Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP7545844B2 - Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP7545844B2 - Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device - Google Patents

Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device Download PDF

Info

Publication number
JP7545844B2
JP7545844B2 JP2020159503A JP2020159503A JP7545844B2 JP 7545844 B2 JP7545844 B2 JP 7545844B2 JP 2020159503 A JP2020159503 A JP 2020159503A JP 2020159503 A JP2020159503 A JP 2020159503A JP 7545844 B2 JP7545844 B2 JP 7545844B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
islanding
detection device
frequency
detection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2020159503A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2022052955A (en
Inventor
哲裕 川本
亨 田村
将之 服部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daihen Corp
Original Assignee
Daihen Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daihen Corp filed Critical Daihen Corp
Priority to JP2020159503A priority Critical patent/JP7545844B2/en
Publication of JP2022052955A publication Critical patent/JP2022052955A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7545844B2 publication Critical patent/JP7545844B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Description

本発明は、単独運転検出装置、単独運転検出方法、および、単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナに関する。 The present invention relates to an islanding operation detection device, an islanding operation detection method, and a power conditioner equipped with an islanding operation detection device.

分散形電源を電力系統に接続する場合、パワーコンディショナは、単独運転を防止するための単独運転検出装置を備えている必要がある。単独運転とは、分散形電源が接続された配電系統が電力系統から切り離された場合に、分散形電源が配電系統の負荷に電力の供給を継続することである。単独運転検出装置は、単独運転を検出した場合、分散形電源を配電系統から切り離して、分散形電源から負荷への電力の供給を停止させる。単独運転の検出方法には受動方式と能動方式とがあり、様々な検出方法が開発されている。 When connecting a distributed power source to a power grid, the power conditioner must be equipped with an islanding detection device to prevent islanding. Islanding occurs when a distributed power source continues to supply power to the load of the distribution system when the distribution system to which the distributed power source is connected is disconnected from the power grid. If the islanding detection device detects islanding, it will disconnect the distributed power source from the distribution system and stop the supply of power from the distributed power source to the load. There are passive and active methods for detecting islanding, and various detection methods have been developed.

系統連系規程(JEAC 9701-2016)では、単独運転の能動方式の検出方法として、周波数シフト方式、スリップモード周波数シフト方式、無効電力変動方式、およびQCモード周波数シフト方式などが認められている。これらの方式は、従来型能動的方式と呼ばれている。系統連系規程では、従来型能動的方式の単独運転検出装置は、停電が発生して単独運転状態になった場合、0.5秒以上1秒以内(低圧配電線との連系の場合)にパワーコンディショナを配電系統から切り離すように定められている。また、系統連系規程では、従来型能動的方式より検出を高速化させた方式として、ステップ注入付き周波数フィードバック方式が認められている。当該方式は、新型能動的方式と呼ばれている。系統連系規程では、新型能動的方式の単独運転検出装置は、停電が発生して単独運転状態になった場合、パワーコンディショナを配電系統から瞬時に切り離すように定められており、一般的には、0.1秒以上0.2秒以内に切り離すように設定されている。これらの各方式は、配電系統に積極的に無効電力を代表とする能動信号を注入し、検出された周波数の変化に応じて単独運転を検出する。したがって、配電系統に多数の分散形電源が接続されている場合、配電系統には大量の無効電力が注入される。また、無効電力の注入量は、周波数偏差に応じて増加される。したがって、系統擾乱時に各分散形電源が無効電力の注入量を増加させることで、系統電圧が振動し、電圧フリッカ現象が発生する場合がある。 In the Grid Interconnection Regulations (JEAC 9701-2016), the following active methods are permitted for detecting islanding: frequency shift, slip mode frequency shift, reactive power fluctuation, and QC mode frequency shift. These methods are called conventional active methods. In the Grid Interconnection Regulations, it is stipulated that the conventional active method of islanding detection device should disconnect the power conditioner from the distribution system within 0.5 to 1 second (when connected to a low-voltage distribution line) when a power outage occurs and the system enters an islanding state. In addition, the Grid Interconnection Regulations recognize the frequency feedback method with step injection as a method that detects the power conditioner faster than the conventional active method. This method is called the new active method. In the Grid Interconnection Regulations, it is stipulated that the new active method of islanding detection device should instantly disconnect the power conditioner from the distribution system when a power outage occurs and the system enters an islanding state, and is generally set to disconnect within 0.1 to 0.2 seconds. Each of these methods actively injects an active signal, which represents reactive power, into the power distribution system and detects islanding according to changes in the detected frequency. Therefore, when many distributed power sources are connected to a power distribution system, a large amount of reactive power is injected into the power distribution system. Furthermore, the amount of reactive power injected is increased according to the frequency deviation. Therefore, when a system disturbance occurs, each distributed power source increases the amount of reactive power injected, which can cause the system voltage to oscillate and voltage flicker to occur.

電圧フリッカ現象の発生を抑制するための対策として、無効電力の注入量を抑制可能な単独運転検出装置が開発されている。例えば、特許文献1には、単独運転の可能性が低い場合に無効電力の注入量を抑制する単独運転検出装置が開示されている。また、特許文献2には、遅れ位相の無効電力と進み位相の無効電力とを交互に注入し、系統周波数の移動平均値の変化量の絶対値を積算した積算値に基づいて単独運転を検出することで、無効電力の注入量を低減しつつ、単独運転の誤検出や検出遅延を防止できる単独運転検出装置が開示されている。 As a measure to suppress the occurrence of voltage flicker, islanding detection devices capable of suppressing the amount of reactive power injection have been developed. For example, Patent Document 1 discloses an islanding detection device that suppresses the amount of reactive power injection when the possibility of islanding is low. In addition, Patent Document 2 discloses an islanding detection device that can prevent false detection and detection delay of islanding while reducing the amount of reactive power injection by alternately injecting lagging phase reactive power and leading phase reactive power and detecting islanding based on the integrated value obtained by integrating the absolute value of the amount of change in the moving average value of the system frequency.

特開2017-93020号公報JP 2017-93020 A 特開2019-92328号公報JP 2019-92328 A

しかしながら、特許文献1、2に開示された単独運転検出装置は、注入量を抑制しているが、無効電力の注入を行っている。したがって、これらの単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナを、配電系統に新たに接続した場合、配電系統に注入される無効電力は増加する。よって、単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナがすでに多数接続されている配電系統に、このようなパワーコンディショナを接続した場合でも、電圧フリッカ現象を誘発することになる。 However, the islanding detection devices disclosed in Patent Documents 1 and 2 suppress the amount of injection, but still inject reactive power. Therefore, when a power conditioner equipped with such an islanding detection device is newly connected to a power distribution system, the amount of reactive power injected into the power distribution system increases. Therefore, even if such a power conditioner is connected to a power distribution system to which a large number of power conditioners equipped with islanding detection devices are already connected, it will induce the voltage flicker phenomenon.

本発明は上記した事情のもとで考え出されたものであって、電圧フリッカ現象を誘発しない単独運転検出装置、単独運転検出方法、および、単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナを提供することをその目的としている。 The present invention was conceived in light of the above circumstances, and aims to provide an islanding detection device, an islanding detection method, and a power conditioner equipped with an islanding detection device that do not induce voltage flicker.

上記課題を解決するため、本発明では、次の技術的手段を講じている。 To solve the above problems, the present invention provides the following technical solutions:

本発明の第1の側面によって提供される単独運転検出装置は、パワーコンディショナの単独運転を検出する単独運転検出装置であって、前記パワーコンディショナの出力に関する電気的な特性を検出する検出部と、前記検出部が検出した検出値が判定条件に一致したか否かを判定し、一致した場合に、単独運転状態であると判断する判定部とを備え、前記判定条件は、前記パワーコンディショナが接続されている配電系統に配置された他の単独運転検出装置が当該配電系統に能動信号を注入したことによって生じた前記電気的な特性の変化を判定するための条件であることを特徴とする。 The isolated operation detection device provided by the first aspect of the present invention is an isolated operation detection device that detects the isolated operation of a power conditioner, and includes a detection unit that detects electrical characteristics related to the output of the power conditioner, and a judgment unit that judges whether the detection value detected by the detection unit matches a judgment condition and judges that the power conditioner is in an isolated operation state when the detection value matches a judgment condition, and is characterized in that the judgment condition is a condition for judging a change in the electrical characteristics caused by another isolated operation detection device arranged in a power distribution system to which the power conditioner is connected injecting an active signal into the power distribution system.

