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JP2016101066A - Isolated operation detector and detection method and distributed power supply - Google Patents

Isolated operation detector and detection method and distributed power supply Download PDF

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JP2016101066A JP2014238969A JP2014238969A JP2016101066A JP 2016101066 A JP2016101066 A JP 2016101066A JP 2014238969 A JP2014238969 A JP 2014238969A JP 2014238969 A JP2014238969 A JP 2014238969A JP 2016101066 A JP2016101066 A JP 2016101066A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an isolated operation detector capable of detecting isolated operation in a short time, without injecting reactive power when variation of frequency is very small.SOLUTION: When the lapsed time Tx from the time when a relatively gentle frequency change (first frequency change) is detected, to the time when a relatively sudden frequency change (second frequency change) is detected exceeds a first time T1, a determination unit 23 determines that isolated operation is carried out. Isolated operation can be detected in a short time, by determining presence or absence of isolated operation without waiting for final convergence of frequency, on the basis of a characteristic pattern of frequency variation at the time of isolated operation.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出装置とその方法並びに単独運転の検出機能を備えた分散型電源装置に関する。   The present invention relates to an isolated operation detection device that detects an isolated operation of a distributed power supply device connected to an electric power system, a method thereof, and a distributed power supply device having a detection function of an isolated operation.

近年、再生可能エネルギーの利用を促進する様々な国の施策が進められており、太陽光発電パネルや風力発電機、燃料電池などの比較的小規模な分散型電源装置が商用の電力系統に多数接続されるようになってきている。   In recent years, various countries have been promoting measures to promote the use of renewable energy, and there are many relatively small distributed power supplies such as solar power panels, wind power generators, and fuel cells in commercial power systems. It is getting connected.

事故などによって電力系統の一区画が上流から切り離された場合、この切り離された区画に分散型電源装置が接続されていると、区画内の系統負荷に対して分散型電源装置が単独で電力を供給する「単独運転」の状態となる。この単独運転の状態では、無電圧であるべき系統ラインに電源が供給されることになるため、復旧作業の妨げとなるほか、公衆感電や機器の損傷などの問題を生じる。そのため、分散型電源装置が単独運転の状態になった場合には、速やかに電力系統から解列させることが社団法人日本電気協会により策定された「系統連系規程JEAC9701」で定められている。   When a section of the power system is disconnected from the upstream due to an accident, etc., if a distributed power supply is connected to the disconnected section, the distributed power supply alone supplies power to the system load in the section. It will be in the state of "single operation" to supply. In this isolated operation state, power is supplied to the system line that should be non-voltage, which hinders recovery work and causes problems such as public electric shock and equipment damage. For this reason, the “system interconnection regulation JEAC9701” established by the Japan Electric Association establishes that the distributed power supply apparatus is quickly disconnected from the power system when it is in an independent operation state.

下記の特許文献1に記載される単独運転検出方法では、電力系統の周波数が過去複数の周期にわたって実質変化のない状態のときに系統電圧の変動が検出されると、電力系統に無効電力が注入される。無効電力の注入によって電力系統に所定の電力変動が生じた場合、単独運転状態にあると判定される。   In the isolated operation detection method described in Patent Document 1 below, reactive power is injected into the power system when a fluctuation in the system voltage is detected when the frequency of the power system has not changed substantially over a plurality of cycles in the past. Is done. When a predetermined power fluctuation occurs in the power system due to the injection of reactive power, it is determined that the vehicle is in the single operation state.

また、下記の特許文献2に記載される単独運転検出方法では、電力系統の周波数が正帰還により変化を助長する方向へ無効電力が制御されるとともに、電力系統の周波数変化率に応じてステップ状に変化する値(リミット値)が正帰還により変化を助長する方向へ無効電力が制御される。単独運転の状態において上記のような無効電力の制御が行われると、電力系統の周波数変化率が時間とともに増大し、上記リミット値の絶対値から所定のリセット量を減算して得た値の積分値が増大する。積分値が一定のレベルを超えた場合、単独運転状態にあると判定される。   In addition, in the isolated operation detection method described in Patent Document 2 below, reactive power is controlled in a direction in which the frequency of the power system promotes a change by positive feedback, and stepwise depending on the frequency change rate of the power system. The reactive power is controlled in such a direction that the value that changes to (limit value) promotes the change by positive feedback. When reactive power control as described above is performed in a single operation state, the frequency change rate of the power system increases with time, and the integral of the value obtained by subtracting the predetermined reset amount from the absolute value of the limit value The value increases. When the integral value exceeds a certain level, it is determined that the vehicle is in the single operation state.

特開2009−11037号公報JP 2009-11037 A 特開2012−120285号公報JP 2012-120285 A

ところで、事故などの際に上流から切り離される電力系統の一区画内の系統負荷に対して、そのほとんどの電力が分散型電源装置から供給されており、電力系統から系統負荷への電力供給がゼロに近いような状態が生じることがある。このように分散型電源装置の出力電力と系統負荷がバランスしている場合、系統電源から切り離された単独運転の状態になっても、分散型電源装置の出力電圧の周波数はほとんど変化しない。また、系統負荷の特性によっては、出力電圧の基本波成分や高調波成分も殆ど変化しないことがある。しかしながら、特許文献1の方法では、系統電圧の変動を検出することが無効電力の注入開始の条件となっている。そのため、上述のように出力電力と系統負荷がバランスした状態で単独運転が起きていると、無効電力がいつまでも注入されないことになり、単独運転の検出に要する時間が長くなってしまう。一般財団法人電気安全環境研究所において定められた系統連系保護装置等の試験方法である「JETGR0003−5−3.0(2014)」では、0.2秒以内に単独運転を検出することが求められている。特許文献1の方法では、上述のような出力電力と系統負荷のバランス状態が生じた場合にこの条件をクリアするのは困難である。   By the way, most of the power is supplied from the distributed power supply to the system load in a section of the power system that is disconnected from the upstream in the event of an accident, and the power supply from the power system to the system load is zero. A state close to that may occur. In this way, when the output power of the distributed power supply and the system load are balanced, the frequency of the output voltage of the distributed power supply hardly changes even when the isolated power supply is disconnected from the system power supply. Further, depending on the characteristics of the system load, the fundamental wave component and the harmonic component of the output voltage may hardly change. However, in the method of Patent Document 1, detecting the fluctuation of the system voltage is a condition for starting the injection of reactive power. For this reason, if the isolated operation occurs with the output power and the system load balanced as described above, the reactive power will not be injected indefinitely, and the time required for detecting the isolated operation will be increased. “JETGR0003-5-3.0 (2014)”, which is a test method for grid interconnection protection devices, etc., established by the Institute for Electrical Safety and Environment, can detect an isolated operation within 0.2 seconds. It has been demanded. In the method of Patent Document 1, it is difficult to clear this condition when the balance state between the output power and the system load as described above occurs.

他方、近年では、太陽光発電等の普及に伴って電力系統に接続される分散型電源装置が増えてきたため、一つの系統区画内に複数台の分散型電源装置が接続されるケースも出てきている。特許文献2の方法では、周波数の変動が小さい正常状態でも常に周波数変化を助長する正帰還が働くように無効電力が注入されることから、同一区画内に接続された複数台の分散型電源装置においてこのような無効電力の注入が行われた場合、単独運転の検出等に不具合を生じる可能性がある。そこで、一般社団法人日本電機工業会において策定された規格である「JEM1498」では、周波数偏差が±0.01Hzより小さい場合、単独運転検出のために無効電力の微小変動を与えないことが定められている。特許文献2の方法では、この「JEM1498」において定められた無効電力の注入条件を満たすことができないという問題がある。   On the other hand, in recent years, with the spread of solar power generation and the like, there has been an increase in the number of distributed power supply devices connected to the power system, so there are cases where a plurality of distributed power supply devices are connected in one system partition. ing. In the method of Patent Document 2, reactive power is injected so that positive feedback that always promotes a frequency change works even in a normal state with small fluctuations in frequency, so that a plurality of distributed power supply devices connected in the same section When such reactive power injection is performed, there is a possibility that problems may occur in the detection of isolated operation. Therefore, “JEM1498”, which is a standard established by the Japan Electrical Manufacturers' Association, stipulates that reactive power is not subject to minute fluctuations for detecting independent operation when the frequency deviation is smaller than ± 0.01 Hz. ing. The method of Patent Document 2 has a problem that the reactive power injection condition defined in “JEM1498” cannot be satisfied.

また、系統送電線事故による瞬時的な電圧低下や周波数上昇、系統分離などによる周波数変動など、電力系統には一時的な撹乱が生じる場合がある。このような系統の撹乱を単独運転の状態とみなして分散型電源装置が一斉に電力系統から解列すると、系統全体の電圧や周波数に大きな影響を与える可能性がある。そのため、電力系統に接続される分散型電源装置には、所定の事故時運転継続(FRT:fault ride through)の要件を満たすことが求められている(以下、この要件を「FRT要件」と記す)。社団法人日本電気協会において策定された系統連系規程「JEAC9701−2012」によると、50Hz系統に連系する場合、ステップ状に3サイクル間継続する+0.8Hzの周波数変動や、上限51.5Hzから下限47.5Hzまでの範囲における±2Hz/s以内のランプ状の周波数変動に対しては、運転を継続すること(単独運転状態として検出しないこと)が定められている。   In addition, temporary disturbance may occur in the power system, such as instantaneous voltage drop or frequency increase due to grid transmission line accident, frequency fluctuation due to system separation, and the like. If such a system disturbance is regarded as a state of independent operation and the distributed power supply devices are disconnected from the power system all at once, the voltage and frequency of the entire system may be greatly affected. For this reason, distributed power supply devices connected to the electric power system are required to satisfy a predetermined fault continuity (FRT) requirement (hereinafter referred to as “FRT requirement”). ). According to the grid interconnection regulation “JEAC 9701-2012” established by the Japan Electric Association, when connecting to a 50 Hz system, the frequency fluctuation of +0.8 Hz, which lasts for 3 cycles in steps, and the upper limit of 51.5 Hz For ramp-like frequency fluctuations within ± 2 Hz / s in the range up to the lower limit of 47.5 Hz, it is determined that the operation is continued (not detected as a single operation state).

従って、系統連系する分散型電源装置には、周波数の変動が微小な場合に無効電力を注入することなく(JEM1498)、所定の期間内に単独運転を検出し(JETGR0003−5−3.0)、しかも、FRT要件において定められた範囲内の周波数変動については単独運転として検出しないこと(JEAC9701−2012)が要求されている。   Therefore, in the distributed power supply system connected to the grid, an isolated operation is detected within a predetermined period (JETGR0003-5-3.0) without injecting reactive power when the frequency fluctuation is small (JEM1498). In addition, it is required that frequency fluctuations within the range defined in the FRT requirements should not be detected as isolated operation (JEAC 9701-2012).

本発明はかかる事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、周波数の変動が微小な場合に無効電力を注入することなく、単独運転を短い時間で検出できる単独運転検出装置とその方法を提供すること、並びに、そのような単独運転の検出機能を備えた分散型電源装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide an isolated operation detection apparatus and method capable of detecting an isolated operation in a short time without injecting reactive power when frequency fluctuation is minute. It is to provide a distributed power supply device having such a function for detecting an isolated operation.

本発明の第1の観点は、電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出装置に関する。この単独運転検出装置は、前記分散型電源装置の出力電圧の周波数を測定する周波数測定部と、前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定部と、前記周波数測定部の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算部と、前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入し、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合は、前記電圧測定部により測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように、前記分散型電源装置若しくは前記分散型電源装置と並列に接続された無効電力注入用電源装置を制御する無効電力注入制御部と、第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化を検出すると前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する判定部とを有する。   A first aspect of the present invention relates to an isolated operation detection device that detects isolated operation of a distributed power supply device connected to an electric power system. The isolated operation detection device includes a frequency measurement unit that measures a frequency of an output voltage of the distributed power supply device, a voltage measurement unit that measures a fundamental wave component and / or a harmonic component included in the output voltage, and the frequency A frequency calculation unit that calculates a frequency deviation of the output voltage over time based on a measurement value of the measurement unit, and a reactive power that increases the frequency deviation when the frequency deviation is out of a predetermined range. When the frequency deviation is included in the predetermined range when injected into the system, the temporal variation pattern of the fundamental component and / or the harmonic component measured by the voltage measuring unit satisfies a predetermined condition. If so, the distributed power supply device or the distributed power supply device is connected in parallel so as to inject reactive power that increases the frequency deviation into the power system for a certain period of time. A reactive power injection control unit that controls a power supply device for injecting active power; and a first frequency change in which the frequency changes relatively slowly in the first state based on the frequency deviation, and the first frequency When a change is detected, a transition is made from the first state to the second state, and in the second state, a second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly is monitored based on the frequency deviation, and the second state And a determination unit that determines that the islanding operation is performed when the elapsed time from the start time of the first time to the time when the second frequency change is detected exceeds the first time.

本発明の第2の観点は、電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出方法に関する。この単独運転検出方法は、前記分散型電源装置の出力電圧の周波数を測定する周波数測定工程と、前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定工程と、前記周波数測定工程の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算工程と、前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入するように前記分散型電源装置若しくは前記分散型電源装置と並列に接続された無効電力注入用電源装置を制御する第1無効電力注入工程と、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合、前記電圧測定工程において測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように、前記分散型電源装置若しくは前記無効電力注入用電源装置を制御する第2無効電力注入工程と、第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視する第1監視工程と、前記第1監視工程において前記第1の周波数変化を検出した場合、前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視する第2監視工程と、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する第1判定工程とを有する。   A second aspect of the present invention relates to an isolated operation detection method for detecting isolated operation of a distributed power supply device connected to an electric power system. The isolated operation detection method includes a frequency measurement step of measuring a frequency of an output voltage of the distributed power supply device, a voltage measurement step of measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component included in the output voltage, and the frequency A frequency calculation step of calculating a frequency deviation of the output voltage with the passage of time based on a measurement value of the measurement step, and a reactive power that increases the frequency deviation when the frequency deviation is out of a predetermined range. A first reactive power injection step of controlling the distributed power supply device or a reactive power injection power supply device connected in parallel with the distributed power supply device so as to be injected into a system; and the frequency deviation is included in the predetermined range If the temporal variation pattern of the fundamental component and / or the harmonic component measured in the voltage measurement step satisfies a predetermined condition, A second reactive power injection step for controlling the distributed power supply device or the reactive power injection power supply device so as to inject reactive power for increasing a frequency deviation into the power system for a certain period; Monitoring a first frequency change that changes relatively slowly based on the frequency deviation, and when the first frequency change is detected in the first monitoring step, the first state changes from the first state to the first state. Transition to two states, and in the second state, a second monitoring step of monitoring a second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly based on the frequency deviation, and from the start time of the second state A first determination step of determining that the isolated operation is being performed when the elapsed time until the time at which the second frequency change is detected exceeds the first time.

