JP3402886B2 - Distributed power equipment - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電力貯蔵システム
等の分散型電源を電力系統に接続して運転を行ない負荷
に電力を供給する分散型の電源設備に係り、特に設備の
高効率化、および機器のコンパクト化を図りつつ、電力
系統の異常時においても負荷に無停電で確実に電力を供
給できるようにした分散型電源設備に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】最近、分散型の電力貯蔵システム等の電
源設備に関して、多くの研究・開発が進められてきてい
る。これらの分散型電源設備の電力系統との接続に関し
ては、系統連系に関するガイドラインが制定される等、
技術が確立し、今後、ビル等の一般の受電設備と共に設
置する場合が多くなると考えられる。
【0003】また、このような分散型電源設備に、無停
電電源(UPS)機能を付加することによって、防災用
の電源設備として使用することも検討されている。この
ように、ビル等に分散型電源設備を設置し、電力系統に
接続して運転する場合、安定の確保、電力系統との保護
協調、瞬時電圧低下時でも負荷に電力を供給し続ける能
力等が要求される。
【0004】以下、図5を用いて、一般的な分散型電力
貯蔵システムの一例について説明する。図5において、
電力系統0に、連系遮断器1を介して、連系リアクトル
2、電力変換装置3、蓄電池4が接続されている。ま
た、電力系統0には、負荷5が接続されており、さらに
電力系統0と連系遮断器1との間には、連系保護装置6
が設置されている。
【0005】ここで、電力変換装置3は、自励式とし、
夜間に、電力を蓄電池4に蓄え、昼間の負荷ピーク時
に、蓄電池4に蓄えられた電力を交流側に放電する運転
を行なう。
【0006】なお、電力系統0が停電した場合、電力変
換装置3は、一旦停止し、電力系統0と確実に切り離さ
れたことを確認してから、運転制御モードを電流制御か
ら電圧制御に切り換えて自立運転を行ない、負荷5に電
力を供給する。
【0007】一方、図6に示すように、無停電電源(U
PS)装置を用いる場合には、通常時は、第1の電力変
換装置3−1により蓄電池4に充電しながら、第2の電
力変換装置3−2を介して負荷5に電力を供給する。
【0008】また、電力系統0の停電時には、蓄電池4
に蓄えられた電力を、第2の電力変換装置3−2を介し
て負荷5に電力を供給する。しかしながら、上述したよ
うな分散型電源設備では、次のような問題点がある。
【0009】すなわち、まず、電力貯蔵システムの場合
には、電力系統0の電圧、周波数等が異常な時に、電力
変換装置3の運転を一旦停止するために、この停止期間
中には、負荷5に電力を供給し続けることができない。
【0010】また、電力系統0の切り離し時の電圧変動
を抑えるための連系リアクトル2の外形寸法が大きくな
る。一方、このシステムを無停電電源(UPS)装置で
実現しようとする場合には、電力系統0を切り離した時
でも、負荷5に電力を供給し続けることはできるもの
の、電力変換装置を2台必要とするためにコストが高く
なり、また運転効率が低下するという問題がある。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
分散型電源設備においては、電力系統の異常時に負荷に
電力を供給し続けることができない、機器が大型にな
る、運転効率が低いという問題があった。
【0012】本発明の目的は、設備の高効率化、および
機器のコンパクト化を図りつつ、電力系統の異常時にお
いても負荷に無停電で確実に電力を供給することが可能
な分散型電源設備を提供することにある。
【0013】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、電力貯蔵システム等の分散型電源を電
力系統に接続して運転を行ない負荷に電力を供給する分
散型の電源設備において、運転制御モードを電流制御か
ら電圧制御に瞬時に切り換える高速切換制御機能を有
し、交/直電力変換を行なう電力変換装置と、前記電力
系統に対して前記電力変換装置を切り離し可能に設けら
れた切離手段と、前記電力系統と電力変換装置との間に
設けられ、前記電力系統の電圧、周波数等の異常を検出
する系統異常検出手段と、前記系統異常検出手段により
電力系統異常を検出した場合に、前記電力系統から前記
電力変換装置を切り離すと共に、前記電力変換装置の運
転制御モードを電流制御から電圧制御に切り換えて、系
統連系運転から自立運転に移行するように制御する第1
の制御手段と、系統連系運転時にはスイッチング周波数
を低く、自立運転時にはスイッチング周波数を高くなる
ように、前記電力変換装置の制御系を制御すると共に前
記電力系統が切り離される直前の電力系統の電圧波形と
電力系統切り離し後の電力変換装置の出力電圧波形とを
1/4サイクル以下で接続する第2の制御手段とを具備
したことを特徴とする。
【0014】本発明によれば、先ず、第1の制御手段に
より、前記系統異常検出手段により電力系統異常を検出
した場合に、前記電力系統から前記電力変換装置を切り
離すと共に、前記電力変換装置の運転制御モードを電流
制御から電圧制御に切り換えて、系統連系運転から自立
運転に移行するように制御することで、電力系統の異常
時においても、負荷に対して無瞬断で電力を供給するこ
とができる。また、第2の制御手段により、系統連系運
転時にはスイッチング周波数を低くして高効率運転がで
き、逆に自立運転時にはスイッチング周波数を高くして
電力変換装置の過渡応答を向上させ、負荷に安定な電力
