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1. (WO2019044774) POWER SUPPLY SYSTEM
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明 細 書

発明の名称 電源システム

技術分野

0001  

背景技術

0002   0003   0004   0005  

先行技術文献

特許文献

0006  

発明の概要

発明が解決しようとする課題

0007  

課題を解決するための手段

0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016  

発明の効果

0017  

図面の簡単な説明

0018  

符号の説明

0019  

発明を実施するための形態

0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043   0044   0045   0046   0047   0048   0049   0050   0051   0052   0053   0054   0055   0056   0057   0058   0059   0060  

産業上の利用可能性

0061  

請求の範囲

1   2   3   4   5   6  

図面

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

明 細 書

発明の名称 : 電源システム

技術分野

[0001]
 本発明は、電源システムに関するものである。

背景技術

[0002]
 電源システムは、停電や瞬低に対して、商用電力系統から解列して重要負荷を補償する無停電電源システムと、蓄電池を充放電させることによって、ピークカット/ピークシフトなどの負荷平準化を実現する分散型電源システムとに分類される。
[0003]
 近年、蓄電池の高性能化等により、特に大容量(500kW容量クラス以上)の蓄電池システムにおいて、無停電電源機能及び負荷平準化機能を両立するものが考えられつつある。例えば、特許文献1に示すように、無停電電源機能及び負荷平準化機能を両立した二次電池システムが考えられている。このシステムは、停電や瞬低に対しては解列して重要負荷に電力を供給するように構成されている。
[0004]
 ところで、商用電力系統に連系される分散型電源が増大しており、瞬低時にそれらの分散型電源を一斉に解列してしまうと、商用電力系統全体の電圧や周波数の維持に大きな影響を与える可能性がある。このため、瞬低時においても分散型電源を商用電力系統から解列することなく継続運転することが求められている(事故時運転継続(FRT)要件)。
[0005]
 しかしながら、上述した電源システムでは、瞬低時に解列しているので、FRT要件を満たすことができない。また、特許文献2に示すように、電源システムにおいて無停電電源用途の蓄電池と負荷平準化用途の蓄電池とを用いて個別に各機能を発揮するシステムとすることも考えられるが、コスト及びサイズが増大してしまう。

先行技術文献

特許文献

[0006]
特許文献1 : 特許第3402886号公報
特許文献2 : 特開2004-289980号公報

発明の概要

発明が解決しようとする課題

[0007]
 そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、FRT要件を満たしつつ、常時商用給電方式の無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立する新規の電源システムを提供することをその主たる課題とするものである。

