JP7751192B2 - Microgrid Islanding Detection System - Google Patents
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Description
本発明は、マイクログリッドにおける複数の分散型電源システムの単独運転を検出する単独運転検出システムに関するものである。 The present invention relates to an islanding detection system that detects islanding among multiple distributed power generation systems in a microgrid.
近年、非特許文献1に示すように、分散型エネルギーシステムの1つの形態として、平常時は下位系統の潮流を把握し、災害等による大規模停電時には自立して電力を供給できる「地域マイクログリッド」の構築が検討されている。 In recent years, as shown in Non-Patent Document 1, the construction of "regional microgrids" has been considered as one form of distributed energy system, which can grasp the power flow of lower-level systems under normal circumstances and independently supply power in the event of a large-scale power outage due to a disaster or other event.
この地域マイクログリッドには、複数の分散型電源システムが連系されており、例えば、高圧連系する分散型電源システム(分散型電源として、例えば交流発電機、蓄電池システム等が存在)と、低圧連系する分散型電源システム(分散型電源として、例えば太陽光発電システム、マイクロ水力発電システム等が存在)が連系されている。 This regional microgrid connects multiple distributed power generation systems, including high-voltage distributed power generation systems (such as AC generators and battery systems) and low-voltage distributed power generation systems (such as solar power generation systems and micro-hydropower generation systems).
ここで、非特許文献2により、図5に示すように、高圧連系する分散型電源システムには、次数間高調波注入方式の単独運転検出装置が連系される。また、低圧連系する分散型電源システムの太陽光発電システムのパワーコンディショナ(PCS)には、新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載されており、マイクロ水力発電システムは、新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載されたPCSを介して系統に連系されている。 According to Non-Patent Document 2, as shown in Figure 5, an islanding detection device using an interharmonic injection method is connected to a distributed power generation system that is connected to a high-voltage grid. Furthermore, the power conditioner (PCS) of a solar power generation system in a distributed power generation system that is connected to a low-voltage grid is equipped with a new active islanding detection function, and the micro-hydropower generation system is connected to the grid via a PCS equipped with a new active islanding detection function.
しかしながら、非特許文献3で懸念されているように、太陽光発電システムが複数存在すると、新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載されたPCSにより、定常時において地域マイクログリッド内でフリッカが発生してしまう。また、低圧連系する分散型電源システムでは、マイクロ水力発電システムは、系統に直接連系することができず、新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載された高価なPCSを介する必要がある。 However, as concerns raised in Non-Patent Document 3, when multiple photovoltaic power generation systems are present, a PCS equipped with a new active islanding detection function can cause flicker within the regional microgrid during steady-state operation. Furthermore, in distributed power generation systems with low-voltage interconnection, micro-hydropower generation systems cannot be directly connected to the grid and must be connected via an expensive PCS equipped with a new active islanding detection function.
そこで本発明は、上記問題点を一挙に解決すべくなされたものであり、マイクログリッド内でのフリッカ発生を抑制しつつ、複数の分散型電源システムそれぞれの単独運転の検出を安価に実現することをその主たる課題とするものである。 The present invention was developed to solve all of the above problems at once, and its main objective is to inexpensively detect islanding of each of multiple distributed power systems while suppressing flicker within the microgrid.
すなわち本発明に係る単独運転検出システムは、複数の分散型電源システムが配電線に接続されたマイクログリッドにおいて、前記複数の分散型電源システムの単独運転を検出する単独運転検出システムであって、前記配電線に単独運転を検出するための能動信号を注入する共通の能動信号注入部と、前記複数の分散型電源システムそれぞれに設けられ、前記共通の能動信号注入部により注入された能動信号を検出する能動信号検出部と、前記能動信号検出部により得られた検出信号に基づいて、前記複数の分散型電源システムそれぞれの単独運転を検出する単独運転検出部とを備えることを特徴とする。 In other words, the islanding operation detection system of the present invention is an islanding operation detection system that detects islanding operation of multiple distributed power generation systems in a microgrid in which multiple distributed power generation systems are connected to a distribution line, and is characterized by comprising: a common active signal injection unit that injects an active signal for detecting islanding into the distribution line; an active signal detection unit that is provided in each of the multiple distributed power generation systems and detects the active signal injected by the common active signal injection unit; and an islanding operation detection unit that detects islanding operation of each of the multiple distributed power generation systems based on the detection signal obtained by the active signal detection unit.