を供給することができる、特に、電力系統が切り離され
る直前の電力系統の電圧波形と、電力系統切り離し後の
電力変換装置の出力電圧波形とを1/4サイクル以下で
接続することで、電力系統異常の検出から自立運転への
切り換えまでの一連の制御速度を1/4サイクル以下と
することにより、電力系統の異常時に、負荷系統の電圧
がある値以下に低下しないように、電力系統異常の検出
から自立運転切り換えまでの一連の制御速度を1/4サ
イクル以下にすることにより、電力変換装置は1台のみ
とし、かつ連系リアクトルを省略した構成とできるた
め、機器をコンパクトにすることができる。
【0015】
【0016】
【0017】
【0018】
【0019】
【0020】
【0021】
【0022】
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【0027】
【0028】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して詳細に説明する。
(第1の実施形態)図1は、本実施形態による分散型電
源設備の構成例を示す回路図である。
【0029】図1において、電力系統10に、切離手段
である連系遮断器11を介して、電力変換装置12、蓄
電池13を接続している。また、電力系統10には、負
荷14を接続しており、さらに電力系統10と連系遮断
器11との間には、連系保護装置15を設置している。
【0030】ここで、連系遮断器11は、高速で開路可
能なIGBTスイッチ等の高速スイッチング素子で構成
され、電力系統10に対して電力変換装置12を切り離
し可能にするものである。
【0031】また、電力変換装置12は、自励式とし、
運転制御モードを電流制御から電圧制御に瞬時に切り換
える高速切換制御機能を有し、交/直電力変換を行なう
(夜間に、電力を蓄電池13に蓄え、昼間の負荷ピーク
時に、蓄電池13に蓄えられた電力を交流側に放電する
運転を行なう)ものである。この電力変換装置12は、
系統異常時以外は系統連系運転を行ない、系統異常時の
み自立運転を行なうものである。
【0032】さらに、連系保護装置15は、電力系統1
0の電圧、周波数等の異常を検出する系統異常検出機能
(高速停電検出機能)を有するものである。次に、以上
のように構成した本実施形態の分散型電源設備の作用に
ついて説明する。
【0033】まず、始めに、電力系統10側に電圧、周
波数等の異常がないかどうかを、連系保護装置15で検
出する。この検出の結果、電力系統10側が正常であれ
ば、電力変換装置12は系統連系運転を行ない、昼、夜
の時間帯に対応して充・放電運転を繰り返し行なう。
【0034】また、電力系統10側が停電したような場
合には、連系遮断器11を高速に遮断すると共に、電力
変換装置12の運転制御モードを電流制御から電圧制御
に切り換え、放電運転(自立運転)を行ない、負荷14
に無瞬断で電力の供給を行なう。
【0035】次に、このような状態で、電力系統10が
復帰した場合には、電力系統10と同期を取り、連系遮
断器11を投入した後に、電力変換装置12の運転制御
モードを電圧制御から電流制御に切り換えて運転を行な
う。
【0036】この時、電力変換装置12の交流出力と、
電力系統10との間には、系統電圧が失なわれた時に
も、負荷14に対して電圧の瞬時的な低下があらかじめ
定められる一定割合、一定時間以上とならないような、
かつ最低限の容量の連系リアクトルを用いる。
【0037】以上のような運転制御を繰り返し行なうこ
とにより、電力系統10側が万一、停電したような時で
も、所内の負荷14設備には、電圧が負荷14の運転に
影響を及ぼすような瞬時的な低下を起こすことなしに、
電力を供給し続けることができる。
【0038】上述したように、本実施形態の分散型電源
設備は、運転制御モードを電流制御から電圧制御に瞬時
に切り換える高速切換制御機能を有し、交/直電力変換
を行なう電力変換装置12と、電力系統10に対して電
力変換装置12を切り離し可能に設けられた切離手段で
ある、IGBTスイッチ等の高速スイッチング素子で構
成された連系遮断器11と、電力系統10と電力変換装
置12との間に設けられ、電力系統10の電圧、周波数
等の異常を検出する系統異常検出機能を有する連系保護
装置15とを備え、連系保護装置15により電力系統1
0異常を検出した場合に、電力系統10から電力変換装
置12を切り離すと共に、電力変換装置12の運転制御
モードを電流制御から電圧制御に瞬時に切り換えて、系
統連系運転から自立運転に移行するようにしたものであ
る。
【0039】従って、電力変換装置12にUPS機能を
持たせ、電力変換装置12は1台のみとし、電力系統の
異常時には、電力変換装置12を瞬時に電力系統10か
ら切り離すと共に、自立運転モードに切り換えて運転で
きるため、電力系統10の異常時でも、負荷14に無停
電で確実に電力を供給し続けることが可能となる。
【0040】さらに、連系遮断器11をIGBTスイッ
チ等の高速スイッチング素子で構成しているため、電力
系統10の異常時に、電力系統10と電力変換装置12
とをより一層高速で切り離すことが可能となる。
【0041】(第2の実施形態)図2は、本実施形態に
よる分散型電源設備の構成例を示す回路図であり、図1
と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
【0042】すなわち、本実施形態の分散型電源設備
は、図2に示すように、前記連系遮断器11を、突入耐
量の大きいスイッチング素子であるサイリスタスイッチ
11−2と、高速スイッチング素子であるIGBTスイ
ッチ11−1とを組み合わせたハイブリッド構成とする
ようにしたものである。
