分散電源の単独運転検出装置
【課題】 系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とを両立させることができるようにする。
【解決手段】 この単独運転検出装置１００は、分散電源２８をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２０が第１群と第２群に分類されて配電系統に接続されている分散電源連系システムを構成する自設備２０内の分散電源２８の単独運転を検出する装置であり、注入周波数電圧抽出装置６０と電圧判定装置７０を備えている。注入周波数電圧抽出装置６０は、連系点１８の電圧Ｖs から他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22および自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を抽出する手段を有している。電圧判定装置７０は、電圧Ｖ21、Ｖ22が所定の判定値を超えたときに検出信号を出力する手段と、電圧Ｖ11、Ｖ12が所定の判定値を超えたときに検出信号を出力する手段と、両検出信号が共に出力されているときに単独運転検出信号ＤＳを出力する手段とを有している。
【解決手段】 この単独運転検出装置１００は、分散電源２８をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２０が第１群と第２群に分類されて配電系統に接続されている分散電源連系システムを構成する自設備２０内の分散電源２８の単独運転を検出する装置であり、注入周波数電圧抽出装置６０と電圧判定装置７０を備えている。注入周波数電圧抽出装置６０は、連系点１８の電圧Ｖs から他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22および自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を抽出する手段を有している。電圧判定装置７０は、電圧Ｖ21、Ｖ22が所定の判定値を超えたときに検出信号を出力する手段と、電圧Ｖ11、Ｖ12が所定の判定値を超えたときに検出信号を出力する手段と、両検出信号が共に出力されているときに単独運転検出信号ＤＳを出力する手段とを有している。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が２群に分けて配電系統に接続されており、しかも各群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する注入電流が生じさせるうなりを他群に属する分散電源保有設備から注入する注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりに同期させる手段を有している、という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出する単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すような分散電源連系システムが既に提案されている（例えば特許文献１参照）。この分散電源連系システムの構成は次のとおりである。
【０００３】
（ａ）分散電源（図７中の分散電源２８参照）をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２００が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統１に接続されていて、
（ｂ）数１、表１にも示すように、うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差Δｆは両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22はそれぞれ異なると共に配電系統１の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）第１群に属する各分散電源保有設備２００は、第１組の注入周波数の電流組Ｉ11、Ｉ12を含む注入電流を配電系統１に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）第２群に属する各分散電源保有設備２００は、第２組の注入周波数の電流組Ｉ21、Ｉ22を含む注入電流を配電系統１に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備２００を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、各分散電源保有設備２００は、自設備から注入する注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している。
【０００４】
［数１］
｜ｆ11−ｆ12｜＝｜ｆ21−ｆ22｜＝Δｆ
ｆ11≠ｆ12≠ｆ21≠ｆ22
【０００５】
【表１】
【０００６】
なお、この出願では、符号に添字１１を有する物理量（周波数、電圧、電流等）と添字１２を有する物理量とが第１組を示し、添字２１を有する物理量と添字２２を有する物理量とが第２組を示している。例えば、上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、それぞれ、１３２Ｈｚ（２．２次）、１４４Ｈｚ（２．４次）、１５６Ｈｚ（２．６次）、１６８Ｈｚ（２．８次）である。括弧内は、配電系統１の基本波（例えば６０Ｈｚ＝１次）に対する次数で表したものである。以下における例では、全て、ここに例示した周波数を用いている。但しこれに限られるものではない。
【０００７】
配電系統１は、この例では、上位系統２に変電所４の変圧器６および遮断器８を介して高圧配電線１０が接続され、この高圧配電線１０に配電用変圧器１４を介して低圧配電線１６が接続された構成をしていて、この低圧配電線１６に各分散電源保有設備２００が接続されている。高圧配電線１０には、負荷１１および力率改善用コンデンサ１２が接続されている。高圧配電線１０の電圧は例えば６．６ｋＶ、低圧配電線１６の電圧は例えば２１０Ｖである。
【０００８】
上記分散電源連系システムによれば、自設備の注入電流が生じさせるうなりと、他群の注入電流が生じさせるうなりとを同期させることを利用して、同一の群に属する複数の分散電源保有設備２００から配電系統１に注入する同一周波数の複数の注入電流をそれぞれ同期させることができる。従って同期信号ラインや外部同期信号源を用いなくて済む。
【０００９】
更に、各分散電源保有設備２００は、自設備２００と配電系統１（より具体的にはその低圧配電線１６）との連系点における電圧Ｖs に含まれている上記注入周波数の電圧を測定（抽出）して、当該電圧の増大から、自設備内の分散電源が単独運転になったことを検出する単独運転検出装置を有している。
【００１０】
より具体的には、第１群に属する分散電源保有設備２００用の単独運転検出装置は、他群の（即ち上記第２組の）注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の内の少なくとも一方の電圧を測定して上記単独運転を検出する。第２群に属する分散電源保有設備２００用の単独運転検出装置は、他群の（即ち上記第１組の）注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の内の少なくとも一方の電圧を測定して上記単独運転を検出する。
【００１１】
上記単独運転検出装置の構成の従来例を図２に示す。この単独運転検出装置３００は第１群用のものである。これとほぼ同様の構成は、上記特許文献１にも記載されている。
【００１２】
この単独運転検出装置３００は、自設備の上記連系点における電圧Ｖs をアナログフィルタ３０１、３０２、Ａ／Ｄ変換器３０３およびディジタルフィルタ３０４を通して離散フーリエ変換器３０５、３０６に供給し、それらで他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22をそれぞれ抽出し、それらの絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を絶対値演算器３０７、３０８でそれぞれ演算し、当該絶対値を判定器３０９、３１０で所定の判定値Ｊ1 とそれぞれ比較し、絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜が判定値Ｊ1 を超えたときに検出信号Ｓ1 、Ｓ2 をそれぞれ出力するよう構成されている。更に、ＡＮＤ回路３１１で両検出信号Ｓ1 、Ｓ2 の論理積を取って両検出信号Ｓ1 、Ｓ2 が共に出力されているときに検出信号Ｓ3 を出力し、当該検出信号Ｓ3 が所定の継続確認時間（例えば２０ｍ秒）のあいだ継続していることを継続時間判定器３１２で判定して継続したときに、自設備内の分散電源が単独運転になったことを表す単独運転検出信号ＤＳを出力するよう構成されている。
【００１３】
アナログフィルタ３０１は、ディジタル処理用にサンプリングを行う際の折り返し雑音（エイリアシング）防止用のローパスフィルタ（アンチエイリアシングフィルタ）である。
【００１４】
アナログフィルタ３０２は、配電系統１の基本波周波数成分（例えば６０Ｈｚ）除去用のハイパスフィルタである。
【００１５】
ディジタルフィルタ３０４は、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22が小さいので、それらを離散フーリエ変換器３０５、３０６でＳＮ比良く抽出するためのＱ値（共振の尖鋭度）の高いバンドパスフィルタであり、電圧Ｖ21およびＶ22を通過させる。
【００１６】
第２群用の単独運転検出装置も、抽出する電圧が他群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12になる以外は、上記単独運転検出装置３００と同様の構成をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００９−１１１４２号公報（段落００１８−００２０、図１、図２、図２１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記従来の単独運転検出装置３００においては、配電系統１における過渡変動時の不要検出（即ち、単独運転でないのに単独運転と誤検出すること）の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とを両立させることが難しいという課題がある。