このような単独運転検出システムであれば、共通の能動信号注入部により注入された能動信号を、複数の分散型電源システムそれぞれに設けられた能動信号検出部により検出することにより、複数の分散型電源システムそれぞれの単独運転を検出するので、新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載されたPCSに起因するマイクログリッド内でのフリッカを抑制することができる。また、複数の分散型電源システムに対して共通の能動信号注入部を設け、各分散型電源システムには能動信号を検出する能動信号検出部を設けるだけで良いので、複数の分散型電源システムそれぞれの単独運転の検出を安価に実現することができる。 With this type of islanding detection system, the active signal injected by a common active signal injection unit is detected by an active signal detection unit provided in each of the multiple distributed power systems, thereby detecting islanding in each of the multiple distributed power systems. This makes it possible to suppress flicker within the microgrid caused by PCSs equipped with a new active type islanding detection function. Furthermore, because it is only necessary to provide a common active signal injection unit for the multiple distributed power systems and an active signal detection unit in each distributed power system that detects the active signal, islanding detection in each of the multiple distributed power systems can be achieved inexpensively.
具体的な実施の態様としては、前記複数の分散型電源システムは、高圧連系する分散型電源システムと、低圧連系する分散型電源システムとを含むことが望ましい。ここで、高圧連系する分散型電源システムは、分散型電源として、例えば交流発電機、蓄電池システム等が存在する電源システムである。また、低圧連系する分散型電源システムは、変圧器を介して系統に連系されるものであり、分散型電源として、例えば太陽光発電システム、マイクロ水力発電システム等が存在する電源システムである。 In a specific embodiment, the multiple distributed power systems preferably include a high-voltage-connected distributed power system and a low-voltage-connected distributed power system. Here, a high-voltage-connected distributed power system is a power system that includes distributed power sources such as AC generators and battery systems. A low-voltage-connected distributed power system is a power system that is connected to the grid via a transformer and includes distributed power sources such as solar power generation systems and micro-hydropower generation systems.
前記高圧連系する分散型電源システムは、前記共通の能動信号注入部を有することが望ましい。
この構成であれば、高圧連系する分散型電源システムには、従来の単独運転検出装置を設ければ良く、単独運転検出システムの構成を簡略化することができる。
It is desirable that the distributed power generation system interconnected with a high voltage grid has the common active signal injection unit.
With this configuration, it is sufficient to provide a conventional islanding operation detection device in a distributed power generation system that is interconnected to a high voltage grid, and the configuration of the islanding operation detection system can be simplified.
上記のように1つの分散型電源システムに単独運転検出装置を設け、当該単独運転検出装置に含まれる能動信号注入部を共通の能動信号注入部とした場合、当該1つの分散型電源システムが解列されると、その他の分散型電源システムの単独運転を検出することができないことが想定される。
この問題を好適に解決するためには、前記マイクログリッドを管理するマイクログリッド管理設備に、前記共通の能動信号注入部が設けられていることが望ましい。
この構成であれば、複数の分散型電源システムそれぞれの並列/解列に関わらず、全ての分散型電源システムの単独運転を検出できるようになる。
If an islanding detection device is provided in one distributed power system as described above and the active signal injection unit included in the islanding detection device is used as a common active signal injection unit, it is expected that when that one distributed power system is disconnected, it will not be possible to detect the islanding operation of the other distributed power systems.
In order to suitably solve this problem, it is desirable that the common active signal injection unit be provided in a microgrid management facility that manages the microgrid.
With this configuration, it becomes possible to detect islanding of all of the distributed power systems, regardless of whether each of the distributed power systems is in parallel or disconnected.
複数の分散型電源システムそれぞれを単独運転をより細かく検出するためには、前記共通の能動信号注入部は、互いに異なる次数の能動信号を前記配電線に注入するものであることが望ましい。例えば、高圧連系する分散型電源システムの単独運転を第1次数の能動信号を用いて検出し、高圧連系する分散型電源システムが解列した状態において、低圧連系する分散型電源システムの単独運転を第2次数の能動信号を用いて検出することなどが考えられる。 In order to more precisely detect islanding in each of the multiple distributed power systems, it is desirable that the common active signal injection unit injects active signals of different orders into the distribution line. For example, it is conceivable to detect islanding in a high-voltage-connected distributed power system using a first-order active signal, and, when a high-voltage-connected distributed power system is disconnected, detect islanding in a low-voltage-connected distributed power system using a second-order active signal.
このように構成した本発明によれば、マイクログリッド内でのフリッカ発生を抑制しつつ、複数の分散型電源システムそれぞれの単独運転の検出を安価に実現することができる。 This invention, configured in this way, makes it possible to inexpensively detect islanding in each of multiple distributed power systems while suppressing flicker within the microgrid.
<第1実施形態>
以下に、本発明の第1実施形態に係る単独運転検出システム100について、図面を参照して説明する。
First Embodiment
An islanding operation detection system 100 according to a first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
<単独運転検出システム100の構成>
第1実施形態の単独運転検出システム100は、図1に示すように、複数の分散型電源システム10、20及び負荷30、40が配電線L1に接続されたマイクログリッドMGにおいて、複数の分散型電源システム10、20の単独運転を検出するものである。
<Configuration of islanding operation detection system 100>
As shown in Figure 1, the islanding operation detection system 100 of the first embodiment detects islanding operation of multiple distributed power systems 10, 20 in a microgrid MG in which multiple distributed power systems 10, 20 and loads 30, 40 are connected to a distribution line L1.