なお、「電気的な特性」には、電圧、電流、電力(有効電力、無効電力)、および周波数などが含まれる。また、所定の高調波成分の電圧、電流、電力、および周波数なども含まれる。また、「検出部が検出した検出値」には、電圧、電流、電力、および周波数などの大きさだけでなく、偏差(基準からの変化量)および変化率なども含まれる。また、「能動信号」は、単独運転検出装置が能動方式で単独運転を検出する際に配電系統に注入する信号であり、例えば、無効電力、有効電力などが含まれる。 The "electrical characteristics" include voltage, current, power (active power, reactive power), and frequency. They also include the voltage, current, power, and frequency of a specified harmonic component. The "detected value detected by the detection unit" includes not only the magnitude of the voltage, current, power, and frequency, but also deviation (amount of change from a reference) and rate of change. The "active signal" is a signal that the islanding detection device injects into the power distribution system when it detects islanding using an active method, and includes, for example, reactive power and active power.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記判定条件は、前記検出値が所定範囲に収まらない状態が所定時間以上継続したことである。 In a preferred embodiment of the present invention, the determination condition is that the detection value does not fall within a predetermined range for a predetermined period of time or more.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記検出部は、前記パワーコンディショナの出力電圧の周波数を前記検出値として検出する。 In a preferred embodiment of the present invention, the detection unit detects the frequency of the output voltage of the power conditioner as the detection value.

本発明の好ましい実施の形態においては、前記検出部は、前記検出値とは異なる第2の検出値をさらに検出し、前記判定部は、前記検出値が前記判定条件に一致し、かつ、前記第2の検出値が第2の判定条件に一致した場合にのみ、単独運転状態であると判断する。 In a preferred embodiment of the present invention, the detection unit further detects a second detection value different from the detection value, and the determination unit determines that the system is in an isolated operation state only when the detection value matches the determination condition and the second detection value matches the second determination condition.

本発明の第2の側面によって提供されるパワーコンディショナは、本発明の第1の側面によって提供される単独運転検出装置を備えている。 The power conditioner provided by the second aspect of the present invention is equipped with the islanding detection device provided by the first aspect of the present invention.

本発明の第3の側面によって提供される単独運転検出方法は、パワーコンディショナの単独運転を検出する単独運転検出方法であって、前記パワーコンディショナの出力に関する電気的な特性を検出する検出工程と、前記検出工程で検出した検出値が判定条件に一致したか否かを判定し、一致した場合に、単独運転状態であると判断する判定工程とを備え、前記判定条件は、前記パワーコンディショナが接続されている配電系統に配置された他の単独運転検出装置が当該配電系統に能動信号を注入したことによって生じた前記電気的な特性の変化を判定するための条件であることを特徴とする。 The islanding detection method provided by the third aspect of the present invention is an islanding detection method for detecting the islanding operation of a power conditioner, and includes a detection step for detecting electrical characteristics related to the output of the power conditioner, and a determination step for determining whether the detection value detected in the detection step matches a determination condition and, if so, determining that the power conditioner is in an islanding operation state, wherein the determination condition is a condition for determining a change in the electrical characteristics caused by another islanding detection device disposed in the power distribution system to which the power conditioner is connected injecting an active signal into the power distribution system.

本発明によると、判定部は、検出値が判定条件に一致した場合に、単独運転状態であると判断する。本発明に係る単独運転検出装置は、他の単独運転検出装置が配電系統に無効電力などの能動信号を注入したことによる配電系統での電気的な特性の変化に応じて単独運転を検出するので、配電系統に無効電力を注入しない。したがって、本発明に係る単独運転検出装置は、電圧フリッカ現象を誘発しない。 According to the present invention, the judgment unit judges that an islanding state exists when the detection value matches the judgment condition. The islanding detection device of the present invention detects islanding in response to changes in electrical characteristics in the distribution system caused by another islanding detection device injecting active signals such as reactive power into the distribution system, and therefore does not inject reactive power into the distribution system. Therefore, the islanding detection device of the present invention does not induce the voltage flicker phenomenon.

本発明のその他の特徴および利点は、添付図面を参照して以下に行う詳細な説明によって、より明らかとなろう。 Other features and advantages of the present invention will become more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings.

第1実施形態に係る単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナを説明するためのブロック図であり、配電系統の全体構成を示している。1 is a block diagram for explaining a power conditioner equipped with an isolated operation detection device according to a first embodiment, and shows the overall configuration of a power distribution system. 単独運転検出装置が行う単独運転検出処理を説明するためのフローチャートである。4 is a flowchart for explaining an islanding operation detection process performed by the islanding operation detection device. パワーコンディショナの出力電圧の周波数の変化を示すタイムチャートであり、(a)は従来型電源および新型電源が接続された配電系統が停電状態になった場合を示し、(b)は従来型電源のみが接続された配電系統が停電状態になった場合を示している。1 is a time chart showing the change in frequency of the output voltage of a power conditioner, where (a) shows the case where a power distribution system to which a conventional power source and a new power source are connected experiences a power outage, and (b) shows the case where a power distribution system to which only a conventional power source is connected experiences a power outage. パワーコンディショナの出力電圧の周波数の変化を示すタイムチャートであり、系統擾乱が発生した場合を示している。1 is a time chart showing a change in frequency of the output voltage of a power conditioner when a grid disturbance occurs. 第2実施形態に係る単独運転検出装置の内部構成を示すブロック図である。FIG. 11 is a block diagram showing an internal configuration of an isolated operation detection device according to a second embodiment.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。 The following describes in detail the embodiment of the present invention with reference to the drawings.

〔第1実施形態〕 [First embodiment]

図1は、第1実施形態に係る単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナを説明するためのブロック図であり、配電系統の全体構成を示している。 Figure 1 is a block diagram for explaining a power conditioner equipped with an isolated operation detection device according to the first embodiment, and shows the overall configuration of a power distribution system.

パワーコンディショナ1は、直流電源Aが出力する直流電力を交流電力に変換して、接続している配電系統Cに出力する。パワーコンディショナ1および直流電源Aを合わせたものが分散形電源である。配電系統Cは、高圧配電系統であり、負荷L、従来型電源B1および新型電源B2が接続されている。負荷Lは、電力の供給を受ける需要家である。従来型電源B1は、従来型能動的方式の単独運転検出装置を有するパワーコンディショナを備えた分散形電源である。なお、本実施形態では、従来型電源B1の単独運転検出装置が、周波数シフト方式で単独運転を検出する場合を例として説明する。なお、従来型電源B1の単独運転検出装置の検出方式は限定されない。新型電源B2は、新型能動的方式の単独運転検出装置を有するパワーコンディショナを備えた分散形電源である。配電系統C(および変圧器を介して配電系統Cに接続された低圧配電系統)には、負荷L、従来型電源B1、および新型電源B2がそれぞれ複数ずつ接続されているが、図1においては、代表して1個ずつ記載している。配電系統Cは、遮断器を介して電力系統に接続されている。電力系統で事故が発生した場合などに、電力系統側に設けられた保護装置によって遮断器が開放されて、配電系統Cが電力系統から切り離される(停電状態)。これにより、電力系統から切り離された配電系統Cに接続しているパワーコンディショナ1が単独運転状態になる。 The power conditioner 1 converts the DC power output by the DC power source A into AC power and outputs it to the connected power distribution system C. The combination of the power conditioner 1 and the DC power source A is a distributed power source. The power distribution system C is a high-voltage power distribution system to which a load L, a conventional power source B1, and a new power source B2 are connected. The load L is a consumer that receives power supply. The conventional power source B1 is a distributed power source equipped with a power conditioner having a conventional active type islanding detection device. In this embodiment, the case where the islanding detection device of the conventional power source B1 detects islanding operation using a frequency shift method is described as an example. The detection method of the islanding detection device of the conventional power source B1 is not limited. The new power source B2 is a distributed power source equipped with a power conditioner having a new active type islanding detection device. A load L, a conventional power source B1, and a new power source B2 are each connected to the power distribution system C (and the low-voltage power distribution system connected to the power distribution system C via a transformer), but FIG. 1 shows only one of each as a representative. The power distribution system C is connected to the power system via a circuit breaker. In the event of an accident in the power system, a protective device installed on the power system side opens the circuit breaker, and the power distribution system C is separated from the power system (power outage state). As a result, the power conditioner 1 connected to the power distribution system C that has been separated from the power system goes into an isolated operation state.

