JPH03239124A

JPH03239124A - 分散電源の逆充電防止方式とその装置

Info

Publication number: JPH03239124A
Application number: JP2035817A
Authority: JP
Inventors: Hiromasa Higasa; 樋笠　博正; Fumihiko Ishikawa; 文彦石川; Shigenori Matsumura; 松村　茂憲
Original assignee: Shikoku Research Institute Inc
Current assignee: Shikoku Research Institute Inc
Priority date: 1990-02-16
Filing date: 1990-02-16
Publication date: 1991-10-24
Anticipated expiration: 2013-07-30
Also published as: JP2780234B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、太陽光発電等の直流電力をインバータによ
り交流電力に変換するインバータ方式の発電手段やコー
ジエネレーシヨン等の発電手段からなる複数の分散電源
が設けられ、各分散電源は該分散電源と電力系統とを連
系・解列する遮断器を有し、各分散電源が電力系統から
切り離されたときそれぞれの遮断器を開成して各分散電
源から電力系統への逆充電を防止する分散電源の逆充電
防止方式とその装置に関する。

（従来の技術）近年、太陽電池、燃料電池等の直流電力をインバータ装
置により交流電力に変換するインバータ方式の小型発電
装置や、エンジンと発電機とを連結して交流電力を作り
出す、いわゆるコージエネレーシヨン方式の小型発電装
置が、自然エネルギーの利用やエネルギー使用の効率化
のために開発されてきている。これらの分散電源と電力
系統（発電所、送電線、変電所、配電線等から溝底され
る）とを連系させることにより、分散電源が故障したと
きや、分散電源による発電電力のみでは、電力不足が生
じたときに、不足分を電力系統からの電力で賄うことが
でき、より安定した電力供給を行うことができる。

ところで、上記分散電源と電力系統とを連系させた場合
の問題の１つとして、次のような問題が生じることがあ
る。

すなわち、電力系統の工事や修理は遮断器を開成して、
電力供給を停止してから行うことがあるが、このときに
、分散電源が配電線に接続されていると、電力系統を遮
断しても（すなわち、配電線の遮断器を開成して、それ
以降の配電線を停電させること）分散電源の電圧が配電
線に印加されてしまう（逆充電状態）、このため、その
逆充電により配電線工事を行う作業者が感電してしまう
おそれがあり、非常に危険であった。

そこで、従来は、分散電源に過・不足電圧継電＃（基準
電圧±１０％程度）、異常周波数継電器（基準周波数±
ＩＨｚ程度）等を配置し、電力系統を開成した際に現れ
る電圧と基準電圧との差、または周波数と基準周波数と
の差が許容幅を越えた場合に、電力系統が開成されたも
のとし、分散電源を電力系統から解列するという方法が
とられる。

しかし、上記方法では、分散電源からの電力と需要家が
所有する負荷とが均衡した場合には、電圧および周波数
の変化が小さく、上記継電器ではその変化を検出するこ
とができないため、電力系統の開成を確実に検出するこ
とができないという問題がある。

そこで、インバータを使用した分散電源には、電力系統
に特有の周波数変動分を含まないことに着目し、分散電
源側において、周波数の変動分を監視し、電力系統特有
の変動分が現れなくなると、電力系統からの電力供給が
停止されたものとして１分散電源を電力系統から切り離
し、分散電源から電力系統への逆充電を防止する逆充電
防止装置が提案されている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、分散電源として太陽光発電装置のような
静止型発電装置だけでなく、例えばディーゼルエンジン
を使用したコージエネレーシヨンのような回転式発電装
置が加わると、電力系統特有の周波数変動分と同じよう
な周波数変動分を発生させることがあり、このような場
合には、電力系統の開成の判別が困難であり、逆充電を
防止することができなくなるという問題があった。

（発明の目的）そこで、この発明は、上記間履点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、分散電源にインバータや
コージエネレーシヨンが混在していても、常に確実に逆
充電を防止することのできる分散電源の逆充電防止方式
とその装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段）この発明は、上記の目的を遠戚するため、太陽光発電・
燃料電池発電等の直流電力をインバータにより交流電力
に変換するインバータ方式の発電手段やコージエネレー
シゴン等の発電手段からなる複数の分散電源が設けられ
、各分散電源は該分散電源と電力系統とを連系・解列す
る遮断器を有し、各分散電源が電力系統中の他の遮断器
の開成により電力系統から切り峻されたときそれぞれの
分散電源の遮断器を開成して各分散電源から電力系統へ
の逆充電を防止する分散電源の逆充電防止方式であって
、前記インバータの内少なくとも一つのインバータが出力
する交流電力に略０５〜３．９Ｈｚの周期的変動を与え
、各分散電源の出力電圧から０５〜３．９　Ｈｚの周波数
変動成分を抽出し、その抽出した周波数変動成分が所定レベル以上のとき各
遮断器を開成させるようにしたことを特徴とする。