本発明の第3の観点は、電力系統に接続された状態における単独運転を検出可能な分散型電源装置に関する。この分散型電源装置は、前記電力系統に出力が接続された電力変換部と、前記電力変換部の出力電圧の周波数を測定する周波数測定部と、前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定部と、前記周波数測定部の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算部と、前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入し、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合は、前記電圧測定部により測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように前記電力変換部を制御する無効電力注入制御部と、第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化を検出すると前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する判定部とを有する。   The 3rd viewpoint of this invention is related with the distributed power supply device which can detect the independent operation in the state connected to the electric power grid | system. The distributed power supply apparatus includes a power conversion unit whose output is connected to the power system, a frequency measurement unit that measures the frequency of the output voltage of the power conversion unit, a fundamental wave component included in the output voltage, and / or A voltage measurement unit that measures harmonic components, a frequency calculation unit that calculates a frequency deviation of the output voltage over time based on a measurement value of the frequency measurement unit, and the frequency deviation is out of a predetermined range If the reactive power for increasing the frequency deviation is injected into the power system and the frequency deviation is included in the predetermined range, the fundamental wave component and / or the harmonic wave measured by the voltage measuring unit. If the temporal variation pattern of the component satisfies a predetermined condition, the power conversion unit is controlled so as to inject reactive power that increases the frequency deviation into the power system for a certain period. In the power injection control unit and the first state, the first frequency change in which the frequency changes relatively slowly is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is detected, the first state changes from the first state. Transition to two states, and in the second state, the second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly is monitored based on the frequency deviation, and the second frequency change from the start time of the second state. And a determination unit that determines that the isolated operation is being performed when the elapsed time up to the time at which the detection is detected exceeds the first time.

本発明によれば、周波数の変動が微小な場合に無効電力を注入することなく、単独運転を短い時間で検出できる。   According to the present invention, it is possible to detect an isolated operation in a short time without injecting reactive power when the frequency fluctuation is small.

第1の実施形態に係る単独運転検出装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the isolated operation detection apparatus which concerns on 1st Embodiment. 周波数変動に対するFRT要件を説明するための図である。図2Aはステップ状の周波数変動に対するFRT要件を示し、図2Bはランプ状の周波数変動に対するFRT要件を示す。It is a figure for demonstrating the FRT requirement with respect to a frequency fluctuation. FIG. 2A shows the FRT requirement for a stepped frequency variation, and FIG. 2B shows the FRT requirement for a ramped frequency variation. 図2に示す周波数変動が生じた場合における周波数測定値の変化を示す図である。図3Aはステップ状の周波数変動が生じた場合を示し、図3Bはランプ状の周波数変動が生じた場合を示す。It is a figure which shows the change of the frequency measurement value when the frequency fluctuation shown in FIG. 2 arises. FIG. 3A shows a case where a step-like frequency fluctuation occurs, and FIG. 3B shows a case where a ramp-like frequency fluctuation occurs. 単独運転の場合における周波数測定値の変化の一例を示す図である。図4Aは単独運転の発生の直後から電力系統への無効電力の注入が行われた場合を示し、図4Bは単独運転の発生から暫く時間が経過した後で電力系統への無効電力の注入が行われた場合を示す。It is a figure which shows an example of the change of the frequency measurement value in the case of a single operation. FIG. 4A shows a case where reactive power is injected into the power system immediately after the occurrence of isolated operation, and FIG. 4B shows that reactive power is injected into the power system after a while has elapsed since the occurrence of isolated operation. The case where it was done is shown. 判定部における単独運転の判定処理について説明するための第1のフローチャートである。It is a 1st flowchart for demonstrating the determination process of the independent operation in a determination part. 判定部における単独運転の判定処理について説明するための第2のフローチャートである。It is a 2nd flowchart for demonstrating the determination process of the independent operation in a determination part. 第2の実施形態に係る単独運転検出装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the isolated operation detection apparatus which concerns on 2nd Embodiment. 第3の実施形態に係る分散型電源装置の構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of a structure of the distributed power supply device which concerns on 3rd Embodiment.

<第1の実施形態>
図1は、本発明の第1の実施形態に係る単独運転検出装置2の構成の一例を示す図である。本実施形態に係る単独運転検出装置2は、電力系統LNに接続された分散型電源装置1の単独運転を検出する。すなわち、単独運転検出装置2は、事故等に伴う送電路の遮断によって電力系統LNからの電源供給が止まり、分散型電源装置1が系統負荷RLへ単独で電源を供給している状態を検出する。単独運転検出装置2は、単独運転の状態を検出した場合、分散型電源装置1と電力系統LNとの接続を切り離す。
<First Embodiment>
FIG. 1 is a diagram illustrating an example of a configuration of an isolated operation detection device 2 according to the first embodiment of the present invention. The isolated operation detection device 2 according to the present embodiment detects the isolated operation of the distributed power supply device 1 connected to the power system LN. That is, the isolated operation detection device 2 detects a state in which the power supply from the power system LN is stopped by the interruption of the power transmission path due to an accident or the like, and the distributed power supply device 1 is supplying power alone to the system load RL. . The isolated operation detection device 2 disconnects the connection between the distributed power supply device 1 and the power system LN when the state of the isolated operation is detected.

まず、分散型電源装置1の構成を説明する。
図1の例において、分散型電源装置1は、電力変換部12と、キャパシタC1及びC2と、インダクタL1及びL2と、電流測定部13と、制御部11を有する。
First, the configuration of the distributed power supply device 1 will be described.
In the example of FIG. 1, the distributed power supply device 1 includes a power conversion unit 12, capacitors C 1 and C 2, inductors L 1 and L 2, a current measurement unit 13, and a control unit 11.

電力変換部12は、端子T1、T2から与えられる蓄電池BATの直流電力と端子T3、T4から与えられる電力系統LNの交流電力とを双方向に変換して伝える回路であり、図1の例では、4つのスイッチング素子(IGBT等)を用いたHブリッジ回路によって構成される。   The power converter 12 is a circuit that converts the DC power of the storage battery BAT supplied from the terminals T1 and T2 and the AC power of the power system LN supplied from the terminals T3 and T4 in a bidirectional manner, and in the example of FIG. It is constituted by an H bridge circuit using four switching elements (IGBT or the like).

キャパシタC1は、端子T1、T2において蓄電池BATと並列に接続されており、電力変換部12において発生するスイッチング周波数のリップル電流成分を吸収する。
インダクタL1及びL2は、電力系統LNに接続される端子T3、T4と電力変換部12との間の電流経路に設けられており、電力変換部12の交流側電圧と電力系統LNの電圧との電圧差に相当するパルス状の電圧が印加される。インダクタL1は電力変換部12の一方の交流側端子と端子T3の間に接続され、インダクタL2は電力変換部12の他方の交流側端子と端子T4の間に接続される。
キャパシタC2は、端子T3とT4において電力系統LNと並列に接続されており、インダクタL1及びL2から電力系統LNに流れるスイッチング周波数のリップル電流成分を吸収する。
Capacitor C1 is connected in parallel with storage battery BAT at terminals T1 and T2, and absorbs a ripple current component of a switching frequency generated in power conversion unit 12.
The inductors L1 and L2 are provided in a current path between the terminals T3 and T4 connected to the power system LN and the power converter 12, and the AC side voltage of the power converter 12 and the voltage of the power system LN are A pulsed voltage corresponding to the voltage difference is applied. The inductor L1 is connected between one AC side terminal of the power conversion unit 12 and the terminal T3, and the inductor L2 is connected between the other AC side terminal of the power conversion unit 12 and the terminal T4.
Capacitor C2 is connected in parallel with power system LN at terminals T3 and T4, and absorbs a ripple current component of the switching frequency flowing from inductors L1 and L2 to power system LN.

電流測定部13は、電力変換部12の交流側に流れる電流を測定する回路であり、図1の例ではインダクタL2に流れる電流を測定する。電流測定部13は、電流の測定結果を示す電流測定信号Siを制御部11に出力する。電流測定部13は、例えば、カレントトランスやホール素子などの電流センサと、その検出信号を増幅するアンプを有する。   The current measurement unit 13 is a circuit that measures a current flowing on the AC side of the power conversion unit 12, and in the example of FIG. 1, measures a current flowing in the inductor L2. The current measurement unit 13 outputs a current measurement signal Si indicating the current measurement result to the control unit 11. The current measurement unit 13 includes, for example, a current sensor such as a current transformer or a Hall element, and an amplifier that amplifies the detection signal.

制御部11は、電力変換部12の交流側に流れる交流電流の振幅や位相、周波数が所望の値となるように、電力変換部12の各スイッチング素子を制御する。すなわち、制御部11は、電流測定部13の電流測定信号Siや、後述する電圧測定部14の電圧測定信号Sv、周波数測定部15の周波数測定信号Sfに基づいて、交流電流の振幅や位相、周波数が目標値へ近づくように、電力変換部12の各スイッチング素子をオン又はオフさせる制御信号を生成する。例えば、制御部11は、単独運転検出装置2から入力される無効電力指令値信号Srpに応じて、電力変換部12から電力系統LNに注入される無効電力の大きさと向きを調整する。また、制御部11は、図示しないコントローラ等から入力される有効電力指令値信号Sepに応じて、電力変換部12から出力される有効電力の大きさと向きを調整する。制御部11は、少なくとも一部を専用のデジタル回路で構成してもよいし、コンピュータとソフトウェアによって実現してもよい。   The control unit 11 controls each switching element of the power conversion unit 12 so that the amplitude, phase, and frequency of the AC current flowing on the AC side of the power conversion unit 12 have desired values. That is, the control unit 11 determines the amplitude and phase of the alternating current based on the current measurement signal Si of the current measurement unit 13, the voltage measurement signal Sv of the voltage measurement unit 14 described later, and the frequency measurement signal Sf of the frequency measurement unit 15. A control signal for turning on or off each switching element of the power converter 12 is generated so that the frequency approaches the target value. For example, the control unit 11 adjusts the magnitude and direction of reactive power injected from the power conversion unit 12 into the power system LN according to the reactive power command value signal Srp input from the isolated operation detection device 2. Moreover, the control part 11 adjusts the magnitude | size and direction of the active power output from the power converter 12 according to the active power command value signal Sep input from the controller etc. which are not shown in figure. The control unit 11 may be configured at least partially by a dedicated digital circuit, or may be realized by a computer and software.

次に、単独運転検出装置2の構成を説明する。
図1に示す単独運転検出装置2は、電圧測定部14と、周波数測定部15と、ブレーカ16と、制御部20を有する。
Next, the configuration of the isolated operation detection device 2 will be described.
The isolated operation detection device 2 illustrated in FIG. 1 includes a voltage measurement unit 14, a frequency measurement unit 15, a breaker 16, and a control unit 20.

電圧測定部14は、分散型電源装置1の交流側の出力電圧(端子T3、T4の電圧)における基本波成分及び高調波成分を測定し、その測定結果を示す電圧測定信号Svを出力する。例えば、電圧測定部14は、抵抗等による分圧回路と、その出力信号を増幅するアンプと、アンプの出力信号のフーリエ解析を行う演算部を有する。この場合、フーリエ解析を行う演算部は、その少なくとも一部を専用のデジタル回路で構成してもよいし、コンピュータとソフトウェアによって実現してもよい。演算部をソフトウェアで実現する場合、そのコンピュータは専用のものを設けてもよいし、後述の制御部20に含まれるコンピュータを利用してもよい。   The voltage measurement unit 14 measures a fundamental wave component and a harmonic component in the output voltage on the AC side of the distributed power supply device 1 (voltages at terminals T3 and T4), and outputs a voltage measurement signal Sv indicating the measurement result. For example, the voltage measuring unit 14 includes a voltage dividing circuit such as a resistor, an amplifier that amplifies the output signal, and an arithmetic unit that performs Fourier analysis of the output signal of the amplifier. In this case, at least a part of the arithmetic unit that performs Fourier analysis may be configured by a dedicated digital circuit, or may be realized by a computer and software. When the calculation unit is realized by software, a dedicated computer may be provided, or a computer included in the control unit 20 described later may be used.

周波数測定部15は、分散型電源装置1の出力電圧の周波数を測定し、その測定結果を示す周波数測定信号Sfを出力する。図1の例において、周波数測定部15は、電圧測定部14の電圧測定信号Svに基づいて周波数の測定を行う。具体的な一例として、周波数測定部15は、電圧測定信号Svに基づいて分散型電源装置1の出力電圧に同期した方形波を生成し、その立ち下がりと立ち上がりの中間時刻から、次の立ち下がりと立ち上がりの中間時刻までの時間差を出力電圧の1周期として計測する。周波数測定部15は、その少なくとも一部を専用のデジタル回路で構成してもよいし、コンピュータとソフトウェアによって実現してもよい。周波数測定部15をソフトウェアで実現する場合、そのコンピュータは専用のものを設けてもよいし、後述の制御部20に含まれるコンピュータを利用してもよい。   The frequency measurement unit 15 measures the frequency of the output voltage of the distributed power supply device 1 and outputs a frequency measurement signal Sf indicating the measurement result. In the example of FIG. 1, the frequency measurement unit 15 performs frequency measurement based on the voltage measurement signal Sv of the voltage measurement unit 14. As a specific example, the frequency measurement unit 15 generates a square wave synchronized with the output voltage of the distributed power supply device 1 based on the voltage measurement signal Sv, and from the intermediate time between the fall and the rise, the next fall And the time difference until the intermediate time of the rise is measured as one cycle of the output voltage. At least a part of the frequency measurement unit 15 may be configured by a dedicated digital circuit, or may be realized by a computer and software. When the frequency measuring unit 15 is realized by software, a dedicated computer may be provided, or a computer included in the control unit 20 described later may be used.

ブレーカ16は、分散型電源装置1の交流側の端子T3、T4と電力系統LNとの間の電流経路に設けられており、制御部20のブレーカ制御信号Sbkに応じて導通又は開放する。   The breaker 16 is provided in the current path between the terminals T3 and T4 on the AC side of the distributed power supply device 1 and the power system LN, and is electrically connected or opened according to the breaker control signal Sbk of the control unit 20.

制御部20は、電圧測定部14の電圧測定信号Sv及び周波数測定部15の周波数測定信号Sfに応じて、分散型電源装置1の無効電力を調整する無効電力指令値信号Srpを生成するとともに、ブレーカ16のオン又はオフを制御するブレーカ制御信号Sbkを生成する。   The control unit 20 generates a reactive power command value signal Srp for adjusting the reactive power of the distributed power supply device 1 according to the voltage measurement signal Sv of the voltage measurement unit 14 and the frequency measurement signal Sf of the frequency measurement unit 15, and A breaker control signal Sbk for controlling on / off of the breaker 16 is generated.

制御部20は、例えば図1に示すように、周波数演算部21と、無効電力注入制御部22と、判定部23を有する。   For example, as illustrated in FIG. 1, the control unit 20 includes a frequency calculation unit 21, a reactive power injection control unit 22, and a determination unit 23.