【００１９】
これを、図３〜図５に示すシミュレーション結果を用いて説明する。
【００２０】
このシミュレーションは、図１に示した分散電源連系システムを模擬したシミュレーションモデルを用いて行った。当該シミュレーションモデルでは、高圧配電線１０の電圧を６．６ｋＶ、変圧器６を含めた上位系統２の短絡容量を１００ＭＶＡ、２１０Ｖの低圧バンクを３バンク、変圧器６から低圧３バンクまでの高圧配電線１０のインピーダンスを１２＋ｊ１６％（１０ＭＶＡベース）とし、かつ各低圧バンクごとに、２５０／３ｋＷの抵抗負荷、２５０／３ｋＷの分散電源および８Ａの電流注入装置を有しているものとした。また、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の測定には、図２に示した単独運転検出装置３００中のものと同様の回路を用いた。
【００２１】
そして、図３に示すように、系統過渡変動時の一例として、上記力率改善用コンデンサ１２に相当する３００ｋＶＡ６％Ｌ（インダクタンス）付力率改善用コンデンサ（略称ＳＣ）を時刻ｔ1 （１．５秒。これは測定開始からの時刻である。以下同様）に投入し、時刻ｔ2 （２秒）に開放した。また、時刻ｔ3 （２．３秒）に、上記遮断器８に相当する遮断器を開放して、分散電源保有設備２００内の分散電源の単独運転を発生させた。
【００２２】
従来の単独運転検出装置３００においては、上記判定値Ｊ1 は、定常時の電圧Ｖ21、Ｖ22の約５倍に設定している。これは、例えば定常時の約２倍の判定値Ｊ2 を用いると、図３、図４に示すように、力率改善用コンデンサ投入時に、単独運転でないのに電圧Ｖ21およびＶ22が判定値Ｊ2 を超えて、不要検出を起こしてしまうので、これを防止するためである。
【００２３】
ところが、単独運転発生時は、図３、図５に示すように、上記判定値Ｊ2 の場合は、時刻ｔ4 で電圧Ｖ22が判定値Ｊ2 を超えるので上記検出信号Ｓ2 が出力され、時刻ｔ5 （単独運転発生後約５０ｍ秒）で電圧Ｖ21が判定値Ｊ2 を超えるので上記検出信号Ｓ1 が出力され、その時点でＡＮＤ条件が成立して上記検出信号Ｓ3 が出力される。これに対して、上記判定値Ｊ1 の場合は、時刻ｔ7 （単独運転発生後約６５ｍ秒）でＡＮＤ条件が成立して上記検出信号Ｓ3 が出力されるので、単独運転検出が遅くなる。両者の差は約１５ｍ秒である。
【００２４】
上記継続時間判定器３１２における継続確認時間の２０ｍ秒を加味すると、上記判定値Ｊ2 を採用した場合は約７０（＝約５０＋２０）ｍ秒で、上記判定値Ｊ1 を採用した場合は約８５（＝約６５＋２０）ｍ秒で、単独運転検出信号ＤＳが出力されることになる。
【００２５】
いずれにしても、約１５ｍ秒の差があり、この約１５ｍ秒の差は、分散電源の単独運転検出においては比較的大きいと言える。これは、電気設備技術基準の解釈第１９条によれば、地絡事故発生後に分散電源の解列が完了するまでの時間として１秒以内が求められており、変電所４の遮断器８は、通常、地絡事故検出後、約０．９秒で解列するので、残された１００ｍ秒以内という高速で分散電源の単独運転を検出することが要請されているからである。
【００２６】
上記約１５ｍ秒という時間差を短縮することができれば、そのぶん単独運転の高速検出が可能になる。また、継続確認時間を長くして、不要検出抑制性能を高めることもできる。
【００２７】
なお、配電系統１の過渡変動は、大きな負荷１１の投入等によっても生じる。
【００２８】
このように、従来の単独運転検出装置３００においては、判定器３０９、３１０における判定値を、上記判定値Ｊ2 のように小さくすると、系統過渡変動時に不要検出を起こす可能性が高くなり、上記判定値Ｊ1 のように大きくすると、分散電源の単独運転の検出が遅くなるので、不要検出抑制と単独運転の高速検出とを両立させることが難しい、という課題がある。
【００２９】
そこでこの発明は、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とを両立させることができるようにすることを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明に係る単独運転検出装置の一つは、
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号および第２の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理積手段とを備えている、ことを特徴としている。
【００３１】
この単独運転検出装置によれば次の作用効果を奏する。
【００３２】
即ち、後でシミュレーション結果等を参照して詳述するけれども、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の注入周波数の電圧（以下これを、他群の注入周波数の電圧と略する）と、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の注入周波数の電圧（以下これを、自群の注入周波数の電圧と略する）とを比べると、表２に示す特徴のあることが分かった。
【００３３】
【表２】
【００３４】
このように、自群の注入周波数の電圧は大きいので、自群電圧抽出手段の応答性を速くしてもＳＮ比良く抽出することができる。しかも当該応答性を速くすることによって、自群電圧判定手段による分散電源の単独運転の検出速度を高めることができる。更に、自群の注入周波数の電圧は大きいので、系統過渡変動の影響を受けにくく、従って不要検出を起こしにくい。しかし、分散電源の単独運転時の自群の注入周波数の電圧変化は小さいので、自群の注入周波数の電圧による単独運転検出のみでは、単独運転検出の信頼性は低くなる。
【００３５】
一方、単独運転時の他群の注入周波数の電圧変化は大きいので、単独運転検出の信頼性は高い。また、上記のように不要検出を起こしにくい自群の注入周波数の電圧による単独運転検出と論理積（ＡＮＤ）を取ることによって、系統過渡変動時の不要検出を抑制することができるので、他群電圧判定値を小さくして単独運転の検出速度を高めることができる。
【００３６】
以上のことをまとめると表３に示すようになり、この発明に係る単独運転検出装置によれば、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出を両立させることができる。しかも、上記論理積を取るので、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００３７】
【表３】
【００３８】
前記他群電圧判定手段および自群電圧判定手段と論理積手段との間に、他群電圧継続判定手段および自群電圧継続判定手段をそれぞれ設けても良い。
【００３９】
前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を、前記自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す検出信号を出力する第２の自群電圧判定手段と、それからの検出信号と前記論理積手段からの検出信号の論理和を取って、両検出信号の少なくとも一方が出力されているときに単独運転検出信号を出力する論理和手段とを更に備えていても良い。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１に記載の発明によれば、他群の注入周波数の電圧が他群電圧判定値を超えたことと、自群の注入周波数の電圧が自群電圧判定値を超えたこととの論理積で単独運転検出信号を出力するよう構成されているので、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出を両立させることができる。しかも、上記論理積を取るので、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００４１】
請求項２、４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、他群電圧継続判定手段と自群電圧継続判定手段とを備えているので、両継続判定手段における継続確認時間を、互いに独立して、配電系統に過渡変動が発生しても不要検出を抑制するのに都合の良い時間にすることができる。しかもそのようにしても、無駄な待ち時間を無くすることができるので、単独運転検出時間が長くなるのを抑えることができる。従って、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とをより効果的に両立させることができる。
【００４２】
請求項３、４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、自群の注入周波数の電圧を、第１の自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較する第２の自群電圧判定手段および論理和手段を更に備えているので、他群の注入周波数電圧の判定では検出することのできない、低圧バンクにおける単独運転の検出をも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の分散電源連系システムの一例を示す単線接続図である。
【図２】従来の単独運転検出装置の一例を示すブロック図である。
【図３】系統過渡変動時および単独運転発生時の、他群の注入周波数の電圧の変化をシミュレーションした結果の一例を示す図であり、電圧は連系点の電圧（２１０Ｖ）中の含有率で表している。
【図４】図３中の時刻ｔ1 前後の拡大図である。
【図５】図３中の時刻ｔ3 前後の拡大図である。
【図６】分散電源保有設備が、この発明に係る単独運転検出装置を備えている場合の分散電源連系システムの一例を示す単線接続図である。