本実施形態のマイクログリッドMGは、商用電力系統200とは配電用(マイクログリッド連系)遮断器S1を介して接続されており、マイクログリッドMGの配電線L1には、高圧連系する分散型電源システム10と、低圧連系する分散型電源システム(分散型電源群)20と、高圧負荷30と、低圧負荷40とが接続されている。なお、低圧負荷40は、変圧器50を介して配電線L1に接続されている。 The microgrid MG of this embodiment is connected to the commercial power grid 200 via a distribution (microgrid interconnection) breaker S1, and the distribution line L1 of the microgrid MG is connected to a high-voltage interconnected distributed power system 10, a low-voltage interconnected distributed power system (distributed power source group) 20, a high-voltage load 30, and a low-voltage load 40. The low-voltage load 40 is connected to the distribution line L1 via a transformer 50.
ここで、高圧連系する分散型電源システム10(以下、「高圧側電源システム10」ともいう。)は、分散型電源として、例えば交流発電機11、蓄電池システム12等が存在する電源システムである。また、高圧連系する分散型電源システム10は、連系点遮断器S2を介して配電線L1に連系されている。なお、蓄電池システム12には、パワーコンディショナ(PCS)が含まれている。 Here, the high-voltage-connected distributed power supply system 10 (hereinafter also referred to as the "high-voltage side power supply system 10") is a power supply system that includes distributed power sources such as an AC generator 11 and a storage battery system 12. The high-voltage-connected distributed power supply system 10 is also connected to the distribution line L1 via a point-of-connection circuit breaker S2. The storage battery system 12 includes a power conditioner (PCS).
また、低圧連系する分散型電源システム20(以下、「低圧側電源システム20」ともいう。)は、変圧器60を介して配電線L1に接続されるものであり、分散型電源として、例えば太陽光発電システム(PV)21、マイクロ水力発電システム22等が存在する電源システムである。なお、太陽光発電システム21には、パワーコンディショナ(PCS)が含まれている。 The low-voltage interconnected distributed power supply system 20 (hereinafter also referred to as the "low-voltage side power supply system 20") is connected to the distribution line L1 via a transformer 60, and is a power supply system that includes distributed power sources such as a photovoltaic power generation system (PV) 21 and a micro-hydroelectric power generation system 22. The photovoltaic power generation system 21 also includes a power conditioner (PCS).
具体的に単独運転検出システム100は、単独運転を検出するための能動信号を配電線L1に注入する共通の能動信号注入部1と、複数の分散型電源システム10、20それぞれに設けられ、共通の能動信号注入部1により注入された能動信号を検出する能動信号検出部2と、能動信号検出部2により得られた検出信号に基づいて、複数の分散型電源システム10、20それぞれの単独運転を検出する単独運転検出部3とを備えている。 Specifically, the islanding operation detection system 100 comprises a common active signal injection unit 1 that injects an active signal into the distribution line L1 to detect islanding operation, an active signal detection unit 2 that is provided in each of the multiple distributed power systems 10, 20 and detects the active signal injected by the common active signal injection unit 1, and an islanding operation detection unit 3 that detects islanding operation in each of the multiple distributed power systems 10, 20 based on the detection signal obtained by the active signal detection unit 2.
本実施形態の共通の能動信号注入部1は、高圧側電源システム10に設けられている。この能動信号注入部1は、次数間高調波又は整数次高調波の能動信号を注入するものであり、具体的には、配電系統の基本波の1倍よりも大きい非整数倍の注入次数(例えば2.25次~2.75次)又は整数倍の注入次数(例えば2次)の注入電流を能動信号として配電線L1に注入する。 The common active signal injection unit 1 in this embodiment is provided in the high-voltage side power supply system 10. This active signal injection unit 1 injects an active signal of an interharmonic or integer harmonic. Specifically, it injects an injection current of an injection order that is a non-integer multiple (e.g., 2.25th to 2.75th) or an integer multiple (e.g., 2nd) of the fundamental wave of the power distribution system as an active signal into the power distribution line L1.
また、分散型電源システム10、20それぞれに設けられた能動信号検出部2は、共通の能動信号注入部1により注入された能動信号を検出するものであり、本実施形態の能動信号検出部2は、注入次数(能動信号)の電圧を測定する。 In addition, the active signal detection unit 2 provided in each of the distributed power systems 10 and 20 detects the active signal injected by the common active signal injection unit 1, and the active signal detection unit 2 in this embodiment measures the voltage of the injection order (active signal).