直流電源Aは、直流電力を出力するものであり、例えば太陽電池を備えている。太陽電池は、太陽光エネルギーを電気エネルギーに変換することで、直流電力を生成する。直流電源Aは、生成した直流電力を、パワーコンディショナ1に出力する。なお、直流電源Aは、太陽電池により直流電力を生成するものに限定されない。例えば、直流電源Aは、燃料電池または蓄電池などであってもよいし、ディーゼルエンジン発電機または風力タービン発電機などにより生成された交流電力を直流電力に変換して出力する装置であってもよい。 The DC power source A outputs DC power and includes, for example, a solar cell. The solar cell generates DC power by converting solar energy into electrical energy. The DC power source A outputs the generated DC power to the power conditioner 1. Note that the DC power source A is not limited to generating DC power using a solar cell. For example, the DC power source A may be a fuel cell or a storage battery, or may be a device that converts AC power generated by a diesel engine generator or a wind turbine generator into DC power and outputs it.

パワーコンディショナ1は、インバータ装置2、単独運転検出装置3、連系用遮断器4、および電圧センサ5を備えている。パワーコンディショナ1は、連系用遮断器4を介して、配電系統Cに接続している。 The power conditioner 1 includes an inverter device 2, an islanding detection device 3, a grid-connection circuit breaker 4, and a voltage sensor 5. The power conditioner 1 is connected to the power distribution system C via the grid-connection circuit breaker 4.

インバータ装置2は、直流電源Aから入力される直流電力を交流電力に変換して出力する。インバータ装置2は、例えば、図示しないインバータ回路、フィルタ回路、および制御回路を備えている。インバータ回路は、制御回路から入力されるPWM信号に基づいてスイッチング素子(図示しない)のオンとオフとを切り替えることで直流電力を交流電力に変換する。フィルタ回路は、スイッチングによる高周波成分を除去する。制御回路は、インバータ回路を制御する。制御回路は、インバータ装置2の出力電流を制御するPWM信号を生成して、インバータ回路に出力する。制御回路は、単独運転検出装置3から後述するゲートブロック信号を入力された場合、PWM信号の生成を停止する。この場合、インバータ回路はスイッチングを停止するので、インバータ装置2は、電力変換動作を停止する。なお、インバータ装置2の構成は限定されない。 The inverter device 2 converts DC power input from the DC power source A into AC power and outputs it. The inverter device 2 includes, for example, an inverter circuit, a filter circuit, and a control circuit, which are not shown. The inverter circuit converts DC power into AC power by switching a switching element (not shown) on and off based on a PWM signal input from the control circuit. The filter circuit removes high-frequency components caused by switching. The control circuit controls the inverter circuit. The control circuit generates a PWM signal that controls the output current of the inverter device 2 and outputs it to the inverter circuit. When a gate block signal, which will be described later, is input from the isolated operation detection device 3, the control circuit stops generating the PWM signal. In this case, the inverter circuit stops switching, and the inverter device 2 stops the power conversion operation. The configuration of the inverter device 2 is not limited.

連系用遮断器4は、パワーコンディショナ1と配電系統Cとの接続を遮断する。連系用遮断器4は通常時は閉路されており、パワーコンディショナ1は配電系統Cに接続している。しかし、単独運転検出装置3から後述する開放指令が入力された場合、連系用遮断器4は開放され、パワーコンディショナ1が配電系統Cから切り離される。これにより、パワーコンディショナ1の単独運転状態が回避される。 The interconnection circuit breaker 4 cuts off the connection between the power conditioner 1 and the power distribution system C. The interconnection circuit breaker 4 is normally closed, and the power conditioner 1 is connected to the power distribution system C. However, when an open command, which will be described later, is input from the isolated operation detection device 3, the interconnection circuit breaker 4 is opened, and the power conditioner 1 is disconnected from the power distribution system C. This prevents the power conditioner 1 from entering an isolated operation state.

電圧センサ5は、パワーコンディショナ1の出力電圧を検出し、検出した電圧信号を単独運転検出装置3に入力する。なお、電圧センサ5は、インバータ装置2の制御用と兼用であってもよい。この場合、電圧センサ5は、検出した電圧信号をインバータ装置2の制御回路にも入力する。 The voltage sensor 5 detects the output voltage of the power conditioner 1 and inputs the detected voltage signal to the isolated operation detection device 3. The voltage sensor 5 may also be used to control the inverter device 2. In this case, the voltage sensor 5 also inputs the detected voltage signal to the control circuit of the inverter device 2.

単独運転検出装置3は、パワーコンディショナ1の単独運転を検出する。単独運転検出装置3は、電圧センサ5から入力される電圧信号に基づいて単独運転を検出し、単独運転を検出した場合、パワーコンディショナ1を停止させて、配電系統Cから切り離す。単独運転検出装置3は、周波数検出部31、判定部32、および停止処理部38を備えている。 The islanding operation detection device 3 detects the islanding operation of the power conditioner 1. The islanding operation detection device 3 detects the islanding operation based on the voltage signal input from the voltage sensor 5, and when the islanding operation is detected, the islanding operation detection device 3 stops the power conditioner 1 and disconnects it from the power distribution system C. The islanding operation detection device 3 includes a frequency detection unit 31, a determination unit 32, and a stop processing unit 38.

周波数検出部31は、パワーコンディショナ1の出力電圧の周波数fを検出する。周波数検出部31は、電圧センサ5から入力される電圧信号に基づいて、周波数fを検出する。周波数検出部31は、例えばゼロクロス点間カウント方式により周波数を検出する。ゼロクロス点間カウント方式は、交流電圧の瞬時値がゼロレベルを交差する点(ゼロクロス点)間の時間を計測し、計測された時間の逆数から周波数を検出する方法である。なお、周波数検出部31の周波数検出方法は限定されない。例えば、周波数検出部31は、乗算式PLL(Phase Locked Loop)を用いて周波数を検出してもよい。周波数検出部31は、検出した周波数fを、判定部32に出力する。周波数検出部31が本発明の「検出部」に相当し、周波数fが本発明の「検出値」に相当する。 The frequency detection unit 31 detects the frequency f of the output voltage of the power conditioner 1. The frequency detection unit 31 detects the frequency f based on the voltage signal input from the voltage sensor 5. The frequency detection unit 31 detects the frequency, for example, by a zero-crossing point counting method. The zero-crossing point counting method is a method of measuring the time between points (zero-crossing points) where the instantaneous value of the AC voltage crosses the zero level, and detecting the frequency from the reciprocal of the measured time. The frequency detection method of the frequency detection unit 31 is not limited. For example, the frequency detection unit 31 may detect the frequency using a multiplication PLL (Phase Locked Loop). The frequency detection unit 31 outputs the detected frequency f to the determination unit 32. The frequency detection unit 31 corresponds to the "detection unit" of the present invention, and the frequency f corresponds to the "detection value" of the present invention.

判定部32は、周波数検出部31から入力される周波数fに基づいて判定を行う。判定部32は、周波数fがあらかじめ設定された判定条件に一致したか否かを判定する。判定条件は、単独運転が発生したと断定できる条件が設定されている。単独運転が発生した場合、従来型電源B1および新型電源B2の単独運転検出装置は、注入する無効電力を増加させて配電系統Cの電圧の周波数を変化させ、周波数がしきい値を超えた場合に単独運転を検出する。判定条件は、このときの周波数の変化に基づいて設定されている。 The judgment unit 32 makes a judgment based on the frequency f input from the frequency detection unit 31. The judgment unit 32 judges whether or not the frequency f matches a preset judgment condition. The judgment condition is set as a condition that can determine that an islanding operation has occurred. When an islanding operation occurs, the islanding detection devices of the conventional power source B1 and the new power source B2 increase the injected reactive power to change the frequency of the voltage of the power distribution system C, and detect the islanding operation when the frequency exceeds a threshold value. The judgment condition is set based on the change in frequency at this time.