【図７】図６中の分散電源保有設備の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図７中の電流注入装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図７中の同期制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図７中の注入周波数電圧抽出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図７中の電圧判定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図７中の電圧判定装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１３】系統過渡変動時および単独運転発生時の、自群の注入周波数の電圧の変化をシミュレーションした結果の一例を示す図であり、電圧は連系点の電圧（２１０Ｖ）中の含有率で表している。
【図１４】図１３中の時刻ｔ1 前後の拡大図である。
【図１５】図１３中の時刻ｔ3 前後の拡大図である。
【図１６】分散電源保有設備が、この発明に係る単独運転検出装置を備えている場合の分散電源連系システムの他の例を示す単線接続図である。
【図１７】系統過渡変動時および低圧バンクにおける単独運転発生時の、自群の注入周波数の電圧の変化をシミュレーションした結果の一例を示す図であり、電圧は連系点の電圧（２１０Ｖ）中の含有率で表している。
【図１８】図７中の電圧判定装置の構成の更に他の例を示すブロック図である。
【図１９】図７中の電圧判定装置の構成の更に他の例を示すブロック図である。
【図２０】図６および図１６に示す分散電源連系システムを簡略化して示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
（１）分散電源連系システムについて
図６に、分散電源保有設備２０がこの発明に係る単独運転検出装置を備えている場合の分散電源連系システムの一例を示す。この分散電源連系システムは、簡単に言えば、分散電源保有設備２０以外は、図１に示した従来の分散電源連系システムと同じ構成をしている。
【００４５】
以下においては、自分の分散電源保有設備２０を自設備２０、当該自設備２０が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼んでいる。
【００４６】
この分散電源連系システムは、分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２０が配電系統１に接続された構成をしている。より具体的には、配電系統１は、この実施形態では、上位系統２に変電所４の変圧器６および遮断器８を介して高圧配電線１０が接続され、この高圧配電線１０に配電用変圧器１４を介して低圧配電線１６が接続された構成をしていて、この低圧配電線１６に各分散電源保有設備２０が接続されている。例えば、多数の分散電源保有設備２０が高い密度で接続されている（これを低圧高密度連系と言う）。
【００４７】
高圧配電線１０には、負荷１１および力率改善用コンデンサ１２が接続されている。これらは、幾つかの負荷および力率改善用コンデンサを、それぞれまとめて図示したものである。
【００４８】
高圧配電線１０の電圧は例えば６．６ｋＶ、低圧配電線１６の電圧は例えば２１０Ｖであるが、これらに限られるものではない。各配電用変圧器１４は、例えば６６００Ｖ／２１０Ｖの柱上変圧器である。
【００４９】
一つの配電用変圧器１４に一つの分散電源保有設備２０が接続されていても良いし、この実施形態のように複数の分散電源保有設備２０が接続されていても良い。後者がより現実に近い。
【００５０】
各分散電源保有設備２０は、例えば、分散電源を有する発電設備、家庭、スーパーマーケット、工場、その他の設備である。
【００５１】
各分散電源保有設備２０の構成の一例を図７に示す。この分散電源保有設備２０は、分散電源２８およびスイッチ２２を有していて、連系点１８において低圧配電線１６に接続されている。分散電源２８は、例えば、太陽光発電設備、コージェネレーション発電設備、燃料電池発電設備、風力発電設備等である。
【００５２】
分散電源保有設備２０は、更に、配電系統１（具体的にはその低圧配電線１６）に後述する注入周波数の注入電流Ｉinj を注入する電流注入手段としての電流注入装置４０と、うなりの同期制御を行う同期制御手段としての同期制御装置５０と、自設備２０内の分散電源２８の単独運転を検出して単独運転検出信号ＤＳを出力する単独運転検出装置１００とを備えている。
【００５３】
この分散電源連系システムでは、複数の分散電源保有設備２０は、この実施形態のように低圧配電線１６に接続されている場合は、配電用変圧器１４単位で２群に分類されている。即ち、同じ配電用変圧器１４に接続されるものは同一群にするという条件の下で第１群と第２群との２群に分類されている。他群に属する分散電源保有設備２０全体からの注入電流との間で同期を取りやすくするためである。
【００５４】
第１群および第２群を構成する分散電源保有設備２０の数は、それぞれ、少なくとも２台ずつ以上あれば良い。分散電源連系システムを構築した後に、第１群および／または第２群を構成する分散電源保有設備２０の数を変更（増加または減少）しても良い。
【００５５】
そしてこの分散電源連系システムは、先に数１、表１にも示したように、うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差Δｆは両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22はそれぞれ異なる第１組および第２組の注入周波数を用いている。
【００５６】
この四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、いずれも、配電系統１の基本波周波数（例えば６０Ｈｚ）とは異なる周波数にする。当該基本波周波数と区別（分離）を容易にするためである。各組を成す周波数は、うなりを生じさせる程度に互いに近い周波数にする。周波数差Δｆは、うなりの周波数でもある。
【００５７】
上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22を、それらと一定の関係（即ち、ω＝２πｆの関係）にある四つの角周波数ω11、ω12、ω21、ω22で表しても良いし、配電系統１の基本波に対する四つの次数で表しても良い。
【００５８】
上記第１組および第２組の注入周波数を構成する各注入周波数は、いずれも、配電系統１の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍（即ち帯小数倍）の周波数にするのが好ましい。そのようにすると、配電系統１に本来は存在しない（存在しても極めて僅かな）、基本波周波数の非整数倍の周波数を用いることになるので、注入電流による電圧を測定することが容易になる。即ち、ＳＮ比が良くなる。その結果、後述する電流注入装置４０の小容量化を図ることができる。
【００５９】
上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22の例は前述したとおりである。例えば、周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、それぞれ、２．２次、２．４次、２．６次、２．８次である。
【００６０】
第１群に属する各分散電源保有設備２０の電流注入装置４０は、自設備が接続された低圧配電線１６に上記第１組の周波数ｆ11、ｆ12の電流組を含む注入電流Ｉinj を注入する。
【００６１】
第２群に属する各分散電源保有設備２０の電流注入装置４０は、自設備が接続された低圧配電線１６に上記第２組の周波数ｆ21、ｆ22の電流組を含む注入電流Ｉinj を注入する。
【００６２】
両群の各分散電源保有設備２０の同期制御装置５０は、自設備２０から注入する注入電流Ｉinj を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流Ｉinj が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備２０から注入する注入電流Ｉinj の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる。
【００６３】
従ってこの分散電源連系システムも、自設備２０の注入電流Ｉinj が生じさせるうなりと、他群の注入電流Ｉinj が生じさせるうなりとを同期させることを利用して、同一の群に属する複数の分散電源保有設備２０から配電系統１に注入する同一周波数の複数の注入電流をそれぞれ同期させることができる。従って同期信号ラインや外部同期信号源を用いなくて済む。
【００６４】
（２）分散電源保有設備２０の構成要素の具体例
以下の説明では、第１群の分散電源保有設備２０の構成要素（即ち、第１組の注入周波数ｆ11、ｆ12の電流組Ｉ11、Ｉ12を含む注入電流Ｉinj を注入するもの）を例にしているが、第２群の分散電源保有設備２０の構成要素も、周波数の組が反対になる以外は、以下に説明するものと同じである。
【００６５】
なお、注入電流Ｉinj 、電圧Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22等は、時間的に変化する（即ち時間ｔによって変化する）物理量であるが、この出願では特に必要がない限り、時間的に変化する量であることを表す（ｔ）や、ベクトル量であることを表す符号は省略している。
【００６６】
上記電流注入装置４０の構成の一例を図８に示す。この電流注入装置４０は、クロック装置４２、位相発生器４３、４４、注入信号発生器４５、４６、加算器４７および注入電流形成器４８を備えている。この電流注入装置４０は、上記特許文献１に記載の技術とほぼ同様のものである。
【００６７】
クロック装置４２は、時刻ｔを表す信号を発生してそれを位相発生器４３、４４に与える。
【００６８】
位相発生器４３、４４は、上記時刻ｔ、一致位相θe および同期制御装置５０から与えられる位相一致時刻Ｔe を用いて、数２に示す位相θ11、θ12をそれぞれ発生させる。両位相θ11、θ12は、図９に示す同期制御装置５０にも供給される。
【００６９】