また、太陽光発電・燃料電池発電等の直流電力をインバ
ータにより交流電力に変換する分散電源と電力系統とを
連系・解列する遮断器と、前記インバータから出力され
る交流電力に略０．５〜３．９Ｈｚの周期的変動を与え
る変動手段と、前記インバータの出力電圧から０．５〜
３．９　Ｈｚの周波数変動成分を抽出する抽出手段と、
その抽出した周波数変動成分が所定レベル以上のとき前
記遮断器を開成させる開成手段と、を備えていることを
特徴とする。

（作　用）この発明は、上記構成であるから、インバータの内少な
くとも一つのインバータが出方する交流電力に略０．５
〜３．９Ｈｚの周波数変動を与えて、各分散電源が出力
する交流電圧から０．５〜３．９Ｈｚの周波数成分を抽
出し、その抽出した周波数成分が所定レベル以上のとき
各遮断器を開成させる。

また、変動手段がインバータから出力される交流電力に
略０，５〜３．９Ｈｚの周波数変動を与え、抽出手段が
該インバータが出力する交流電圧から０５〜３．９Ｈｚ
の周波数成分を抽出し、開成手段がその抽出した周波数
成分が所定レベル以上のとき遮断器を開成させる。

（実施例）以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図は、この発明に係わる分散電源の逆充電防止方式
の構成を示したブロック図である。第１図において、Ａ
は電力系統であり、この電力系統Ａは、発電所Ｂと、配
電用変電所Ｃと、配電！ｌＤと、この配電！ＩＤに介在
される遮断器Ｆと、柱上変圧器Ｇと、引込ＭＨとを有す
る。上記発電所Ｂの発電電力は配電用変電所Ｃによって
その電圧が８ＫＶに降圧され、所望個数の配電線りによ
り分岐されて送電される。配電線りへの分岐電力は、遮
断器Ｆを介して各所に設けられた柱上変圧器Ｇに供給さ
れ、柱上変圧器Ｇに供給された電力は１゜Ｏ■や２００
ｖに降圧されて引込線Ｈにより各需要家に供給されてい
る。

各家庭Ｊ、に、Ｌには、分散電源３゜２３．５３が設置
されており、分散電源３．２３は太陽電池４，２４と、
該太陽電池４．２４から出力される直流電力を交流電力
に変換するインバータ５，２５と、遮断器１．２１とか
らなる。インバータ５．２５で変換される交流電力は電
力系統Ａからの交流電力と同期されて負荷２．２２に供
給されるものである０分散電源５３はコージエネレーシ
ヨン５４と遮断器５１とからなるものである。

そして、引込ＭＨから各家庭Ｊ、に、Ｌに供給される電
力は遮断器１．２１．５１を介して負荷２．２２．５２
に供給される。なお、太陽電池４．２４の代わりに燃料
電池を使用してもよい。

また、各家、！ＩＩＪ、に、Ｌには、遮断＠　ｌ　、２
１．５１を開成して逆充電を防止する逆充電防止装置ｔ
ｏ、３０゜６０が設置されている。

逆充電防止装置１０と６０とは同一な構成であり、これ
ら逆充電防止装置１０．６０は、引込線Ｈの途中の位置
Ｍの位置に接続され、この位置Ｍにおける電圧の周波数
と基準周波数（ここではｅｏＨｚ）との差Δｆを所定時
間に亘って検出する周波数差検出部１１．６１と、この
Δｆから０．５〜３．９　Ｈｚ成分を抽出する周波数抽
出部（抽出手段）　１２．６２と、この周波数抽出部１
１．６２により抽出されるＯ、Ｓ〜３．９Ｈｚ成分の値
としきい値ｙ（分散電源が電力系統と接続されていると
きの０．５〜３．９Ｈ２戒分の値から切り離された後の
分散電源の呈する値までの範囲で設定される）とを比較
する第ルベル判定部（開成手段）　１３．６３と、上記
Δｆから６０Ｈｚ成分を抽出する６０Ｈｚ抽出部１４．
６４と、この６０Ｈｚ抽出部１４．６４により抽出した
６０Ｈ２成分の値としきい値２（分散電源が電力系統と
接続されているときの６０Ｈｚ戒分の値から切り離され
た後の分散電源の呈する値までの範囲で設定される）と
を比較しその値がしきい値２以上のとき判定信号を出力
する第２レベル判定部１５．６５と、第１レベル判定部
１３．６３の出力と第２レベル判定部の出力との論理和
をとるＯＲ回路１６．６６と、ＯＲ回路１６．６６から
出力される信号が所定時間以上継続されたとき遮断器１
．５１を開成する遅延回路１７．６７とを有している。