本実施形態では、判定条件は、周波数fが所定範囲に収まらない状態が所定時間T1以上継続したことである。所定範囲は、パワーコンディショナ1の出力電圧の通常時の周波数f0を中心とした範囲であり、f1(>f0)以下、f1’(<f0)以上の範囲である。例えば、周波数f0が60Hzの場合、f1=61Hzであり、f1’=59Hzである。なお、f1およびf1’は限定されない。所定範囲は、単独運転が発生して、従来型電源B1および新型電源B2の単独運転検出装置による無効電力の注入によって変化した周波数が収まらない範囲が設定される。所定範囲は、実験、シミュレーション結果、または、現地における調査結果などに基づいて適宜設定される。ただし、単独運転以外の系統擾乱などによっても、周波数fが上昇して所定範囲を超える場合がある。しかし、この場合は、周波数fが所定範囲を超えている時間は短い。所定時間T1は、系統擾乱などによる周波数fの上昇を単独運転と判定しないために設定されている。本実施形態では、所定時間T1は、事故時運転継続要件(FRT要件)に応じて、例えば0.3秒とされている。なお、所定時間T1は限定されない。 In this embodiment, the judgment condition is that the state in which the frequency f does not fall within the predetermined range continues for a predetermined time T 1 or more. The predetermined range is a range centered on the normal frequency f 0 of the output voltage of the power conditioner 1, and is a range of f 1 (>f 0 ) or less and f 1 '(<f 0 ) or more. For example, when the frequency f 0 is 60 Hz, f 1 = 61 Hz and f 1 ' = 59 Hz. Note that f 1 and f 1 ' are not limited. The predetermined range is set to a range in which the frequency changed due to the injection of reactive power by the islanding detection device of the conventional power source B1 and the new power source B2 does not fall within when islanding occurs. The predetermined range is appropriately set based on the results of experiments, simulations, or on-site investigations. However, the frequency f may rise and exceed the predetermined range due to system disturbances other than islanding. However, in this case, the time during which the frequency f exceeds the predetermined range is short. The predetermined time T1 is set so that an increase in frequency f due to system disturbance or the like is not determined as islanding. In this embodiment, the predetermined time T1 is set to, for example, 0.3 seconds in accordance with the requirement for continued operation during an accident (FRT requirement). Note that the predetermined time T1 is not limited.

本実施形態では、判定部32は、周波数fがf1より大きい状態、または、周波数fがf1’より小さい状態が所定時間T1以上継続した場合に、判定条件に一致したと判定する。判定部32は、周波数fが判定条件に一致したと判定した場合、単独運転状態であると判断し、例えばハイレベル信号である単独運転検出信号を停止処理部38に出力する。なお、判定条件は限定されず、単独運転が発生したと断定できる条件であればよい。 In this embodiment, the judgment unit 32 judges that the judgment condition is met when a state in which the frequency f is greater than f1 or a state in which the frequency f is smaller than f1 ' continues for a predetermined time T1 or more. When the judgment unit 32 judges that the frequency f meets the judgment condition, it judges that an islanding operation state is occurring, and outputs an islanding operation detection signal, which is, for example, a high-level signal, to the stop processing unit 38. Note that the judgment condition is not limited, and may be any condition that can determine that an islanding operation has occurred.

停止処理部38は、判定部32から単独運転検出信号を入力された場合に、パワーコンディショナ1の停止処理を行う。具体的には、停止処理部38は、インバータ装置2にゲートブロック信号を出力して、インバータ装置2の電力変換動作を停止させる。また、停止処理部38は、連系用遮断器4に開放指令を出力して、パワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離させる。 When an isolated operation detection signal is input from the determination unit 32, the stop processing unit 38 performs a process of stopping the power conditioner 1. Specifically, the stop processing unit 38 outputs a gate block signal to the inverter device 2 to stop the power conversion operation of the inverter device 2. The stop processing unit 38 also outputs an opening command to the interconnection circuit breaker 4 to disconnect the power conditioner 1 from the power distribution system C.

系統連系規程では、高圧配電系統に接続されたパワーコンディショナは、単独運転状態になった場合に3秒以内に切り離されるように定められている。新型電源B2は停電から0.2秒以内に単独運転を検出して配電系統Cから切り離され、従来型電源B1は停電から1秒以内に単独運転を検出して配電系統Cから切り離される。したがって、従来型電源B1および新型電源B2が無効電力の注入量を増加させたことで変化する系統周波数の変化をとらえてから、所定時間T1の経過を待ったとしても、単独運転検出装置3は、3秒以内にパワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離すことができる。 The grid interconnection regulations stipulate that a power conditioner connected to a high-voltage distribution system must be disconnected within 3 seconds if it goes into an islanding state. The new power source B2 detects islanding within 0.2 seconds of a power outage and is disconnected from the distribution system C, and the conventional power source B1 detects islanding within 1 second of a power outage and is disconnected from the distribution system C. Therefore, even if the predetermined time T1 is waited for after the conventional power source B1 and the new power source B2 capture the change in the system frequency caused by increasing the amount of reactive power injected, the islanding detection device 3 can disconnect the power conditioner 1 from the distribution system C within 3 seconds.

なお、単独運転検出装置3は、アナログ回路として実現してもよいし、ディジタル回路として実現してもよい。また、各部が行う処理をプログラムで設計し、当該プログラムを実行させることでコンピュータを単独運転検出装置3として機能させてもよい。また、当該プログラムを記録媒体に記録しておき、コンピュータに読み取らせるようにしてもよい。 The isolated operation detection device 3 may be realized as an analog circuit or a digital circuit. The processing performed by each unit may be designed by a program, and the computer may function as the isolated operation detection device 3 by executing the program. The program may also be recorded on a recording medium and read by the computer.

図2は、単独運転検出装置3が行う単独運転検出処理を説明するためのフローチャートである。単独運転検出処理は、判定条件に基づいて単独運転を検出する処理である。単独運転検出処理は、パワーコンディショナ1が配電系統Cに接続している状態で、インバータ装置2が電力変換動作を開始したときに実行される。 Figure 2 is a flowchart for explaining the islanding operation detection process performed by the islanding operation detection device 3. The islanding operation detection process is a process for detecting an islanding operation based on a judgment condition. The islanding operation detection process is executed when the inverter device 2 starts a power conversion operation while the power conditioner 1 is connected to the power distribution system C.

まず、周波数検出部31によって検出された周波数fが所定範囲に収まっている(f1’≦f≦f1)か否かが判別される(S1)。所定範囲に収まっている場合(S1:YES)、ステップS1に戻って、ステップS1の判別が繰り返される。一方、所定範囲に収まっていない場合(S1:NO)、計時が開始される(S2)。 First, it is determined whether the frequency f detected by the frequency detection unit 31 is within a predetermined range ( f1 ' ≤ f ≤ f1 ) (S1). If it is within the predetermined range (S1: YES), the process returns to step S1 and the determination in step S1 is repeated. On the other hand, if it is not within the predetermined range (S1: NO), timing is started (S2).

次に、計時された時間が所定時間T1以上になったか否かが判別される(S3)。所定時間T1以上になっていない場合(S3:NO)、周波数fが所定範囲に収まっている(f1’≦f≦f1)か否かが判別される(S4)。所定範囲に収まっていない場合(S4:NO)、ステップS3に戻って、ステップS3およびステップS4の判別が繰り返される。 Next, it is determined whether the measured time is equal to or greater than a predetermined time T1 (S3). If the measured time is not equal to or greater than the predetermined time T1 (S3: NO), it is determined whether the frequency f is within a predetermined range ( f1 ' ≤ f ≤ f1 ) (S4). If the frequency f is not within the predetermined range (S4: NO), the process returns to step S3, and the determinations of steps S3 and S4 are repeated.

ステップS4において、周波数fが所定範囲に収まった場合(S4:YES)、ステップS1に戻って、ステップS1の判別が繰り返される。なお、この場合、計時は終了されて、計時された時間はゼロにクリアされる。また、ステップS3において、所定時間T1以上になった場合(S3:YES)、周波数fが所定範囲に収まらない状態が所定時間T1以上継続して判定条件に一致したと判定される。この場合、単独運転状態であると判断され、停止処理が行われて(S5)、第1検出処理は終了する。停止処理では、ゲートブロック信号がインバータ装置2に出力され、開放指令が連系用遮断器4に出力される。 In step S4, if the frequency f falls within the predetermined range (S4: YES), the process returns to step S1, and the determination in step S1 is repeated. In this case, the clocking is terminated and the clocked time is cleared to zero. In addition, in step S3, if the predetermined time T1 or more is reached (S3: YES), it is determined that the state in which the frequency f does not fall within the predetermined range has continued for the predetermined time T1 or more, and the determination condition is met. In this case, it is determined that the system is in an isolated operation state, a stop process is performed (S5), and the first detection process is terminated. In the stop process, a gate block signal is output to the inverter device 2, and an open command is output to the interconnection breaker 4.

なお、図2のフローチャートに示す処理は一例であって、単独運転検出装置3が行う単独運転検出処理は上述したものに限定されない。 Note that the process shown in the flowchart of FIG. 2 is just an example, and the isolated operation detection process performed by the isolated operation detection device 3 is not limited to the one described above.