そして、単独運転検出部3は、能動信号検出部2により測定された注入次数(能動信号)の電圧を用いて、各分散型電源システム10、20が単独運転になったことを検出する。例えば、単独運転検出部3は、注入次数(能動信号)の電圧と所定の判定値とを比較し、所定の判定値以上の場合に、分散型電源システム10、20の単独運転を検出する。 The islanding detection unit 3 then uses the voltage of the injection order (active signal) measured by the active signal detection unit 2 to detect when each of the distributed power systems 10, 20 is in islanding operation. For example, the islanding detection unit 3 compares the voltage of the injection order (active signal) with a predetermined judgment value, and detects islanding operation of the distributed power systems 10, 20 if the voltage is equal to or greater than the predetermined judgment value.
本実施形態の単独運転検出部3は、各分散型電源システムに設けられている。ここで、高圧側電源システム10においては、次数間高調波注入方式の単独運転検出装置70が設けられており、当該単独運転検出装置70により、能動信号注入部1、能動信号検出部2及び前記単独運転検出部3が構成される。また、低圧側電源システム20においては、能動信号検出部2及び単独運転検出部3が太陽光発電システム21及びマイクロ水力発電システム22それぞれに設けられており、太陽光発電システム21については、そのPCSに能動信号検出部2及び単独運転検出部3の機能が内蔵されている。そして、各単独運転検出部3により単独運転が検出された場合には、対応する分散型電源システム10、20の連系点遮断器S2等を開放して、分散型電源システム10、20を個別に解列する。なお、低圧側電源システム20においては、各分散電源毎(太陽光発電システム、マイクロ水力発電システム)に解列する。 In this embodiment, the islanding detection unit 3 is provided in each distributed power system. The high-voltage side power system 10 is provided with an interharmonic injection type islanding detection device 70, which constitutes the active signal injection unit 1, active signal detection unit 2, and islanding detection unit 3. In the low-voltage side power system 20, the active signal detection unit 2 and islanding detection unit 3 are provided in each of the photovoltaic power generation system 21 and the micro-hydropower generation system 22. The photovoltaic power generation system 21 incorporates the functions of the active signal detection unit 2 and the islanding detection unit 3 in its PCS. When islanding is detected by each islanding detection unit 3, the interconnection point breaker S2, etc., of the corresponding distributed power generation system 10, 20 is opened, thereby disconnecting the distributed power generation system 10, 20 individually. In the low-voltage side power system 20, each distributed power source (photovoltaic power generation system, micro-hydropower generation system) is disconnected separately.
<単独運転検出システムの動作>
次に、第1実施形態の単独運転検出システム100において、地絡事故発生から各分散型電源システム10、20を解列するまでの動作を、図2を参照して説明する。
<Operation of the islanding detection system>
Next, the operation of the islanding operation detection system 100 of the first embodiment from the occurrence of a ground fault to the parallel-off of each of the distributed power systems 10 and 20 will be described with reference to FIG.
系統健全時において、低圧側電源システム20の運転中は、高圧側電源システム10も運転状態とする。また、マイクログリッドMGの自立運転中は、高圧側電源システム10をマイクログリッドMGの系統電源とすると、系統電源健全時において、低圧側電源システム20の運転中は、高圧側電源システム10も運転状態とする。 When the grid is operating normally, the high-voltage power supply system 10 is also in operation while the low-voltage power supply system 20 is in operation. Furthermore, if the high-voltage power supply system 10 is used as the grid power supply for the microgrid MG during autonomous operation of the microgrid MG, then when the grid power supply is operating normally, the high-voltage power supply system 10 is also in operation while the low-voltage power supply system 20 is in operation.
マイクログリッドMGが上位系統(商用電力系統)200に連系された状態で、マイクログリッドMG内で地絡が発生する(時刻T1)と、上位系統200側の変電所300でこれを検知して、例えば1秒以内に配電用遮断器S1を開放する(時刻T2)。この結果、マイクログリッドMG全体が単独運転状態となる。 When the microgrid MG is connected to the upper system (commercial power system) 200 and a ground fault occurs within the microgrid MG (time T1), the substation 300 on the upper system 200 side detects this and opens the distribution circuit breaker S1 within, for example, one second (time T2). As a result, the entire microgrid MG enters islanding operation.
このとき、単独運転検出装置70の能動信号注入部1により注入された次数間高調波(能動信号)が、低圧側電源システム20の能動信号検出部2による電圧監視によって高速(0.2秒以下)で検出される。これにより、地絡を間接的に検出して、低圧側電源システム20を解列する(時刻T3)。 At this time, the interharmonic (active signal) injected by the active signal injection unit 1 of the islanding detection device 70 is detected quickly (0.2 seconds or less) by voltage monitoring by the active signal detection unit 2 of the low-voltage side power supply system 20. This indirectly detects a ground fault and disconnects the low-voltage side power supply system 20 (time T3).