逆充電防止装置３０は上記逆充電防止装置１０．６０と
は異なる構成であり、そして、逆充電防止装置３０は、
インバータ２５の直流入力側に接続されインバータ２５
に入力する直流電力を検出する電力検出＄３１と、イン
バータ２５の交流出力側に接続されインバータ２５が出
力する有効電力を検出する有効電力検出Ｗ３２と、電力
検出器３１により検出される電力から有効電力指令値を
求める有効電力指令器３３と、２Ｈｚの交流信号を出力
する発振器３４と、有効電力設定器３５とを備えている
。

この有効電力設定器３５は、発振器３４の発振周波数に
同期して有効電力指令器３３から出力される有効電力指
令値Ｐに対する一定比率の変化量ΔＰだけ顔像したＰ＋
ΔＰと、減算した有効電力指令値Ｐ−ΔＰとを第２図に
示すように交互に出力するものである。

また、逆充電防止装置３０は、有効電力設定＃３５から
出力される有効電力指令値４士ΔＰと有効電力検出器３
２から出力される有効電力Ｐとの差（Ｐ±△Ｐ−Ｐ−±
Δｐ）を演算する比較器３６と、この比較器３６が演算
した差±ΔＰがゼロとなるようにインバータ２５の有効
電力を調整するｍ節器（変動手段）３７と、インバータ
２５の出力側における電圧の変動周波数のうち発振器３
４の発振周波数２Ｈｚと同一の周波数成分を抽出する周
波数検出器３８と、この周波数検出器３８が抽出する２
Ｈｚの周波数成分のレベルが所定以上である場合に判定
信号を出力して遮断器２１を開成する判定回路（開成手
段）３９とを備えている。

前記調整器３７は、インバータ２５から出力される有効
電力Ｐを、第２図に示すように、Ｔ／２の周期で±ΔＰ
と増減させる。すなわち、１／（２Ｈｚ＞の周期で有効
電力が変動されることとなる。

ここで、有効電力の変動と周波数変動とについて簡単に
説明する。

分散電源２３が電力系統に接続されている場合（系統連
系時）、分散電源の有効出力電力をその平均値Ｐに対し
て士△Ｐだけ変化させるとき、分散電源の内部電圧と電
力系統の電圧との位相差θを±Δθだけ変化させるが、
この電力系統は分散電源に比べて無限大に大きいので、
その周波数は変化しない。

一方、遮断器Ｆが開成されて分散電源２３が、電力系統
から切り離され、他の分散電源３，５３と接続された状
態にある場合（系統非運系時）、前記と同様に有効電力
をその平均値Ｐに対して±ΔＰだけ変化させるとき、分
散電′＃２３の内部電圧と、系統電圧（第１図に示す引
込線Ｈの電圧）との位相差θを±Δθだけ変化させよう
とする。このとき、接続された状態にある他の分散電源
３．５３には、前記有効電力の変化分ΔＰが流れ込むが
、各分散電源３，５３はその変化分ΔＰを打ち消そうと
するため、前記位相差±Δθを少なくする方向に、その
電圧の周波数を変化させる。したがって、系統の周波数
は有効電力変化分（±ΔＰ）の変動周期に同期して変化
する。

したがって、自ら分散電源２３が発生したその変動周波
数成分を抽出させて、その抽出したレベルが所定値以上
か否かを判定することにより、電力系統Ａの遮断器Ｆが
開成されたか否か、すなわち、逆充電状態であるか否か
を検出することができる。