図3は、図1に示す配電系統Cが停電状態になって、パワーコンディショナ1が単独運転状態になったときの、出力電圧の周波数fの変化を示すタイムチャートである。横軸は、停電発生を0秒とし、その後の経過時間を示している。また、縦軸は周波数fを示している。なお、本明細書で参照する波形図やタイムチャートの縦軸および横軸は、理解を容易とするために適宜拡大、縮小したものであり、また示される各波形も、理解の容易のために簡略化され、あるいは誇張もしくは強調されている。 Figure 3 is a time chart showing the change in frequency f of the output voltage when the power distribution system C shown in Figure 1 goes into a power outage and the power conditioner 1 goes into an isolated operation state. The horizontal axis shows the time elapsed since the power outage occurred, with 0 seconds as the time. The vertical axis shows frequency f. Note that the vertical and horizontal axes of the waveform diagrams and time charts referred to in this specification have been appropriately enlarged or reduced for ease of understanding, and each waveform shown has been simplified, exaggerated, or emphasized for ease of understanding.

図3(a)は、配電系統Cに、従来型電源B1および新型電源B2が接続されている場合(図1参照)を示している。なお、配電系統Cに、従来型電源B1が接続されておらず、新型電源B2だけが接続されている場合も同様である。 Figure 3 (a) shows the case where a conventional power source B1 and a new power source B2 are connected to the power distribution system C (see Figure 1). Note that the same applies when the conventional power source B1 is not connected to the power distribution system C, and only the new power source B2 is connected.

停電が発生すると配電系統Cの系統周波数が若干変化する。新型電源B2は、その周波数変化をとらえて無効電力を注入し、系統周波数を上昇または下降させる。図3(a)では、系統周波数が上昇した場合を示している。なお、図3(b)および図4でも、系統周波数が上昇する場合を示す。新型電源B2は、一般的に、停電から0.1秒以上0.2秒以内に単独運転を検出して配電系統Cから切り離される。したがって、停電発生から無効電力が注入され、系統周波数は上昇する。パワーコンディショナ1の出力電圧の周波数fは系統周波数に一致するので、図3(a)に示すように、周波数fは上昇して、停電発生から0.1秒の手前で、所定範囲の上限周波数であるf1を超えている。その後の周波数fの変化は、配電系統Cに接続された従来型電源B1および新型電源B2の数および容量、ならびに、負荷Lの数および大きさなどによって異なる。 When a power outage occurs, the system frequency of the power distribution system C changes slightly. The new power source B2 detects the frequency change and injects reactive power to raise or lower the system frequency. FIG. 3(a) shows a case where the system frequency rises. Note that FIG. 3(b) and FIG. 4 also show a case where the system frequency rises. The new power source B2 generally detects isolated operation within 0.1 to 0.2 seconds after a power outage and is disconnected from the power distribution system C. Therefore, reactive power is injected after the power outage occurs, and the system frequency rises. Since the frequency f of the output voltage of the power conditioner 1 coincides with the system frequency, as shown in FIG. 3(a), the frequency f rises and exceeds f1 , which is the upper limit frequency of the predetermined range, 0.1 seconds before the power outage occurs. The subsequent change in frequency f varies depending on the number and capacity of the conventional power sources B1 and the new power sources B2 connected to the power distribution system C, and the number and size of the loads L.

図3(a)に実線で示すように、周波数fが上昇から下降に転じた場合でも、周波数fがf1を超えた状態(所定範囲に収まらない状態)が所定時間T1以上継続された場合、単独運転検出装置3は、周波数fが判定条件に一致したとして、単独運転を検出して、パワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離す。また、図3(a)に破線で示すように、周波数fがさらに上昇した場合や、下降することなく維持された場合も、周波数fがf1を超えた状態が所定時間T1以上継続されることで、単独運転検出装置3は、周波数fが判定条件に一致したとして、単独運転を検出して、パワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離す。 As shown by the solid line in Fig. 3(a) , even when the frequency f changes from increasing to decreasing, if the state in which the frequency f exceeds f1 (a state not falling within a predetermined range) continues for a predetermined time T1 or more, the isolated operation detection device 3 determines that the frequency f meets the judgment condition, detects an isolated operation, and disconnects the power conditioner 1 from the power distribution system C. Also, as shown by the dashed line in Fig. 3(a) , even if the frequency f further increases or is maintained without decreasing, if the state in which the frequency f exceeds f1 continues for a predetermined time T1 or more, the isolated operation detection device 3 determines that the frequency f meets the judgment condition, detects an isolated operation, and disconnects the power conditioner 1 from the power distribution system C.

図3(b)は、配電系統Cに、新型電源B2が接続されておらず、従来型電源B1だけが接続されている場合を示している。 Figure 3 (b) shows a case where new power source B2 is not connected to the power distribution system C, and only conventional power source B1 is connected.

図3(b)の場合、新型電源B2が接続されていないので、停電が発生すると、従来型電源B1が、系統周波数の変化をとらえて無効電力を注入し、系統周波数を上昇させる。従来型電源B1は、停電から0.5秒以上1秒以内に単独運転を検出して、配電系統Cから切り離される。したがって、図3(b)に示すように、停電発生から1秒までの間に、周波数fは上昇して、所定範囲の上限周波数であるf1を超えている。その後の周波数fの変化は、配電系統Cに接続された従来型電源B1の数および容量、ならびに、負荷Lの数および大きさなどによって異なる。 In the case of Fig. 3(b), since the new power source B2 is not connected, when a power outage occurs, the conventional power source B1 detects the change in the system frequency and injects reactive power to raise the system frequency. The conventional power source B1 detects islanding within 0.5 to 1 second of the power outage and is disconnected from the power distribution system C. Therefore, as shown in Fig. 3(b), during the period from the occurrence of the power outage to 1 second, the frequency f rises and exceeds f1 , which is the upper limit frequency of the specified range. The subsequent change in frequency f depends on the number and capacity of the conventional power sources B1 connected to the power distribution system C, and the number and size of the loads L, etc.

図3(b)に実線で示すように、周波数fが上昇から下降に転じた場合でも、周波数fがf1を超えた状態が所定時間T1以上継続された場合、単独運転検出装置3は、周波数fが判定条件に一致したとして、単独運転を検出して、パワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離す。また、図3(b)に破線で示すように、周波数fがさらに上昇した場合や、下降することなく維持された場合も、周波数fがf1を超えた状態が所定時間T1以上継続されることで、単独運転検出装置3は、周波数fが判定条件に一致したとして、単独運転を検出して、パワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離す。 As shown by the solid line in Fig. 3(b) , even when the frequency f changes from increasing to decreasing, if the state in which the frequency f exceeds f1 continues for a predetermined time T1 or more, the isolated operation detection device 3 determines that the frequency f meets the judgment condition, detects an isolated operation, and disconnects the power conditioner 1 from the power distribution system C. Also, as shown by the dashed line in Fig. 3(b) , even if the frequency f further increases or is maintained without decreasing, if the state in which the frequency f exceeds f1 continues for a predetermined time T1 or more, the isolated operation detection device 3 determines that the frequency f meets the judgment condition, detects an isolated operation, and disconnects the power conditioner 1 from the power distribution system C.

図3(a),(b)に示すように、配電系統Cに新型電源B2または従来型電源B1が接続されていれば、単独運転検出装置3は、3秒以内に単独運転を検出して、パワーコンディショナ1を配電系統Cから切り離すことができる。 As shown in Figures 3(a) and (b), if a new type power source B2 or a conventional power source B1 is connected to the power distribution system C, the islanding detection device 3 can detect islanding within 3 seconds and disconnect the power conditioner 1 from the power distribution system C.

図4は、配電系統Cが停電状態になっていないが、系統擾乱が発生したときの、出力電圧の周波数fの変化を示すタイムチャートである。横軸は、系統擾乱の発生を0秒とし、その後の経過時間を示している。また、縦軸は周波数fを示している。図4は、配電系統Cに、従来型電源B1および新型電源B2が接続されている場合(図1参照)を示している。なお、配電系統Cに、従来型電源B1だけが接続されている場合、および、新型電源B2だけが接続されている場合も同様である。 Figure 4 is a time chart showing the change in frequency f of the output voltage when power distribution system C is not in a power outage state but a system disturbance occurs. The horizontal axis shows the time that has elapsed since the occurrence of the system disturbance, taken as 0 seconds. The vertical axis shows frequency f. Figure 4 shows the case where a conventional power source B1 and a new power source B2 are connected to power distribution system C (see Figure 1). The same applies when only conventional power source B1 and only new power source B2 are connected to power distribution system C.