一方、高圧側電源システム10では、変電所300による地絡の検知とは独立して、単独運転検出装置70により地絡(単独運転)が直接検出される。これにより、高圧側電源システム10を解列する(時刻T2’)。なお、高圧側電源システム10を解列するタイミングは、低圧側電源システム20の解列後とする。 Meanwhile, in the high-voltage side power supply system 10, the islanding operation detection device 70 directly detects a ground fault (islanding operation), independently of the detection of a ground fault by the substation 300. As a result, the high-voltage side power supply system 10 is paralleled off (time T2'). Note that the timing for paralleling off the high-voltage side power supply system 10 is after paralleling off the low-voltage side power supply system 20.
<第1実施形態の効果>
このように構成した第1実施形態の単独運転検出システム100によれば、共通の能動信号注入部1により注入された能動信号を、複数の分散型電源システム10、20それぞれに設けられた能動信号検出部2により検出することにより、複数の分散型電源システム10、20それぞれの単独運転を検出するので、新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載されたPCSに起因するマイクログリッド内でのフリッカを抑制することができる。また、複数の分散型電源システム10、20に対して共通の能動信号注入部1を設け、複数の分散型電源システム10、20それぞれに能動信号注入手段を設けることなく能動信号検出部2を設けるだけで良いので、複数の分散型電源システム10、20それぞれの単独運転の検出を安価に実現することができる。
<Effects of First Embodiment>
According to the islanding detection system 100 of the first embodiment configured as described above, the active signal injected by the common active signal injection unit 1 is detected by the active signal detection unit 2 provided in each of the plurality of distributed power systems 10, 20, thereby detecting islanding operation in each of the plurality of distributed power systems 10, 20, thereby suppressing flicker in the microgrid caused by a PCS equipped with an islanding operation detection function of the new active method. Furthermore, because a common active signal injection unit 1 is provided for the plurality of distributed power systems 10, 20 and only the active signal detection unit 2 is provided in each of the plurality of distributed power systems 10, 20 without providing active signal injection means in each of the plurality of distributed power systems 10, 20, detection of islanding operation in each of the plurality of distributed power systems 10, 20 can be achieved inexpensively.
具体的に第1実施形態では、高圧側電源システム10の単独運転は、単独運転検出装置70により検出し、低圧側電源システム20の単独運転は、単独運転検出装置70により注入された能動信号を用いて検出するので、低圧側電源システム20に新型能動的方式の単独運転検出機能が搭載されたPCSを用いる必要がない。その結果、マイクログリッド内でのフリッカ発生を抑制しつつ、複数の分散型電源システム10、20それぞれの単独運転の検出を安価に実現することができる。 Specifically, in the first embodiment, islanding operation of the high-voltage side power supply system 10 is detected by the islanding operation detection device 70, and islanding operation of the low-voltage side power supply system 20 is detected using an active signal injected by the islanding operation detection device 70. Therefore, there is no need to use a PCS equipped with a new active islanding operation detection function in the low-voltage side power supply system 20. As a result, it is possible to inexpensively detect islanding operation of each of the multiple distributed power supply systems 10, 20 while suppressing the occurrence of flicker within the microgrid.
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態に係る単独運転検出システム100について、図面を参照して説明する。なお、以下では、第1実施形態とは異なる構成について説明する。
Second Embodiment
Next, an islanding operation detection system 100 according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following description focuses on configurations that are different from those of the first embodiment.
<単独運転検出システム100の構成>
第2実施形態の単独運転検出システム100は、図3に示すように、共通の能動信号注入部1が、マイクログリッドMGを管理するマイクログリッド管理設備400に設けられている。また、マイクログリッド管理設備400には、能動信号注入部1に能動信号注入指令を入力する能動信号注入指令部4が設けられている。
<Configuration of islanding operation detection system 100>
3 , in the islanding operation detection system 100 of the second embodiment, a common active signal injection unit 1 is provided in a microgrid management facility 400 that manages the microgrid MG. In addition, the microgrid management facility 400 is provided with an active signal injection command unit 4 that inputs an active signal injection command to the active signal injection unit 1.
<単独運転検出システム100の動作>
第2実施形態の単独運転検出システム100では、高圧連系する分散型電源システム20とは別に能動信号注入部1が設けられているので、以下の制御が可能となる。
<Operation of islanding detection system 100>
In the islanding operation detection system 100 of the second embodiment, the active signal injection unit 1 is provided separately from the distributed generation system 20 that is connected to the high voltage grid, and therefore the following control is possible.