【0043】すなわち、前述した第1の実施形態の分散
型電源設備では、連系遮断器11をIGBT等の高速ス
イッチング素子で構成することにより、電力系統10の
異常時に、電力系統10と電力変換装置12とを高速で
切り離すようにしたが、大容量の電源設備の場合、電源
設備の起動時や電力系統10事故時の突入電流によっ
て、連系遮断器11のスイッチング素子が破損する等の
恐れが生じる。
【0044】この点、本実施形態の分散型電源設備の場
合には、突入耐量の大きいスイッチング素子であるサイ
リスタスイッチ11−2と、高速スイッチング素子であ
るIGBTスイッチ11−1とを組み合わせた構成とす
ることにより、前述した第1の実施形態の場合と同様
に、高速で電力系統10と切り離すことができる。
【0045】かかる構成とした連系遮断器の運転は、起
動時にはサイリスタスイッチ11−2をONし、その後
にサイリスタスイッチ11−2をOFFし、IGBTス
イッチ11−1をONする。
【0046】運転中に、ある一定値以上の突入電流とな
った場合には、IGBTスイッチ11−1をOFFし、
サイリスタスイッチ11−2をONする。そして、この
突入電流がおさまったところで、サイリスタスイッチ1
1−2をOFFし、IGBTスイッチ11−1をONす
る。
【0047】上述したように、本実施形態の分散型電源
設備では、連系遮断器を突入耐量の大きいスイッチング
素子であるサイリスタスイッチ11−2と、高速スイッ
チング素子であるIGBTスイッチ11−1とを組み合
わせてハイブリッド構成するようにしたものである。
【0048】従って、前述した第1の実施形態の場合と
同様の効果が得られるのは勿論のこと、これに加えて、
大容量の電源設備の場合に、電源設備の起動時や電力系
統の事故時の突入電流により、連系遮断器のスイッチン
グ素子が破損する等の問題が生じるのを防止して、電源
設備の信頼性を向上することが可能となる。
【0049】(第3の実施形態)図3は、本実施形態に
よる分散型電源設備の構成例を示す回路図であり、図1
と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
【0050】すなわち、本実施形態の分散型電源設備
は、図3に示すように、前記電力変換装置12の単独運
転防止機能を有する第1の制御装置16を付加した構成
とするようにしたものである。
【0051】従って、本実施形態の分散型電源設備にお
いては、電力変換装置12の単独運転防止機能を有する
第1の制御装置16を備えていることにより、前述した
第1の実施形態の場合と同様の効果が得られるのは勿論
のこと、これに加えて、停電検出の確実性を増し、より
一層安全かつ高速に系統連系運転から自立運転に切り換
えることが可能となる。
【0052】(第4の実施形態)図4は、本実施形態に
よる分散型電源設備の構成例を示す回路図であり、図3
と同一要素には同一符号を付してその説明を省略し、こ
こでは異なる部分についてのみ述べる。
【0053】すなわち、本実施形態の分散型電源設備
は、図4に示すように、前記系統連系運転時と自立運転
時とで電力変換装置12の制御系のフィードバック制御
速度を可変とする機能を有する第2の制御装置17を付
加した構成とするようにしたものである。
【0054】従って、本実施形態の分散型電源設備にお
いては、系統連系運転時と自立運転時とで電力変換装置
12の制御系のフィードバック制御速度を可変とする機
能を有する第2の制御装置17を備えていることによ
り、前述した第3の実施形態の場合と同様の効果が得ら
れるのは勿論のこと、これに加えて、系統連系運転時に
はスイッチング周波数を低くして高効率運転をでき、逆
に自立運転時にはスイッチング周波数を高くして電力変
換装置12の過渡応答を向上させ、負荷14に安定に電
力を供給することが可能となる。
【0055】特に、この場合、電力系統10の異常時
に、負荷系統の電圧がある値以下に低下しないように、
電力系統10異常の検出から自立運転切り換えまでの一
連の制御速度を1/4サイクル以下にすることにより、
連系リアクトリを省略した構成とできるため、機器をコ
ンパクトにすることが可能となる。これにより、運転効
率、負荷14への電力供給の信頼性を高くすることがで
きることになる。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、電力貯
蔵システム等の分散型電源を電力系統に接続して運転を
行ない負荷に電力を供給する分散型の電源設備におい
て、運転制御モードを電流制御から電圧制御に瞬時に切
り換える高速切換制御機能を有し、交/直電力変換を行
なう電力変換装置と、前記電力系統に対して前記電力変
換装置を切り離し可能に設けられた切離手段と、前記電
力系統と電力変換装置との間に設けられ、前記電力系統
の電圧、周波数等の異常を検出する系統異常検出手段
と、前記系統異常検出手段により電力系統異常を検出し
た場合に、前記電力系統から前記電力変換装置を切り離
すと共に、前記電力変換装置の運転制御モードを電流制
御から電圧制御に切り換えて、系統連系運転から自立運
転に移行するように制御する第1の制御手段と、系統連
系運転時にはスイッチング周波数を低く、自立運転時に
はスイッチング周波数を高くなるように、前記電力変換
装置の制御系を制御すると共に前記電力系統が切り離さ
れる直前の電力系統の電圧波形と電力系統切り離し後の
電力変換装置の出力電圧波形とを1/4サイクル以下で
接続する第2の制御手段とを具備したことにより、第1
の制御手段により、前記系統異常検出手段により電力系
統異常を検出した場合に、前記電力系統から前記電力変
換装置を切り離すと共に、前記電力変換装置の運転制御
モードを電流制御から電圧制御に切り換えて、系統連系