次に、インバータおよびコージエネレーシヨンが発生す
る周波数変動の特性について６０Ｈｚ系を例にして説明
する。

運転周波数が６０Ｈｚの場合、６０Ｈ２を基準にしてそ
の基準からの偏差で把握すれば微小な周波数変動Δｆを
拡大して観察することができる。いま、仮に、１３図（
Ａ）のような時間的な周波数変動を観測したとして、こ
れをＦＦＴ　（高速フーリエ変換）で周波数解析すれば
、第３図（Ｂ）のような周波数変動の周波数スペクトラ
ムが得られる。第３図（Ａ）には−見してＩＨｚのゆっ
たりした変動と、こまかい３９ｆｑｚの変動があるため
、第３図（Ｂ）には、ＩＨｚと３９Ｈｚに強いピークが
現れる。このように、周波数スペクトラムからΔｆに含
まれる周波数変動成分を詳細に知ることができる。なお
、相対振幅目盛の一２０ｄＢの差は１１１０に相当する
。

このような周波数スペクトラムの測定例を第４図〜第６
図に示す。

第４図（Ａ）は電力系統の周波数スペクトラムを１ｏＯ
Ｈｚ以下について表したものであり、第４図（Ｂ）はそ
のうちの１ＯＨｚ以下の部分を拡大したものである。

分散電源が電力系統と接続されている正常な状態では、
分散電源の容量に比べて電力系統の容量は無限大に近く
大きいので、周波数差検出部１１，６１では電力系統の
特性がそのまま観測される。この第４図から、０，４．
４Ｈｚなどの特定の周波数成分のレベルが大きく、０．
５〜３．９Ｈｚの間の周波数成分のレベルが小さいこと
が分かる。

０．４Ｈｚや４Ｈｚの特定の周波数成分のレベルが大き
くなるのは、電力系統を構成する火力発電機や原子力発
１を機の地理的配置やタービン発電機の回転軸の捻り固
有振動に起因するものであり、その電力系統に固有のも
のである。

次に、第５図は、インバータを有する分散電源のみを電
力系統から切り離して（例えば第１図の遮断器Ｆを開成
し分散電源２３．５３が作動していないとき）分散電源
３のみが作動しているときの（すなわち逆充電状態のと
きの）Δｆの周波数スペクトラムである。ここで、特徴
的なのは６０Ｈｚ成分が突出して大きいことである。

６０Ｈｚ成分は、パルス幅変調（ＰＷＭ）により直流を
交流に変換する際に６０Ｈｚのゼロクロス付近のパルス
不安定により発生しておりインバータに特有のものであ
る。分散電源２３のインバータ２５も当然ながら同じ特
性を有している。

したがって、インバータを使用する分散電源の周波数ス
ペクトラムは、第５図に示すものとなる。これはインバ
ータ特有の周波数スペクトラムである。

第６図は、ディーゼルエンジンを動力とするコージュネ
レーションのみを電力系統から切り離して（第１図の遮
断器Ｆを開成し、分散電源３．２３が作動していないと
き）分散電源５３のみが作動しているときのΔｆの周波
数スペクトラムである。このコージエネレーシヨンは、
通常、数十〜数百ＫＷ程度の小型コージエネレーシヨン
で用いられる毎分回転数が１８００ｒｐｍで４サイクル
デイーゼルエンジンを使用している。第６図で特徴的な
ことは、１５，３０，４５．６０　Ｈｚなどの成分が大
きいほか、数Ｈｚのところにもピークがあることである
。

このうち、１５，３０，４５．６０　Ｈｚについては、
１８００ｒｐｍ　４サイクルエンジン特有のものであり
、固定的である。すなわち、公知のように毎秒回転数が
ｎ　（ｒｐｓ）の４サイクルエンジンでは、各気筒につ
いて２回転に１回爆発が起こるので、（１／２）ｎを最
低周波数として整数倍の（１／２）　ｎ　、（２／２）
　ｎ　、（３／２）　ｎ　、（４／２１　ｎ　Ｈｚなど
の脈動トルクが発生するので、エンジン直結の発電機に
は、その脈動分が周波数に現れてくるのである。したが
って、１８０Ｑｒｐｍの場合にはｎ＝　３Ｏｒｐｍであ
るので、１５，３０，４５．６０Ｈｚなどの周波数が現
れるのである。

また、数Ｈｚの成分については、回転を滑らかにするた
めにコージエネレーシヨンに設けられているフライホー
ル等の機械的慣性と電気的な同期化力の閏で起きる自由
振動による周波数成分であり、コージエネレーシヨンに
固有のものである。