位相一致時刻Ｔe は、図９を参照して説明する自設備うなりの位相Δθinj が０度となる時刻（即ち、組を成す電流Ｉ11、Ｉ12の位相が一致する時刻）である。一致位相θe は、自設備うなりの位相Δθinj が０度となる時刻Ｔe での組を成す電流Ｉ11、Ｉ12の位相が一致するときの位相であり、同一群内で共通の値（例えば０度）にする。ω11＝２πｆ11、ω12＝２πｆ12である。
【００７０】
［数２］
θ11＝ω11・（ｔ−Ｔe ）＋θe
θ12＝ω12・（ｔ−Ｔe ）＋θe
【００７１】
注入信号発生器４５、４６は、上記各位相を用いて、次式に示す正弦波交流信号Ｓ11、Ｓ12をそれぞれ発生させる。Ｓ11p 、Ｓ12p は、それぞれの振幅のピーク値である。
【００７２】
［数３］
Ｓ11＝Ｓ11p・ｓｉｎθ11
Ｓ12＝Ｓ12p・ｓｉｎθ12
【００７３】
加算器４７は、両注入信号発生器４５、４６からの信号を加算して、注入信号Ｓinj （＝Ｓ11＋Ｓ12）を形成して出力する。
【００７４】
注入電流形成器４８は、例えば増幅器であり、加算器４７から与えられる信号を増幅して、次式に示す注入電流Ｉinj を出力する。Ｉ11p 、Ｉ12p は、それぞれの振幅のピーク値である。
【００７５】
［数４］
Ｉinj ＝Ｉ11p・ｓｉｎθ11＋Ｉ12p・ｓｉｎθ12
＝Ｉ11＋Ｉ12
【００７６】
上記同期制御装置５０の構成の一例を図９に示す。この同期制御装置５０は、上記特許文献１に記載の技術とほぼ同様のものである。
【００７７】
この同期制御装置５０は、位相演算器５２、減算器５４、５６および位相一致時刻発生器５８を備えている。
【００７８】
位相演算器５２は、この実施形態では単独運転検出装置１００を構成する注入周波数電圧抽出装置６０から与えられる二つの電圧Ｖ21、Ｖ22の商を取り、かつその商の偏角ａｒｇを取り出して、次式で表される他群うなりの位相Δθm を演算して出力する。即ち、この実施形態では、電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出する電圧抽出手段を、同期制御装置５０と単独運転検出装置１００とで共用しているけれども、そのようにせずにそれぞれ別に設けても良い。
【００７９】
［数５］
Δθm ＝ａｒｇ（Ｖ12／Ｖ11）＝θ12−θ11
【００８０】
減算器５４は、電流注入装置４０から与えられる二つの位相θ11、θ12の差を求めて、次式で表される自設備うなりの位相Δθinj を演算して出力する。
【００８１】
［数６］
Δθinj ＝θ12−θ11
【００８２】
減算器５６は、位相演算器５２から与えられる他群うなりの位相Δθm と減算器５４から与えられる自設備うなりの位相Δθinj との差であるうなり位相差ｄθを次式に従って演算して出力する。
【００８３】
［数７］
ｄθ＝Δθm −Δθinj
【００８４】
位相一致時刻発生器５８は、減算器５６から与えられるうなり位相差ｄθに基づいて次式で表される積分を行って、前述した位相一致時刻Ｔe を演算して出力する。Ｋは係数である。
【００８５】
［数８］
Ｔe ＝∫Ｋ・ｄθ（ｔ）
【００８６】
そしてこの同期制御装置５０は、上記位相一致時刻Ｔe を電流注入装置４０（より具体的にはその位相発生器４３、４４）に与えることによって、組を成す位相θ11、θ12を、自設備うなりの位相Δθinj に対して同一群内で共通した一定の位相関係（即ち一致位相θe ）に保ちつつ、それらの位相θ11、θ12を進めたり遅らせたりして、自設備うなりの位相Δθinj を他群うなりの位相Δθm に同期させることができる。
【００８７】
単独運転検出装置１００については以下に説明する。
【００８８】
（３）単独運転検出装置１００の構成の説明
以下においては、第１群の分散電源保有設備２０用の単独運転検出装置１００を例にしており、従って自群とは第１群のことであり、他群とは第２群のことである。第２群用の分散電源保有設備２０用の単独運転検出装置も、周波数の組が反対になる以外は、以下に説明するものと同様である。
【００８９】
単独運転検出装置１００は、図７に示したように、注入周波数電圧抽出装置６０と電圧判定装置７０とを備えている。
【００９０】
注入周波数電圧抽出装置６０の構成の一例を図１０に示す。この注入周波数電圧抽出装置６０は、アナログフィルタ６１、６２、Ａ／Ｄ変換器６３、ディジタルフィルタ６４および離散フーリエ変換器６５〜６８を備えている。アナログフィルタ６１から離散フーリエ変換器６６までの構成は、図２に示した技術とほぼ同様のものである。
【００９１】
自設備２０の上記連系点１８における電圧Ｖs は、アナログフィルタ６１、６２およびＡ／Ｄ変換器６３を通した後、２経路に分岐され、一つはディジタルフィルタ６４を通して離散フーリエ変換器６５、６６に与えられる。もう一つはディジタルフィルタ６４を通さずに離散フーリエ変換器６７、６８に与えられる。
【００９２】
アナログフィルタ６１は、ディジタル処理用にサンプリングを行う際の折り返し雑音（エイリアシング）防止用のローパスフィルタ（アンチエイリアシングフィルタ）であり、例えば１ｋＨｚ以上の信号を除去する。
【００９３】
アナログフィルタ６２は、配電系統１の基本波周波数成分（例えば６０Ｈｚ）除去用のハイパスフィルタである。このアナログフィルタ６２は必須ではないけれども、それを設ける方が好ましい。また、このアナログフィルタ６２と上記アナログフィルタ６１とを、両者の機能を有する一つのバンドパスフィルタで置き換えても良い。
【００９４】
Ａ／Ｄ変換器６３は、アナログ信号をディジタル信号に変換するものである。
【００９５】
ディジタルフィルタ６４は、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22のレベルが小さいので、それらを離散フーリエ変換器６５、６６でＳＮ比良く抽出するためのＱ値（共振の尖鋭度）の高いバンドパスフィルタであり、電圧Ｖ21およびＶ22を通過させる。
【００９６】
離散フーリエ変換器６５、６６は、与えられた信号を離散フーリエ変換して、他群の注入周波数ｆ21、ｆ22の電圧Ｖ21、Ｖ22をそれぞれ抽出して出力する。両電圧Ｖ21、Ｖ22は、前述したように、図９に示した同期制御装置５０にも供給される。
【００９７】
離散フーリエ変換器６７、６８は、与えられた信号を離散フーリエ変換して、自群の注入周波数ｆ11、ｆ12の電圧Ｖ11、Ｖ12をそれぞれ抽出して出力する。
【００９８】
上記アナログフィルタ６１から離散フーリエ変換器６６までが、自設備２０の連系点１８における電圧Ｖs から、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出する他群電圧抽出手段を構成している。
【００９９】
上記アナログフィルタ６１、６２、Ａ／Ｄ変換器６３および離散フーリエ変換器６７、６８が、自設備２０の連系点１８における電圧Ｖs から、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を抽出する手段であって、上記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段を構成している。一般的にＱ値の高いフィルタ６４は応答性が悪く、そのようなＱ値の高いフィルタ６４を含んでいないので、この自群電圧抽出手段の方が応答性が速い。
【０１００】
上記Ｑ値の高いフィルタ６４を設ける代わりに、離散フーリエ変換器６５、６６における計測期間を長くして周波数分解能を高くしても良く、そのようにすればＱ値の高いフィルタを設けたのと同様の効果が得られる。その場合は、この離散フーリエ変換器６５、６６よりも上記離散フーリエ変換器６７、６８の計測期間を短くすれば良く、それによって、自群電圧抽出手段の方の応答性を速くすることができる。
【０１０１】
自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22よりも電圧レベルが大きいので（その詳しい説明は後述する）、Ｑ値の高いフィルタ６４を設けなくても、あるいは離散フーリエ変換器６７、６８の計測期間を短くしても、当該電圧Ｖ11、Ｖ12を離散フーリエ変換器６７、６８でＳＮ比良く抽出することができる。
【０１０２】
電圧判定装置７０の構成の一例を図１１に示す。この電圧判定装置７０は、絶対値演算器７２、７３、判定器７４、７５、ＡＮＤ回路７６、絶対値演算器７８、７９、判定器８０、８１、ＡＮＤ回路８２、８３および継続時間判定器８４を備えている。絶対値演算器７２からＡＮＤ回路７６までの構成は、図２に示した技術とほぼ同様のものであるが、判定値を他群電圧判定値Ｊ3 としている点が異なる。
【０１０３】
絶対値演算器７２、７３は、それぞれ、注入周波数電圧抽出装置６０から与えられる電圧Ｖ21、Ｖ22の絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を演算して出力する。
【０１０４】
判定器７４、７５は、それぞれ、絶対値演算器７２、７３から与えられる上記絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を他群電圧判定値Ｊ3 と比較して、絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜が他群電圧判定値Ｊ3 を超えているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ1 、Ｄ2 をそれぞれ出力する。
【０１０５】
なお、両判定器７４、７５における他群電圧判定値Ｊ3 は、互いに同じ値にするのが簡単で良いけれども、互いに異なる値にしても良い。後述する判定器８０、８１における自群電圧判定値Ｊ4 および判定器９０、９１における第２の自群電圧判定値Ｊ5 についても同様である。
【０１０６】
ＡＮＤ回路７６は、両検出信号Ｄ1 、Ｄ2 の論理積を取って、両検出信号Ｄ1 、Ｄ2 が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ3 を出力する。自設備２０の分散電源２８が単独運転になると、自設備２０の連系点１８から見た配電系統１のアドミタンスが小さくなって、上記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22が上昇するので、上記検出信号Ｄ3 が出力される。
【０１０７】