運転から自立運転に移行するように制御することで、電
力系統の異常時においても、負荷に対して無瞬断で電力
を供給することができる。また、第2の制御手段によ
り、系統連系運転時にはスイッチング周波数を低くして
高効率運転ができ、逆に自立運転時にはスイッチング周
波数を高くして電力変換装置の過渡応答を向上させ、負
荷に安定な電力を供給することができる、特に、電力系
統が切り離される直前の電力系統の電圧波形と、電力系
統切り離し後の電力変換装置の出力電圧波形とを1/4
サイクル以下で接続することで、電力系統異常の検出か
ら自立運転への切り換えまでの一連の制御速度を1/4
サイク ル以下とすることにより、電力系統の異常時に、
負荷系統の電圧がある値以下に低下しないように、電力
系統異常の検出から自立運転切り換えまでの一連の制御
速度を1/4サイクル以下にすることにより、電力変換
装置は1台のみとし、かつ連系リアクトルを省略した構
成とできるため、機器をコンパクトにすることができ
る。
【0057】
【0058】
【0059】
【0060】
【0061】
【0062】
【0063】
【0064】以上により、設備の高効率化、および機器
のコンパクト化を図りつつ、電力系統の異常時において
も負荷に無停電で確実に電力を供給することが可能な分
散型電源設備が提供できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a distributed power supply system in which a distributed power supply such as a power storage system is connected to a power system to operate and supply power to a load. In particular, the present invention relates to a distributed power supply system capable of surely supplying power to a load without interruption even when an abnormality occurs in a power system while improving the efficiency of the equipment and reducing the size of the equipment. 2. Description of the Related Art Recently, much research and development has been conducted on power supply equipment such as a distributed power storage system. Regarding the connection of these decentralized power supply facilities to the power grid, guidelines on grid interconnection were established,
It is considered that the technology will be established and will be installed together with general power receiving equipment such as buildings in the future. [0003] Further, it has been studied to add an uninterruptible power supply (UPS) function to such a distributed power supply and use it as a power supply for disaster prevention. In this way, when a distributed power supply system is installed in a building or the like and connected to the power system for operation, ensuring stability, coordinating protection with the power system, and the ability to continue supplying power to the load even during an instantaneous voltage drop, etc. Is required. Hereinafter, an example of a general distributed power storage system will be described with reference to FIG. In FIG.
The interconnection reactor 2, the power conversion device 3, and the storage battery 4 are connected to the power system 0 via the interconnection breaker 1. In addition, a load 5 is connected to the power system 0, and a connection protection device 6 is provided between the power system 0 and the connection breaker 1.