課題を解決するための手段

[0008]
 すなわち本発明に係る電源システムは、商用電力系統と重要負荷との間に設けられ、前記重要負荷に電力を供給する電源システムであって、前記商用電力系統から前記重要負荷に給電するための電力線に接続された分散型電源と、前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する切替スイッチと、前記電力線において前記切替スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、前記切替スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、前記系統側電圧検出部の検出電圧が予め定められた整定値以下となった場合に前記切替スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する制御部とを備え、前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源が逆潮流を含む運転を継続することを特徴とする。
[0009]
 このような電源システムであれば、電力線において分散型電源よりも商用電力系統側に切替スイッチを設けるとともに、当該切替スイッチに対してインピーダンス素子を並列接続しており、商用電力系統側の電圧が整定値以下となった場合に切替スイッチを開放するので、瞬低時においても需要側設備はインピーダンス素子を介して商用電力系統と連系された状態となる。これにより、分散型電源のFRT要件を満たしつつ、瞬低時における重要負荷への電圧低下を防止することができる。その結果、FRT要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立する新規の電源システムを提供することができる。
 また、電力線にインピーダンス素子と切替スイッチの並列回路部を設けるだけで良いので、装置の回路構成を簡単にすることができるとともに、通常運用時には切替スイッチに電流が流れるのでリアクトル等のインピーダンス素子に生じる損失を無くすことができる。
[0010]
 FRT要件には、上記の通り電圧低下に対する運転継続の他に、周波数変動に対する運転継続も含まれている。また、上記構成の電源システムにおいて切替スイッチを閉じたまま分散型電源の運転を継続する場合には、商用電力系統の周波数変動に追従して分散型電源が運転を継続することになり、重要負荷への電圧・電流の周波数が変動する。ここで、重要負荷の周波数耐量がFRT要件の周波数範囲よりも小さい場合には、重要負荷が脱落してしまう。
 このため、電源システムは、前記切替スイッチよりも前記商用電力系統側の周波数変動を検出する周波数変動検出部をさらに備えており、前記重要負荷又は前記分散型電源の周波数耐量が所定の整定範囲を満たさない場合において、前記制御部は、前記周波数変動検出部により検出された周波数変動が前記周波数耐量以上であり且つ前記所定の整定範囲内に含まれる場合に前記切替スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続することが望ましい。
[0011]
 なお、周波数耐量は、重要負荷又は分散型電源が動作可能である許容周波数変動範囲である。また、所定の整定範囲は、FRT要件の周波数範囲である。周波数変動がステップ上昇の場合には、例えば正常周波数(50Hz又は60Hz)から所定の変動値(50.8Hz又は61.0Hz)までの範囲(50Hz~50.8Hz、60Hz~61.0Hz)である。また、周波数変動がランプ上昇・下降の場合には、正常周波数(50Hz又は60Hz)に対して所定の変化率(±2Hz/秒)の範囲内であって、所定量変動した上限整定値又は下限整定値までの範囲である。
[0012]
 このとき、前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源が前記周波数耐量の範囲内で逆潮流を含む運転を継続することが望ましい。
 この構成であれば、周波数変動に対する分散型電源のFRT要件を満たしつつ、重要負荷の脱落を防止することができる。具体的には、分散型電源はインピーダンス素子を介して商用電力系統と接続される形となり、分散型電源側の電圧を周波数耐量における限界周波数未満で運転を継続すると、商用電力系統側の電圧と周波数及び位相が異なる。これに対して、インピーダンス素子により、それらの電位差による横流とそれに伴う電圧変動を抑制することで、重要負荷側の電圧を限界周波数に維持したまま、重要負荷への電圧・電流を安定させることができる。
[0013]
 具体的な分散型電源の運転態様としては、前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源が前記重要負荷又は前記分散型電源の周波数耐量の小さい方の範囲内で逆潮流を含む運転を継続することが望ましい。
[0014]
 また、電源システムは、前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられた解列用スイッチをさらに備えており、前記制御部は、前記系統側電圧検出部の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合に前記解列用スイッチを開放するものであり、前記解列用スイッチが開放された状態で、前記分散型電源は前記重要負荷に給電して自立運転モードとなる。
[0015]
 さらに、電源システムは、前記電力線において前記解列用スイッチよりも前記分散型電源側の電圧を検出する電源側電圧検出部をさらに備えており、前記制御部は、前記系統側電圧検出部の検出電圧が前記所定の解列条件を解消し、且つ前記系統側電圧検出部の検出電圧及び前記電源側電圧検出部の検出電圧が所定の同期検定条件を満たす場合に前記解列用スイッチを投入するものであることが望ましい。ここで、所定の同期検定条件とは、系統側電圧検出部の検出電圧の大きさ、周波数及び位相と、電源側電圧検出部の検出電圧の大きさ、周波数及び位相がそれぞれ一致していることである。
[0016]
 その他、電源システムは、前記電力線において前記解列用スイッチよりも前記商用電力系統側に設けられた系統連系用保護装置と、前記電力線において前記解列用スイッチよりも前記分散型電源側の電圧を検出する電源側電圧検出部とをさらに備えており、前記制御部は、前記系統連系用保護装置が不動作状態となり、且つ前記系統側電圧検出部の検出電圧及び前記電源側電圧検出部の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に前記解列用スイッチを投入するものであることが望ましい。

発明の効果

[0017]
 このように構成した本発明によれば、FRT要件を満たしつつ、無停電電源システムとしての機能及び分散型電源としての機能を共通の分散型電源を用いて両立する新規の電源システムを提供することができる。