(1)制御1
系統健全時において、高圧側電源システム10が解列又は運転停止しても、低圧側電源システム20の運転が可能となる分散型電源運用制御
(1) Control 1
Distributed power supply operation control that enables operation of the low-voltage side power supply system 20 even when the high-voltage side power supply system 10 is disconnected or stops operating when the system is healthy.
(2)制御2
高圧側電源システム10によるマイクログリッドMGの自立運転時において、低圧側電源システム20の並列/解列制御
(2) Control 2
Parallel/isolation control of low-voltage side power supply system 20 during stand-alone operation of microgrid MG by high-voltage side power supply system 10
上記制御2の利用の1例として、連系運転から自立運転移行時に短時間停電するマイクログリッドMGにおいて、マイクログリッドMGの立ち上げ時に、能動信号注入指令部4により能動信号注入部1を停止するとともに、低圧側電源システム20を立ち上げずに、以下のステップ1~3のように、「高圧側電源システム10だけを立ち上げてマイクログリッドMG内の負荷30、40を分担させること」が考えられる。 As an example of the use of the above control 2, in a microgrid MG that experiences a short-term power outage when transitioning from grid-connected operation to isolated operation, when the microgrid MG is started up, the active signal injection command unit 4 can stop the active signal injection unit 1, and instead of starting up the low-voltage side power supply system 20, "only start up the high-voltage side power supply system 10 to share the loads 30, 40 within the microgrid MG," as shown in steps 1 to 3 below.
ステップ1
高圧側電源システム10の蓄電池システム12を起動し、連系点遮断器S2を投入して、蓄電池システム12によりマイクログリッドMG内の負荷30、40を分担させる。
Step 1
The battery system 12 of the high-voltage side power supply system 10 is started up, the interconnection point breaker S2 is turned on, and the battery system 12 shares the loads 30, 40 in the microgrid MG.
ステップ2
高圧側電源システム10の蓄電池システム12から交流発電機11に、マイクログリッドMG内の負荷30、40の分担を移し替える。
Step 2
The loads 30 and 40 in the microgrid MG are transferred from the storage battery system 12 of the high-voltage side power supply system 10 to the AC generator 11 .
ステップ3
高圧側電源システム10の交流発電機11への負荷分担が完了した後、能動信号注入指令部4により能動信号注入部1を起動するとともに、低圧側電源システム20を立ち上げる。
Step 3
After the load sharing to the AC generator 11 of the high-voltage side power supply system 10 is completed, the active signal injection command unit 4 starts up the active signal injection unit 1 and starts up the low-voltage side power supply system 20 .
なお、ステップ1と同時に低圧側電源システム20を立ち上げない理由は、日射等の急変により低圧側電源システム20の出力が急変し、ステップ2の動作に悪影響を与える可能性があるからである。また、高圧側電源システム10の立ち上げをステップ1、2に分ける理由は、立ち上げが急速な蓄電池システム12で負荷に急速に電力供給するためである。 The reason why the low-voltage power supply system 20 is not started up at the same time as step 1 is that a sudden change in solar radiation, etc., could cause a sudden change in the output of the low-voltage power supply system 20, which could adversely affect the operation of step 2. The reason why the start-up of the high-voltage power supply system 10 is divided into steps 1 and 2 is to allow the storage battery system 12, which starts up quickly, to quickly supply power to the load.
<第2実施形態の効果>
このように構成した第2実施形態の単独運転検出システム100によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、系統健全時において、高圧側電源システム10が解列又は運転停止しても、低圧側電源システム20の運転が可能となる分散型電源運用制御が可能となる。また、第2実施形態の単独運転検出システム100によれば、高圧側電源システム10によるマイクログリッドMGの自立運転時において、低圧側電源システム20の並列/解列制御が可能となる。
<Effects of the Second Embodiment>
In addition to the effects of the first embodiment, the islanding operation detection system 100 of the second embodiment configured as described above enables distributed power source operation control that enables operation of the low-voltage side power supply system 20 even when the high-voltage side power supply system 10 is paralleled off or stops operating when the grid is healthy. Furthermore, the islanding operation detection system 100 of the second embodiment enables parallel/parallel-off control of the low-voltage side power supply system 20 when the high-voltage side power supply system 10 is operating the microgrid MG in an isolated manner.
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態に係る単独運転検出システム100について、図面を参照して説明する。なお、以下では、第2実施形態とは異なる構成について説明する。
Third Embodiment
Next, an islanding operation detection system 100 according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that the following description will focus on configurations that are different from those of the second embodiment.