上記絶対値演算器７２からＡＮＤ回路７６までが、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を用いて、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを判定する他群電圧判定手段を構成している。
【０１０８】
なお、注入周波数の電圧については、上記注入周波数電圧抽出装置６０のように、一組の注入周波数の両方の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出し、かつ上記電圧判定装置７０のように、当該両方の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定結果のＡＮＤ条件で検出信号Ｄ3 を出力するようにすると、単独運転検出を慎重に行って不要検出をより確実に防止することができるので好ましいけれども、いずれか一方の周波数の電圧（Ｖ21またはＶ22）のみを抽出して判定するようにしても良い。その場合はＡＮＤ回路７６は不要である。
【０１０９】
上記のことは、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の抽出および判定についても同様である。また、電圧判定装置７０の後述する他の例においても同様である。
【０１１０】
絶対値演算器７８、７９は、それぞれ、注入周波数電圧抽出装置６０から与えられる電圧Ｖ11、Ｖ12の絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜を演算して出力する。
【０１１１】
判定器８０、８１は、それぞれ、絶対値演算器７８、７９から与えられる上記絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜を自群電圧判定値Ｊ4 と比較して、絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜が自群電圧判定値Ｊ4 を超えているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ4 、Ｄ5 をそれぞれ出力する。
【０１１２】
ＡＮＤ回路８２は、両検出信号Ｄ4 、Ｄ5 の論理積を取って、両検出信号Ｄ4 、Ｄ5 が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ6 を出力する。自設備２０の分散電源２８が単独運転になると、自設備２０の連系点１８から見た配電系統１のアドミタンスが小さくなって、上記自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12が上昇するので、上記検出信号Ｄ6 が出力される。
【０１１３】
上記絶対値演算器７８からＡＮＤ回路８２までが、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を用いて、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを判定する自群電圧判定手段を構成している。
【０１１４】
ＡＮＤ回路８３（論理積手段）は、上記二つの検出信号Ｄ3 、Ｄ6 の論理積を取って、両検出信号Ｄ3 、Ｄ6 が共に出力されているときに検出信号Ｄ7 を出力する。
【０１１５】
上記検出信号Ｄ7 を単独運転検出信号としてこの電圧判定装置７０から出力しても良いけれども、それよりも、この例のように、継続時間判定器８４によって、検出信号Ｄ7 が所定の継続確認時間Ｔ1 のあいだ継続していることを判定して継続したときに単独運転検出信号ＤＳを出力するようにするのが好ましい。そのようにすると、単独運転以外の何らかの原因による電圧Ｖs 等の瞬時の変動による誤検出を防止することができる。この継続確認時間Ｔ1 は、それを長くすると、その分、単独運転検出が遅くなるので、例えば２０ｍ秒程度にすれば良い。この例ではこの単独運転検出信号ＤＳの出力によって、単独運転検出装置１００は、最終的に、それが設けられている自設備２０内の分散電源２８が単独運転になったことを検出したことになる。
【０１１６】
単独運転検出装置１００による単独運転検出後に分散電源２８の解列を行うには、例えば、上記単独運転検出信号ＤＳによって図７に示すスイッチ２２を開放すれば良い。
【０１１７】
上記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22と、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12とを比べると、先に表２に示した特徴のあることが分かった。
【０１１８】
これを図２０を参照して説明する。図２０は、図６および図１６に示す分散電源連系システムを簡略化して示す等価回路図である。この図２０では、説明を簡単にするために次のように表している。
【０１１９】
即ち、上記変圧器６のインピーダンスを含めた上位系統２のインピーダンスをＺs 、それに注入電流から見て並列な高圧の負荷１１のインピーダンスをＺHL、変圧器１４のインピーダンスをＺt 、それに注入電流から見て並列な低圧の負荷のインピーダンスをＺLLで表している。
【０１２０】
また、自群および他群の注入周波数は、それぞれ、一つの周波数で代表させている（即ちこの例では前述したｆ11とｆ21で代表させているが、ｆ12とｆ22の場合も同様である）。そして、同じ配電用変圧器１４に接続されている自群の分散電源保有設備２０の電流注入装置４０からの注入電流の合計をＩ11、高圧配電線１０への他群の分散電源保有設備２０の電流注入装置４０からの注入電流の合計をＩ21、自設備２０の連系点１８における自群の注入周波数の電圧をＶ11、他群の注入周波数の電圧をＶ21で表している。
【０１２１】
更に、上記各インピーダンス、各電圧および各電流は、統一して、全て高圧側に換算した値として扱う。
【０１２２】
一般的にＺHL≫Ｚs 、ＺLL≫Ｚt であるので、定常時は、それらＺHL、ＺLLを無視すると、連系点１８における上記電圧Ｖ11、Ｖ21は次式で表される。
【０１２３】
［数９］
Ｖ11≒（Ｚs ＋Ｚt ）・Ｉ11
Ｖ21≒Ｚs ・Ｉ21
【０１２４】
ここで、Ｉ11≒Ｉ21とすると、一般的にＺt ≫Ｚs であるから、Ｖ11≫Ｖ21となる。即ち、連系点１８における電圧レベルは、表２に示したように、他群の注入周波数の電圧Ｖ21よりも自群の注入周波数の電圧Ｖ11の方が遥かに大きくなる。
【０１２５】
定常時の電圧レベルの大小と、系統過渡変動の影響の受けやすさの大小とは逆の関係にあるので、表２に示したように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11よりも他群の注入周波数の電圧Ｖ21の方が系統過渡変動の影響を受けやすい。
【０１２６】
変電所４の遮断器８が開放されて単独運転が発生したときの、連系点１８における上記電圧Ｖ11、Ｖ21は次式で表される。ここでも、上述したようにＺLL≫Ｚt であるのでＺLLは無視している。
【０１２７】
［数１０］
Ｖ11≒（ＺHL＋Ｚt ）・Ｉ11
Ｖ21≒ＺHL・Ｉ21
【０１２８】
上記数９の状態から数１０の状態への変化の際、大まかに言えばＺt ≒ＺHL≫Ｚs であるので、電圧Ｖ11は約２倍程度になるのに対して、電圧Ｖ21は数十倍程度にもなる。即ち、単独運転発生時の電圧の変化は、表２に示したように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11よりも他群の注入周波数の電圧Ｖ21の方が遥かに大きくなる。
【０１２９】
各組を成す他の周波数の電圧、即ち、自群の注入周波数の電圧Ｖ12と他群の注入周波数の電圧Ｖ22との関係についても、上記と同様である。
【０１３０】
図２０中の開閉器１３については後述する。
【０１３１】
図３〜図５の場合と同じ前記シミュレーションモデルを用いて、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化をシミュレーションした結果の一例を図１３〜図１５に示す。自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の測定には、図１０に示した注入周波数電圧抽出装置６０中のものと同様の回路を用いた。これと先の（即ち図３〜図５の）シミュレーション結果を比べると次のことが分かる。
【０１３２】
定常時の自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12のレベルは、図３〜図５に示した他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22に比べて数十倍程度大きいことが分かる。
【０１３３】
力率改善用コンデンサ（略称ＳＣ）の投入時、即ち系統過渡変動時の自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化は定常時の１．５倍以下であり、定常時の３〜４倍程度になる前記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の変化に比べて小さく、従って自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は系統過渡変動の影響を受けにくいことが分かる。
【０１３４】
反面、単独運転発生時の自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化は、定常時の約２倍程度であり、定常時の数十倍程度になる前記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の変化に比べて小さいことが分かる。
【０１３５】
以上を総合すると、上記電圧判定装置７０を構成する自群電圧判定手段用の上記自群電圧判定値Ｊ4 は、例えば定常時の電圧Ｖ11、Ｖ12の１．５倍程度に設定すれば良く、そのようにすれば、系統過渡変動時の不要検出を防止すると共に、自設備２０の分散電源２８の単独運転を確実に検出することができる。図１３〜図１５中の自群電圧判定値Ｊ4 は、定常時の１．５倍にした例である。
【０１３６】
このように、シミュレーションによっても、上記表２に示した特徴が確かめられた。
【０１３７】
