuit accident (for example, a three-phase short circuit) occurs on the
第1開閉スイッチ4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。
When the first open/
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を開放した場合であっても、第2開閉スイッチ8を開放されているので、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。
Due to such operation of the power supply system 100, even when the voltage on the
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1開閉スイッチ4に並列接続するとともに、インピーダンス素子5に直列接続された第2開閉スイッチ8を開放するので、瞬低時において第1開閉スイッチ4を開放しても、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。
According to the power supply stem 100 of this embodiment configured as described above, the
On the other hand, when the distributed
As a result, the distributed
<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2電力線L2におけるインピーダンス素子5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2電力線L2におけるインピーダンス素子5よりも重要負荷30側に設けられていても良い。
<Modified Example of First Embodiment>
The present invention is not limited to the first embodiment.
For example, in the first embodiment, the second open/
また、第2開閉スイッチ8は、必ずしも機械式スイッチである必要はなく、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っても良い。なお、例えばサイリスタ等自己消弧能力のない半導体素子を用いた半導体スイッチを並列接続して用いた場合でも瞬低の発生前に、電流が流れていない状態で且つ適時のタイミングで開放すれば良いので、強制消弧機能を設ける必要がなく、比較的安価にスイッチを構築することができる。
Further, the second opening/
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。
Furthermore, as the
<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。
<Second embodiment>
Next, a power supply system according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In the second embodiment, as shown in FIG. 8, the
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。
That is, the power supply system 100 of the present embodiment includes a plurality of distributed
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2開閉スイッチ8を開放する。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。
In this configuration, the
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、第2開閉スイッチ8を開放するので、瞬低時に第1開放スイッチ4を開放しても、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。
With such a configuration, when even one distributed
On the other hand, when all of the distributed
<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。
<Third Embodiment>
Next, a power supply system according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9 to 11. FIG.
The power supply system 100 of the third embodiment satisfies the FRT requirements for frequency fluctuation in addition to the FRT requirements for voltage drop in the first embodiment.
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。
Specifically, as shown in FIG. 9, the power supply system 100 of the present embodiment detects frequency fluctuations on the side of the
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。
Then, the
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。
The specific opening/closing control of the first opening/
(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))。
(1) When the frequency tolerance of the distributed
(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) When the frequency tolerance of at least one of the distributed
(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))。
(3) When the frequency tolerance of at least one of the distributed
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。
Note that the frequency
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。 According to the power supply system 100 of this embodiment configured in this manner, in addition to the effects of the first embodiment, it is possible to prevent the dropout of important loads while satisfying the FRT requirements of the distributed power supply against frequency fluctuations. .
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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.
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
100...
Claims (5)
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開閉スイッチに並列接続されるとともに、前記インピーダンス素子に直列接続された第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、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。 a distributed power source connected to the commercial power grid;
a first open/close switch provided on a power line connecting the commercial power system and the distributed power supply;
an impedance element connected in parallel to the first open/close switch;
a grid-side voltage detection unit that detects a voltage on the commercial power grid side of the first open/close switch;
opening the first open/close switch when the voltage detected by the grid-side voltage detection unit becomes equal to or less than a predetermined set value, and connecting the distributed power source and the commercial power grid via the impedance element; A power supply system comprising a first control unit,
a second opening/closing switch connected in parallel to the first opening/closing switch and connected in series to the impedance element;
obtaining a state signal indicating whether the distributed power source is in an operating state or a stopped state, and closing the second opening/ closing switch when the distributed power source is used as a regular power generator; and a second control section for opening the second opening/closing switch when the power supply is provided as an emergency power generator .
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