したがって、分散電源にコージエネレーシヨンを使用し
ている場合には、第６図（Ａ）（Ｂ）に示す周波数スペ
クトラムを示すこととなる。

このように、電力系統が分散電源から切り離されている
とき、すなわち、逆充電状態のとき、分散電源にインバ
ータが使用されている場合にはインバータ特有の周波数
スペクトラムが現れ、コージエネレーシヨンが使用され
ているときにはコージエネレーシヨン特有の周波数スペ
クトラムが現れる。

また、電力系統が分散電源から切り離されていないとき
、すなわち、正常なときには、電力系統特有の周波数ス
ペクトラムが現れる。

つまり、インバータを有する分散電源のみが電力系統か
ら切り離されると、第４図（Ａ）（Ｂ）に示す電力系統
特有の周波数スペクトラムから第５図に示すインバータ
特有の周波数スペクトラムへと変化する。

したがって、分散電源にインバータのみが使用されてい
るときには、６０Ｈｚの周波数を抽出し、その抽出レベ
ルを判定することにより逆充電状態を検出することがで
きることとなる。逆充電検出装置１０．６０の６０Ｈｚ
抽出部１４．６４はそのために設けられているものであ
る。

また、コージエネレーシヨンのみからなる分散電源が電
力系統から切り離されると、第４図（Ａ）（Ｂ）に示す
周波数スペクトラムから第６図（Ａ）（Ｂ）に示す周波
数スペクトラムへと変化する。この場合、６０Ｈｚのレ
ベルは、第４図（Ａ）と第６図（Ａ）とでほぼ同じであ
る。

したがって、分散電源がコージエネレーシヨンのみから
なる場合には、６０Ｈｚの抽出から逆充電状態を検出す
ることは難しいが、第４図（Ｂ）に示すように、０．５
〜３．９２の範囲内ではレベルが小さく、第６図（Ｅ）
に示すその範囲のレベルは大きいので、０５〜３．９　
Ｈｚの周波数を抽出し、そのレベルが例えば−３０ｄｂ
以上か否かを判定することにより逆充電状態を検出する
ことができることとなる。逆充電防止装置１０．６０の
周波数抽出部１２．６２はそのために設けているもので
ある。

しかし、第５図に示す周波数スペクトラムは、０５〜３
．９Ｈｚの範囲のレベルは一３０ｄｂ以下なので、分散
電源がインバータのみからなる場合には、０゜５〜３．
９Ｈｚの周波数の抽出から逆充電状態を検出することが
できない。ちなみに、判定レベルを一３０ｄｂかも一４
０ｄｂに下げると、第４図に示すように、０．５〜３．
９Ｈｚの範囲内で一４０ｄｂ近辺に達する周波数成分が
あるので、正常な状態（逆充電状態となっていないとき
）でも逆充電状態と判定してしまうおそれがある。

すなわち、インバータとコージエネレーシヨンとが混在
している場合であって、インバータのみが作動している
ときや、コージエネレーシヨンのみが作動しているとき
、６０Ｈｚあるいは０．５〜３．９Ｈｚのどちらか一方
の成分の抽出では、逆充電状態を検出することができな
い場合が起きる。

そこで、逆充電防止装置３０によりインバータが出力す
る交流電力に略０．５〜３．９Ｈｚの範囲の周波数で変
動を強制的に与え、そのインバータの出力電圧から０４
５〜３．９Ｈｚの周波数を抽出するようにすれば、イン
バータのみが作動′しているときや、コージエネレーシ
ヨンのみが作動しているときであっても、すなわち、こ
れらがどのように作動していても、逆充電状態を確実に
検出することができることとなる。

なお、インバータとコージエネレーシヨンとが混在して
いる場合には、電力系統が切り離されたときには、第５
図に示す周波数スペクトラムに第６図（Ａ）（Ｂ）に示
す周波数スペクトラムを合成したものになる。

次に、第１図に示す逆充電防止方式の動作について説明
する。

先ず、逆充電防止装置３０の発振器３４の発振周波数は
２Ｈｚに選定するものとする。

つまり、第４図（Ａ）（Ｂ）で周波数スペクトラムのレ
ベルが小さい範囲（０，５〜３．９　Ｈｚ）で、かつ、
第６図の周波数スペクトラムのレベルが大きい範囲（０
，５〜３．９Ｈｚ）の中から中間的な値として２Ｈｚを
代表に選定しである。