図面の簡単な説明

[0018]
[図1] 第1実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。
[図2] 第1実施形態の通常時の電源システムの状態を示す模式図である。
[図3] 第1実施形態の瞬低時の電源システムの状態を示す模式図である。
[図4] 瞬低発生時の補償動作のシミュレーション結果を示す図である。
[図5] 第2実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。
[図6] 第2実施形態の動作状態の一覧を示す表である。
[図7] 第2実施形態の通常時及び周波数変動時の電源システムの状態を示す模式図である。
[図8] 第3実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。
[図9] 第3実施形態の電源システムの動作を示す模式図である。
[図10] 第3実施形態の電源システムの動作を示す模式図である。
[図11] 変形実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。

符号の説明

[0019]
100・・・電源システム
10 ・・・商用電力系統
30 ・・・重要負荷
L1 ・・・電力線
2  ・・・分散型電源
3  ・・・切替スイッチ
4  ・・・インピーダンス素子
5  ・・・系統側電圧検出部
6  ・・・制御部
7  ・・・周波数変動検出部
8  ・・・解列用スイッチ
9  ・・・電源側電圧検出部
30a・・・モータ
30b・・・力率改善用コンデンサ

発明を実施するための形態

[0020]
<第1実施形態>
 以下に、本発明に係る電源システムの第1実施形態について、図面を参照して説明する。
 本実施形態の電源システム100は、図1に示すように、商用電力系統10と重要負荷30との間に設けられ、商用電力系統10の異常時に重要負荷30に電力を供給する無停電電源システムとしての機能(無停電電源機能)と、商用電力系統に対して順潮流及び逆潮流することで負荷平準化する分散型電源システムとしての機能(負荷平準化機能)を発揮するものである。
[0021]
 ここで、商用電力系統10は、電力会社(電気事業者)の電力供給網であり、発電所、送電系統及び配電系統を有するものである。また、重要負荷20は、停電や瞬低などの系統異常時においても電力を安定して供給すべき負荷であり、図1では1つであるが、複数あっても良い。
[0022]
 具体的に電源システム100は、分散型電源2と、商用電力系統10と分散型電源2及び重要負荷30とを接続する切替スイッチ3と、切替スイッチ3に並列接続されたインピーダンス素子4と、切替スイッチ3よりも商用電力系統10側の電圧を検出する系統側電圧検出部5と、系統側電圧検出部5の検出電圧が整定値以下となった場合に切替スイッチ3を開放する制御部6とを備えている。
[0023]
 分散型電源2は、商用電力系統10から重要負荷30に給電するための電力線L1に接続されている。この分散型電源2は、商用電力系統10に連系されるものであり、例えば太陽光発電や燃料電池などの直流発電設備21aと電力変換装置22とを有するもの、二次電池(蓄電池)などの電力貯蔵装置(蓄電デバイス)21bと電力変換装置22とを有するもの、風力発電やマイクロガスタービンなどの交流で出力された電気エネルギを直流に整流したうえで、電力変換装置を用いて系統連系をされる発電設備(不図示)、又は、同期発電機や誘導発電機などの交流発電設備21cである。なお、電源システム100は、少なくとも電力貯蔵装置21bを備えており、その他上記何れか分散型電源2を有するものであっても良い。
[0024]
 切替スイッチ3は、電力線L1において分散型電源2の接続点よりも商用電力系統10側に設けられて電力線L1を開閉するものであり、例えば半導体スイッチ、又は、半導体スイッチと機械式スイッチとを組み合わせたハイブリッドスイッチなどの高速切り替えが可能な切替スイッチを用いることができる。例えば半導体スイッチを用いた場合には、切替時間を2m秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断することができる。また、ハイブリッドスイッチを用いた場合には、切替時間を2m秒以下にすることができ、ゼロ点関係なく遮断できるだけでなく、通電損失をゼロにすることができる。なお、この切替スイッチ3は、制御部6により開閉制御される。
[0025]
 インピーダンス素子4は、前記電力線L1において切替スイッチ3に並列接続されたものであり、本実施形態では、限流リアクトルである。
[0026]
 系統側電圧検出部5は、電力線L1において切替スイッチ3よりも商用電力系統10側の電圧を、計器用変圧器を介して検出するものである。具体的に系統側電圧検出部5は、切替スイッチ3及びインピーダンス素子4からなる並列回路よりも商用電力系統10側に計器用変圧器を介して接続されている。