周波数演算部21は、周波数測定部15の周波数測定信号Sfに基づいて、時間の経過に伴う分散型電源装置1の出力電圧の周波数偏差dFrを算出する。例えば、周波数演算部21は、最近の一定期間(例えば40ms)における周波数の移動平均値を「最近周波数Fr1」、過去(例えば現在から200ms前)の一定期間(例えば80ms)における周波数の移動平均値を「過去周波数Fr0」としてそれぞれ算出し、最近周波数Fr1と過去周波数Fr0との差を周波数偏差dFrとして算出する。周波数偏差dFrは、次の式で表わされる。   The frequency calculation unit 21 calculates the frequency deviation dFr of the output voltage of the distributed power supply device 1 with the passage of time based on the frequency measurement signal Sf of the frequency measurement unit 15. For example, the frequency calculation unit 21 sets the moving average value of the frequency in the recent fixed period (for example, 40 ms) to “recent frequency Fr1”, and the moving average value of the frequency in the fixed period (for example, 80 ms) in the past (for example, 200 ms before). Are calculated as “past frequency Fr0”, and the difference between the latest frequency Fr1 and the past frequency Fr0 is calculated as the frequency deviation dFr. The frequency deviation dFr is expressed by the following equation.

[数1]
dFr = Fr1−Fr0 …(1)
[Equation 1]
dFr = Fr1-Fr0 (1)

周波数演算部21は、系統周期に比べて短い一定期間(例えば5ms)ごとに周波数偏差dFrの算出値を更新する。すなわち、周波数演算部21は、周波数測定部15の測定データを一定期間ごと(5msごと)に取得し、取得した一連の測定データに基づいて、最近周波数Fr1、過去周波数Fr0及び周波数偏差dFrを算出する。   The frequency calculation unit 21 updates the calculated value of the frequency deviation dFr every fixed period (for example, 5 ms) shorter than the system cycle. That is, the frequency calculation unit 21 acquires the measurement data of the frequency measurement unit 15 at regular intervals (every 5 ms), and calculates the latest frequency Fr1, the past frequency Fr0, and the frequency deviation dFr based on the acquired series of measurement data. To do.

無効電力注入制御部22は、周波数偏差dFrを増大させる無効電力を電力系統LNへ注入するように、分散型電源装置1を制御する。ただし無効電力注入制御部22は、無効電力の注入方法とその条件を、周波数偏差dFrの大きさに応じて変更する。   The reactive power injection control unit 22 controls the distributed power supply device 1 so as to inject reactive power that increases the frequency deviation dFr into the power system LN. However, the reactive power injection control unit 22 changes the reactive power injection method and its conditions in accordance with the magnitude of the frequency deviation dFr.

[周波数偏差dFrが所定の範囲から外れる場合]
周波数偏差dFrがゼロを含む所定の範囲(例えば±0.01Hz)から外れる場合、無効電力注入制御部22は、周波数偏差dFrを増大させる無効電力を電力系統LNへ注入するように分散型電源装置1を制御する。例えば、無効電力注入制御部22は、周波数偏差dFrが正の場合、電力系統LNの電圧の周波数に対して分散型電源装置1の出力電流の位相を進める制御(無効電力の注入)を連続的に行うように無効電力指令値信号Srpを調節する。また無効電力注入制御部22は、周波数偏差dFrが負の場合、電力系統LNの電圧の周波数に対して分散型電源装置1の出力電流の位相を遅らせる制御(無効電力の注入)を連続的に行うように無効電力指令値信号Srpを調節する。単独運転の状態では、分散型電源装置1の出力電流の位相に電力系統LNの電圧の位相が近づくため、このような無効電力の制御を行うことにより、周波数偏差dFrの増大が進行する。
[When the frequency deviation dFr is out of the predetermined range]
When the frequency deviation dFr is out of a predetermined range including zero (eg, ± 0.01 Hz), the reactive power injection control unit 22 distributes the reactive power that increases the frequency deviation dFr to the power system LN. 1 is controlled. For example, when the frequency deviation dFr is positive, the reactive power injection control unit 22 continuously performs control (reactive power injection) to advance the phase of the output current of the distributed power supply device 1 with respect to the frequency of the voltage of the power system LN. The reactive power command value signal Srp is adjusted as follows. The reactive power injection control unit 22 continuously performs control (reactive power injection) for delaying the phase of the output current of the distributed power supply device 1 with respect to the frequency of the voltage of the power system LN when the frequency deviation dFr is negative. The reactive power command value signal Srp is adjusted so as to be performed. In the single operation state, the phase of the voltage of the power system LN approaches the phase of the output current of the distributed power supply device 1, and thus the frequency deviation dFr increases by performing such reactive power control.

[周波数偏差dFrが所定の範囲内の場合]
周波数偏差dFrが上記所定の範囲(±0.01Hz内)に含まれる程度に小さい場合、無効電力注入制御部22は、電圧測定部14により測定された出力電圧の基本波成分及び高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、周波数偏差dFrを増大させる無効電力を電力系統LNに一定期間注入するように分散型電源装置1を制御する。
[When the frequency deviation dFr is within a predetermined range]
When the frequency deviation dFr is small enough to be included in the predetermined range (within ± 0.01 Hz), the reactive power injection control unit 22 determines the fundamental wave component and the harmonic component of the output voltage measured by the voltage measurement unit 14. If the temporal variation pattern satisfies a predetermined condition, the distributed power supply device 1 is controlled such that reactive power that increases the frequency deviation dFr is injected into the power system LN for a certain period.

基本波成分の変動パターンの条件は、例えば以下のように設定される。   The condition of the fluctuation pattern of the fundamental wave component is set as follows, for example.

[数2]
(N0−Navr) > 2.5[ボルト] …(2−1)
(N1−Navr) > 2.5[ボルト] …(2−2)
(N2−Navr) > −0.5[ボルト] …(2−3)
−0.5[ボルト] < (N3−Navr) < 0.5[ボルト] …(2−4)
−0.5[ボルト] < (N4−Navr) < 0.5[ボルト] …(2−5)
−0.5[ボルト] < (N5−Navr) < 0.5[ボルト] …(2−6)
[Equation 2]
(N0-Navr)> 2.5 [volts] (2-1)
(N1-Navr)> 2.5 [volts] (2-2)
(N2-Navr)> − 0.5 [volt] (2-3)
-0.5 [volt] <(N3-Navr) <0.5 [volt] (2-4)
-0.5 [volt] <(N4-Navr) <0.5 [volt] (2-5)
−0.5 [volt] <(N5-Navr) <0.5 [volt] (2-6)

式(2−1)〜(2−6)において、「Ni」(i=0〜5)は、iサイクル前の基本波電圧を示す。また、「Navr」は、3サイクル前から5サイクル前までの3個の基本波電圧(N3、N4、N5)の平均値を示す。   In formulas (2-1) to (2-6), “Ni” (i = 0 to 5) indicates a fundamental wave voltage before i cycles. “Navr” represents an average value of three fundamental wave voltages (N3, N4, N5) from 3 cycles before to 5 cycles before.

他方、高調波成分の変動パターンの条件は、例えば以下のように設定される。   On the other hand, the condition of the fluctuation pattern of the harmonic component is set as follows, for example.

[数3]
(M0−Navr) > 2[ボルト] …(3−1)
(M1−Navr) > 2[ボルト] …(3−2)
(M2−Navr) > −0.5[ボルト] …(3−3)
−0.5[ボルト] < (M3−Mavr) < 0.5[ボルト] …(3−4)
−0.5[ボルト] < (M4−Mavr) < 0.5[ボルト] …(3−5)
−0.5[ボルト] < (M5−Mavr) < 0.5[ボルト] …(3−6)
[Equation 3]
(M0-Navr)> 2 [volts] (3-1)
(M1-Navr)> 2 [volt] (3-2)
(M2-Navr)> − 0.5 [volt] (3-3)
-0.5 [volt] <(M3-Mavr) <0.5 [volt] (3-4)
−0.5 [volt] <(M4-Mavr) <0.5 [volt] (3-5)
-0.5 [volt] <(M5-Mavr) <0.5 [volt] (3-6)

式(3−1)〜(3−6)において、「Mi」(i=0〜5)は、iサイクル前における2次〜7次の全高調波電圧実効値(THD:total harmonic distortion)を示す。また、「Mavr」は、3サイクル前から5サイクル前までの3個の全高調波電圧実効値(M3、M4、M5)の平均値を示す。   In the equations (3-1) to (3-6), “Mi” (i = 0 to 5) represents the total harmonic voltage effective value (THD) of the 2nd to 7th harmonics before i cycle. Show. “Mavr” represents an average value of three total harmonic voltage effective values (M3, M4, M5) from 3 cycles before to 5 cycles before.

例えば無効電力注入制御部22は、基本波成分の変動パターンが式(2−1)〜(2−6)の条件を全て満たすか、又は、高調波成分の変動パターンが式(3−1)〜(3−6)の条件を全て満たすならば、無効電力の注入を行う。この場合、無効電力注入制御部22は、一定の期間(例えば系統周波数の3サイクル以下の期間)、一定量の無効電力(例えば定格電力の10%以下の無効電力)を分散型電源装置1から電力系統LNへ注入するように無効電力指令値信号Srpを生成する。無効電力の注入方向は、例えば分散型電源装置1の出力電流の位相を電力系統LNの電圧の位相に対して遅らせる方向に設定される。   For example, the reactive power injection control unit 22 determines that the fluctuation pattern of the fundamental component satisfies all the conditions of the expressions (2-1) to (2-6) or the fluctuation pattern of the harmonic component is the expression (3-1). If all the conditions of (3-6) are satisfied, reactive power is injected. In this case, the reactive power injection control unit 22 supplies a certain amount of reactive power (for example, reactive power of 10% or less of the rated power) from the distributed power supply device 1 for a certain period (for example, a period of 3 cycles or less of the system frequency). Reactive power command value signal Srp is generated so as to be injected into power system LN. The reactive power injection direction is set, for example, in a direction in which the phase of the output current of the distributed power supply device 1 is delayed with respect to the phase of the voltage of the power system LN.

なお、無効電力注入制御部22は、周波数偏差dFrが上記所定の範囲(±0.01Hz以内)に含まれる場合において、基本波成分や高調波成分の変動パターンが式(2−1)〜(2−6)の条件や式(3−1)〜(3−6)の条件を満たさないときは、無効電力の注入を行わない。無効電力の注入が行われないと、分散型電源装置1が単独運転の状態であっても、周波数偏差dFrの変化の開始は遅くなる。   The reactive power injection control unit 22 indicates that the variation pattern of the fundamental wave component and the harmonic component is expressed by the equations (2-1) to (2-1) when the frequency deviation dFr is included in the predetermined range (within ± 0.01 Hz). When the conditions of 2-6) and the expressions (3-1) to (3-6) are not satisfied, reactive power is not injected. If reactive power is not injected, the start of the change in the frequency deviation dFr is delayed even if the distributed power supply device 1 is in a single operation state.

上述した無効電力注入制御部22による無効電力の注入の制御は、次に述べる判定部23の処理と並行して行われる。   The reactive power injection control by the reactive power injection control unit 22 described above is performed in parallel with the processing of the determination unit 23 described below.

判定部23は、無効電力注入制御部22による無効電力の注入の制御が行われているとき、これと並行して、電力系統LNの周波数の時間的な変動パターンに基づいて単独運転の有無を判定する。単独運転中と判定した場合、判定部23は、ブレーカ16をオフさせるブレーカ制御信号Sbkを出力する。   When the reactive power injection control unit 22 performs the reactive power injection control, the determination unit 23 determines whether or not the single operation is performed based on the temporal variation pattern of the frequency of the power system LN. judge. When it is determined that the vehicle is operating independently, the determination unit 23 outputs a breaker control signal Sbk that turns off the breaker 16.

判定部23は、電力系統LNの周波数変化の状態に対応した3つのステート(第1ステート、第2ステート、第3ステート)を有する。第1ステートは、周波数がほぼ一定となっている状態(待機状態)に対応する。第2ステートは、周波数が比較的緩やかに変化する状態(周波数変動状態)に対応する。第3ステートは、周波数が比較的急に変化する状態(周波数急変状態)に対応する。
判定部23は、上述したステートの更新処理を一定期間ごとに行う。すなわち、判定部23は、同一のステートに留まるか又は他のステートに移行するかを決定するための処理を一定期間ごと(例えば5msごと)に行う。
The determination unit 23 has three states (first state, second state, and third state) corresponding to the frequency change state of the power system LN. The first state corresponds to a state where the frequency is substantially constant (standby state). The second state corresponds to a state where the frequency changes relatively slowly (frequency variation state). The third state corresponds to a state where the frequency changes relatively abruptly (frequency sudden change state).
The determination unit 23 performs the state update process described above at regular intervals. That is, the determination unit 23 performs processing for determining whether to remain in the same state or to shift to another state at regular intervals (for example, every 5 ms).

[第1ステート(待機状態)]
判定部23は、第1ステート(待機状態)において、電力系統LNの周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を周波数偏差dFrに基づいて監視する。例えば、判定部23は、周波数偏差dFrと第2しきい値TH2とを比較し、当該比較結果に基づいて第1の周波数変化(緩やかな周波数変化)を検出する。具体的には、判定部23は、周波数偏差dFrの絶対値が第2しきい値TH2より大きい場合(|dFr|>TH2)、第1の周波数変化を検出する。第1の周波数変化を検出すると、判定部23は、第1ステートから第2ステートへ移行する。
[First state (standby state)]
In the first state (standby state), determination unit 23 monitors the first frequency change in which the frequency of power system LN changes relatively slowly based on frequency deviation dFr. For example, the determination unit 23 compares the frequency deviation dFr and the second threshold value TH2, and detects a first frequency change (gradual frequency change) based on the comparison result. Specifically, the determination unit 23 detects the first frequency change when the absolute value of the frequency deviation dFr is larger than the second threshold value TH2 (| dFr |> TH2). When the first frequency change is detected, the determination unit 23 shifts from the first state to the second state.

[第2ステート(周波数変動状態)]
判定部23は、第2ステート(周波数変動状態)において、電力系統LNの周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を周波数偏差dFrに基づいて監視する。例えば、判定部23は、周波数演算部21において連続して算出された2つの周波数偏差dFrの差である「周波数偏差変化率ddFr」と第3しきい値TH3とを比較し、当該比較結果に基づいて第2の周波数変化(急な周波数変化)を検出する。周波数偏差変化率ddFrは次の式で表わされる。
[Second state (frequency fluctuation state)]
The determination unit 23 monitors the second frequency change in which the frequency of the power system LN changes relatively abruptly in the second state (frequency fluctuation state) based on the frequency deviation dFr. For example, the determination unit 23 compares the “frequency deviation change rate ddFr” that is the difference between the two frequency deviations dFr continuously calculated by the frequency calculation unit 21 with the third threshold value TH3, and determines the comparison result. Based on this, a second frequency change (abrupt frequency change) is detected. The frequency deviation change rate ddFr is expressed by the following equation.