いま、電力検出器３１がインバータ２５に入力する直流
電力を検出すると、有効電力指令器３３がその直流電力
から有効電力を演算してその有効電力を示す有効電力指
令値Ｐを出力する。有効電力設定器３５が有効電力指令
値Ｐに対する一定比率の変化量ΔＰだけ加算と減算した
有効電力指令値Ｐ±ΔＰを発振器３４の発振周波数２Ｈ
ｚに同期して出力する。すなわち、第２図に示すように
有効電力指令値Ｐ±ΔＰを出力する。

そして、比較器３６が有効電力指令値Ｐ±ΔＰと有効電
力検出器３２から出力される有効電力Ｐとの差（Ｐ±Δ
ｐ−ｐ＝±ΔＰ）を求めて出力し、調節器３７がその差
±ΔＰがゼロとなるようにインバータ２５の有効電力を
調整する。この調整によリインバータ２５が出力する交
流電力に２Ｈｚの変動が与えられることとなる。

一方、周波数検出器３８がインバータ２５の出力電圧か
ら発振器３４が出力する発振周波数２Ｈｚと同じ周波数
成分を抽出し、判定回路３９がその抽出した２Ｈｚ成分
のレベルを判定する。

遮断器Ｆが開底されて電力系統Ａが各分散電源３．２３
．５３と接続されているときには、第４図（Ｂ）に示す
周波数スペクトラムなので、２Ｈｚ成分のレベルは所定
レベル以下と判定され、遮断器２１は開底されないこと
となる。

他方、逆充電防止装置１０．６０の周波数抽出部１２゜
６２が抽出する０、５〜３．９Ｈｚの範囲のレベルは上
記と同様に所定レベル以下なので、第ルベル判定部１３
．６３から判定信号は出力されない、また、６０Ｈｚ抽
出部１４．６４が抽出する６０Ｈｚ成分のレベルは、第
４図（Ａ）に示すように、小さいので第２レベル判定部
１５．６５から判定信号は出力されない、したがって、
遮断器１．５１は開底されないこととなる。

遮断１１Ｆが開成されて電力系統Ａが分散電源３，２３
．５３から切り離された場合、すなわち、インバータと
コージエネレーシヨンとが混在した形で逆充電に到る場
合、インバータ２５が出力する交流電力には調節器３７
によって２Ｈｚの変動が与えられているので、インバー
タ５．２５が本来的に持つ第５図に示す周波数スペクト
ラムのほかに、破線で示す２Ｈｚ成分のところにピーク
が現れる。

また、コージエネレーシヨン５４により、第５ｙＡに示
す周波数スペクトラムに第６図（Ｂ）の周波数スペクト
ラムを合成した周波数スペクトラムが現れる。

すなわち、逆充電防止装置３０の周波数検出器３８が抽
出する２Ｈｚ成分のレベルが、自ら発生する変動にコー
ジエネレーシヨンの発生する変動が加わるのでより大き
くなり、このため判定回路３９は判定信号を確実に出力
して遮断器２１を開成させることとなる。

一方、逆充電防止装置１０．６０の周波数抽出部１２゜
６２が抽出する０５〜３．９８　Ｚの周波数成分のレベ
ルは、もともと対象としていたコージエネレーシヨンの
成分に、分散電［２３の発生する２Ｈｚ成分が加わるの
でより大きくなる。このため、第１レベル判定部１３．
６３は判定信号を確実に出力することとなる。また、第
５図に示すように６０Ｈｚの周波数成分のレベルもイン
バータ５，２５により大きいので、第２レベル判定部Ｉ
ｓ、６５も判定信号を出力する。そして、その判定信号
によりＯＲ回路１６，６６および遅延回路１７．６７を
介して遮断器１．５１が開成される。

次に、コージエネレーシヨン５４が非作動状態にあって
、インバータで構成された分散電源３，２３のみで逆充
電に至る場合について説明する。

インバータ２５が出力する交流電力には調節器３７によ
って２Ｈｚの変動が与えられているので、インバータ５
，２５が本来的に持つ第５図に示す周波数スペクトラム
のほかに、破線で示す２Ｈｚ成分のところにピークも現
れる。

したがって、逆充電防止装置３０では、その２Ｈｚ成分
のレベルが大きいので、判定回路３９が判定信号を出力
して遮断器２１を開成させる。一方、逆充電防止装置ｌ
Ｏでは、！１１５図に示すように、６０Ｈｚ成分が大き
いので、所望のとおり第２レベル判定部１５が判定信号
を出力するのに加えて、インバータ２５から発生する２
Ｈｚの変動により第ルベル判定部１３も、また、判定信
号を出力することとなり、より確実に遮断器２１を開成
させることとなる。