Is installed. Here, the power converter 3 is of a self-excited type,
At night, the electric power is stored in the storage battery 4, and at the peak load in the daytime, the operation of discharging the electric power stored in the storage battery 4 to the AC side is performed. [0006] When the power system 0 is out of power, the power conversion device 3 temporarily stops, and after confirming that the power system 0 is surely disconnected from the power system 0, switches the operation control mode from current control to voltage control. Independent operation is performed to supply power to the load 5. On the other hand, as shown in FIG.
When a PS (PS) device is used, power is supplied to the load 5 via the second power converter 3-2 while charging the storage battery 4 with the first power converter 3-1 in normal times. When a power failure occurs in the power system 0, the storage battery 4
Is supplied to the load 5 via the second power converter 3-2. However, the above-mentioned distributed power supply equipment has the following problems. That is, first, in the case of the power storage system, when the voltage, frequency, and the like of the power system 0 are abnormal, the operation of the power converter 3 is temporarily stopped. Can not continue to supply power. In addition, the external dimensions of the interconnection reactor 2 for suppressing voltage fluctuation when the power system 0 is disconnected become large. On the other hand, if this system is to be realized by an uninterruptible power supply (UPS) device, power can be continuously supplied to the load 5 even when the power system 0 is disconnected, but two power converters are required. Therefore, there is a problem that the cost increases and the operation efficiency decreases. [0011] As described above, in the conventional distributed power supply equipment, power cannot be continuously supplied to the load when the power system is abnormal, the equipment becomes large, and the operation efficiency increases. Was low. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a distributed power supply system capable of reliably supplying power to a load without interruption even when a power system is abnormal, while improving the efficiency of the equipment and reducing the size of the equipment. Is to provide. [0013] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a power supply system such as a power storage system.
Connected to the power system to operate and supply power to the load
If the operation control mode is
Has a high-speed switching control function that switches instantaneously to voltage control from
A power conversion device for performing AC / DC power conversion;
The power conversion device is provided so that it can be separated from the grid.
Disconnected means, between the power system and the power converter
Provided to detect abnormalities such as voltage and frequency of the power system
System abnormality detecting means, and the system abnormality detecting means
When a power system abnormality is detected, the power system
Disconnect the power converter and operate the power converter.
Switch the current control mode from current control to voltage control,
1st control to shift from grid-connected operation to independent operation
Control means and switching frequency during grid-connected operation
Low, and the switching frequency increases during autonomous operation.
Control the control system of the power converter and
The voltage waveform of the power system immediately before the power system is disconnected and
The output voltage waveform of the power converter after disconnection from the power system
A second control means connected in 1/4 cycle or less.
It is characterized by having done. According to the present invention, first, the first control means
Power system abnormality detected by the system abnormality detection means
The power converter from the power grid
And the operation control mode of the power converter
Switching from control to voltage control, independent from grid-connected operation
By controlling to shift to operation, power system abnormalities
Power supply to the load without interruption.
Can be. In addition, the grid connection operation is performed by the second control means.
During operation, the switching frequency is lowered for high efficiency operation.
On the other hand, when operating independently, increase the switching frequency.
Improves the transient response of the power converter and provides stable power to the load
Can be supplied, especially when the power system is disconnected
The voltage waveform of the power system immediately before
The output voltage waveform of the power converter is reduced to 1/4 cycle or less.
By connecting, it is possible to switch from detection of power system abnormality to independent operation.
Set a series of control speeds up to switching to 1/4 cycle or less.
In this way, the voltage of the load system can be
Detection of power system abnormality so that it does not fall below a certain value
The control speed from switching to autonomous operation
Less than one cycle, only one power converter
And a configuration in which the interconnection reactor is omitted.
Therefore, the device can be made compact. The following is a description of embodiments of the present invention. An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. (First Embodiment) FIG. 1 is a circuit diagram showing a configuration example of a distributed power supply equipment according to the present embodiment. In FIG. 1, a power conversion device 12 and a storage battery 13 are connected to a power system 10 via a connection breaker 11 which is a disconnecting means. Further, a load 14 is connected to the power system 10, and a connection protection device 15 is provided between the power system 10 and the connection breaker 11. Here, the interconnection breaker 11 is constituted by a high-speed switching element such as an IGBT switch that can be opened at a high speed, and enables the power converter 12 to be separated from the power system 10. The power converter 12 is of a self-excited type,
It has a high-speed switching control function for instantaneously switching the operation control mode from current control to voltage control, and performs AC / DC power conversion (power is stored in the storage battery 13 at night, and stored in the storage battery 13 during daytime load peaks. Operation to discharge the discharged power to the AC side). This power converter 12
Except when the system is abnormal, the system interconnection operation is performed, and the independent operation is performed only when the system is abnormal. Further, the interconnection protection device 15 is connected to the power system 1.