[数4]
ddFr = dFr[n]−dFr[n−1] …(4)
[Equation 4]
ddFr = dFr [n] −dFr [n−1] (4)

式(4)において、「dFr[n]」は直近の周波数偏差dFrを示し、「dFr[n−1]」はその一つ前に算出された周波数偏差dFrを示す。例えば判定部23は、周波数偏差変化率ddFrの絶対値が第3しきい値TH3より大きい場合(|ddFr|>TH3)、第2の周波数変化を検出する。   In equation (4), “dFr [n]” represents the latest frequency deviation dFr, and “dFr [n−1]” represents the frequency deviation dFr calculated immediately before. For example, when the absolute value of the frequency deviation change rate ddFr is larger than the third threshold value TH3 (| ddFr |> TH3), the determination unit 23 detects the second frequency change.

判定部23は、第2ステートにおいて第2の周波数変化(急な周波数変化)を検出した場合、その第2ステートの開始時刻から第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間Txが第1の時間T1以上ならば(Tx≧T1)、単独運転が行われていると判定する。これは、単独運転の状態でありながら無効電力の注入条件を満たさない期間(周波数偏差が微小で、かつ、系統電圧の基本波成分・高調波成分の変動が小さい期間)がしばらく続いた後、無効電力の注入が開始され、周波数の急な変化が生じた状況に対応する。   When the determination unit 23 detects the second frequency change (abrupt frequency change) in the second state, the elapsed time Tx from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected is the first time. If it is equal to or longer than the time T1 (Tx ≧ T1), it is determined that the single operation is performed. This is a state in which the condition for injecting reactive power is not satisfied even though it is in a single operation state (period in which the frequency deviation is minute and fluctuations in the fundamental and harmonic components of the system voltage are small) for a while, Reactive power injection is started, which corresponds to a situation where a sudden change in frequency occurs.

他方、第2ステートの開始時刻から第2の周波数変化(急な周波数変化)を検出した時刻までの経過時間Txが第1の時間T1より短い場合(Tx<T1)、判定部23は、第2ステートから第3ステートへ移行する。これは、周波数の急な変化が始まったものの、それがFRT要件を満たすステップ状の変化(図2A)に相当するものか、或いは、単独運転の状態によるものかが不明な状況に対応する。   On the other hand, when the elapsed time Tx from the start time of the second state to the time when the second frequency change (abrupt frequency change) is detected is shorter than the first time T1 (Tx <T1), the determination unit 23 Transition from the second state to the third state. This corresponds to a situation in which a sudden change in frequency has started, but it is unknown whether it corresponds to a step-like change that satisfies the FRT requirement (FIG. 2A) or due to a state of single operation.

なお、判定部23は、第2ステートにおいても、周波数偏差dFrに基づいて第1の周波数変化を監視する。第1の周波数変化が一定時間継続して検出されない場合(すなわち、周波数の変化が小さい安定状態となった場合)、判定部23は、第2ステートから第1ステートへ移行する。
また、判定部23は、第2ステートの継続時間が第4の時間T4を超えた場合(すなわち、周波数が緩やかなランプ状の変化を長く続けている場合:図2B)も、第2ステートから第1ステートへ移行する。第4の時間T4は、FRT要件を満たしたステップ状の周波数変動を判別するために設定される後述の第2の時間T2と等しいかこれより長い時間に設定される。
Note that the determination unit 23 also monitors the first frequency change based on the frequency deviation dFr even in the second state. When the first frequency change is not detected continuously for a certain period of time (that is, when the frequency change becomes a small stable state), the determination unit 23 shifts from the second state to the first state.
The determination unit 23 also starts from the second state when the duration of the second state exceeds the fourth time T4 (that is, when the ramp-like change with a slow frequency continues for a long time: FIG. 2B). Transition to the first state. The fourth time T4 is set to a time equal to or longer than a second time T2, which will be described later, set to discriminate a step-like frequency variation that satisfies the FRT requirement.

[第3ステート(周波数急変状態)]
判定部23は、第3ステート(周波数急変状態)において、直近の第1ステートの周波数と最新の周波数との差である「定常周波数偏差ΔFr」と第1しきい値TH1とを比較し、その大小関係を監視する。定常周波数偏差ΔFrは次の式で表わされる。
[Third state (frequency sudden change state)]
In the third state (frequency sudden change state), the determination unit 23 compares the “steady frequency deviation ΔFr”, which is the difference between the frequency of the latest first state and the latest frequency, with the first threshold value TH1. Monitor the magnitude relationship. The steady frequency deviation ΔFr is expressed by the following equation.

[数5]
ΔFr = Fr0_stb−Fr1 …(5)
[Equation 5]
ΔFr = Fr0_stb−Fr1 (5)

式(5)において、「Fr0_stb」は直近の第1ステートにおける過去周波数Fr0を示し、「Fr1」は最近周波数Fr1を示す。判定部23は、第1ステートにおいてステートの更新処理を行う度に、第1ステートの持続期間を監視する。持続期間が所定時間(例えば20ms)を超えている場合、判定部23は、その時刻の最近周波数Fr1に対応する過去周波数Fr0を「Fr0_stb」として保持する。従って、「Fr0_stb」は、周波数の変動が小さい安定状態にあった直近の過去における周波数の定常値を示す。定常周波数偏差ΔFrは、その定常値に対する最近周波数Fr1の偏差を示す。   In Expression (5), “Fr0_stb” indicates the past frequency Fr0 in the latest first state, and “Fr1” indicates the latest frequency Fr1. The determination unit 23 monitors the duration of the first state every time the state update process is performed in the first state. When the duration exceeds a predetermined time (for example, 20 ms), the determination unit 23 holds the past frequency Fr0 corresponding to the latest frequency Fr1 at that time as “Fr0_stb”. Therefore, “Fr0_stb” indicates a steady value of the frequency in the latest past when the frequency fluctuation was in a stable state. The stationary frequency deviation ΔFr indicates a deviation of the nearest frequency Fr1 with respect to the stationary value.

定常周波数偏差ΔFrが第1しきい値TH1以上(|ΔFr|≧TH1)、かつ、直近の第2ステート開始時刻からの経過時間Txが第2の時間T2(T2>T1)を超えた場合(Tx>T2)、判定部23は単独運転が行われていると判定する。これは、FRT要件を満たすステップ状の変化(図2A)であれば定常周波数偏差ΔFrが第1しきい値TH1に比べて小さくなるべき時刻(Tx=T2)を超えたにもかかわらず、定常周波数偏差ΔFrが第1しきい値TH1より大きい状況に対応する。   When the steady frequency deviation ΔFr is greater than or equal to the first threshold TH1 (| ΔFr | ≧ TH1) and the elapsed time Tx from the latest second state start time exceeds the second time T2 (T2> T1) ( Tx> T2), the determination unit 23 determines that the single operation is performed. This is because the steady-state frequency deviation ΔFr in the case of a step-like change that satisfies the FRT requirement (FIG. 2A) exceeds the time (Tx = T2) that should be smaller than the first threshold value TH1. This corresponds to a situation where the frequency deviation ΔFr is larger than the first threshold value TH1.

他方、直近の第2ステート開始時刻からの経過時間Txが第2の時間T2を超える前に定常周波数偏差ΔFrが第1しきい値TH1より小さくなった場合(|ΔFr|<TH1)、判定部23は、第3ステートから第1ステートに移行する。これは、FRT要件を満たすステップ状の変化(図2A)に相当するため、定常周波数偏差ΔFrが規定の時刻(Tx=T2)より前に第1しきい値TH1より小さくなった状況に対応する。   On the other hand, when the steady frequency deviation ΔFr becomes smaller than the first threshold value TH1 before the elapsed time Tx from the latest second state start time exceeds the second time T2 (| ΔFr | <TH1), the determination unit 23 shifts from the third state to the first state. Since this corresponds to a step-like change that satisfies the FRT requirement (FIG. 2A), this corresponds to a situation in which the steady-state frequency deviation ΔFr becomes smaller than the first threshold value TH1 before the specified time (Tx = T2). .

ただし、判定部23は、直近の第2ステート開始時刻からの経過時間Txが第3の時間T3(T2>T3>T1)に比べて短い場合は、第3ステートから第1ステートへの移行を抑止する。これにより、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動(図2A)と、単独運転の状態に対応する周波数変動とが正確に判別される。   However, when the elapsed time Tx from the latest second state start time is shorter than the third time T3 (T2> T3> T1), the determination unit 23 shifts from the third state to the first state. Deter. Thereby, the step-like frequency fluctuation (FIG. 2A) satisfying the FRT requirement and the frequency fluctuation corresponding to the single operation state are accurately determined.

また、判定部23は、第2ステート開始時刻において第1しきい値TH1を所定の初期値(例えばゼロ)に設定し、所定の時間変化率(例えば2Hz/秒)で第1しきい値TH1を時間とともに増大させる。これにより、単独運転の状態に対応する周波数変化とFRT要件を満たすステップ状の変化(図2A)との判別がより早いタイミングで行われ、単独運転の検出時間が短くなる。   Further, the determination unit 23 sets the first threshold value TH1 to a predetermined initial value (for example, zero) at the second state start time, and sets the first threshold value TH1 at a predetermined time change rate (for example, 2 Hz / second). Increases with time. Thereby, the discrimination between the frequency change corresponding to the state of the isolated operation and the step-like change satisfying the FRT requirement (FIG. 2A) is performed at an earlier timing, and the detection time of the isolated operation is shortened.

ここで、上述した構成を有する本実施形態に係る単独運転検出装置2の動作を説明する。   Here, the operation of the isolated operation detection device 2 according to this embodiment having the above-described configuration will be described.

まず、単独運転の状態として判定されない周波数変動について説明する。
図2は、「JEAC9701−2012」において規定された周波数変動に対するFRT要件を説明するための図である。図2Aはステップ状の周波数変動に対するFRT要件を示し、図2Bはランプ状の周波数変動に対するFRT要件を示す。
First, frequency fluctuations that are not determined as a single operation state will be described.
FIG. 2 is a diagram for explaining the FRT requirement for the frequency variation defined in “JEAC 9701-2012”. FIG. 2A shows the FRT requirement for a stepped frequency variation, and FIG. 2B shows the FRT requirement for a ramped frequency variation.

[ステップ状の周波数変動に対するFRT要件(図2A)]
50Hz系統に連係する場合、ステップ状に3サイクル間(60ms)継続する+0.8Hzの周波数変動に対して運転を継続することが要求される。また、60Hz系統に連係する場合、ステップ状に3サイクル間(50ms)継続する+1.0Hzの周波数変動に対して運転を継続することが要求される。
[FRT requirement for stepped frequency variation (Fig. 2A)]
When linking to the 50 Hz system, it is required to continue the operation with respect to a frequency fluctuation of +0.8 Hz that continues for three cycles (60 ms) stepwise. Further, when linking to the 60 Hz system, it is required to continue the operation with respect to the frequency fluctuation of +1.0 Hz that continues for three cycles (50 ms) in a stepped manner.

[ランプ状の周波数変動に対するFRT要件(図2B)]
50Hz系統に連係する場合、上限51.5Hzから下限47.5Hzまでの範囲における±2Hz/s以内のランプ状の周波数変動に対して運転を継続することが要求される。また、60Hz系統に連係する場合、上限61.8Hzから下限57.0Hzまでの範囲における±2Hz/s以内のランプ状の周波数変動に対して運転を継続することが要求される。
[FRT requirement for ramp-like frequency fluctuation (Fig. 2B)]
When linking to the 50 Hz system, it is required to continue the operation with respect to the ramp-shaped frequency fluctuation within ± 2 Hz / s in the range from the upper limit 51.5 Hz to the lower limit 47.5 Hz. Further, when linking to the 60 Hz system, it is required to continue the operation with respect to the ramp-shaped frequency fluctuation within ± 2 Hz / s in the range from the upper limit 61.8 Hz to the lower limit 57.0 Hz.

図3は、図2に示す周波数変動が生じた場合における周波数測定値の変化を示す図であり、周波数演算部21において5msごとに算出される最近周波数Fr1(直近の40msにおける周波数の移動平均値)の変化を示す。図3Aはステップ状の周波数変動が生じた場合を示し、図3Bはランプ状の周波数変動が生じた場合を示す。なお、図3のグラフにおける横軸の時間は周波数の変動傾向を表すための目安として付した相対値であり、図2のグラフにおける横軸の時間とは一致していない。   FIG. 3 is a diagram showing changes in the frequency measurement value when the frequency fluctuation shown in FIG. 2 occurs, and the frequency calculation unit 21 calculates the latest frequency Fr1 calculated every 5 ms (the moving average value of the frequency in the latest 40 ms). ). FIG. 3A shows a case where a step-like frequency fluctuation occurs, and FIG. 3B shows a case where a ramp-like frequency fluctuation occurs. Note that the time on the horizontal axis in the graph of FIG. 3 is a relative value given as a guideline for expressing the frequency fluctuation tendency, and does not match the time on the horizontal axis in the graph of FIG.

FRT要件を満たすステップ状の周波数変動のパターン(図3A)は、次のような特徴(a1〜a4)を有する。
(a1)周波数の変化が緩やかに始まる。
(a2)緩やかな変化の後で、周波数が急変する。
(a3)周波数の変化が緩やかに終わる。
(a4)一定時間以内に変化開始前の定常値へ収束する。
The step-like frequency variation pattern (FIG. 3A) that satisfies the FRT requirement has the following characteristics (a1 to a4).
(A1) The frequency change starts slowly.
(A2) After a gradual change, the frequency changes suddenly.
(A3) The frequency change ends gently.
(A4) It converges to a steady value before the start of change within a certain time.

FRT要件を満たすランプ状の周波数変動のパターン(図3B)は、次のような特徴(b1、b2)を有する。
(b1)周波数の急変に該当しない一定の周波数変化率(2Hz/s)で周波数が上昇又は低下する。
(b2)変化開始前の定常値からの周波数偏差が時間の経過とともに大きくなる。
The ramp-shaped frequency variation pattern (FIG. 3B) that satisfies the FRT requirement has the following characteristics (b1, b2).
(B1) The frequency increases or decreases at a constant frequency change rate (2 Hz / s) that does not correspond to a sudden change in frequency.
(B2) The frequency deviation from the steady value before the start of change increases with time.

次に、単独運転の状態として判定される周波数変動について説明する。
図4は、単独運転の場合における周波数測定値の変化の一例を示す図であり、図3と同様に最近周波数Fr1の変化を示す。図4Aは単独運転の発生の直後から電力系統LNへの無効電力の注入が行われる場合を示し、図4Bは単独運転の発生から暫く時間が経過した後で電力系統LNへの無効電力の注入が行われる場合を示す。
Next, frequency fluctuations that are determined as a single operation state will be described.
FIG. 4 is a diagram showing an example of a change in the frequency measurement value in the case of an isolated operation, and shows a change in the latest frequency Fr1 as in FIG. FIG. 4A shows a case where reactive power is injected into the power system LN immediately after the occurrence of the isolated operation, and FIG. 4B is an injection of reactive power into the power system LN after a while has passed since the occurrence of the isolated operation. Is shown.