系統擾乱が発生した場合も配電系統Cの系統周波数が若干変化する。従来型電源B1および新型電源B2は、その周波数変化をとらえて無効電力を注入するが、停電していないので、周波数fは上昇しない。したがって、図4に実線で示すように、周波数fはf1を超えない。また、図4に破線で示すように、周波数fがf1を瞬間的に超えることがあったとしても、周波数fがf1を超えた状態が所定時間T1以上継続されることはない。したがって、これらの場合、単独運転検出装置3は、判定条件に一致しなかったとして、単独運転を検出しない。 When a system disturbance occurs, the system frequency of the power distribution system C also changes slightly. Conventional power source B1 and new power source B2 detect the frequency change and inject reactive power, but since there is no power outage, the frequency f does not increase. Therefore, as shown by the solid line in Figure 4, the frequency f does not exceed f1 . Also, as shown by the dashed line in Figure 4, even if the frequency f exceeds f1 instantaneously, the state in which the frequency f exceeds f1 does not continue for the predetermined time T1 or more. Therefore, in these cases, the islanding detection device 3 does not detect an islanding operation since the judgment condition is not met.

次に、本実施形態に係る単独運転検出装置3の作用効果について説明する。 Next, we will explain the effects of the isolated operation detection device 3 according to this embodiment.

本実施形態によると、単独運転検出装置3は、判定部32によって、単独運転が発生したと断定できる判定条件に周波数fが一致したと判定された場合に、単独運転状態であると判断する。単独運転検出装置3は、従来型電源B1および新型電源B2の単独運転検出装置が配電系統Cに無効電力を注入したことによる配電系統Cでの系統周波数の変化に応じて単独運転を検出するので、配電系統Cに無効電力を注入しない。したがって、単独運転検出装置3は、電圧フリッカ現象を誘発しない。つまり、電圧フリッカ現象が発生していない配電系統Cであれば、単独運転検出装置3を備えるパワーコンディショナ1が多数追加された場合でも、電圧フリッカ現象は発生しない。また、電圧フリッカ現象が発生している配電系統Cに、単独運転検出装置3を備えるパワーコンディショナ1が多数追加された場合でも、電圧フリッカ現象を助長しない。 According to this embodiment, the isolated operation detection device 3 determines that an isolated operation state exists when the determination unit 32 determines that the frequency f matches the determination condition for determining that an isolated operation has occurred. The isolated operation detection device 3 detects an isolated operation according to the change in the system frequency in the distribution system C caused by the isolated operation detection devices of the conventional power source B1 and the new power source B2 injecting reactive power into the distribution system C, and therefore does not inject reactive power into the distribution system C. Therefore, the isolated operation detection device 3 does not induce the voltage flicker phenomenon. In other words, if the distribution system C does not have a voltage flicker phenomenon, the voltage flicker phenomenon does not occur even if many power conditioners 1 equipped with the isolated operation detection device 3 are added. Furthermore, even if many power conditioners 1 equipped with the isolated operation detection device 3 are added to the distribution system C in which the voltage flicker phenomenon occurs, the voltage flicker phenomenon is not promoted.

また、本実施形態によると、単独運転検出装置3は、パワーコンディショナ1の出力電圧の周波数fに基づいて、単独運転を検出する。従来型電源B1および新型電源B2の単独運転検出装置は、単独運転を検出するために、周波数偏差に応じた無効電力を注入することで系統周波数をより変化させる。したがって、単独運転検出装置3は、適切に単独運転を検出できる。 In addition, according to this embodiment, the islanding operation detection device 3 detects islanding operation based on the frequency f of the output voltage of the power conditioner 1. In order to detect islanding operation, the islanding operation detection devices of the conventional power source B1 and the new power source B2 further change the system frequency by injecting reactive power according to the frequency deviation. Therefore, the islanding operation detection device 3 can appropriately detect islanding operation.

また、本実施形態によると、判定条件は、周波数fが所定範囲に収まらない状態が所定時間T1以上継続したことである。所定範囲は、単独運転が発生して、従来型電源B1および新型電源B2の単独運転検出装置による無効電力の注入によって変化した周波数fが収まらない範囲として設定される。また、所定時間T1は、系統擾乱などによる周波数fの上昇を単独運転と判定しないために設定される。したがって、周波数fが判定条件に一致した場合、単独運転が発生したと断定できる。これにより、単独運転検出装置3は、判定部32によって、単独運転を適切に検出できる。 Furthermore, according to this embodiment, the judgment condition is that the state in which the frequency f does not fall within a predetermined range continues for a predetermined time T1 or more. The predetermined range is set as a range in which the frequency f does not fall within the range that has been changed due to the injection of reactive power by the islanding operation detection devices of the conventional power source B1 and the new power source B2 when islanding occurs. Furthermore, the predetermined time T1 is set so that an increase in frequency f due to system disturbance or the like is not judged as islanding operation. Therefore, when the frequency f matches the judgment condition, it can be concluded that islanding has occurred. This allows the judgment unit 32 of the islanding operation detection device 3 to appropriately detect islanding operation.

なお、本実施形態においては、単独運転検出装置3は、周波数検出部31が検出した、パワーコンディショナ1の出力電圧の周波数fに基づいて、単独運転を検出する場合について説明したが、これに限られない。単独運転検出装置3は、パワーコンディショナ1の出力電流または出力電力の周波数を用いてもよい。また、単独運転検出装置3は、パワーコンディショナ1が出力する電圧、電流、および電力(有効電力、無効電力)などの電気的な特性に基づいて、単独運転を検出してもよい。また、3次、5次、7次などの所定の高調波成分の電圧、電流、電力、および周波数などに基づいて、単独運転を検出してもよい。また、判定部32で用いる検出値は、電圧、電流、電力、および周波数などの大きさを検出した検出値に限定されず、偏差(基準からの変化量)および変化率などであってもよい。判定部32に設定される判定条件は、用いる検出値に応じて、適宜設定される。例えば、検出値が所定範囲の上限値または下限値を超えたこと(所定範囲に収まらなかったこと)を判定条件として、判定部32は、所定時間T1の継続を待つことなく単独運転と判断してもよい。 In the present embodiment, the isolated operation detection device 3 detects an isolated operation based on the frequency f of the output voltage of the power conditioner 1 detected by the frequency detection unit 31, but the present invention is not limited to this. The isolated operation detection device 3 may use the frequency of the output current or output power of the power conditioner 1. The isolated operation detection device 3 may detect an isolated operation based on electrical characteristics such as the voltage, current, and power (active power, reactive power) output by the power conditioner 1. The isolated operation may be detected based on the voltage, current, power, and frequency of a predetermined harmonic component such as the third, fifth, and seventh order. The detection value used by the determination unit 32 is not limited to the detection value that detects the magnitude of the voltage, current, power, and frequency, but may be a deviation (amount of change from a reference) and a rate of change. The determination condition set in the determination unit 32 is appropriately set according to the detection value used. For example, the judgment unit 32 may determine that the system is in isolated operation without waiting for the specified time T1 to continue, based on the judgment condition that the detected value exceeds the upper or lower limit of a specified range (does not fall within the specified range).

〔第2実施形態〕
図5は、第2実施形態に係る単独運転検出装置の内部構成を示すブロック図である。同図において、第1実施形態に係る単独運転検出装置3(図1参照)と同一または類似の要素には同一の符号を付して、重複する説明を省略する。
Second Embodiment
Fig. 5 is a block diagram showing the internal configuration of the isolated operation detection device according to the second embodiment. In the figure, elements that are the same as or similar to those in the isolated operation detection device 3 according to the first embodiment (see Fig. 1) are given the same reference numerals and redundant explanations will be omitted.

本実施形態に係る単独運転検出装置3aは、判定部32が2種類の検出値を用いて判定を行う点で単独運転検出装置3と異なる。 The isolated operation detection device 3a according to this embodiment differs from the isolated operation detection device 3 in that the judgment unit 32 makes judgments using two types of detection values.