It has a system abnormality detection function (high-speed power failure detection function) for detecting an abnormality such as a voltage or frequency of 0. Next, the operation of the distributed power supply equipment of the present embodiment configured as described above will be described. First, the interconnection protection device 15 detects whether there is any abnormality in the power system 10 such as voltage and frequency. As a result of this detection, if the power system 10 side is normal, the power converter 12 performs the system interconnection operation, and repeatedly performs the charging / discharging operation corresponding to day and night time zones. In the case where the power system 10 is out of power, the interconnection breaker 11 is cut off at a high speed, the operation control mode of the power converter 12 is switched from current control to voltage control, and discharge operation (independent operation) is performed. Operation) and load 14
Power supply without interruption. Next, when the power system 10 recovers in such a state, the power system 10 is synchronized with the power system 10 and the connection breaker 11 is turned on. The operation is switched from control to current control. At this time, the AC output of the power converter 12
Between the power system 10 and the power system 10, even when the system voltage is lost, such that the instantaneous decrease of the voltage with respect to the load 14 does not exceed a predetermined constant rate or a predetermined time.
In addition, an interconnection reactor with a minimum capacity is used. By repeatedly performing the above-described operation control, even in the event of a power outage on the power system 10 side, the load 14 equipment in the station is provided with an instantaneous voltage that affects the operation of the load 14. Without any significant decline
Power can be supplied continuously. As described above, the distributed power supply system of this embodiment has the high-speed switching control function of instantaneously switching the operation control mode from the current control to the voltage control, and performs the power conversion device 12 for performing the AC / DC power conversion. And an interconnection breaker 11, which is a disconnecting means provided so as to be able to disconnect the power converter 12 from the power system 10, and is constituted by a high-speed switching element such as an IGBT switch, and the power system 10 and the power converter. And an interconnection protection device 15 having a system abnormality detection function for detecting an abnormality in the power system 10 such as a voltage and a frequency.
When a 0 abnormality is detected, the power conversion device 12 is disconnected from the power system 10, and the operation control mode of the power conversion device 12 is instantaneously switched from current control to voltage control to shift from grid-connected operation to independent operation. It is like that. Accordingly, the power converter 12 is provided with a UPS function, and only one power converter 12 is provided. When the power system is abnormal, the power converter 12 is instantaneously disconnected from the power system 10 and the operation mode is changed to the independent operation mode. Since the operation can be switched, the power can be reliably supplied to the load 14 without interruption even when the power system 10 is abnormal. Further, since the interconnection breaker 11 is constituted by a high-speed switching element such as an IGBT switch, the power system 10 and the power converter 12
Can be separated at a higher speed. (Second Embodiment) FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of the distributed power supply equipment according to the present embodiment.
The same elements as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different parts will be described here. That is, in the distributed power supply equipment of this embodiment, as shown in FIG. 2, the interconnection breaker 11 is composed of a thyristor switch 11-2, which is a switching element having a large inrush withstand capacity, and a high-speed switching element. This is a hybrid configuration combining the IGBT switch 11-1. That is, in the distributed power supply system according to the first embodiment, the interconnection breaker 11 is constituted by a high-speed switching element such as an IGBT, so that when the power system 10 is abnormal, the power system 10 Although the device 12 is disconnected at high speed, in the case of large-capacity power supply equipment, there is a possibility that the switching element of the interconnection breaker 11 may be damaged due to inrush current at the time of starting the power supply equipment or an accident in the power system 10. Occurs. In this regard, in the case of the distributed power supply equipment of the present embodiment, the configuration in which the thyristor switch 11-2 which is a switching element having a large rush tolerance and the IGBT switch 11-1 which is a high-speed switching element are combined. By doing so, it is possible to disconnect from the power system 10 at high speed, as in the case of the first embodiment described above. In the operation of the interconnecting circuit breaker having such a configuration, the thyristor switch 11-2 is turned on at the time of starting, then the thyristor switch 11-2 is turned off and the IGBT switch 11-1 is turned on. If the inrush current exceeds a certain value during operation, the IGBT switch 11-1 is turned off,
The thyristor switch 11-2 is turned on. Then, when the inrush current is reduced, the thyristor switch 1
1-2 is turned off and the IGBT switch 11-1 is turned on. As described above, in the distributed power supply system according to the present embodiment, the thyristor switch 11-2, which is a switching element having a large withstand voltage, and the IGBT switch 11-1, which is a high-speed switching element, are connected to the interconnection breaker. It is designed to be combined to form a hybrid configuration. Therefore, it is possible to obtain the same effect as that of the first embodiment, and in addition to this,
In the case of large-capacity power supply equipment, it is possible to prevent problems such as damage to switching elements of interconnected circuit breakers due to inrush current when the power supply equipment is started or when a power system accident occurs. It is possible to improve the performance. (Third Embodiment) FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of a distributed power supply system according to the present embodiment.