図4Aの周波数変動パターンは、主として、分散型電源装置1の出力電力が系統負荷RLとバランスしていない場合に現れる。この場合、単独運転の発生に伴って比較的大きな周波数変動が生じ、無効電力注入制御部22における無効電力の注入開始条件が単独運転の発生直後から満たされるため、単独運転の発生直後から電力系統LNへの無効電力の注入が行われる。無効電力の注入は、例えば期間Taにおいて開始される。   The frequency fluctuation pattern in FIG. 4A appears mainly when the output power of the distributed power supply device 1 is not balanced with the system load RL. In this case, a relatively large frequency fluctuation occurs with the occurrence of the isolated operation, and the reactive power injection start condition in the reactive power injection control unit 22 is satisfied immediately after the occurrence of the isolated operation. Reactive power is injected into the LN. The reactive power injection is started, for example, in the period Ta.

一方、図4Bの周波数変動パターンは、主として、分散型電源装置1の出力電力が系統負荷RLとバランスしている場合に現れる。この場合、単独運転の発生に伴う周波数変動が非常に小さくなる。また、系統負荷RLの特性によっては、単独運転が発生しても系統電圧の基本波成分や高調波成分の変動がほとんど生じないことがある。その結果、単独運転が発生しても暫くの間は無効電力の注入開始条件が満たされないため、電力系統LNへの無効電力の注入が遅くなる。無効電力の注入は、例えば期間Tbにおいて開始される。   On the other hand, the frequency variation pattern of FIG. 4B appears mainly when the output power of the distributed power supply device 1 is balanced with the system load RL. In this case, the frequency fluctuation accompanying the occurrence of the isolated operation becomes very small. In addition, depending on the characteristics of the system load RL, even if an isolated operation occurs, the fundamental voltage component and the harmonic component of the system voltage may hardly change. As a result, the reactive power injection start condition is not satisfied for a while after the single operation occurs, and therefore, the reactive power injection to the power system LN is delayed. The reactive power injection is started, for example, in the period Tb.

単独運転の発生直後から無効電力の注入が開始される場合の周波数変動パターン(図4A)は、次のような特徴を有する。
(c1)周波数の変化が緩やかに始まる。
(c2)緩やかな変化の後で、周波数が急変する。
(c3)変化開始前の定常値とは異なる周波数に収束する。
The frequency variation pattern (FIG. 4A) when reactive power injection starts immediately after the occurrence of an isolated operation has the following characteristics.
(C1) The change in frequency starts slowly.
(C2) After a gradual change, the frequency changes suddenly.
(C3) It converges to a frequency different from the steady value before the start of change.

単独運転の発生から暫く時間が経過した後で電力系統LNへの無効電力の注入が行われる場合の周波数変動パターン(図4B)は、次のような特徴を有する。
(d1)FRT要件の周波数変動に比べて緩やかに周波数の変化が始まる。
(d2)緩やかな周波数の変化が長く続く。
(d3)緩やかな変化の後で、周波数が急変する。
(d4)変化開始前の定常値とは異なる周波数に収束する。
The frequency variation pattern (FIG. 4B) when reactive power is injected into the power system LN after a while has elapsed since the occurrence of the isolated operation has the following characteristics.
(D1) The frequency change starts more slowly than the frequency variation of the FRT requirement.
(D2) A gradual frequency change continues for a long time.
(D3) After a gradual change, the frequency changes suddenly.
(D4) It converges to a frequency different from the steady value before the start of change.

本実施形態に係る単独運転検出装置2は、上述した周波数変動パターンの特徴に基づいて、FRT要件を満たす周波数変動とそうでない周波数変動とを区別しつつ、単独運転の有無を判定する。   The isolated operation detection device 2 according to the present embodiment determines the presence or absence of an isolated operation based on the characteristics of the frequency variation pattern described above, while distinguishing between the frequency variation that satisfies the FRT requirement and the frequency variation that is not.

周波数の安定した状態において「緩やかな周波数の変化」が起きた場合、これは上述した(a1)、(b1)、(c1)又は(d1)の可能性がある。
「緩やかな周波数の変化」が第1の時間T1より長く続いた後で「周波数の急変」が起きた場合、上述した(d2)、(d3)の特徴を満たすため、単独運転検出装置2は単独運転の状態にあると判定する。
When a “slow frequency change” occurs in a stable frequency state, this may be the above-described (a1), (b1), (c1), or (d1).
When the “sudden change in frequency” continues for longer than the first time T1, and the “sudden change in frequency” occurs, the isolated operation detection device 2 satisfies the characteristics (d2) and (d3) described above. It is determined that the vehicle is in a single operation state.

「緩やかな周波数の変化」が第1の時間T1より短く続いた後で「周波数の急変」が起きた場合、これは上述した(a2)又は(c2)の可能性がある。
「緩やかな周波数の変化」の開始から第2の時間T2(T2>T1)が経過する前に、変化開始前の定常値からの差が第1しきい値TH1より小さくなった場合、上述した(a4)の特徴を満たすため、単独運転検出装置2は単独運転の状態にないと判定する。一方、「緩やかな周波数の変化」の開始から第2の時間T2(T2>T1)が経過したとき、変化開始前の定常値からの差が第1しきい値TH1より大きい場合は、上述した(c3)の特徴を満たすため、単独運転検出装置2は単独運転の状態にあると判定する。
When the “sudden frequency change” occurs after the “slow frequency change” lasts shorter than the first time T1, this may be (a2) or (c2) described above.
When the difference from the steady value before the start of the change becomes smaller than the first threshold value TH1 before the second time T2 (T2> T1) has elapsed since the start of the “gradual frequency change”, the above-described case is described. In order to satisfy the feature (a4), it is determined that the isolated operation detection device 2 is not in the isolated operation state. On the other hand, when the second time T2 (T2> T1) has elapsed since the start of the "slow frequency change", the difference from the steady value before the start of the change is greater than the first threshold value TH1, as described above. In order to satisfy the feature of (c3), it is determined that the isolated operation detection device 2 is in the isolated operation state.

「緩やかな周波数の変化」が第4の時間T4(T4≧T2)より長く続く場合、これは上述した(b1)の特徴を満たすため、単独運転検出装置2は単独運転の状態にないと判定する。   When the “slow frequency change” continues for longer than the fourth time T4 (T4 ≧ T2), this satisfies the above-described feature (b1), and thus the isolated operation detection device 2 is determined not to be in the isolated operation state. To do.

次に、単独運転検出装置2の判定部23における単独運転の判定処理について、図5及び図6のフローチャートを参照して詳しく説明する。   Next, the independent operation determination process in the determination unit 23 of the isolated operation detection device 2 will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS. 5 and 6.

初期化(ST5):
判定部23は、新たに単独運転の判定処理を開始する際に、経過時間Txと第1しきい値TH1を予め初期値(例えばゼロ)にクリアする。初期化後、判定部23は第1ステート(ST10)に移行する。
Initialization (ST5):
The determination unit 23 clears the elapsed time Tx and the first threshold value TH1 to initial values (for example, zero) in advance when newly starting the determination process for isolated operation. After initialization, the determination unit 23 shifts to the first state (ST10).

第1ステート(ST10):
判定部23は、第1ステートにおいて、一定時間ごと(例えば5msごと)に周波数偏差dFr(式(1))の絶対値を第2しきい値TH2と比較する(ST15)。第2しきい値TH2は、通常状態において系統周波数に生じ得る変動から区別できる範囲で十分小さい値に設定される。
First state (ST10):
In the first state, the determination unit 23 compares the absolute value of the frequency deviation dFr (equation (1)) with the second threshold value TH2 at regular intervals (for example, every 5 ms) (ST15). Second threshold value TH2 is set to a sufficiently small value within a range that can be distinguished from fluctuations that may occur in the system frequency in the normal state.

周波数偏差dFrの絶対値が第2しきい値TH2以下の場合、判定部23は、引き続き第1ステートに留まる。   When the absolute value of the frequency deviation dFr is equal to or smaller than the second threshold value TH2, the determination unit 23 continues to stay in the first state.

周波数偏差dFrの絶対値が第2しきい値TH2より大きい場合、判定部23は、これを緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)として検出する。緩やかな周波数変化を検出すると、判定部23は、第2ステート(ST25)へ移行する。   When the absolute value of the frequency deviation dFr is larger than the second threshold value TH2, the determination unit 23 detects this as a gradual frequency change (first frequency change). When a moderate frequency change is detected, the determination unit 23 proceeds to the second state (ST25).

第2ステート(ST25)へ移行する場合、判定部23は、周波数変化開始時刻からの経過時間Txの計時を開始するとともに、第1しきい値TH1の更新を開始する(ST20)。このとき、判定部23は、第1しきい値TH1を所定の初期値(例えばゼロ)から所定の時間変化率(例えば2Hz/秒)で時間とともに増大させる処理を開始する。   When transitioning to the second state (ST25), the determination unit 23 starts measuring the elapsed time Tx from the frequency change start time and starts updating the first threshold value TH1 (ST20). At this time, the determination unit 23 starts a process of increasing the first threshold value TH1 with time from a predetermined initial value (for example, zero) at a predetermined time change rate (for example, 2 Hz / second).

第2ステート(ST25):
判定部23は、第2ステートにおいて、一定時間ごと(例えば5msごと)に次の比較判定処理(ST30、ST35、ST45)を行う。
Second state (ST25):
The determination unit 23 performs the next comparison determination process (ST30, ST35, ST45) at regular time intervals (for example, every 5 ms) in the second state.

判定部23は、周波数変化開始時刻からの経過時間Txを第4の時間T4と比較する(ST30)。経過時間Txが第4の時間T4以上になった場合、判定部23は、第1ステート(ST10)に移行する。これは、周波数の急変(ST45)に該当しない比較的緩やかな周波数の上昇若しくは低下が長く継続しているランプ状の周波数変動パターン(図3B)に対応する。   The determination unit 23 compares the elapsed time Tx from the frequency change start time with the fourth time T4 (ST30). When the elapsed time Tx becomes equal to or longer than the fourth time T4, the determination unit 23 proceeds to the first state (ST10). This corresponds to a ramp-like frequency variation pattern (FIG. 3B) in which a relatively gradual frequency increase or decrease that does not correspond to a sudden frequency change (ST45) continues for a long time.

また判定部23は、周波数偏差dFrの絶対値を第2しきい値TH2と比較する(ST35)。周波数偏差dFrの絶対値が第2しきい値TH2を下回る状態が20ms間継続した場合(例えば、5msごとの比較判定処理において4回連続して周波数偏差dFrの絶対値が第2しきい値TH2を下回った場合)、判定部23は、第1ステート(ST10)に移行する。これは、ステップST15において検出された緩やかな周波数変化が終了した場合に対応する。   Further, the determination unit 23 compares the absolute value of the frequency deviation dFr with the second threshold value TH2 (ST35). When the state where the absolute value of the frequency deviation dFr is lower than the second threshold value TH2 continues for 20 ms (for example, in the comparison determination process every 5 ms, the absolute value of the frequency deviation dFr is the second threshold value TH2 The determination unit 23 proceeds to the first state (ST10). This corresponds to the case where the gradual frequency change detected in step ST15 is completed.

第1ステート(ST10)に移行する場合、判定部23は、経過時間Txと第1しきい値TH1を初期値にクリアする(ST40)。   When shifting to the first state (ST10), the determination unit 23 clears the elapsed time Tx and the first threshold value TH1 to the initial values (ST40).

ステップST30、ST35の比較判定処理において第1ステートに移行しない場合、判定部23は、周波数偏差変化率ddFr(式(4))の絶対値と第3しきい値TH3とを比較する(ST45)。周波数偏差変化率ddFrの絶対値が第3しきい値TH3以下の場合、判定部23は、引き続き第2ステートに留まる。   In the comparison determination process of steps ST30 and ST35, when the transition to the first state is not made, the determination unit 23 compares the absolute value of the frequency deviation change rate ddFr (equation (4)) with the third threshold value TH3 (ST45). . When the absolute value of the frequency deviation change rate ddFr is equal to or smaller than the third threshold value TH3, the determination unit 23 continues to stay in the second state.

一方、周波数偏差変化率ddFrの絶対値が第3しきい値TH3を上回る状態が10ms間継続した場合(例えば、5msごとの比較判定処理において2回連続して周波数偏差変化率ddFrの絶対値が第3しきい値TH3を上回った場合)、判定部23は、これを急な周波数変化(第2の周波数変化)として検出する。   On the other hand, when the absolute value of the frequency deviation change rate ddFr exceeds the third threshold value TH3 continues for 10 ms (for example, in the comparison determination process every 5 ms, the absolute value of the frequency deviation change rate ddFr is When exceeding the third threshold value TH3), the determination unit 23 detects this as a sudden frequency change (second frequency change).

急な周波数変化(第2の周波数変化)を検出すると、判定部23は、緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)が開始してからの経過時間Txを第1の時間T1と比較する(ST50)。経過時間Txが第1の時間T1以上の場合、判定部23は、単独運転の状態にあることを判定する(ST75)。これは、緩やかな周波数変化が長く続いた後で周波数が急変する周波数変動パターン(特徴(d2)、(d3))に対応する。   When the sudden frequency change (second frequency change) is detected, the determination unit 23 compares the elapsed time Tx from the start of the gradual frequency change (first frequency change) with the first time T1 ( ST50). When the elapsed time Tx is equal to or longer than the first time T1, the determination unit 23 determines that the vehicle is in an independent operation state (ST75). This corresponds to a frequency fluctuation pattern (features (d2) and (d3)) in which the frequency changes suddenly after a gradual frequency change continues for a long time.

経過時間Txが第1の時間T1より短い場合、判定部23は、第3ステート(ST55)に移行する。この状態では、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動パターン(図3A、特徴(a2))と単独運転時の周波数変動パターン(図4A、特徴(c2))の何れに該当するかが、未だ判明していない。   When the elapsed time Tx is shorter than the first time T1, the determination unit 23 proceeds to the third state (ST55). In this state, it is still unclear whether it corresponds to the stepped frequency fluctuation pattern (FIG. 3A, characteristic (a2)) that satisfies the FRT requirement or the frequency fluctuation pattern during independent operation (FIG. 4A, characteristic (c2)). Not done.

第3ステート(ST55):
判定部23は、第3ステートにおいて、一定時間ごと(例えば5msごと)に次の比較判定処理(ST60、ST65、ST70)を行う。
Third state (ST55):
The determination unit 23 performs the next comparison determination process (ST60, ST65, ST70) at regular time intervals (for example, every 5 ms) in the third state.

判定部23は、直近の緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)が検出されてからの経過時間Txと第3の時間T3とを比較し、経過時間Txが第3の時間T3より短い間は第3ステートに留まる(ST60)。   The determination unit 23 compares the elapsed time Tx after the latest gentle frequency change (first frequency change) is detected with the third time T3, and the elapsed time Tx is shorter than the third time T3. Remains in the third state (ST60).