<単独運転検出システム100の構成>
第3実施形態の単独運転検出システム100は、図4に示すように、共通の能動信号注入部1が、互いに異なる次数の能動信号を配電線L1に注入するものである。この能動信号注入部1は、前記第2実施形態と同様に、マイクログリッドMGを管理するマイクログリッド管理設備400に設けられている。また、マイクログリッド管理設備400には、能動信号注入部1に能動信号注入指令を入力する能動信号注入指令部4が設けられている。
<Configuration of islanding operation detection system 100>
4 , in the islanding detection system 100 of the third embodiment, a common active signal injection unit 1 injects active signals of different orders into a distribution line L1. As in the second embodiment, this active signal injection unit 1 is provided in a microgrid management facility 400 that manages a microgrid MG. The microgrid management facility 400 also includes an active signal injection command unit 4 that inputs an active signal injection command to the active signal injection unit 1.
具体的に能動信号注入部1は、第1能動信号(注入次数1の次数間高調波)と、第1能動信号とは異なる次数の第2能動信号(注入次数2の次数間高調波)とを個別に配電線L1に出力可能に構成されている。ここでは、能動信号注入部1は、第1能動信号を注入する第1能動信号注入部1aと、第2能動信号を注入する第2能動信号注入部1bとを有している。 Specifically, the active signal injection unit 1 is configured to be able to output a first active signal (interharmonic of injection order 1) and a second active signal (interharmonic of injection order 2) of a different order from the first active signal separately to the power distribution line L1. Here, the active signal injection unit 1 has a first active signal injection unit 1a that injects the first active signal, and a second active signal injection unit 1b that injects the second active signal.
<単独運転検出システム100の動作>
本実施形態の単独運転検出システム100では、複数の分散型電源システム10、20のより細かな並列/解列制御が可能となる。
<Operation of islanding detection system 100>
The islanding operation detection system 100 of this embodiment enables more precise parallel/disconnection control of the multiple distributed power systems 10 and 20.
以下に、分散型電源システム10、20の並列/解列制御の一例について説明する。ここでは、マイクログリッドMGの自立運転時において、低圧側電源システム20の単独運転検出に第2能動信号(注入次数2の次数間高調波)を用いた例を示す。 An example of parallel/disconnection control of the distributed power supply systems 10 and 20 is described below. Here, an example is shown in which a second active signal (interharmonic of injection order 2) is used to detect islanding of the low-voltage side power supply system 20 during isolated operation of the microgrid MG.
マイクログリッドMGによっては、低圧側電源システム20について、「マイクログリッドMGの自立運転時(この場合には、高圧側電源システム10が系統電源に相当)」にも、単独運転検出が必要な場合もありうる。このような場合、低圧側電源システム20にとって「商用電力系統200に連系された状態での単独運転検出」と「マイクログリッドMGの自立運転時での単独運転検出」とでは、単独運転の判定値が違うものとなる。仮に両者を同じ注入次数で判定する場合には、後者の方が健全時、単独運転時ともインピーダンスが高く、注入次数成分の電圧判定値が高くなる。しかし、両者を同じ注入次数で判定する場合には、マイクログリッドMGがどちらの運転状態かを低圧側電源システム20に通知する何らかの手段が必要となる。 Depending on the microgrid MG, it may be necessary for the low-voltage side power supply system 20 to detect islanding even during autonomous operation of the microgrid MG (in this case, the high-voltage side power supply system 10 corresponds to the grid power supply). In such cases, the islanding judgment value for the low-voltage side power supply system 20 will be different between detecting islanding operation while connected to the commercial power grid 200 and detecting islanding operation during autonomous operation of the microgrid MG. If both were to be judged using the same injection order, the latter would have a higher impedance both when healthy and in islanding operation, and the voltage judgment value for the injection order component would be higher. However, if both were to be judged using the same injection order, some means would be needed to notify the low-voltage side power supply system 20 of the operating state of the microgrid MG.
そこで、2つの注入次数を使用し、商用系統連系時には注入次数1の第1能動信号を、マイクログリッド自立運転時には注入次数2の第2能動信号を使用することをあらかじめ決めておく。この場合、高圧側電源システム10の能動信号検出部2は、第1能動信号を検出し、低圧側電源システム20の能動信号検出部2は、第2能動信号を検出する。そして、マイクログリッド管理設備400の能動信号注入指令部4がそれぞれの場合で能動信号(注入次数)を変更すれば、低圧側電源システム20において、どちらの連系状態であるかを(両者に1つの注入次数を共通で使用する場合と比較して)容易に認識できる。 Therefore, it is decided in advance that two injection orders will be used, with a first active signal of injection order 1 being used when connected to the commercial grid, and a second active signal of injection order 2 being used when the microgrid is in isolated operation. In this case, the active signal detection unit 2 of the high-voltage side power supply system 10 detects the first active signal, and the active signal detection unit 2 of the low-voltage side power supply system 20 detects the second active signal. Then, if the active signal injection command unit 4 of the microgrid management equipment 400 changes the active signal (injection order) in each case, the low-voltage side power supply system 20 can easily recognize which interconnection state it is in (compared to when one injection order is used commonly for both).