The same elements as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different parts will be described here. That is, as shown in FIG. 3, the distributed power supply equipment of the present embodiment has a configuration in which a first control device 16 having a function of preventing the power conversion device 12 from operating independently is added. It is. Therefore, the distributed power supply system of the present embodiment is provided with the first control device 16 having the function of preventing the power conversion device 12 from operating independently. It goes without saying that the same effect can be obtained, and in addition to this, the reliability of the power failure detection is increased, and it is possible to switch from the grid-connected operation to the independent operation more safely and at a higher speed. (Fourth Embodiment) FIG. 4 is a circuit diagram showing a configuration example of a distributed power supply system according to the present embodiment.
The same elements as those described above are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted, and only different parts will be described here. That is, as shown in FIG. 4, the distributed power supply system of this embodiment has a function of making the feedback control speed of the control system of the power converter 12 variable between the system interconnection operation and the self-sustaining operation. Is added to the second control device 17 having. Therefore, in the distributed power supply system of the present embodiment, the second control device having the function of making the feedback control speed of the control system of the power conversion device 12 variable between the system interconnection operation and the self-sustaining operation. 17 to provide the same effects as those of the third embodiment described above, and in addition to this, the switching frequency is reduced during grid interconnection operation to achieve high efficiency operation. Conversely, during the self-sustaining operation, the switching frequency is increased to improve the transient response of the power conversion device 12, and it is possible to stably supply power to the load 14. In particular, in this case, when the power system 10 is abnormal, the voltage of the load system does not drop below a certain value.
By reducing a series of control speeds from detection of an abnormality in the power system 10 to switching of the independent operation to 1/4 cycle or less,
Since the configuration can be such that the interconnection reactor is omitted, the device can be made compact. As a result, the operating efficiency and the reliability of power supply to the load 14 can be improved. As described above, according to the present invention, the power storage
Operation by connecting a distributed power source such as a storage system to the power grid.
In distributed power facilities that supply power to
Instantly switch the operation control mode from current control to voltage control.
It has a high-speed switching control function to perform AC / DC power conversion.
And a power converter for the power system.
Disconnecting means provided so that the switching device can be separated;
A power system provided between the power system and the power converter;
System abnormality detection means for detecting abnormalities in voltage, frequency, etc.
And a power system abnormality is detected by the system abnormality detection means.
Disconnects the power converter from the power system
In addition, the operation control mode of the power
Control to voltage control to switch from grid-connected operation to independent operation.
First control means for performing control to shift to
During system operation, the switching frequency is low.
The power conversion so as to increase the switching frequency.
The control system of the device is controlled and the power system is disconnected.
Voltage waveform immediately before the power system
The output voltage waveform of the power converter is reduced to 1/4 cycle or less.
By providing the second control means for connection,
Control means, and the power system
When a power failure is detected, the power system
Disconnecting the power conversion device and controlling the operation of the power conversion device.
Switch the mode from current control to voltage control, and
By controlling to shift from operation to autonomous operation,
Even if the power system is abnormal, the power is
Can be supplied. Also, the second control means
Therefore, lower the switching frequency during grid-connected operation.
High efficiency operation is possible.
By increasing the wave number to improve the transient response of the power converter,
It can supply stable power to loads, especially in power systems.
The voltage waveform of the power system immediately before the
The output voltage waveform of the power converter after disconnection is reduced to 1/4
By connecting in less than the cycle, detection of power system abnormality
1/4 of the series of control speeds from switching to autonomous operation
With less cycle, when the power system abnormality,
To prevent the load system voltage from dropping below a certain value,
A series of controls from detection of a system abnormality to switching to independent operation
Power conversion by reducing the speed to 1/4 cycle or less
There is only one device, and the interconnection reactor is omitted.
Equipment can be made compact,
You. As described above, the load can be increased even when the power system is abnormal, while improving the efficiency of the equipment and reducing the size of the equipment. And a decentralized power supply equipment capable of reliably supplying power without interruption.