[0027]
 制御部6は、系統側電圧検出部5により検出された検出電圧と、予め定められた整定値とを比較して、前記検出電圧が整定値以下である場合に、切替スイッチ3に制御信号を出力して切替スイッチ3を開放するものである。なお、本実施形態の前記整定値は、瞬低を検出するための電圧値である。このように制御部6が切替スイッチ3を開放させることにより、商用電力系統10と分散型電源2及び重要負荷30とはインピーダンス素子4を介して接続された状態となる。この状態で、分散型電源は逆潮流を含む運転を継続する。
[0028]
 次に、本実施形態の電源システム100の動作(通常時及び瞬低時)について説明する。
[0029]
 電源システム100は、通常時には、図2に示すように、切替スイッチ3を閉じており、分散型電源2及び重要負荷30は切替スイッチ3を介して商用電力系統10に接続された状態である。なお、リアクトル4は切替スイッチ3に並列接続されているが、切替スイッチ3のインピーダンスは、リアクトル4のインピーダンスよりも小さいため、商用電力系統10と分散型電源2及び重要負荷30とは切替スイッチ3側で電力をやり取りする。分散型電源2による逆潮流によってピークカット・ピークシフトを実現することができる。
[0030]
 一方、商用電力系統10側で短絡事故(例えば三相短絡)が発生すると、商用電力系統10側の電圧が低下する。この電圧低下は、系統側電圧検出部5により検出される。制御部6は、系統側電圧検出部5により検出された検出電圧が整定値以下の場合には、切替スイッチ3を開放する。
[0031]
 図3に示すように、切替スイッチ3を開放すると、分散型電源2及び重要負荷30はリアクトル4を介して商用電力系統10に接続された状態となる。この状態で、分散型電源2から短絡事故点に流れる電流はリアクトル4により限流されて、短絡事故点に流れる事故電流が抑制されるとともに、重要負荷30の電圧低下を防止する。また、この状態で、分散型電源2は逆潮流を含む運転を継続しており、発電出力を継続する。
[0032]
 なお、系統側電圧検出部5は、切替スイッチ3の開閉に関係なく、商用電力系統10側の電圧を検出しており、制御部6は、系統側電圧検出部5の検出電圧が所定の復帰電圧以上となった場合、例えば商用電力系統の残電圧が80%以上となった場合に、切替スイッチ3を閉じる。
[0033]
 次に、図1に示す構成とした電源システム100による瞬低発生時の補償動作のシミュレーション結果を図4に示す。
[0034]
 この補償動作のシミュレーション結果は、50%の電圧低下が0.35秒間継続した場合の(a)商用電力系統側の電圧/電流波形と、(b)需要家側の電圧/電流波形と、(c)切替スイッチの開閉とを示している。なお、商用電力系統側の電圧/電流波形は、電力線において切替スイッチよりも商用電力系統側で検出された電圧及び電流を示すものであり、需要家側の電圧/電流波形は、電力線において分散型電源よりも重要負荷側で検出された電圧及び電流を示すものである。
[0035]
 図4のシミュレーション結果から、瞬低発生時に切替スイッチ3を開放するとともに、商用電力系統10と分散型電源2及び重要負荷30との間にインピーダンス素子4を介在させることによって、商用電力系統10から分散型電源2及び重要負荷30を解列することなく、重要負荷30に一定の電圧・電流(電力)を供給できることが確認された。
[0036]
 このように構成した本実施形態の電源ステム100によれば、電力線L1において分散型電源2よりも商用電力系統10側に切替スイッチ3を設けるとともに、当該切替スイッチ3に対してリアクトル4を並列接続しており、商用電力系統10側の電圧が整定値以下となった場合に切替スイッチ3を開放するので、瞬低時においても分散型電源2及び重要負荷30はリアクトル4を介して商用電力系統10に接続された状態となる。このように電源システム100は、通常時及び瞬低時の何れであっても分散型電源2及び重要負荷30を商用電力系統10から切り離さないので、分散型電源2のFRT要件を満たしつつ、瞬低時における重要負荷30への電圧低下を防止することができる。その結果、FRT要件を満たしつつ、無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源2を用いて両立する新規の電源システム100を提供することができる。
 また、電力線L1にリアクトル4と切替スイッチ3の並列回路部を設けるだけで良いので、装置100の回路構成を簡単にすることができるとともに、通常運用時には切替スイッチ3に電流が流れるのでリアクトル4に生じる損失を無くすことができる。
[0037]
<第2実施形態>
 次に、本発明に係る電源システムの第2実施形態について、図面を参照して説明する。