以上の説明から分かるように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は大きいので、前述したように、注入周波数電圧抽出装置６０を構成している自群電圧抽出手段の応答性を速くしても、当該電圧Ｖ11、Ｖ12をＳＮ比良く抽出することができる。しかも当該応答性を速くすることによって、自群電圧判定手段による分散電源２８の単独運転の検出速度を高めることができる。
【０１３８】
例えば、図１５に示すように、自群電圧判定値Ｊ4 を定常時の１．５倍に設定している場合、単独運転発生時は、時刻ｔ8 で電圧Ｖ12が判定値Ｊ4 を超えるので上記検出信号Ｄ5 が出力され、時刻ｔ9 （単独運転発生後約２５ｍ秒）で電圧Ｖ11が判定値Ｊ4 を超えるので上記検出信号Ｄ4 が出力され、その時点でＡＮＤ条件が成立して、単独運転検出を表す上記検出信号Ｄ6 が出力される。この場合は、前述した図５において定常時の５倍の判定値Ｊ1 を採用している従来技術の単独運転検出に要する時間（約６５ｍ秒）に比べて約４０（＝６５−２５）ｍ秒速い。
【０１３９】
更に、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は大きいので、配電系統１の過渡変動の影響を受けにくく、従って不要検出を起こしにくい。しかし、分散電源２８の単独運転時の自群の注入周波数の電圧変化は小さいので、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転検出のみでは、単独運転検出の信頼性は低くなる。
【０１４０】
一方、単独運転時の他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の変化は大きいので、単独運転検出の信頼性は高い。また、上記のように不要検出を起こしにくい自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転検出と論理積（ＡＮＤ）を取ることによって、配電系統１の過渡変動時の不要検出を抑制することができるので、電圧判定装置７０を構成する他群電圧判定手段の上記他群電圧判定値Ｊ3 を小さくして単独運転の検出速度を高めることができる。例えば、当該判定値Ｊ3 を、図３〜図５に示した判定値Ｊ2 と同じ、定常時の２倍程度に設定することができる。２倍に設定した場合は、図５を参照して説明したように、単独運転発生後の時刻ｔ5 （約５０ｍ秒）で単独運転を検出することができるので、定常時の約５倍の判定値Ｊ1 を採用している従来技術の単独運転検出時間（約６５ｍ秒）に比べて約１５（＝６５−５０）ｍ秒速い。この約１５ｍ秒の差が持つ効果が大きいことは、前述したとおりである。
【０１４１】
即ち、検出時間を約１５ｍ秒短縮することができるので、単独運転の高速検出が可能になる。また、上記継続確認時間Ｔ1 を長くして、不要検出抑制の性能を高めることもできる。
【０１４２】
上記シミュレーション結果および表２に示した特徴からも分かるように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の方が変化が小さいので、定常時電圧に対する上記自群電圧判定値Ｊ4 の倍率は、上記他群電圧判定値Ｊ3 の倍率よりも小さくするのが好ましい。この実施形態では、上記のように、自群電圧判定値Ｊ4 の倍率を１．５倍、他群電圧判定値Ｊ3 の倍率を２倍にしている。
【０１４３】
上記のことをまとめると、前述した表３となる。即ち、この実施形態の単独運転検出装置１００では、電圧判定装置７０を構成する他群電圧判定手段の他群電圧判定値Ｊ3 を小さくして、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22による単独運転検出を行うことができる。そのようにすると、先に図３〜図５を参照して説明したように、系統過渡変動時の不要検出の可能性は高まるけれども、上述したように単独運転の検出速度を高めることができる。
【０１４４】
一方、上記単独運転検出と併用している自群の注入周波数電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転検出では、注入周波数電圧抽出装置６０を構成する自群電圧抽出手段の応答性を速くしているので、当該電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転の検出速度は高い。しかも、上記のように自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は系統過渡変動の影響を受けにくいので、不要検出の可能性は小さい。
【０１４５】
そして、電圧判定装置７０において、上記のような特徴を有する他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22による判定結果（即ち検出信号Ｄ3 ）と、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12による判定結果（即ち検出信号Ｄ6 ）との論理積を取って単独運転を検出する（即ち検出信号Ｄ7 ひいては単独運転検出信号ＤＳを出力する）ようにしているので、配電系統１の過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源２８の単独運転の高速検出を両立させることができる。しかも、上記２要素の論理積を取ることによって、１要素（例えば自群の注入周波数電圧のみによる単独運転検出）の場合に比べて不要検出の可能性を減らすことができるので、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【０１４６】
（４）電圧判定装置７０の構成の他の例
以下においては、電圧判定装置７０の構成の他の例を、図１１に示したものとの相違点を主体に説明する。
【０１４７】
電圧判定装置７０は、図１２に示す構成でも良い。この電圧判定装置７０においては、上記絶対値演算器７２からＡＮＤ回路７６までの他群電圧判定手段のすぐ後に、上記検出信号Ｄ3 が継続確認時間Ｔ2 のあいだ継続していることを判定して継続したときに検出信号Ｄ8 を出力する継続時間判定器８５（他群電圧継続判定手段）を設け、上記絶対値演算器７８からＡＮＤ回路８２までの自群電圧判定手段のすぐ後に、上記検出信号Ｄ6 が継続確認時間Ｔ3 のあいだ継続していることを判定して継続したときに検出信号Ｄ9 を出力する継続時間判定器８６（自群電圧継続判定手段）を設けている。そして、ＡＮＤ回路８８（論理積手段）において両検出信号Ｄ8 、Ｄ9 の論理積を取って両検出信号Ｄ8 、Ｄ9 が共に出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳを出力するようにしている。
【０１４８】
図１２に示す電圧判定装置７０によれば、他群電圧継続判定用の継続時間判定器８５と自群電圧継続判定用の継続時間判定器８６とを備えているので、両継続時間判定器８５、８６における継続確認時間Ｔ2 、Ｔ3 を、互いに独立して、配電系統１に過渡変動が発生しても不要検出を抑制するのに都合の良い時間にすることができる。しかもそのようにしても、無駄な待ち時間を無くすることができるので、単独運転検出時間が長くなるのを抑えることができる。従って、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源２８の単独運転の高速検出とをより効果的に両立させることができる。
【０１４９】
例えば、図５を参照して説明したように、他群電圧判定値Ｊ3 の場合の他群の注入周波数電圧による単独運転検出時刻ｔ5 （約５０ｍ秒）よりも、図１５を参照して説明したように、自群電圧判定値Ｊ4 の場合の自群の注入周波数電圧による単独運転検出時刻ｔ9 （約２５ｍ秒）の方が速いので、Ｔ2 ＜Ｔ3 に設定することができる。より具体例を挙げると、Ｔ2 は２０ｍ秒、Ｔ3 は４０ｍ秒に設定しても良い。その場合に、上記検出信号Ｄ8 が出力されるまでの時間は約７０（＝約５０＋２０）ｍ秒となり、上記検出信号Ｄ9 が出力されるまでの時間は約６５（＝約２５＋４０）ｍ秒となるので、上記単独運転検出信号ＤＳは単独運転発生後約７０ｍ秒で出力されることになる。これは、前述した１００ｍ秒以内を十分に満たしている。
【０１５０】
上記約７０ｍ秒というのは、図１１に示した電圧判定装置７０中の継続時間判定器８４における継続確認時間Ｔ1 を２０ｍ秒に設定した場合と同じ速さであるけれども、図１２に示す電圧判定装置７０では継続時間判定器８６における継続確認時間Ｔ3 を４０ｍ秒というように長く取ることができるので、自群の注入周波数電圧側の不要検出抑制の性能をより高めることができる。従って単独運転検出の信頼性をより向上させることができる。
【０１５１】
ところで、図１６に示す例のように、高圧配電線１０と配電用変圧器１４との間に開閉器（例えば高圧カットアウト）１３が設けられている場合がある。この開閉器１３が開放されると、その開閉器１３のラインの低圧配電線１６に接続されている分散電源保有設備２０内の分散電源２８は単独運転になる。これを低圧バンクにおける単独運転と呼ぶことにする。
【０１５２】
この低圧バンクにおける単独運転は、他群の注入周波数の電圧の増大を検出する前述したような手段では検出することはできない。開閉器１３の開放によって他群の注入周波数の電圧を測定することができなくなるからである（図２０も参照）。
【０１５３】
ところが、上記低圧バンクにおける単独運転時は、自群の注入周波数の電圧が大きく増大するので、これを利用することによって当該単独運転を検出することができる。
【０１５４】
これを前述した図２０を参照して先と同じ条件で説明すると、自設備の連系点１８における自群の注入周波数の電圧Ｖ11は、開閉器１３が開放されると次式で表される。
【０１５５】
［数１１］
Ｖ11≒ＺLL・Ｉ11
【０１５６】
これと、先に数９に示した定常時の電圧Ｖ11とを比べると、一般的にＺLL≫Ｚt ≫Ｚs であるので、数１１の電圧Ｖ11の方が遥かに大きくなる。
【０１５７】
図３〜図５および図１３〜図１５の場合と同じ前記シミュレーションモデルを用いて、力率改善用コンデンサ（略称ＳＣ）の投入時と低圧バンクにおける単独運転発生時の、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化をシミュレーションした結果の一例を図１７に示す。この図１７は図１３に対応しているが、縦軸の目盛の違いに注目されたい。低圧バンクにおける単独運転発生時に、電圧Ｖ11、Ｖ12は、定常時の約４倍程度に上昇している。