ステップST60の比較判定処理は、図3Aに示すようなステップ状の周波数変動において周波数がピーク値から元の定常値へ戻っていく状態を正確に把握するためのものである。この比較判定処理が設けられていない場合や、第3の時間T3が適正値より短い場合、急な周波数変化(第2の周波数変化)の直後において周波数の変化量が小さいときに、第3ステートから第1ステートへ移行してしまう可能性がある。第1ステートへ移行すると、図3Aに示すようなステップ状の周波数変動の特徴を把握できなくなるため、FRT要件を満たす周波数変動と単独運転による周波数変動とを正しく判別できなくなる。この第3の時間T3は、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動パターン(図3A)において周波数の変化が開始してから、周波数のピークを超えて定常周波数偏差ΔFrが第1しきい値TH1より低くなるまでの経過時間Txに相当する時間に設定される。   The comparison determination process in step ST60 is for accurately grasping the state in which the frequency returns from the peak value to the original steady value in the step-like frequency fluctuation as shown in FIG. 3A. When the comparison determination process is not provided, or when the third time T3 is shorter than the appropriate value, the frequency change amount is small immediately after the sudden frequency change (second frequency change). May move to the first state. When the state shifts to the first state, it becomes impossible to grasp the characteristics of the step-like frequency fluctuation as shown in FIG. 3A, so that it is not possible to correctly discriminate between the frequency fluctuation satisfying the FRT requirement and the frequency fluctuation due to the single operation. During the third time T3, the frequency variation starts in the stepped frequency variation pattern (FIG. 3A) that satisfies the FRT requirement, and the steady frequency deviation ΔFr exceeds the frequency peak from the first threshold value TH1. It is set to a time corresponding to the elapsed time Tx until it becomes lower.

経過時間Txが第3の時間T3以上になると、判定部23は、定常周波数偏差ΔFrの絶対値を第1しきい値TH1と比較する(ST65)。定常周波数偏差ΔFrの絶対値が第1しきい値TH1以上の場合、判定部23は、経過時間Txと第2の時間T2とを比較し(ST70)、経過時間Txが未だ第2の時間T2に達していなければ、第3ステートに留まる。   When the elapsed time Tx becomes equal to or greater than the third time T3, the determination unit 23 compares the absolute value of the steady frequency deviation ΔFr with the first threshold value TH1 (ST65). When the absolute value of the stationary frequency deviation ΔFr is equal to or larger than the first threshold value TH1, the determination unit 23 compares the elapsed time Tx with the second time T2 (ST70), and the elapsed time Tx is still the second time T2. If not, stay in the third state.

定常周波数偏差ΔFrの絶対値が第1しきい値TH1以上の状態のままで(ST65)、経過時間Txが第2の時間T2より大きくなった場合(ST70)、判定部23は、単独運転の状態にあると判定する(ST75)。これは、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動パターンであれば「|ΔFr|<TH1」の条件(変化開始前の定常値に近い周波数となる条件)を満たすべき時刻に達したにも関わらず、この条件を満たしていない状態であり、単独運転時の周波数変動パターンの特徴(c3)に対応する。   When the absolute value of the steady-state frequency deviation ΔFr remains equal to or greater than the first threshold value TH1 (ST65) and the elapsed time Tx is greater than the second time T2 (ST70), the determination unit 23 performs the single operation. It is determined that it is in a state (ST75). This is a step-like frequency variation pattern that satisfies the FRT requirement, even though the time that should satisfy the condition of “| ΔFr | <TH1” (the condition that the frequency is close to the steady value before the start of change) has been reached. This condition is not satisfied and corresponds to the characteristic (c3) of the frequency variation pattern during the single operation.

他方、経過時間Txが第2の時間T2に達するより前に定常周波数偏差ΔFrの絶対値が第1しきい値TH1より小さくなった場合(ST65)、判定部23は第1ステート(ST10)に移行する。これは、周波数の変化開始から一定時間以内に変化開始前の定常値へ収束するステップ状の周波数変動パターンの特徴(a4)に対応する。第1ステート(ST10)に移行する場合、判定部23は、経過時間Txと第1しきい値TH1を初期値にクリアする(ST40)。   On the other hand, when the absolute value of the stationary frequency deviation ΔFr becomes smaller than the first threshold value TH1 before the elapsed time Tx reaches the second time T2 (ST65), the determination unit 23 enters the first state (ST10). Transition. This corresponds to the feature (a4) of the step-like frequency fluctuation pattern that converges to the steady value before the change start within a certain time from the start of the frequency change. When shifting to the first state (ST10), the determination unit 23 clears the elapsed time Tx and the first threshold value TH1 to the initial values (ST40).

以上説明したように、本実施形態に係る単独運転検出装置2によれば、比較的緩やかな周波数の変化(第1の周波数変化)が検出された時刻から、比較的急な周波数の変化(第2の周波数変化)が検出されるまでの経過時間Txが第1の時間T1を超えた場合に、単独運転が行われていると判定される。
分散型電源装置1の出力電力と系統負荷RLがバランスしていることにより、無効電力注入制御部22における無効電力の注入条件を満たさない場合は、単独運転の発生直後から電力系統LNへの無効電力の注入が行われないため、例えば図4Bにおいて示すように、最終的な周波数の収束までの時間が長くなってしまう。本実施形態では、単独運転時における周波数変動の特徴的なパターンに基づいて、最終的な周波数の収束を待つことなく単独運転の有無を判定できるため、単独運転を短い時間で検出できる。従って、周波数の変動が微小な場合に無効電力を注入することなく、所定の期間内に単独運転を検出できる。
As described above, according to the isolated operation detection device 2 according to the present embodiment, a relatively abrupt frequency change (first frequency change) from the time when a relatively gradual frequency change (first frequency change) is detected. When the elapsed time Tx until the frequency change (2) is detected exceeds the first time T1, it is determined that the single operation is being performed.
When the output power of the distributed power supply device 1 and the system load RL are balanced, the reactive power injection control unit 22 does not satisfy the reactive power injection condition. Since power is not injected, for example, as shown in FIG. 4B, the time until the final convergence of the frequency becomes long. In this embodiment, since it is possible to determine the presence or absence of an isolated operation without waiting for the final convergence of the frequency based on a characteristic pattern of frequency fluctuations during the isolated operation, the isolated operation can be detected in a short time. Therefore, it is possible to detect an isolated operation within a predetermined period without injecting reactive power when the frequency fluctuation is small.

また、本実施形態に係る単独運転検出装置2によれば、比較的緩やかな周波数の変化(第1の周波数変化)に続いて比較的急な周波数の変化(第2の周波数変化)が検出された後、定常周波数偏差ΔFrと第1しきい値TH1との大小が監視される。そして、定常周波数偏差ΔFrが第1しきい値TH1より大きく、かつ、直近の緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)が検出された時刻からの経過時間Txが第2の時間T2を超えた場合、単独運転が行われていると判定される。
これにより、一定時間以内に元の定常値へ周波数が収束するFRT要件を満たしたステップ状の周波数変動と、単独運転による周波数変動とを正しく判別することができる。従って、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動を単独運転の状態として検出しないようにすることができる。
In addition, according to the isolated operation detection device 2 according to the present embodiment, a relatively abrupt frequency change (second frequency change) is detected following a relatively gradual frequency change (first frequency change). Thereafter, the magnitude of the steady frequency deviation ΔFr and the first threshold value TH1 is monitored. Then, the steady frequency deviation ΔFr is larger than the first threshold value TH1, and the elapsed time Tx from the time when the latest gentle frequency change (first frequency change) is detected exceeds the second time T2. In this case, it is determined that the single operation is being performed.
As a result, it is possible to correctly discriminate between a step-like frequency fluctuation that satisfies the FRT requirement that the frequency converges to the original steady value within a predetermined time, and a frequency fluctuation caused by an isolated operation. Therefore, it is possible to prevent a step-like frequency fluctuation that satisfies the FRT requirement from being detected as an isolated operation state.

更に、本実施形態に係る単独運転検出装置2によれば、直近の緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)が検出された時刻からの経過時間Txが第3の時間T3(T2>T3>T1)に比べて短い場合は、第3ステートから第1ステートへの移行が抑止される。これにより、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動において周波数がピーク値から元の定常値へ戻っていく状態を正確に把握できるため、FRT要件を満たす周波数変動と単独運転による周波数変動とを正しく判別できる。   Furthermore, according to the isolated operation detection device 2 according to the present embodiment, the elapsed time Tx from the time when the latest gentle frequency change (first frequency change) is detected is the third time T3 (T2> T3>). When shorter than T1), the transition from the third state to the first state is suppressed. As a result, it is possible to accurately grasp the state in which the frequency returns from the peak value to the original steady value in the stepped frequency fluctuation that satisfies the FRT requirement. it can.

しかも、本実施形態に係る単独運転検出装置2によれば、直近の緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)が検出された時刻において第1しきい値TH1が所定の初期値(例えばゼロ)に設定され、所定の時間変化率(例えば2Hz/s)で第1しきい値TH1が時間とともに増大する。これにより、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動において周波数がピーク値から元の定常値へ戻っていく状態にあるか否かの判定が早く行われ、FRT要件を満たすステップ状の周波数変動と単独運転による周波数変動との判別タイミングが早くなるため、単独運転の検出時間を短くすることができる。   Moreover, according to the isolated operation detection device 2 according to the present embodiment, the first threshold value TH1 is a predetermined initial value (for example, zero) at the time when the latest gentle frequency change (first frequency change) is detected. The first threshold value TH1 increases with time at a predetermined time change rate (for example, 2 Hz / s). As a result, it is quickly determined whether or not the frequency returns from the peak value to the original steady value in the step-like frequency fluctuation that satisfies the FRT requirement, and the step-like frequency fluctuation that satisfies the FRT requirement is independent. Since the timing for discriminating from frequency fluctuations due to driving becomes earlier, the detection time for isolated driving can be shortened.

また、本実施形態に係る単独運転検出装置2によれば、緩やかな周波数変化(第1の周波数変化)が検出されて第2ステートに移行した後、第2ステートが第4の時間T4を超えて続いた場合は、第2ステートから第1ステートへ移行する。これにより、緩やかな周波数変動が長く続く場合には、ほぼ第4の時間T4ごとに第2ステートから第1ステートへ移行し、経過時間Txがクリアされる。そのため、負荷急変などによるパルス状の周波数変動が単独運転による周波数変動と誤って判定されることを減らすことができる。   In addition, according to the isolated operation detection device 2 according to the present embodiment, after a gradual frequency change (first frequency change) is detected and the state transitions to the second state, the second state exceeds the fourth time T4. If it continues, the state transitions from the second state to the first state. Thereby, when the gradual frequency fluctuation continues for a long time, the state shifts from the second state to the first state almost every fourth time T4, and the elapsed time Tx is cleared. For this reason, it is possible to reduce erroneous determination of a pulse-like frequency fluctuation due to a sudden load change or the like as a frequency fluctuation due to an isolated operation.

<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。第2の実施形態に係る単独運転検出装置は、電力系統に無効電力を注入するための専用の電源装置を備える。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. The isolated operation detection device according to the second embodiment includes a dedicated power supply device for injecting reactive power into the power system.

図7は、第2の実施形態に係る単独運転検出装置2Aの構成の一例を示す図である。
図7に示す単独運転検出装置2Aは、図1に示す単独運転検出装置2と同様の構成に加えて、分散型電源装置1と並列に接続された無効電力注入用電源装置3を有する。無効電力注入用電源装置3は、制御部20の無効電力注入制御部22の制御に従って、既に説明した分散型電源装置1と同様の動作により、電力系統LNへ無効電力を注入する。無効電力注入用電源装置3は、例えば分散型電源装置1と同様な構成のインバータ回路(12、L1、L2、C1、C2)を含んで構成される。この場合、インバータ回路の直流側の電源は、例えば分散型電源装置1と共通の蓄電池BATでもよい。
FIG. 7 is a diagram illustrating an example of the configuration of the isolated operation detection device 2A according to the second embodiment.
An isolated operation detection device 2A shown in FIG. 7 includes a reactive power injection power supply device 3 connected in parallel with the distributed power supply device 1 in addition to the same configuration as the isolated operation detection device 2 shown in FIG. The reactive power injection power supply device 3 injects reactive power into the power system LN by the same operation as that of the distributed power supply device 1 described above according to the control of the reactive power injection control unit 22 of the control unit 20. The reactive power injection power supply device 3 includes, for example, inverter circuits (12, L1, L2, C1, C2) having the same configuration as the distributed power supply device 1. In this case, the power source on the DC side of the inverter circuit may be, for example, the storage battery BAT common to the distributed power supply device 1.

上述した構成を有する単独運転検出装置2Aにおいても、電力系統LNへの無効電力の注入と単独運転の検出を図1の単独運転検出装置2と同様に行うことが可能であり、これと同様な効果が得られる。   In the isolated operation detection device 2A having the above-described configuration, the reactive power can be injected into the power system LN and the isolated operation can be detected in the same manner as the isolated operation detection device 2 in FIG. An effect is obtained.

<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。第3の実施形態は、単独運転の検出機能を備えた分散型電源装置に関するものである。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment relates to a distributed power supply device having a function for detecting an isolated operation.

図8は、第3の実施形態に係る分散型電源装置1Aの構成の一例を示す図である。
図8に示す分散型電源装置1Aは、電力変換部12と、キャパシタC1及びC2と、インダクタL1及びL2と、電流測定部13と、電圧測定部14と、周波数測定部15と、ブレーカ16と、制御部11Aを有する。
ここで、電力変換部12、キャパシタC1及びC2、インダクタL1及びL2、電流測定部11は、図1の分散型電源装置1における同一符号の構成要素と同じである。また、電圧測定部14、周波数測定部15、ブレーカ16は、図1の単独運転検出装置2における同一符号の構成要素と同じである。
FIG. 8 is a diagram illustrating an example of a configuration of a distributed power supply device 1A according to the third embodiment.
A distributed power supply device 1A shown in FIG. 8 includes a power conversion unit 12, capacitors C1 and C2, inductors L1 and L2, a current measurement unit 13, a voltage measurement unit 14, a frequency measurement unit 15, and a breaker 16. And 11 A of control parts.
Here, the power conversion unit 12, the capacitors C1 and C2, the inductors L1 and L2, and the current measurement unit 11 are the same as the components with the same reference numerals in the distributed power supply device 1 of FIG. Moreover, the voltage measurement part 14, the frequency measurement part 15, and the breaker 16 are the same as the component of the same code | symbol in the independent operation detection apparatus 2 of FIG.