単独運転検出装置3aは、電圧検出部39をさらに備えている。電圧検出部39は、パワーコンディショナ1の出力電圧の電圧実効値vを検出する。電圧検出部39は、電圧センサ5から入力される電圧信号に基づいて、電圧実効値vを検出する。電圧検出部39は、検出した電圧実効値vを、判定部32に出力する。本実施形態では、電圧検出部39も本発明の「検出部」に相当し、電圧実効値vが本発明の「第2の検出値」に相当する。なお、電圧検出部39は、電圧の最大値または平均値などを検出してもよい。 The isolated operation detection device 3a further includes a voltage detection unit 39. The voltage detection unit 39 detects the effective voltage value v of the output voltage of the power conditioner 1. The voltage detection unit 39 detects the effective voltage value v based on a voltage signal input from the voltage sensor 5. The voltage detection unit 39 outputs the detected effective voltage value v to the determination unit 32. In this embodiment, the voltage detection unit 39 also corresponds to the "detection unit" of the present invention, and the effective voltage value v corresponds to the "second detection value" of the present invention. The voltage detection unit 39 may detect the maximum or average voltage value, etc.

第2実施形態に係る判定部32は、周波数検出部31から入力される周波数f、および、電圧検出部39から入力される電圧実効値vに基づいて判定を行う。判定部32は、第1判定部321、第2判定部322、およびAND部323を備えている。第1判定部321は、第1実施形態に係る判定部32と同様の機能ブロックであり、周波数検出部31から入力される周波数fが判定条件に一致したか否かを判定する。第1判定部321は、周波数fが判定条件に一致したと判定した場合、ハイレベル信号である第1検出信号をAND部323に出力する。 The judgment unit 32 according to the second embodiment makes a judgment based on the frequency f input from the frequency detection unit 31 and the effective voltage value v input from the voltage detection unit 39. The judgment unit 32 includes a first judgment unit 321, a second judgment unit 322, and an AND unit 323. The first judgment unit 321 is a functional block similar to the judgment unit 32 according to the first embodiment, and judges whether the frequency f input from the frequency detection unit 31 matches the judgment condition. If the first judgment unit 321 judges that the frequency f matches the judgment condition, it outputs a first detection signal, which is a high-level signal, to the AND unit 323.

第2判定部322は、電圧検出部39から入力される電圧実効値vが第2の判定条件に一致したか否かを判定する。本実施形態では、第2の判定条件は、電圧実効値vに基づいて単独運転が発生したと断定できる条件が設定されており、例えば、電圧実効値vが第2の所定範囲に収まらない状態が第2の所定時間T2以上継続したことである。第2の所定範囲は、パワーコンディショナ1の出力電圧の通常時の電圧実効値v0を中心とした範囲であり、v1(>v0)以下、v1’(<v0)以上の範囲である。なお、v1およびv1’は限定されない。第2の所定範囲は、単独運転が発生して、従来型電源B1および新型電源B2の単独運転検出装置による無効電力の注入によって変化した電圧実効値vが収まらない範囲が設定される。第2の所定範囲は、実験、シミュレーション結果、または、現地における調査結果などに基づいて適宜設定される。ただし、単独運転以外の系統擾乱などによっても、電圧実効値vが上昇して第2の所定範囲を超える場合がある。しかし、この場合は、電圧実効値vが第2の所定範囲を超えている時間は短い。第2の所定時間T2は、系統擾乱などによる電圧実効値vの上昇を単独運転と判定しないために設定されている。本実施形態では、第2の所定時間T2は、事故時運転継続要件(FRT要件)に応じて、例えば0.3秒とされている。なお、第2の所定時間T2は限定されない。本実施形態では、第2判定部322は、電圧実効値vがv1より大きい状態、または、電圧実効値vがv1’より小さい状態が第2の所定時間T2以上継続した場合に、第2の判定条件に一致したと判定する。第2判定部322は、電圧実効値vが第2の判定条件に一致したと判定した場合、ハイレベル信号である第2検出信号をAND部323に出力する。なお、第2の判定条件は限定されず、単独運転が発生したと断定できる条件であればよい。 The second determination unit 322 determines whether the voltage effective value v input from the voltage detection unit 39 matches the second determination condition. In this embodiment, the second determination condition is set as a condition that can determine that an islanding operation has occurred based on the voltage effective value v, and is, for example, that the state in which the voltage effective value v does not fall within the second predetermined range has continued for more than a second predetermined time T2. The second predetermined range is a range centered on the voltage effective value v0 of the output voltage of the power conditioner 1 during normal operation, and is a range of v1 (> v0 ) or less and v1 '(< v0 ) or more. Note that v1 and v1 ' are not limited. The second predetermined range is set as a range in which the voltage effective value v that has changed due to the injection of reactive power by the islanding detection devices of the conventional power source B1 and the new power source B2 does not fall within when an islanding operation occurs. The second predetermined range is appropriately set based on an experiment, a simulation result, or an on-site investigation result. However, the voltage effective value v may rise and exceed the second predetermined range due to system disturbances other than the isolated operation. In this case, however, the time during which the voltage effective value v exceeds the second predetermined range is short. The second predetermined time T2 is set so that an increase in the voltage effective value v due to system disturbances or the like is not determined as an isolated operation. In this embodiment, the second predetermined time T2 is set to, for example, 0.3 seconds according to the operation continuation requirement during an accident (FRT requirement). Note that the second predetermined time T2 is not limited. In this embodiment, the second determination unit 322 determines that the second determination condition is met when the state in which the voltage effective value v is greater than v1 or the state in which the voltage effective value v is smaller than v1 ' continues for the second predetermined time T2 or more. When the second determination unit 322 determines that the voltage effective value v meets the second determination condition, it outputs a second detection signal, which is a high-level signal, to the AND unit 323. The second determination condition is not limited as long as it is a condition that can determine that an islanding operation has occurred.

AND部323は、第1判定部321から入力される信号と第2判定部322から入力される信号との論理積信号を生成して停止処理部38に出力する。したがって、AND部323は、第1判定部321から第1検出信号(ハイレベル信号)を入力され、第2判定部322から第2検出信号(ハイレベル信号)を入力された場合に、ハイレベル信号である単独運転検出信号を停止処理部38に出力する。つまり、第2実施形態に係る判定部32は、周波数fが判定条件に一致し、かつ、電圧実効値vが第2の判定条件に一致したと判定した場合に、単独運転状態であると判断し、単独運転検出信号を停止処理部38に出力する。 The AND unit 323 generates a logical AND signal between the signal input from the first judgment unit 321 and the signal input from the second judgment unit 322, and outputs the logical AND signal to the stop processing unit 38. Therefore, when the AND unit 323 receives the first detection signal (high level signal) from the first judgment unit 321 and the second detection signal (high level signal) from the second judgment unit 322, it outputs the isolated operation detection signal, which is a high level signal, to the stop processing unit 38. In other words, when the judgment unit 32 according to the second embodiment judges that the frequency f matches the judgment condition and that the effective voltage value v matches the second judgment condition, it judges that the inverter is in an isolated operation state and outputs the isolated operation detection signal to the stop processing unit 38.

本実施形態においても、第1実施形態と同様の効果を奏することができる。また、本実施形態によると、判定部32は、周波数fが判定条件に一致し、かつ、電圧実効値vが第2の判定条件に一致したと判定した場合に、単独運転状態であると判断する。したがって、単独運転検出装置3aは、各判定条件を調整することで検出をより高速化しつつ、確実に単独運転を検出できる。 In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be achieved. Furthermore, according to this embodiment, the judgment unit 32 judges that an isolated operation state is occurring when it is determined that the frequency f matches the judgment condition and the effective voltage value v matches the second judgment condition. Therefore, the isolated operation detection device 3a can reliably detect isolated operation while speeding up detection by adjusting each judgment condition.

なお、判定部32は、AND部323に代えて、第1判定部321から入力される信号と第2判定部322から入力される信号との論理和信号を生成するOR回路を備えてもよい。すなわち、判定部32は、周波数fが判定条件に一致したか、または、電圧実効値vが第2の判定条件に一致したと判定した場合に、単独運転状態であると判断してもよい。 In addition, instead of the AND unit 323, the judgment unit 32 may be provided with an OR circuit that generates a logical sum signal of the signal input from the first judgment unit 321 and the signal input from the second judgment unit 322. In other words, the judgment unit 32 may determine that the inverter is in an isolated operation state when it is determined that the frequency f matches the judgment condition or the effective voltage value v matches the second judgment condition.

また、判定部32が判定に用いる検出値は、周波数fおよび電圧実効値vの組み合わせに限定されない。また、判定部32は、3種類以上の検出値に基づいて判定を行ってもよい。つまり、判定部32は、いずれの検出値を何種類用いて判定してもよい。 The detection values used by the determination unit 32 for the determination are not limited to a combination of frequency f and effective voltage v. The determination unit 32 may also make a determination based on three or more types of detection values. In other words, the determination unit 32 may use any number of detection values to make a determination.