このように、調節器３７によりインバータ２５が出力す
る交流電力には２Ｈｚの変動を強制的に与えているので
、電力系統Ａが分散電ｉｐ［３，２３，５３から切り離
されると、コージエネレーシヨン５４が作動していなく
ても、また、インバータ５．２５やコージエネレーシヨ
ン５３が混在していても、第５図に示すように２Ｈｚの
周波数成分にピークが現れ、判定回路３９や第ルベル判
定部１３．６３はそのピークにより判定信号を確実に出
力することができ、したがって、逆充電状態を確実に防
止することができることとなる。

また、分散電＠　３．２３．５３の発電量が負荷２．２
２゜５２の消費電力と完全にバランスしていても、電力
系統Ａが分散電Ｈ３，２３，５３から切り離されている
限り、２Ｈｚの周波数成分にピークが現れるので、逆充
電状態を確実に防止することができる。

上記実施例では、インバータ２５の交流電力に２Ｈｚの
変動を与えているが、これに限らず、０．５〜３．９Ｈ
ｚの範囲内であれば他の周波数でもよい。

また、インバータ２５が出力する交流電力に与える変動
をコージエネレーシヨンの固有成分である１５Ｈｚの整
数倍（１５，３０，４５，６０Ｈｚ）の何れかの周波数
とするとともに、周波数抽出部１２．６２および周波数
検出＃３８が抽出する抽出成分をその周波数にするよう
にしてもよい。この場合、５０Ｈｚ系統においては、上
記変動を１２．５Ｈｚの整数倍にすればよい、また、周
波数抽出部１４．６４および周波数検出器３８が抽出す
る抽出成分をその整数倍にした周波数に選定すればよい
。

また、電力系統の周波数が６０Ｈｚのとき、２Ｈｚの周
期変動のほかに１５Ｈｚの整数倍の周期的変動を与え、
インバータ２５の出力電圧から２Ｈ１の変動成分とその
整数倍の変動周波数成分とを抽出し、それら抽出した変
動成分のいずれかが所定レベル以上のとき遮断器を開成
するようにしてもよい、この場合、電力系統が５０Ｈｚ
のときには、１５Ｈｚの整数倍の代わりに１２．５　Ｈ
Ｚの整数倍にすればよい。

（発明の効果）この発明によれば、インバータやコージエネレーシヨン
が混在していても、また、分散電源の発電ｌが負荷の消
費電力と完全にバランスしていても、逆充電を確実に防
止することができることとなる。また、分散電源がいか
に配電線の末端に設置されていても、確実な動作が期待
できるという効果を奏する。

その結果、配電線の安全性が確実に保証されるとともに
、分散電源を設置した需要家の安定した電力供給を図る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係わる分散電源の逆充電防止方式の
実施例の構成を示したブロック図、第２図は有効電力指
令値を示した説明図、第３図（Ａ）は６０Ｈｚの周波数
の時間的変動を示した説明図、第３図（Ｂ）は第３図（Ａ）の周波数変動の周波数解析
をした周波数スペクトラムを示したグラフ、第４図（Ａ）（Ｂ）は電力系統が連系されていときの周
波数スペクトラムを示したグラフ、第５図は電力系統が
解列したときのインバータの周波数スペクトラムを示し
たグラフ、第６図（Ａ）（Ｂ）は電力系統が解列したと
きのコージエネレーシヨンの周波数スペクトラムを示し
たグラフである。１．２１．５１・・・遮断器３．２３．５３・・・分散電源４．２４・・・太陽光発電５．２５・・・インバータ１２．６２・・・周波数抽出部（抽出手段）１３．６３
・・・第ルベル判定部（開成手段）３７・・・調節器（
変動手段）３８・・・周波数検出器（抽出手段）３９・・・判定回路（開成手段）第２図第３図（Ａ）第図（Ｂ）００＋（ＪＩＪ目２第図（Ａ）第図（Ｂ）第５図００００　Ｈｚ第図（Ａ）第図（Ｂ） ○ ０日２