 本実施形態の電源システム100は、第1実施形態の電圧低下に対するFRT要件に加えて、周波数変動に対するFRT要件を満たすものである。
[0038]
 具体的には、第2実施形態の電源システム100は、図5に示すように、前記第1実施形態の構成に加えて、切替スイッチ3よりも商用電力系統10側の周波数変動を検出する周波数変動検出部7を備えている。この周波数変動検出部7は、系統側電圧検出部5の検出電圧から周波数変動(周波数上昇(OF)、周波数低下(UF))を検出するものである。
[0039]
 そして、制御部6は、周波数変動検出部7により検出された周波数変動に基づいて、切替スイッチ3を開閉制御する。なお、この周波数変動は、例えばステップ上昇や、ランプ上昇・下降である。
[0040]
 制御部6の具体的な切替スイッチ3の開閉制御とともに分散型電源2の動作について、図6及び図7を参照して説明する。
[0041]
(1)分散型電源2及び重要負荷30の周波数耐量がFRT要件の周波数範囲(所定の整定範囲)を満足する場合であって、商用電力系統10の周波数変動がFRT要件の周波数範囲内の場合(図6の(1))、制御部6は、切替スイッチ3を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源2は商用電力系統10の周波数変動に追従して継続運転される(図7の(a))。
[0042]
(2)分散型電源2又は重要負荷30の少なくとも一方の周波数耐量がFRT要件の周波数範囲を満足しない場合であって、商用電力系統10の周波数変動が小さい方の周波数耐量よりも小さい場合(図6の(2))、制御部6は、切替スイッチ3を投入した状態を維持する。このとき、分散型電源は商用電力系統の周波数変動に追従して継続運転される(図7の(a))。
[0043]
(3)分散型電源2又は重要負荷30の少なくとも一方の周波数耐量がFRT要件の周波数範囲を満足しない場合であって、商用電力系統10の周波数変動が小さい方の周波数耐量以上であり且つFRT要件の周波数範囲内の場合(図6の(3))、制御部6は、切替スイッチ3を開放する。そうすると、分散型電源2及び重要負荷30はリアクトル4を介して商用電力系統10に接続された状態となる。このとき、分散型電源2の電圧を限界周波数未満で運転継続すると、系統側電圧と周波数及び位相が異なってしまう。これに対して、リアクトル4により、電位差による横流とこれに伴う電圧変動が抑制され、重要負荷側の電圧を限界周波数に維持したまま、重要負荷30への給電を安定させることができる(図7の(b))。
[0044]
 なお、周波数電動検出部7は、切替スイッチ3の開閉に関係なく、商用電力系統10の周波数変動を検出しており、制御部6は、商用電力系統10の周波数変動が前記小さい方の周波数耐量未満になった場合に、切替スイッチ3を閉じる。
[0045]
 このように構成した本実施形態の電源システム100によれば、前記第1実施形態の効果に加えて、周波数変動に対する分散型電源のFRT要件を満たしつつ、重要負荷の脱落を防止することができる。
[0046]
<第3実施形態>
 次に、本発明に係る電源システムの第3実施形態について、図面を参照して説明する。
 前記第1、第2実施形態では説明を省略したが、電源システム100では、図8に示すように、電力線L1において分散型電源2よりも商用電力系統10側に解列用スイッチ8が設けられている。また、本実施形態の電源システム100では、電力線L1において解列用スイッチ8よりも分散型電源2側の電圧を検出する電源側電圧検出部9が設けられている。
[0047]
 本実施形態の解列用スイッチ8は、商用電力系統10と分散型電源2とを解列するための開閉スイッチであり、例えば機械式スイッチである。図8では、切替スイッチ3よりも商用電力系統10側に設けられているが、切替スイッチ3よりも分散型電源2側に設けてもよい。この解列用スイッチ8は、制御部6により開閉制御される。
[0048]
 そして、制御部6は、系統側電圧検出部5の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合に解列用スイッチ8を開放する。ここで、所定の解列条件は、系統電圧の電圧低下(検出電圧が前記整定値以下となっている状態)の継続時間が所定値以上(瞬低継続時間よりも長い時間)となることである。解列用スイッチ8が開放された状態で、分散型電源2は自立運転モードとなり重要負荷30に給電する。なお、切替スイッチ3は既に解放されているので、解列用スイッチ8の開放による過電流はリアクトル4によって抑制される。
[0049]
 また、制御部6は、系統側電圧検出部5の検出電圧が所定の解列条件を解消し、且つ系統側電圧検出部5の検出電圧及び電源側電圧検出部9の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に解列用スイッチ8を投入するものである。