本発明に係る単独運転検出装置、単独運転検出方法、および、単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナは、上述した実施形態に限定されるものではない。本発明に係る単独運転検出装置、単独運転検出方法、および、単独運転検出装置を備えたパワーコンディショナの各部の具体的な構成は、種々に設計変更自在である。 The isolated operation detection device, the isolated operation detection method, and the power conditioner equipped with the isolated operation detection device according to the present invention are not limited to the above-mentioned embodiments. The specific configurations of each part of the isolated operation detection device, the isolated operation detection method, and the power conditioner equipped with the isolated operation detection device according to the present invention can be freely designed in various ways.

1:パワーコンディショナ、3,3a:単独運転検出装置、31:周波数検出部、32:判定部、39:電圧検出部 1: Power conditioner, 3, 3a: Isolated operation detection device, 31: Frequency detection unit, 32: Judgment unit, 39: Voltage detection unit

Claims (7)

パワーコンディショナの単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記パワーコンディショナの出力に関する電気的な特性を検出する検出部と、
前記検出部が検出した検出値が判定条件に一致したか否かを判定し、一致した場合に、単独運転状態であると判断して、前記パワーコンディショナを停止させる判定部と、
を備え、
前記判定条件は、前記パワーコンディショナが接続されている配電系統に配置された他の単独運転検出装置が当該配電系統に能動信号を注入したことによって生じた前記電気的な特性の変化を判定するための条件である、
ことを特徴とする単独運転検出装置。
An isolated operation detection device for detecting an isolated operation of a power conditioner,
A detection unit that detects electrical characteristics related to an output of the power conditioner;
a determination unit that determines whether or not the detection value detected by the detection unit matches a determination condition, and when the detection value matches, determines that the power conditioner is in an isolated operation state and stops the power conditioner ;
Equipped with
the determination condition is a condition for determining a change in the electrical characteristic caused by an active signal being injected into the power distribution system by another islanding operation detection device disposed in the power distribution system to which the power conditioner is connected,
An islanding detection device characterized by:
前記配電系統に能動信号を注入する機能を備えていない、does not have the capability of injecting an active signal into the distribution system;
請求項1に記載の単独運転検出装置。The islanding detection device according to claim 1 .
前記判定条件は、前記検出値が所定範囲に収まらない状態が所定時間以上継続したことである、
請求項1または2に記載の単独運転検出装置。
The determination condition is that the detected value is out of a predetermined range for a predetermined period of time or more.
3. The isolated operation detection device according to claim 1 or 2 .
前記検出部は、前記パワーコンディショナの出力電圧の周波数を前記検出値として検出する、
請求項1ないし3のいずれかに記載の単独運転検出装置。
The detection unit detects a frequency of an output voltage of the power conditioner as the detection value.
4. An isolated operation detection device according to claim 1.
前記検出部は、前記検出値とは異なる第2の検出値をさらに検出し、
前記判定部は、前記検出値が前記判定条件に一致し、かつ、前記第2の検出値が第2の判定条件に一致した場合にのみ、単独運転状態であると判断する、
請求項1ないしのいずれかに記載の単独運転検出装置。
The detection unit further detects a second detection value different from the detection value,
the determination unit determines that the power generating device is in an isolated operation state only when the detection value matches the determination condition and the second detection value matches a second determination condition.
5. An isolated operation detection device according to claim 1 .
請求項1ないしのいずれかに記載の単独運転検出装置を備えている、
ことを特徴とするパワーコンディショナ。
The isolated operation detection device according to any one of claims 1 to 5 is provided.
The power conditioner is characterized by the above.
パワーコンディショナの単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記パワーコンディショナの出力に関する電気的な特性を検出する検出工程と、
前記検出工程で検出した検出値が判定条件に一致したか否かを判定し、一致した場合に、単独運転状態であると判断して、前記パワーコンディショナを停止させる判定工程と、
を備え、
前記判定条件は、前記パワーコンディショナが接続されている配電系統に配置された他の単独運転検出装置が当該配電系統に能動信号を注入したことによって生じた前記電気的な特性の変化を判定するための条件である、
ことを特徴とする単独運転検出方法。
An islanding operation detection method for detecting an islanding operation of a power conditioner, comprising:
A detection step of detecting an electrical characteristic related to an output of the power conditioner;
a determination step of determining whether the detection value detected in the detection step matches a determination condition, and if the detection value matches, determining that the power conditioner is in an isolated operation state and stopping the power conditioner ;
Equipped with
the determination condition is a condition for determining a change in the electrical characteristic caused by an active signal being injected into the power distribution system by another islanding operation detection device disposed in the power distribution system to which the power conditioner is connected,
2. An islanding operation detection method comprising:
JP2020159503A 2020-09-24 2020-09-24 Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device Active JP7545844B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020159503A JP7545844B2 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020159503A JP7545844B2 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2022052955A JP2022052955A (en) 2022-04-05
JP7545844B2 true JP7545844B2 (en) 2024-09-05

Family

ID=80962881

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2020159503A Active JP7545844B2 (en) 2020-09-24 2020-09-24 Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7545844B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011200032A (en) 2010-03-19 2011-10-06 Tokyo Electric Power Co Inc:The Single operation detector, distributed power supply device, synchronization detection method and system interconnection control method
JP2017093020A (en) 2015-11-02 2017-05-25 オムロン株式会社 Isolated operation detection device, control device, power conditioner, power supply system, and isolated operation detection method
JP2019092328A (en) 2017-11-15 2019-06-13 日新電機株式会社 Isolated operation detector, system interconnection inverter and isolated operation detection method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011200032A (en) 2010-03-19 2011-10-06 Tokyo Electric Power Co Inc:The Single operation detector, distributed power supply device, synchronization detection method and system interconnection control method
JP2017093020A (en) 2015-11-02 2017-05-25 オムロン株式会社 Isolated operation detection device, control device, power conditioner, power supply system, and isolated operation detection method
JP2019092328A (en) 2017-11-15 2019-06-13 日新電機株式会社 Isolated operation detector, system interconnection inverter and isolated operation detection method

Also Published As

Publication number Publication date
JP2022052955A (en) 2022-04-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ouyang et al. A predictive method of LCC-HVDC continuous commutation failure based on threshold commutation voltage under grid fault
JP3271730B2 (en) Power generation system charge control device
Das et al. A voltage-independent islanding detection method and low-voltage ride through of a two-stage PV inverter
Smith et al. Predicting islanding operation of grid connected PV inverters
JP2003134661A (en) Load interruption detecting device and photovoltaic power generator
CN115085367A (en) Island detection method and device
Rani et al. An active islanding detection technique for current controlled inverter
JP7402718B2 (en) Islanding detection device, islanding detection method, and power conditioner equipped with islanding detection device
JP7787721B2 (en) Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device
CN108879760A (en) It is a kind of to reduce the multiple dimensioned of double-fed type blower crow bar switching frequency and low wear fitting method
US6738269B2 (en) Line linkage protective device for electricity generation equipment
CN112106273A (en) Uninterruptible power supply device
JP7545844B2 (en) Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device
JP5030475B2 (en) System stabilization control method for power system accidents
JP7554616B2 (en) Islanding operation detection sensor, islanding operation detection device, analysis device, and islanding operation detection method
CN117060349A (en) AC line longitudinal difference protection method and device for wind power connected to flexible and direct systems
JP7727560B2 (en) Islanding operation detection device, islanding operation detection method, and power conditioner equipped with islanding operation detection device
US20120147506A1 (en) Method of detecting an unintentional island condition of a distributed resource of a utility grid, and protective apparatus and controller including the same
JP7744250B2 (en) Voltage flicker detection device, islanding operation detection device equipped with said voltage flicker detection device, and power conditioner equipped with said islanding operation detection device
WO2020105140A1 (en) Power conversion device
JP6825243B2 (en) Grid interconnection controller
KR100635480B1 (en) Protection Method of Small-scale Distributed Power Lines Considering Reclosure Operation Characteristics
Abdolrasol et al. Hybrid anti-islanding algorithm for utility interconnection of distributed generation
JP2002101562A (en) Power grid connection protection device
KR20240086152A (en) Exit control method for energy storage device

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20230712

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20240319

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20240319

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20240508

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20240730

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20240826

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7545844

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150