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による分散型電源設備の第1の実施形態
を示す回路図。
【図2】本発明による分散型電源設備の第2の実施形態
を示す回路図。
【図3】本発明による分散型電源設備の第3の実施形態
を示す回路図。
【図4】本発明による分散型電源設備の第4の実施形態
を示す回路図。
【図5】従来の電力貯蔵システムの構成例を示す回路
図。
【図6】従来の無停電電源装置の構成例を示す回路図。
【符号の説明】
0…電力系統、
1…連系遮断器、
2…連系リアクトル、
3…電力変換装置、
3−1…電力変換装置、
3−2…電力変換装置、
4…蓄電池、
5…負荷、
10…電力系統、
11…連系遮断器、
11−1…IGBTスイッチ、
11−2…サイリスタスイッチ、
12…電力変換装置、
13…蓄電池、
14…負荷、
15…連系保護装置、
16…第1の制御装置(単独運転防止機能)、
17…第2の制御装置(制御速度可変機能)。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a circuit diagram showing a first embodiment of a distributed power supply system according to the present invention. FIG. 2 is a circuit diagram showing a second embodiment of the distributed power supply equipment according to the present invention. FIG. 3 is a circuit diagram showing a third embodiment of the distributed power supply equipment according to the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing a fourth embodiment of the distributed power supply equipment according to the present invention. FIG. 5 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional power storage system. FIG. 6 is a circuit diagram showing a configuration example of a conventional uninterruptible power supply. [Description of Signs] 0: power system, 1: interconnected circuit breaker, 2: interconnected reactor, 3: power converter, 3-1: power converter, 3-2: power converter, 4: storage battery, 5 ... Load, 10 ... Power system, 11 ... Interconnection breaker, 11-1 ... IGBT switch, 11-2 ... Thyristor switch, 12 ... Power conversion device, 13 ... Storage battery, 14 ... Load, 15 ... Interconnection protection device, 16: first control device (independent operation prevention function); 17: second control device (control speed variable function).
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 篠原 裕文 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (72)発明者 井川 英一 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 稲垣 克久 東京都府中市東芝町1番地 株式会社東 芝府中工場内 (72)発明者 畠山 雅人 東京都港区芝浦一丁目1番1号 株式会 社東芝本社事務所内 (56)参考文献 特開 平7−336898(JP,A) 特開 平7−39086(JP,A) 特開 平7−177748(JP,A) 特開 平7−312151(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H02J 9/00 - 11/00 H02J 3/38 H02J 7/34 H02M 7/48 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Hirofumi Shinohara 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Inside the Toshiba head office (72) Inventor Eiichi Igawa 1-Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Fuchu Plant (72) Inventor Katsuhisa Inagaki 1 Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba Corporation Fuchu Plant (72) Masato Hatakeyama 1-1-1, Shibaura, Minato-ku, Tokyo Toshiba Corporation In the office (56) References JP-A-7-336898 (JP, A) JP-A-7-39086 (JP, A) JP-A-7-177748 (JP, A) JP-A-7-321215 (JP, A) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H02J 9/00-11/00 H02J 3/38 H02J 7/34 H02M 7/48
Claims (1)
系統に接続して運転を行ない負荷に電力を供給する分散
型の電源設備において、 運転制御モードを電流制御から電圧制御に瞬時に切り換
える高速切換制御機能を有し、交/直電力変換を行なう
電力変換装置と、 前記電力系統に対して前記電力変換装置を切り離し可能
に設けられた切離手段と、前記電力系統と電力変換装置
との間に設けられ、前記電力系統の電圧、周波数等の異
常を検出する系統異常検出手段と、 前記系統異常検出手段により電力系統異常を検出した場
合に、前記電力系統から前記電力変換装置を切り離すと
共に、前記電力変換装置の運転制御モードを電流制御か
ら電圧制御に切り換えて、系統連系運転から自立運転に
移行するように制御する第1の制御手段と、 系統連系運転時にはスイッチング周波数を低く、自立運
転時にはスイッチング周波数を高くなるように、前記電
力変換装置の制御系を制御すると共に前記電力系統が切
り離される直前の電力系統の電圧波形と電力系統切り離
し後の電力変換装置の出力電圧波形とを1/4サイクル
以下で接続する第2の制御手段とを具備したことを 特徴
とする分散型電源設備。(57) [Claims 1] In a distributed power supply system in which a distributed power supply such as a power storage system is connected to a power system to operate and supply power to a load, an operation control mode is set to a current A power conversion device that has a high-speed switching control function of instantaneously switching from control to voltage control and performs AC / DC power conversion; and disconnection means that is provided so that the power conversion device can be separated from the power system. A system abnormality detecting means provided between the power system and the power conversion device for detecting an abnormality of the power system, such as a voltage and a frequency, and a power system abnormality detected by the system abnormality detecting means.
In this case, disconnecting the power converter from the power system
In both cases, whether the operation control mode of the power converter is current control
Switch to voltage control from grid-connected operation to independent operation.
A first control means for controlling so as to shift, at the time of system-interconnected run low switching frequency, self luck
In order to increase the switching frequency during rotation,
Controls the control system of the power converter and disconnects the power system.
Power system voltage waveform just before separation and power system disconnection
1/4 cycle with the output voltage waveform of the power converter
A distributed power supply system comprising: a second control unit connected as follows .
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