[0050]
 その他、制御部6は、周波数変動検出部7により検出された周波数変動が例えばFRT要件の周波数範囲外になる等の所定の解列条件を満たす場合にも解列用スイッチ8を開放する。このとき、制御部は、検出される周波数電動が正常範囲内となった場合に解列用スイッチ8を投入する。
[0051]
 次に電源システム100における一連の動作について図9及び図10を参照して説明する。なお、以下においては周波数変動については考慮しない。
(1)常時運用時
 切替スイッチ3及び解列用スイッチ8を閉じた状態で、電源システム100を系統連系して運用する。リアクトル4は切替スイッチ3に並列接続されているが、インピーダンス値の低い切替スイッチ3側を電流が流れることで、商用電力系統10側と逆潮流を含めた有効電力のやり取りを行う(図9の(a))。
[0052]
(2)瞬低発生時
 系統側電圧検出部5の検出電圧により系統電圧低下(UV)を検出すると、制御部6は切替スイッチ3を開放する。この結果、切替スイッチ3に並列接続されたリアクトル4が挿入されて、分散型電源2から商用電力系統10側に流れる過電流を限流する形で逆潮流を維持して電力供給するとともに、重要負荷30の供給電圧の電圧低下を防止する(重要負荷30に対してUPS動作を行う。)(図9の(b))。
[0053]
(3)系統電圧低下(系統停電などで発生)による解列時と解列後の動作
 系統側電圧検出部5の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合には、制御部6は解列用スイッチ8を開放する。その結果、分散型電源2が商用電力系統10から解列されて、自立運転モードとなる(図10では蓄電池を電圧源とする運転モード)(図10の(c))。なお、切替スイッチ3が既に解放されているため、解列用スイッチ8は過電流なしで解放される。
[0054]
(4)系統健全復帰時(復電時)の動作
 系統側電圧検出部5の検出電圧により商用電力系統が健全状態に戻った場合に、制御部6は切替スイッチ3を投入する。その後、系統側電圧検出部5の検出電圧と電源側電圧検出部9の検出電圧とにより同期検定条件が成立(分散型電源2の電圧の大きさ、周波数及び位相と商用電力系統10の電圧の大きさ、周波数及び位相とが一致)した場合に、制御部6は解列用スイッチ8を投入する。これにより、上述した(1)常時運用時の動作が再開される(図10の(d))。
[0055]
<その他の変形実施形態>
 なお、本発明は前記実施形態に限られるものではない。
[0056]
 例えば、図11に示すように、重要負荷30がモータ30aと当該モータ30aに並列接続された力率改善用コンデンサ30bとを有するものの場合には、インピーダンス素子4として抵抗を用いることが考えられる。この場合であっても、通常時及び瞬低時における切替スイッチ3の開閉制御は、前記実施形態と同様である。この構成であれば、前記実施形態の効果に加えて、インピーダンス素子4としてリアクトルを用いた場合に生じるリアクトルと力率改善用コンデンサ30bとの並列共振を防ぐことができる。なお、切替スイッチ開放時に抵抗に電流が流れることになるが、切替スイッチ3が開放されている時間は数秒以下であるため、抵抗による熱損失への対応は不要である。
[0057]
 また、インピーダンス素子4としてコンデンサを用いても良いし、リアクトル、抵抗又はコンデンサの何れかを組み合わせたものであっても良い。
[0058]
 さらに、前記実施形態の系統側電圧検出部は、系統連系用保護装置が備えるものであってもよい。系統連系規程に定められた系統連系用保護装置としては、例えば過電圧継電器(OVR)、不足電圧継電器(UVR)、短絡方向継電器(DSR)、地絡過電圧継電器(OVGR)、過周波数継電器(OFR)、不足周波数継電器(UFR)、転送遮断装置等を挙げることができる。この場合、制御部は、何れか1つの連係保護機器が動作した場合に、解列用スイッチを開放することが考えられる。また、制御部は、全ての系統連系用保護装置が不動作状態となり、且つ系統側電圧検出部の検出電圧及び電源側電圧検出部の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に解列用スイッチを投入することもできる。この構成であれば、連係保護機器が備える電圧検出部を用いているので、別途系統側電圧検出部を設ける必要がなく、装置構成を簡単にすることができる。
[0059]
 その上、前記実施形態の電源側電圧検出部は、解列用スイッチ及び切替スイッチの間に設けられたものであってが、分散型電源の系統接続点電圧の計測機能で代用してもよい。
[0060]
 その他、本発明は前記実施形態に限られず、その趣旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であるのは言うまでもない。