<第3実施形態の効果>
このように構成した第3実施形態の単独運転検出システム100によれば、前記第1、第3実施形態の効果に加えて、複数の分散型電源システム10、20それぞれの単独運転をより細かく検出することができる。
<Effects of the Third Embodiment>
According to the islanding operation detection system 100 of the third embodiment configured in this manner, in addition to the effects of the first and third embodiments, it is possible to detect islanding operation of each of the multiple distributed power systems 10, 20 in more detail.
<その他の変形実施形態>
なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
<Other Modified Embodiments>
The present invention is not limited to the above-described embodiment.
例えば、前記実施形態では、単独運転検出部3を分散型電源システムそれぞれに設けていたが、マイクログリッド管理設備400等の外部のコンピュータに共通の単独運転検出部3を設けて、複数の分散型電源システム10、20の単独運転を検出するようにしても良い。 For example, in the above embodiment, an islanding operation detection unit 3 was provided in each distributed power generation system, but a common islanding operation detection unit 3 may be provided in an external computer such as the microgrid management facility 400 to detect islanding operation of multiple distributed power generation systems 10, 20.
その他、本発明は前記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。 It goes without saying that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.
100・・・単独運転検出システム
MG ・・・マイクログリッド
L1 ・・・配電線
10 ・・・高圧連系する分散型電源システム(高圧側電源システム)
20 ・・・低圧連系する分散側電源システム(低圧側電源システム)
1 ・・・能動信号注入部
2 ・・・能動信号検出部
3 ・・・単独運転検出部
400・・・マイクログリッド管理設備
100... Islanding operation detection system MG... Microgrid L1... Distribution line 10... High-voltage interconnected distributed power system (high-voltage side power supply system)
20... Low-voltage interconnected distributed power supply system (low-voltage power supply system)
1...active signal injection unit 2...active signal detection unit 3...islanding operation detection unit 400...microgrid management equipment
Claims (2)
前記複数の分散型電源システムは、高圧連系する分散型電源システムと、低圧連系する分散型電源システムとを含み、
前記配電線に単独運転を検出するための能動信号を注入する共通の能動信号注入部と、
前記高圧連系する分散型電源システム及び前記低圧連系する分散型電源システムそれぞれに設けられ、前記共通の能動信号注入部により注入された能動信号を検出する能動信号検出部と、
前記高圧連系する分散型電源システム及び前記低圧連系する分散型電源システムそれぞれに設けられ、前記能動信号検出部により得られた検出信号に基づいて、前記高圧連系する分散型電源システム及び前記低圧連系する分散型電源システムそれぞれの単独運転を検出する単独運転検出部とを備え、
前記高圧連系する分散型電源システムは、前記共通の能動信号注入部を有し、
前記低圧連系する分散型電源システムに設けられた単独運転検出部は、前記高圧連系する分散型電源システムの前記共通の能動信号注入部により注入された能動信号を用いて、前記低圧連系する分散型電源システムの単独運転を検出し、
前記共通の能動信号注入部は、
商用系統連系時に用いられる第1能動信号を注入する第1能動信号注入部と、
前記マイクログリッドの自立運転時に用いられ、前記第1能動信号と異なる次数である第2能動信号を注入する第2能動信号注入部とを備える、単独運転検出システム。 1. An islanding operation detection system for detecting islanding operations of a plurality of distributed power generation systems in a microgrid in which the plurality of distributed power generation systems are connected to a distribution line, the system comprising:
the plurality of distributed power supply systems include a high-voltage interconnected distributed power supply system and a low-voltage interconnected distributed power supply system,
a common active signal injection unit that injects an active signal for detecting islanding into the distribution line;
an active signal detection unit provided in each of the high-voltage-interconnected distributed power system and the low-voltage-interconnected distributed power system , the active signal detection unit detecting the active signal injected by the common active signal injection unit;
an islanding operation detection unit that is provided in each of the high-voltage-interconnected distributed power system and the low-voltage-interconnected distributed power system, and that detects islanding operation of each of the high-voltage-interconnected distributed power system and the low-voltage-interconnected distributed power system based on the detection signal obtained by the active signal detection unit ;
the high-voltage interconnected distributed power system includes the common active signal injection unit,
an islanding operation detection unit provided in the low-voltage-interconnected distributed power system detects islanding operation of the low-voltage-interconnected distributed power system using the active signal injected by the common active signal injection unit of the high-voltage-interconnected distributed power system;
The common active signal injection unit
a first active signal injection unit that injects a first active signal used when interconnected to a commercial grid;
and a second active signal injection unit that is used during islanded operation of the microgrid and that injects a second active signal that is of a different order from the first active signal .
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