Claims

【特許請求の範囲】

（１）太陽光発電・燃料電池発電等の直流電力をインバ
ータにより交流電力に変換するインバータ方式の発電手
段やコージエネレーシヨン等の発電手段からなる複数の
分散電源が設けられ、各分散電源は該分散電源と電力系
統とを連系・解列する遮断器を有し、各分散電源が電力
系統中の他の遮断器の開成により電力系統から切り離さ
れたときそれぞれの分散電源の遮断器を開成して各分散
電源から電力系統への逆充電を防止する分散電源の逆充
電防止方式であって、前記インバータの内少なくとも一つのインバータが出力
する交流電力に略０．５〜３．９Ｈｚの周期的変動を与
え、各分散電源の出力電圧から０．５〜３．９Ｈｚの周波数
変動成分を抽出し、その抽出した周波数変動成分が所定レベル以上のとき各
遮断器を開成させるようにしたことを特徴とする分散電
源の逆充電防止方式。
（２）電力系統の周波数が６０Ｈｚのとき、前記周期的
変動を１５Ｈｚの整数倍にし、その整数倍にした変動周
波数を抽出することを特徴とする請求項第１項記載の分
散電源の逆充電防止方式。
（３）電力系統の周波数が６０Ｈｚのとき、前記０．５
〜３．９Ｈｚの周期変動のほかに１５Ｈｚの整数倍の周
期的変動を与え、各分散電源の出力電圧から０．５〜３．９Ｈｚの周波数
変動成分を抽出するほかに整数倍にした変動周波数を抽
出し、これら抽出した変動周波数のうちいずれかが所定レベル
以上のとき各遮断器を開成するようにしたことを特徴と
する請求項第１項記載の分散電源の逆充電防止方式。
（４）電力系統の周波数が５０Ｈｚのとき、前記周期的
変動を１２．５Ｈｚの整数倍にし、その整数倍にした変
動周波数を抽出することを特徴とする請求項第１項記載
の分散電源の逆充電防止方式。
（５）電力系統の周波数が５０Ｈｚのとき、前記０．５
〜３．９Ｈｚの周期変動のほかに１２．５Ｈｚの整数倍
の周期的変動を与え、各分散電源の出力電圧から０．５〜３．９Ｈｚの周波数
変動成分を抽出するほかにその整数倍にした変動周波数
を抽出し、これら抽出した変動周波数のうちいずれかが所定レベル
以上のとき各遮断器を開成するようにしたことを特徴と
する請求項第１項記載の分散電源の逆充電防止方式。
（６）太陽光発電・燃料電池発電等の直流電力をインバ
ータにより交流電力に変換する分散電源と電力系統とを
連系・解列する遮断器と、前記インバータから出力される交流電力に略０．５〜３
９Ｈｚの周期的変動を与える変動手段と、前記インバー
タの出力電圧から０．５〜３．９Ｈｚの周波数変動成分
を抽出する抽出手段と、その抽出した周波数変動成分が所定レベル以上のとき前
記遮断器を開成させる開成手段と、を備えていることを
特徴とする分散電源の逆充電防止装置。
（７）電力系統の周波数が６０Ｈｚのとき、前記変動手
段がインバータに与える周期的変動を１５Ｈｚの整数倍
とし、前記抽出手段が抽出する周波数をその整数倍にし
た変動周波数としたことを特徴とする請求項第６項記載
の分散電源の逆充電防止装置。
（８）電力系統の周波数が５０Ｈｚのとき、前記変動手
段がインバータに与える周期的変動を１２．５Ｈｚの整
数倍とし、前記抽出手段が抽出する周波数をその整数倍
にした変動周波数としたことを特徴とする請求項第６項
記載の分散電源の逆充電防止装置。
（９）電力系統の周波数が６０Ｈｚのとき、前記変動手
段が０．５〜３．９Ｈｚの周期変動のほかに１５Ｈｚの
整数倍の周期的変動を与え、前記抽出手段がインバータの出力電圧から０．５〜３．
９Ｈｚの周波数変動成分を抽出するほかに整数倍にした
変動周波数を抽出し、前記開成手段がその抽出した変動周波数のうちいずれか
が所定レベル以上のとき遮断器を開成することを特徴と
する請求項第６項記載の分散電源の逆充電防止装置。
（１０）電力系統の周波数が５０Ｈｚのとき、前記変動
手段が０．５〜３．９Ｈｚの周期変動のほかに１５Ｈｚ
の整数倍の周期的変動を与え、前記抽出手段がインバータの出力電圧から０．５〜３．
９Ｈｚの周波数変動成分を抽出するほかに整数倍にした
変動周波数を抽出し、前記開成手段がその抽出した変動周波数のうちいずれか
が所定レベル以上のとき遮断器を開成することを特徴と
する請求項第６項記載の分散電源の逆充電防止装置。