産業上の利用可能性

[0061]
 本発明によれば、FRT要件を満たしつつ、常時商用給電方式の無停電電源機能及び負荷平準化機能を共通の分散型電源を用いて両立する新規の電源システムを提供することができる。

請求の範囲

[請求項1]
 商用電力系統と重要負荷との間に設けられ、前記重要負荷に電力を供給する電源システムであって、
 前記商用電力系統から前記重要負荷に給電するための電力線に接続された分散型電源と、
 前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられ、前記電力線を開閉する切替スイッチと、
 前記電力線において前記切替スイッチに並列接続されたインピーダンス素子と、
 前記切替スイッチよりも前記商用電力系統側の電圧を検出する系統側電圧検出部と、
 前記系統側電圧検出部の検出電圧が予め定められた整定値以下となった場合に前記切替スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する制御部とを備え、
 前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源が逆潮流を含む運転を継続するものであり、
 前記切替スイッチよりも前記商用電力系統側の周波数変動を検出する周波数変動検出部をさらに備え、
 前記重要負荷又は前記分散型電源の周波数耐量が所定の整定範囲を満たさない場合において、前記制御部は、前記周波数変動検出部により検出された周波数変動が前記周波数耐量以上であり且つ前記所定の整定範囲内に含まれる場合に前記切替スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とを前記インピーダンス素子を介して接続する、電源システム。
[請求項2]
 前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源を前記周波数耐量の範囲内で逆潮流を含む運転を継続する、請求項1記載の電源システム。
[請求項3]
 前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記インピーダンス素子を介して接続された状態で、前記分散型電源を前記重要負荷又は前記分散型電源の周波数耐量の小さい方の範囲内で逆潮流を含む運転を継続する、請求項2記載の電源システム。
[請求項4]
 前記電力線において前記分散型電源よりも前記商用電力系統側に設けられた解列用スイッチをさらに備え、
 前記制御部は、前記系統側電圧検出部の検出電圧が所定の解列条件を満たす場合に前記解列用スイッチを開放するものであり、
 前記解列用スイッチが開放された状態で、前記分散型電源は前記重要負荷に給電する、請求項1乃至3の何れか一項に記載の電源システム。
[請求項5]
 前記電力線において前記解列用スイッチよりも前記分散型電源側の電圧を検出する電源側電圧検出部をさらに備え、
 前記制御部は、前記系統側電圧検出部の検出電圧が前記所定の解列条件を解消し、且つ前記系統側電圧検出部の検出電圧及び前記電源側電圧検出部の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に前記解列用スイッチを投入するものである、請求項4記載の電源システム。
[請求項6]
 前記電力線において前記解列用スイッチよりも前記商用電力系統側に設けられた系統連系用保護装置と、
 前記電力線において前記解列用スイッチよりも前記分散型電源側の電圧を検出する電源側電圧検出部とをさらに備え、
 前記制御部は、前記系統連系用保護装置が不動作状態となり、且つ前記系統側電圧検出部の検出電圧及び前記電源側電圧検出部の検出電圧が同期検定条件を満たす場合に前記解列用スイッチを投入するものである、請求項4記載の電源システム。

図面

[ 図 1]

[ 図 2]

[ 図 3]

[ 図 4]

[ 図 5]

[ 図 6]

[ 図 7]

[ 図 8]

[ 図 9]

[ 図 10]

[ 図 11]