【０１５８】
上述した低圧バンクにおける単独運転をも検出することができるようにした電圧判定装置７０の例を次に説明する。
【０１５９】
図１８に示す電圧判定装置７０は、図１１に示した電圧判定装置７０に、判定器９０、９１、ＡＮＤ回路９２、継続時間判定器９３およびＯＲ回路９４を追加したものである。この場合、上記継続時間判定器８４から出力される信号は、単独運転検出信号ＤＳとはせずに検出信号Ｄ10とし、それをＯＲ回路９４に供給する。
【０１６０】
判定器９０、９１は、それぞれ、絶対値演算器７８、７９から与えられる上記絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜を第２の自群電圧判定値Ｊ5 と比較して、絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜が自群電圧判定値Ｊ5 を超えているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ11、Ｄ12をそれぞれ出力する。第２の自群電圧判定値Ｊ5 は、例えば定常時の電圧Ｖ11、Ｖ12の２倍程度に設定すれば良い。図１７中の判定値Ｊ5 は２倍にした例である。
【０１６１】
ＡＮＤ回路９２は、両検出信号Ｄ11、Ｄ12の論理積を取って、両検出信号Ｄ11、Ｄ12が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ13を出力する。図１７の例では、時刻ｔ10にＡＮＤ条件が成立するので検出信号Ｄ13が出力される。
【０１６２】
上記絶対値演算器７８、７９および絶対値演算器９０からＡＮＤ回路９２までが、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を用いて、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを判定する第２の自群電圧判定手段を構成している。
【０１６３】
この図１８に示す電圧判定装置７０の場合も、ＯＲ回路９４（論理和手段）によって上記検出信号Ｄ7 およびＤ13の論理和を取って、両検出信号Ｄ7 、Ｄ13の少なくとも一方が出力されているときに前記単独運転検出信号ＤＳを出力するようにしても良いけれども、継続時間判定器８４について図７を参照して説明したのと同様の理由によって、この例のように上記継続時間判定器８４（他群電圧継続判定手段）および継続時間判定器９３（自群電圧継続判定手段）を設けておいて、ＯＲ回路９４によって両継続時間判定器８４、９３からの検出信号Ｄ10、Ｄ14の論理和を取って、両検出信号Ｄ10、Ｄ14の少なくとも一方が出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳを出力するのが好ましい。
【０１６４】
継続時間判定器９３における継続確認時間Ｔ4 は、例えば０．５秒に設定すれば良い。これは、次の非特許文献１において、この発明のような能動的方式の単独運転検出装置においては、低圧バンクにおける単独運転時の解列時限は０．５秒以上１秒以内に整定することが記載されており、上記継続確認時間Ｔ4 を０．５秒にすればこれに従うことができるからである。
【０１６５】
非特許文献１：「系統連系規程」、ＪＥＡＣ ９７０１−２００６、社団法人日本電気協会 系統連系専門部会、平成１８年８月３０日第４版第２刷発行、５０頁
【０１６６】
以上のように、図１８に示す電圧判定装置７０によれば、図１１に示した電圧判定装置７０が奏する効果に加えて、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定では検出することのできない、低圧バンクにおける単独運転の検出をも行うことができる、という効果を奏することができる。
【０１６７】
図１９に示す電圧判定装置７０は、図１２に示した電圧判定装置７０に、上記判定器９０、９１、ＡＮＤ回路９２、継続時間判定器９３およびＯＲ回路９４を追加したものである。この場合、上記ＡＮＤ回路８８から出力される信号は、単独運転検出信号ＤＳとはせずに検出信号Ｄ15とし、それをＯＲ回路９４に供給する。
【０１６８】
従ってこの電圧判定装置７０も、図１８に示した電圧判定装置７０の場合と同様の作用効果を奏することができる。即ち、図１９に示す電圧判定装置７０によれば、図１２に示した電圧判定装置７０が奏する効果に加えて、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定では検出することのできない、低圧バンクにおける単独運転の検出をも行うことができる、という効果を奏することができる。
【０１６９】
なお、上記分散電源保有設備２０の全てが、必ずしも上記単独運転検出装置１００を採用している必要はない。例えば、上記単独運転検出装置１００の代わりに、図２に示した従来の単独運転検出装置３００または上記特許文献１に記載の単独運転検出装置等を採用していても良い。上記単独運転検出装置１００は、それが適用される分散電源保有設備２０について、上述した効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 配電系統
１０ 高圧配電線
１６ 低圧配電線
１８ 連系点
２０ 分散電源保有設備
２８ 分散電源
４０ 電流注入装置
５０ 同期制御装置
６０ 注入周波数電圧抽出装置
７０ 電圧判定装置
１００ 単独運転検出装置
Ｖs 連系点の電圧
Ｉinj 注入電流
Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22 注入周波数の電圧
ＤＳ 単独運転検出信号
【技術分野】
【０００１】
この発明は、分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が２群に分けて配電系統に接続されており、しかも各群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する注入電流が生じさせるうなりを他群に属する分散電源保有設備から注入する注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりに同期させる手段を有している、という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出する単独運転検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に示すような分散電源連系システムが既に提案されている（例えば特許文献１参照）。この分散電源連系システムの構成は次のとおりである。
【０００３】
（ａ）分散電源（図７中の分散電源２８参照）をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２００が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統１に接続されていて、
（ｂ）数１、表１にも示すように、うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差Δｆは両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22はそれぞれ異なると共に配電系統１の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）第１群に属する各分散電源保有設備２００は、第１組の注入周波数の電流組Ｉ11、Ｉ12を含む注入電流を配電系統１に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）第２群に属する各分散電源保有設備２００は、第２組の注入周波数の電流組Ｉ21、Ｉ22を含む注入電流を配電系統１に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備２００を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、各分散電源保有設備２００は、自設備から注入する注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している。
【０００４】
［数１］
｜ｆ11−ｆ12｜＝｜ｆ21−ｆ22｜＝Δｆ
ｆ11≠ｆ12≠ｆ21≠ｆ22
【０００５】
【表１】
【０００６】
なお、この出願では、符号に添字１１を有する物理量（周波数、電圧、電流等）と添字１２を有する物理量とが第１組を示し、添字２１を有する物理量と添字２２を有する物理量とが第２組を示している。例えば、上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、それぞれ、１３２Ｈｚ（２．２次）、１４４Ｈｚ（２．４次）、１５６Ｈｚ（２．６次）、１６８Ｈｚ（２．８次）である。括弧内は、配電系統１の基本波（例えば６０Ｈｚ＝１次）に対する次数で表したものである。以下における例では、全て、ここに例示した周波数を用いている。但しこれに限られるものではない。
【０００７】
配電系統１は、この例では、上位系統２に変電所４の変圧器６および遮断器８を介して高圧配電線１０が接続され、この高圧配電線１０に配電用変圧器１４を介して低圧配電線１６が接続された構成をしていて、この低圧配電線１６に各分散電源保有設備２００が接続されている。高圧配電線１０には、負荷１１および力率改善用コンデンサ１２が接続されている。高圧配電線１０の電圧は例えば６．６ｋＶ、低圧配電線１６の電圧は例えば２１０Ｖである。
【０００８】
上記分散電源連系システムによれば、自設備の注入電流が生じさせるうなりと、他群の注入電流が生じさせるうなりとを同期させることを利用して、同一の群に属する複数の分散電源保有設備２００から配電系統１に注入する同一周波数の複数の注入電流をそれぞれ同期させることができる。従って同期信号ラインや外部同期信号源を用いなくて済む。
【０００９】