制御部11Aは、図1の分散型電源装置1における制御部11と同様の構成に加えて、図1の単独運転検出装置2における周波数演算部21、無効電力注入制御部22及び判定部23を有する。すなわち、制御部11Aは、制御部11と同様な電力変換部12の制御を行うとともに、制御部20と同様な周波数の演算(周波数演算部21)、無効電力の注入制御(無効電力注入制御部22)、及び、単独運転の判定とブレーカ16の制御(判定部23)を行う。例えば制御部11Aは、その少なくとも一部がコンピュータとソフトウェアによって実現される。   The control unit 11A includes a frequency calculation unit 21, a reactive power injection control unit 22, and a determination unit 23 in the isolated operation detection device 2 in FIG. 1 in addition to the same configuration as the control unit 11 in the distributed power supply device 1 in FIG. Have. That is, the control unit 11A controls the power conversion unit 12 similar to the control unit 11, and also calculates the frequency (frequency calculation unit 21) and reactive power injection control (reactive power injection control unit) similar to the control unit 20. 22) and the determination of the isolated operation and the control of the breaker 16 (determination unit 23). For example, at least a part of the control unit 11A is realized by a computer and software.

本実施形態に係る分散型電源装置1Aにおいても、既に説明した図1の単独運転検出装置2と同様に単独運転の検出が可能であり、これと同様の効果が得られる。なお、図1における分散型電源装置1と単独運転検出装置2とを合わせた装置や、図7にける分散型電源装置1と単独運転検出装置2Aとを合わせた装置は、本実施形態に係る単独運転検出機能を備えた分散型電源装置とみなすことも可能である。   In the distributed power supply device 1A according to the present embodiment, it is possible to detect an isolated operation similarly to the already described isolated operation detection device 2 of FIG. 1, and the same effect can be obtained. In addition, the apparatus which combined the distributed power supply device 1 and the single operation detection apparatus 2 in FIG. 1, and the apparatus which combined the distributed power supply apparatus 1 and the single operation detection apparatus 2A in FIG. 7 relate to this embodiment. It can also be regarded as a distributed power supply device having an isolated operation detection function.

以上、本発明の幾つかの実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態のみに限定されるものではなく、種々のバリエーションを含んでいる。   As mentioned above, although several embodiment of this invention was described, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, Various modifications are included.

例えば、上述した実施形態にける電力変換部の構成や制御方法は一例であり、本発明はこれに限定されない。
また、上述した実施形態における電流、電圧、周波数の測定方法や、周波数に関する各指標(周波数偏差dFr、周波数偏差変化率ddFr、定常周波数偏差ΔFr等)の算出方法も一例であり、本発明はこれに限定されない。
更に、上述した実施形態における無効電流の注入条件やFRT要件も一例であり、本発明はこれに限定されない。
For example, the configuration and control method of the power conversion unit in the above-described embodiment are examples, and the present invention is not limited to this.
In addition, the current, voltage, and frequency measurement methods in the above-described embodiments and the calculation methods for each index (frequency deviation dFr, frequency deviation change rate ddFr, steady frequency deviation ΔFr, etc.) are examples. It is not limited to.
Furthermore, the reactive current injection condition and the FRT requirement in the above-described embodiment are examples, and the present invention is not limited to this.

本明細書には、2つの数値の大小関係に応じて二者択一の選択を行う条件判断が幾つか記載されているが、当該2つの数値が互いに等しくなる場合の選択に関する本明細書の記載は一例に過ぎず、本発明はこの例に限定されない。すなわち、本発明において、当該2つの数値が互いに等しくなる場合の選択は任意であり、この場合は二者択一のどちらを選んでもよい。例えば、一方の数値が他方の数値未満であるか否かに応じて二者択一の選択を行う条件判断は、一方の数値が他方の数値以下であるか否かに応じて二者択一を行う条件判断に変更可能である。   This specification describes several condition judgments for selecting one of two alternatives according to the magnitude relationship between two numerical values. However, in this specification regarding selection when the two numerical values are equal to each other, The description is merely an example, and the present invention is not limited to this example. That is, in the present invention, the selection when the two numerical values are equal to each other is arbitrary, and in this case, either of the two alternatives may be selected. For example, the condition judgment for selecting an alternative depending on whether one numerical value is less than the other numerical value is selected based on whether one numerical value is less than the other numerical value. It is possible to change the condition judgment to perform.

上述した実施形態に基づいて把握される本発明の技術思想に関して、以下の付記を開示する。   Regarding the technical idea of the present invention grasped based on the above-described embodiment, the following additional notes are disclosed.

[付記1]
電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記分散型電源装置の出力電圧の周波数を測定する周波数測定部と、
前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定部と、
前記周波数測定部の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算部と、
前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入し、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合は、前記電圧測定部により測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように、前記分散型電源装置若しくは前記分散型電源装置と並列に接続された無効電力注入用電源装置を制御する無効電力注入制御部と、
第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化を検出すると前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する判定部と
を有する単独運転検出装置。
[Appendix 1]
An isolated operation detection device for detecting isolated operation of a distributed power supply connected to an electric power system,
A frequency measurement unit that measures the frequency of the output voltage of the distributed power supply;
A voltage measuring unit for measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component included in the output voltage;
Based on the measurement value of the frequency measurement unit, a frequency calculation unit that calculates the frequency deviation of the output voltage over time,
When the frequency deviation is out of a predetermined range, reactive power for increasing the frequency deviation is injected into the power system, and when the frequency deviation is included in the predetermined range, the voltage measurement unit measures the If the temporal fluctuation pattern of the fundamental wave component and / or the harmonic component satisfies a predetermined condition, the distributed power supply device is configured so that reactive power that increases the frequency deviation is injected into the power system for a certain period of time. Or a reactive power injection control unit for controlling a reactive power injection power supply device connected in parallel with the distributed power supply device;
In the first state, the first frequency change in which the frequency changes relatively slowly is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is detected, the first state changes to the second state, In the second state, the second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly is monitored based on the frequency deviation, and from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected. A single operation detection device comprising: a determination unit that determines that the single operation is performed when the elapsed time exceeds a first time.

[付記2]
前記判定部は、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が前記第1の時間より短い場合、前記第2ステートから第3ステートへ移行し、前記第3ステートにおいて、直近の前記第1ステートにおける前記周波数と最新の前記周波数との差と第1しきい値との大小を監視し、当該差が前記第1しきい値より大きく、かつ、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長い第2の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定し、当該経過時間が前記第2の時間を超える前に当該差が前記第1しきい値より小さくなった場合は、前記第3ステートから前記第1ステートに移行する、
付記1に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 2]
When the elapsed time from the start time of the second state to the time of detecting the second frequency change is shorter than the first time, the determination unit shifts from the second state to the third state, In the third state, the difference between the frequency in the latest first state and the latest frequency and the first threshold value are monitored, the difference is greater than the first threshold value, and the latest When the elapsed time from the second state start time exceeds a second time longer than the first time, it is determined that the islanding operation is performed, and the elapsed time is set to the second time. If the difference becomes smaller than the first threshold before exceeding, the transition from the third state to the first state,
The isolated operation detection device according to appendix 1.

[付記3]
前記判定部は、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長く前記第2の時間より短い第3の時間に比べて短い場合、前記第3ステートから前記第1ステートへの移行を抑止する、
付記2に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 3]
When the elapsed time from the latest start time of the second state is shorter than the third time longer than the first time and shorter than the second time, the determination unit starts from the third state. Deter transition to the state,
The isolated operation detection device according to attachment 2.

[付記4]
前記判定部は、前記第2ステート開始時刻において前記第1しきい値を所定の初期値に設定し、所定の時間変化率で前記第1しきい値を時間とともに増大させる、
付記3に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 4]
The determination unit sets the first threshold value to a predetermined initial value at the second state start time, and increases the first threshold value with time at a predetermined time change rate.
The isolated operation detection device according to attachment 3.

[付記5]
前記判定部は、前記第2ステートの継続時間が前記第2の時間と等しいかこれより長い第4の時間を超えた場合、前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する、
付記2乃至4の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 5]
The determination unit shifts from the second state to the first state when the duration of the second state exceeds a fourth time equal to or longer than the second time.
The isolated operation detection device according to any one of appendices 2 to 4.

[付記6]
前記判定部は、前記第2ステートにおいて前記第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化が一定時間継続して検出されない場合には前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する、
付記1乃至5の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 6]
The determination unit monitors the first frequency change based on the frequency deviation in the second state, and when the first frequency change is not detected for a certain period of time, the determination unit starts from the second state. Transition to one state,
The isolated operation detection device according to any one of appendices 1 to 5.

[付記7]
前記判定部は、前記周波数偏差と第2しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記第1の周波数変化を検出する
付記1乃至6の何れか一項の記載の単独運転検出装置。
[Appendix 7]
The said determination part compares the said frequency deviation with a 2nd threshold value, and detects the said 1st frequency change based on the said comparison result The isolated operation detection apparatus as described in any one of the supplementary notes 1 thru | or 6 .

[付記8]
前記判定部は、周波数演算部において連続して算出された2つの前記周波数偏差の差と第3しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記第2の周波数変化を検出する
付記1乃至7の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 8]
The determination unit compares the difference between the two frequency deviations continuously calculated by the frequency calculation unit with a third threshold value, and detects the second frequency change based on the comparison result. The isolated operation detection device according to any one of 1 to 7.

[付記9]
前記判定部において前記単独運転が行われていると判定された場合に前記分散型電源装置を前記電力系統から切り離すブレーカを有する、
付記1乃至8の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
[Appendix 9]
A breaker that disconnects the distributed power supply device from the power system when the determination unit determines that the single operation is being performed;
The isolated operation detection device according to any one of appendices 1 to 8.

[付記10]
電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記分散型電源装置の出力電圧の周波数を測定する周波数測定工程と、
前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定工程と、
前記周波数測定工程の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算工程と、
前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入するように前記分散型電源装置若しくは前記分散型電源装置と並列に接続された無効電力注入用電源装置を制御する第1無効電力注入工程と、
前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合、前記電圧測定工程において測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように、前記分散型電源装置若しくは前記無効電力注入用電源装置を制御する第2無効電力注入工程と、
第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視する第1監視工程と、
前記第1監視工程において前記第1の周波数変化を検出した場合、前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視する第2監視工程と、
前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する第1判定工程と
を有する単独運転検出方法。
[Appendix 10]
An isolated operation detection method for detecting isolated operation of a distributed power supply connected to an electric power system,
A frequency measurement step of measuring the frequency of the output voltage of the distributed power supply;
A voltage measurement step of measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component contained in the output voltage;
Based on the measurement value of the frequency measurement step, a frequency calculation step of calculating a frequency deviation of the output voltage over time,
When the frequency deviation is out of a predetermined range, the distributed power supply or the reactive power injection power supply connected in parallel with the distributed power supply so as to inject reactive power that increases the frequency deviation into the power system. A first reactive power injection step for controlling the device;
When the frequency deviation is included in the predetermined range, if the temporal variation pattern of the fundamental wave component and / or the harmonic component measured in the voltage measurement step satisfies a predetermined condition, the frequency deviation A second reactive power injection step of controlling the distributed power supply device or the reactive power injection power supply device so as to inject the reactive power for increasing the power into the power system for a certain period;
A first monitoring step of monitoring, in the first state, a first frequency change in which the frequency changes relatively slowly based on the frequency deviation;
When the first frequency change is detected in the first monitoring step, a transition is made from the first state to the second state, and in the second state, a second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly. A second monitoring step for monitoring based on the frequency deviation;
A first determination step of determining that the islanding operation is performed when an elapsed time from a start time of the second state to a time of detecting the second frequency change exceeds a first time. Isolated operation detection method.

[付記11]
前記第1判定工程において、前記第2ステートの開始時刻から前記2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が前記第1の時間より短いと判定した場合、前記第2ステートから第3ステートへ移行し、前記第3ステートにおいて、直近の前記第1ステートにおける前記周波数と最新の前記周波数との差と第1しきい値との大小を監視する第3監視工程と、
前記第3監視工程の監視結果において前記差が前記第1しきい値より大きく、かつ、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長い第2の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する第2判定工程と、
直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第2の時間を超える前に、前記第3監視工程の監視結果において前記差が前記第1しきい値より小さくなった場合、前記第3ステートから前記第1ステートに移行する第1リセット工程とを有する、
付記10に記載の単独運転検出方法。
[Appendix 11]
In the first determination step, when it is determined that the elapsed time from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected is shorter than the first time, the second state is changed to the third state. Transition, and in the third state, a third monitoring step for monitoring the difference between the frequency in the latest first state and the latest frequency and the first threshold value;
In the monitoring result of the third monitoring step, the difference is greater than the first threshold value, and the elapsed time from the latest start time of the second state has exceeded a second time longer than the first time. A second determination step for determining that the single operation is being performed,
If the difference becomes smaller than the first threshold value in the monitoring result of the third monitoring step before the elapsed time from the latest start time of the second state exceeds the second time, the third A first reset step for transitioning from a state to the first state,
The isolated operation detection method according to attachment 10.

[付記12]
前記第1リセット工程は、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長く前記第2の時間より短い第3の時間に比べて短い場合、前記第3ステートから前記第1ステートへの移行を抑止する、
付記11に記載の単独運転検出方法。
[Appendix 12]
In the first reset step, when the elapsed time from the latest start time of the second state is shorter than the third time longer than the first time and shorter than the second time, the first state starts from the third state. Deter transition to the first state,
The isolated operation detection method according to appendix 11.

[付記13]
前記第2ステート開始時刻において前記第1しきい値を所定の初期値に設定し、所定の時間変化率で前記第1しきい値を時間とともに増大させる第1しきい値更新工程を有する、
付記12に記載の単独運転検出方法。
[Appendix 13]
A first threshold value updating step of setting the first threshold value to a predetermined initial value at the second state start time and increasing the first threshold value with time at a predetermined time change rate;
The islanding operation detection method according to attachment 12.

[付記14]
前記第2ステートの継続時間が前記第2の時間と等しいかこれより長い第4の時間を超えた場合、前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する第2リセット工程を有する、
付記11乃至13の何れか一項に記載の単独運転検出方法。
[Appendix 14]
A second reset step of transitioning from the second state to the first state when the duration of the second state exceeds a fourth time equal to or longer than the second time;
The islanding operation detection method according to any one of appendices 11 to 13.

[付記15]
前記第2ステートにおいて前記第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化が一定時間継続して検出されない場合には前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する第3リセット工程を有する、
付記10乃至14の何れか一項に記載の単独運転検出方法。
[Appendix 15]
In the second state, the first frequency change is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is not continuously detected for a certain time, the second state is shifted to the first state. Having a third reset step;
The islanding operation detection method according to any one of appendices 10 to 14.

[付記16]
電力系統に接続された状態における単独運転を検出可能な分散型電源装置であって、
前記電力系統に出力が接続された電力変換部と、
前記電力変換部の出力電圧の周波数を測定する周波数測定部と、
前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定部と、
前記周波数測定部の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算部と、
前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入し、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合は、前記電圧測定部により測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように前記電力変換部を制御する無効電力注入制御部と、
第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化を検出すると前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する判定部と
を有する分散型電源装置。
[Appendix 16]
A distributed power supply device capable of detecting isolated operation in a state connected to a power system,
A power converter having an output connected to the power system;
A frequency measurement unit for measuring the frequency of the output voltage of the power conversion unit;
A voltage measuring unit for measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component included in the output voltage;
Based on the measurement value of the frequency measurement unit, a frequency calculation unit that calculates the frequency deviation of the output voltage over time,
When the frequency deviation is out of a predetermined range, reactive power for increasing the frequency deviation is injected into the power system, and when the frequency deviation is included in the predetermined range, the voltage measurement unit measures the If the temporal fluctuation pattern of the fundamental wave component and / or the harmonic component satisfies a predetermined condition, the power conversion unit is controlled to inject reactive power that increases the frequency deviation into the power system for a certain period of time. A reactive power injection control unit,
In the first state, the first frequency change in which the frequency changes relatively slowly is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is detected, the first state changes to the second state, In the second state, the second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly is monitored based on the frequency deviation, and from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected. And a determination unit that determines that the isolated operation is performed when the elapsed time exceeds the first time.

1、1A…分散型電源装置 2、2A…単独運転検出装置 3…無効電力注入用電源装置 11、11A…制御部 12…電力変換部 13…電流測定部 14…電圧測定部 15…周波数測定部 16…ブレーカ 20…制御部 21…周波数演算部 22…無効電力注入制御部 23…判定部 BAT…蓄電池 LN…電力系統 RL…系統負荷 L1、L2…インダクタ C1、C2…キャパシタ dFr…周波数偏差 ddFr…周波数偏差変化率 ΔFr…定常周波数偏差 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1, 1A ... Distributed type power supply device 2, 2A ... Single operation detection device 3 ... Reactive power injection power supply device 11, 11A ... Control part 12 ... Power conversion part 13 ... Current measurement part 14 ... Voltage measurement part 15 ... Frequency measurement part DESCRIPTION OF SYMBOLS 16 ... Breaker 20 ... Control part 21 ... Frequency calculating part 22 ... Reactive power injection | pouring control part 23 ... Determination part BAT ... Storage battery LN ... Power system RL ... System load L1, L2 ... Inductor C1, C2 ... Capacitor dFr ... Frequency deviation ddFr ... Frequency deviation change rate ΔFr: Steady frequency deviation

Claims (16)

電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出装置であって、
前記分散型電源装置の出力電圧の周波数を測定する周波数測定部と、
前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定部と、
前記周波数測定部の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算部と、
前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入し、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合は、前記電圧測定部により測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように、前記分散型電源装置若しくは前記分散型電源装置と並列に接続された無効電力注入用電源装置を制御する無効電力注入制御部と、
第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化を検出すると前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する判定部と
を有する単独運転検出装置。
An isolated operation detection device for detecting isolated operation of a distributed power supply connected to an electric power system,
A frequency measurement unit that measures the frequency of the output voltage of the distributed power supply;
A voltage measuring unit for measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component included in the output voltage;
Based on the measurement value of the frequency measurement unit, a frequency calculation unit that calculates the frequency deviation of the output voltage over time,
When the frequency deviation is out of a predetermined range, reactive power for increasing the frequency deviation is injected into the power system, and when the frequency deviation is included in the predetermined range, the voltage measurement unit measures the If the temporal fluctuation pattern of the fundamental wave component and / or the harmonic component satisfies a predetermined condition, the distributed power supply device is configured so that reactive power that increases the frequency deviation is injected into the power system for a certain period of time. Or a reactive power injection control unit for controlling a reactive power injection power supply device connected in parallel with the distributed power supply device;
In the first state, the first frequency change in which the frequency changes relatively slowly is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is detected, the first state changes to the second state, In the second state, the second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly is monitored based on the frequency deviation, and from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected. A single operation detection device comprising: a determination unit that determines that the single operation is performed when the elapsed time exceeds a first time.
前記判定部は、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が前記第1の時間より短い場合、前記第2ステートから第3ステートへ移行し、前記第3ステートにおいて、直近の前記第1ステートにおける前記周波数と最新の前記周波数との差と第1しきい値との大小を監視し、当該差が前記第1しきい値より大きく、かつ、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長い第2の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定し、当該経過時間が前記第2の時間を超える前に当該差が前記第1しきい値より小さくなった場合は、前記第3ステートから前記第1ステートに移行する、
請求項1に記載の単独運転検出装置。
When the elapsed time from the start time of the second state to the time of detecting the second frequency change is shorter than the first time, the determination unit shifts from the second state to the third state, In the third state, the difference between the frequency in the latest first state and the latest frequency and the first threshold value are monitored, the difference is greater than the first threshold value, and the latest When the elapsed time from the second state start time exceeds a second time longer than the first time, it is determined that the islanding operation is performed, and the elapsed time is set to the second time. If the difference becomes smaller than the first threshold before exceeding, the transition from the third state to the first state,
The isolated operation detection device according to claim 1.
前記判定部は、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長く前記第2の時間より短い第3の時間に比べて短い場合、前記第3ステートから前記第1ステートへの移行を抑止する、
請求項2に記載の単独運転検出装置。
When the elapsed time from the latest start time of the second state is shorter than the third time longer than the first time and shorter than the second time, the determination unit starts from the third state. Deter transition to the state,
The isolated operation detection device according to claim 2.
前記判定部は、前記第2ステート開始時刻において前記第1しきい値を所定の初期値に設定し、所定の時間変化率で前記第1しきい値を時間とともに増大させる、
請求項3に記載の単独運転検出装置。
The determination unit sets the first threshold value to a predetermined initial value at the second state start time, and increases the first threshold value with time at a predetermined time change rate.
The isolated operation detection device according to claim 3.
前記判定部は、前記第2ステートの継続時間が前記第2の時間と等しいかこれより長い第4の時間を超えた場合、前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する、
請求項2乃至4の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
The determination unit shifts from the second state to the first state when the duration of the second state exceeds a fourth time equal to or longer than the second time.
The isolated operation detection device according to any one of claims 2 to 4.
前記判定部は、前記第2ステートにおいて前記第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化が一定時間継続して検出されない場合には前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する、
請求項1乃至5の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
The determination unit monitors the first frequency change based on the frequency deviation in the second state, and when the first frequency change is not detected for a certain period of time, the determination unit starts from the second state. Transition to one state,
The isolated operation detection device according to any one of claims 1 to 5.
前記判定部は、前記周波数偏差と第2しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記第1の周波数変化を検出する
請求項1乃至6の何れか一項の記載の単独運転検出装置。
The islanding operation detection according to any one of claims 1 to 6, wherein the determination unit compares the frequency deviation with a second threshold and detects the first frequency change based on the comparison result. apparatus.
前記判定部は、周波数演算部において連続して算出された2つの前記周波数偏差の差と第3しきい値とを比較し、当該比較結果に基づいて前記第2の周波数変化を検出する
請求項1乃至7の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
The determination unit compares a difference between two frequency deviations continuously calculated by a frequency calculation unit with a third threshold value, and detects the second frequency change based on the comparison result. The isolated operation detection device according to any one of 1 to 7.
前記判定部において前記単独運転が行われていると判定された場合に前記分散型電源装置を前記電力系統から切り離すブレーカを有する、
請求項1乃至8の何れか一項に記載の単独運転検出装置。
A breaker that disconnects the distributed power supply device from the power system when the determination unit determines that the single operation is being performed;
The isolated operation detection device according to any one of claims 1 to 8.
電力系統に接続された分散型電源装置の単独運転を検出する単独運転検出方法であって、
前記分散型電源装置の出力電圧の周波数を測定する周波数測定工程と、
前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定工程と、
前記周波数測定工程の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算工程と、
前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入するように前記分散型電源装置若しくは前記分散型電源装置と並列に接続された無効電力注入用電源装置を制御する第1無効電力注入工程と、
前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合、前記電圧測定工程において測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように、前記分散型電源装置若しくは前記無効電力注入用電源装置を制御する第2無効電力注入工程と、
第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視する第1監視工程と、
前記第1監視工程において前記第1の周波数変化を検出した場合、前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視する第2監視工程と、
前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する第1判定工程と
を有する単独運転検出方法。
An isolated operation detection method for detecting isolated operation of a distributed power supply connected to an electric power system,
A frequency measurement step of measuring the frequency of the output voltage of the distributed power supply;
A voltage measurement step of measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component contained in the output voltage;
Based on the measurement value of the frequency measurement step, a frequency calculation step of calculating a frequency deviation of the output voltage over time,
When the frequency deviation is out of a predetermined range, the distributed power supply or the reactive power injection power supply connected in parallel with the distributed power supply so as to inject reactive power that increases the frequency deviation into the power system. A first reactive power injection step for controlling the device;
When the frequency deviation is included in the predetermined range, if the temporal variation pattern of the fundamental wave component and / or the harmonic component measured in the voltage measurement step satisfies a predetermined condition, the frequency deviation A second reactive power injection step of controlling the distributed power supply device or the reactive power injection power supply device so as to inject the reactive power for increasing the power into the power system for a certain period;
A first monitoring step of monitoring, in the first state, a first frequency change in which the frequency changes relatively slowly based on the frequency deviation;
When the first frequency change is detected in the first monitoring step, a transition is made from the first state to the second state, and in the second state, a second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly. A second monitoring step for monitoring based on the frequency deviation;
A first determination step of determining that the islanding operation is performed when an elapsed time from a start time of the second state to a time of detecting the second frequency change exceeds a first time. Isolated operation detection method.
前記第1判定工程において、前記第2ステートの開始時刻から前記2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が前記第1の時間より短いと判定した場合、前記第2ステートから第3ステートへ移行し、前記第3ステートにおいて、直近の前記第1ステートにおける前記周波数と最新の前記周波数との差と第1しきい値との大小を監視する第3監視工程と、
前記第3監視工程の監視結果において前記差が前記第1しきい値より大きく、かつ、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長い第2の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する第2判定工程と、
直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第2の時間を超える前に、前記第3監視工程の監視結果において前記差が前記第1しきい値より小さくなった場合、前記第3ステートから前記第1ステートに移行する第1リセット工程とを有する、
請求項10に記載の単独運転検出方法。
In the first determination step, when it is determined that the elapsed time from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected is shorter than the first time, the second state is changed to the third state. Transition, and in the third state, a third monitoring step for monitoring the difference between the frequency in the latest first state and the latest frequency and the first threshold value;
In the monitoring result of the third monitoring step, the difference is greater than the first threshold value, and the elapsed time from the latest start time of the second state has exceeded a second time longer than the first time. A second determination step for determining that the single operation is being performed,
If the difference becomes smaller than the first threshold value in the monitoring result of the third monitoring step before the elapsed time from the latest start time of the second state exceeds the second time, the third A first reset step for transitioning from a state to the first state,
The isolated operation detection method according to claim 10.
前記第1リセット工程は、直近の前記第2ステート開始時刻からの経過時間が前記第1の時間より長く前記第2の時間より短い第3の時間に比べて短い場合、前記第3ステートから前記第1ステートへの移行を抑止する、
請求項11に記載の単独運転検出方法。
In the first reset step, when the elapsed time from the latest start time of the second state is shorter than the third time longer than the first time and shorter than the second time, the first state starts from the third state. Deter transition to the first state,
The islanding operation detection method according to claim 11.
前記第2ステート開始時刻において前記第1しきい値を所定の初期値に設定し、所定の時間変化率で前記第1しきい値を時間とともに増大させる第1しきい値更新工程を有する、
請求項12に記載の単独運転検出方法。
A first threshold value updating step of setting the first threshold value to a predetermined initial value at the second state start time and increasing the first threshold value with time at a predetermined time change rate;
The islanding operation detection method according to claim 12.
前記第2ステートの継続時間が前記第2の時間と等しいかこれより長い第4の時間を超えた場合、前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する第2リセット工程を有する、
請求項11乃至13の何れか一項に記載の単独運転検出方法。
A second reset step of transitioning from the second state to the first state when the duration of the second state exceeds a fourth time equal to or longer than the second time;
The islanding operation detection method according to any one of claims 11 to 13.
前記第2ステートにおいて前記第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化が一定時間継続して検出されない場合には前記第2ステートから前記第1ステートへ移行する第3リセット工程を有する、
請求項10乃至14の何れか一項に記載の単独運転検出方法。
In the second state, the first frequency change is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is not continuously detected for a certain time, the second state is shifted to the first state. Having a third reset step;
The islanding operation detection method according to any one of claims 10 to 14.
電力系統に接続された状態における単独運転を検出可能な分散型電源装置であって、
前記電力系統に出力が接続された電力変換部と、
前記電力変換部の出力電圧の周波数を測定する周波数測定部と、
前記出力電圧に含まれる基本波成分及び/又は高調波成分を測定する電圧測定部と、
前記周波数測定部の測定値に基づいて、時間の経過に伴う前記出力電圧の周波数偏差を算出する周波数演算部と、
前記周波数偏差が所定の範囲から外れる場合、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に注入し、前記周波数偏差が前記所定の範囲に含まれる場合は、前記電圧測定部により測定された前記基本波成分及び/又は前記高調波成分の時間的な変動パターンが所定の条件を満たすならば、前記周波数偏差を増大させる無効電力を前記電力系統に一定期間注入するように前記電力変換部を制御する無効電力注入制御部と、
第1ステートにおいて、前記周波数が比較的緩やかに変化する第1の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第1の周波数変化を検出すると前記第1ステートから第2ステートへ移行し、前記第2ステートにおいて、前記周波数が比較的急に変化する第2の周波数変化を前記周波数偏差に基づいて監視し、前記第2ステートの開始時刻から前記第2の周波数変化を検出した時刻までの経過時間が第1の時間を超えた場合、前記単独運転が行われていると判定する判定部と
を有する分散型電源装置。
A distributed power supply device capable of detecting isolated operation in a state connected to a power system,
A power converter having an output connected to the power system;
A frequency measurement unit for measuring the frequency of the output voltage of the power conversion unit;
A voltage measuring unit for measuring a fundamental wave component and / or a harmonic component included in the output voltage;
Based on the measurement value of the frequency measurement unit, a frequency calculation unit that calculates the frequency deviation of the output voltage over time,
When the frequency deviation is out of a predetermined range, reactive power for increasing the frequency deviation is injected into the power system, and when the frequency deviation is included in the predetermined range, the voltage measurement unit measures the If the temporal fluctuation pattern of the fundamental wave component and / or the harmonic component satisfies a predetermined condition, the power conversion unit is controlled to inject reactive power that increases the frequency deviation into the power system for a certain period of time. A reactive power injection control unit,
In the first state, the first frequency change in which the frequency changes relatively slowly is monitored based on the frequency deviation, and when the first frequency change is detected, the first state changes to the second state, In the second state, the second frequency change in which the frequency changes relatively abruptly is monitored based on the frequency deviation, and from the start time of the second state to the time when the second frequency change is detected. And a determination unit that determines that the isolated operation is performed when the elapsed time exceeds the first time.
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