更に、各分散電源保有設備２００は、自設備２００と配電系統１（より具体的にはその低圧配電線１６）との連系点における電圧Ｖs に含まれている上記注入周波数の電圧を測定（抽出）して、当該電圧の増大から、自設備内の分散電源が単独運転になったことを検出する単独運転検出装置を有している。
【００１０】
より具体的には、第１群に属する分散電源保有設備２００用の単独運転検出装置は、他群の（即ち上記第２組の）注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の内の少なくとも一方の電圧を測定して上記単独運転を検出する。第２群に属する分散電源保有設備２００用の単独運転検出装置は、他群の（即ち上記第１組の）注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の内の少なくとも一方の電圧を測定して上記単独運転を検出する。
【００１１】
上記単独運転検出装置の構成の従来例を図２に示す。この単独運転検出装置３００は第１群用のものである。これとほぼ同様の構成は、上記特許文献１にも記載されている。
【００１２】
この単独運転検出装置３００は、自設備の上記連系点における電圧Ｖs をアナログフィルタ３０１、３０２、Ａ／Ｄ変換器３０３およびディジタルフィルタ３０４を通して離散フーリエ変換器３０５、３０６に供給し、それらで他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22をそれぞれ抽出し、それらの絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を絶対値演算器３０７、３０８でそれぞれ演算し、当該絶対値を判定器３０９、３１０で所定の判定値Ｊ1 とそれぞれ比較し、絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜が判定値Ｊ1 を超えたときに検出信号Ｓ1 、Ｓ2 をそれぞれ出力するよう構成されている。更に、ＡＮＤ回路３１１で両検出信号Ｓ1 、Ｓ2 の論理積を取って両検出信号Ｓ1 、Ｓ2 が共に出力されているときに検出信号Ｓ3 を出力し、当該検出信号Ｓ3 が所定の継続確認時間（例えば２０ｍ秒）のあいだ継続していることを継続時間判定器３１２で判定して継続したときに、自設備内の分散電源が単独運転になったことを表す単独運転検出信号ＤＳを出力するよう構成されている。
【００１３】
アナログフィルタ３０１は、ディジタル処理用にサンプリングを行う際の折り返し雑音（エイリアシング）防止用のローパスフィルタ（アンチエイリアシングフィルタ）である。
【００１４】
アナログフィルタ３０２は、配電系統１の基本波周波数成分（例えば６０Ｈｚ）除去用のハイパスフィルタである。
【００１５】
ディジタルフィルタ３０４は、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22が小さいので、それらを離散フーリエ変換器３０５、３０６でＳＮ比良く抽出するためのＱ値（共振の尖鋭度）の高いバンドパスフィルタであり、電圧Ｖ21およびＶ22を通過させる。
【００１６】
第２群用の単独運転検出装置も、抽出する電圧が他群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12になる以外は、上記単独運転検出装置３００と同様の構成をしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００９−１１１４２号公報（段落００１８−００２０、図１、図２、図２１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
上記従来の単独運転検出装置３００においては、配電系統１における過渡変動時の不要検出（即ち、単独運転でないのに単独運転と誤検出すること）の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とを両立させることが難しいという課題がある。
【００１９】
これを、図３〜図５に示すシミュレーション結果を用いて説明する。
【００２０】
このシミュレーションは、図１に示した分散電源連系システムを模擬したシミュレーションモデルを用いて行った。当該シミュレーションモデルでは、高圧配電線１０の電圧を６．６ｋＶ、変圧器６を含めた上位系統２の短絡容量を１００ＭＶＡ、２１０Ｖの低圧バンクを３バンク、変圧器６から低圧３バンクまでの高圧配電線１０のインピーダンスを１２＋ｊ１６％（１０ＭＶＡベース）とし、かつ各低圧バンクごとに、２５０／３ｋＷの抵抗負荷、２５０／３ｋＷの分散電源および８Ａの電流注入装置を有しているものとした。また、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の測定には、図２に示した単独運転検出装置３００中のものと同様の回路を用いた。
【００２１】
そして、図３に示すように、系統過渡変動時の一例として、上記力率改善用コンデンサ１２に相当する３００ｋＶＡ６％Ｌ（インダクタンス）付力率改善用コンデンサ（略称ＳＣ）を時刻ｔ1 （１．５秒。これは測定開始からの時刻である。以下同様）に投入し、時刻ｔ2 （２秒）に開放した。また、時刻ｔ3 （２．３秒）に、上記遮断器８に相当する遮断器を開放して、分散電源保有設備２００内の分散電源の単独運転を発生させた。
【００２２】
従来の単独運転検出装置３００においては、上記判定値Ｊ1 は、定常時の電圧Ｖ21、Ｖ22の約５倍に設定している。これは、例えば定常時の約２倍の判定値Ｊ2 を用いると、図３、図４に示すように、力率改善用コンデンサ投入時に、単独運転でないのに電圧Ｖ21およびＶ22が判定値Ｊ2 を超えて、不要検出を起こしてしまうので、これを防止するためである。
【００２３】
ところが、単独運転発生時は、図３、図５に示すように、上記判定値Ｊ2 の場合は、時刻ｔ4 で電圧Ｖ22が判定値Ｊ2 を超えるので上記検出信号Ｓ2 が出力され、時刻ｔ5 （単独運転発生後約５０ｍ秒）で電圧Ｖ21が判定値Ｊ2 を超えるので上記検出信号Ｓ1 が出力され、その時点でＡＮＤ条件が成立して上記検出信号Ｓ3 が出力される。これに対して、上記判定値Ｊ1 の場合は、時刻ｔ7 （単独運転発生後約６５ｍ秒）でＡＮＤ条件が成立して上記検出信号Ｓ3 が出力されるので、単独運転検出が遅くなる。両者の差は約１５ｍ秒である。
【００２４】
上記継続時間判定器３１２における継続確認時間の２０ｍ秒を加味すると、上記判定値Ｊ2 を採用した場合は約７０（＝約５０＋２０）ｍ秒で、上記判定値Ｊ1 を採用した場合は約８５（＝約６５＋２０）ｍ秒で、単独運転検出信号ＤＳが出力されることになる。
【００２５】
いずれにしても、約１５ｍ秒の差があり、この約１５ｍ秒の差は、分散電源の単独運転検出においては比較的大きいと言える。これは、電気設備技術基準の解釈第１９条によれば、地絡事故発生後に分散電源の解列が完了するまでの時間として１秒以内が求められており、変電所４の遮断器８は、通常、地絡事故検出後、約０．９秒で解列するので、残された１００ｍ秒以内という高速で分散電源の単独運転を検出することが要請されているからである。
【００２６】
上記約１５ｍ秒という時間差を短縮することができれば、そのぶん単独運転の高速検出が可能になる。また、継続確認時間を長くして、不要検出抑制性能を高めることもできる。
【００２７】
なお、配電系統１の過渡変動は、大きな負荷１１の投入等によっても生じる。
【００２８】
このように、従来の単独運転検出装置３００においては、判定器３０９、３１０における判定値を、上記判定値Ｊ2 のように小さくすると、系統過渡変動時に不要検出を起こす可能性が高くなり、上記判定値Ｊ1 のように大きくすると、分散電源の単独運転の検出が遅くなるので、不要検出抑制と単独運転の高速検出とを両立させることが難しい、という課題がある。
【００２９】
そこでこの発明は、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とを両立させることができるようにすることを主たる目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
この発明に係る単独運転検出装置の一つは、
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号および第２の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理積手段とを備えている、ことを特徴としている。
【００３１】
この単独運転検出装置によれば次の作用効果を奏する。
【００３２】
即ち、後でシミュレーション結果等を参照して詳述するけれども、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の注入周波数の電圧（以下これを、他群の注入周波数の電圧と略する）と、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の注入周波数の電圧（以下これを、自群の注入周波数の電圧と略する）とを比べると、表２に示す特徴のあることが分かった。
【００３３】
【表２】
【００３４】
このように、自群の注入周波数の電圧は大きいので、自群電圧抽出手段の応答性を速くしてもＳＮ比良く抽出することができる。しかも当該応答性を速くすることによって、自群電圧判定手段による分散電源の単独運転の検出速度を高めることができる。更に、自群の注入周波数の電圧は大きいので、系統過渡変動の影響を受けにくく、従って不要検出を起こしにくい。しかし、分散電源の単独運転時の自群の注入周波数の電圧変化は小さいので、自群の注入周波数の電圧による単独運転検出のみでは、単独運転検出の信頼性は低くなる。
【００３５】
一方、単独運転時の他群の注入周波数の電圧変化は大きいので、単独運転検出の信頼性は高い。また、上記のように不要検出を起こしにくい自群の注入周波数の電圧による単独運転検出と論理積（ＡＮＤ）を取ることによって、系統過渡変動時の不要検出を抑制することができるので、他群電圧判定値を小さくして単独運転の検出速度を高めることができる。
【００３６】
以上のことをまとめると表３に示すようになり、この発明に係る単独運転検出装置によれば、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出を両立させることができる。しかも、上記論理積を取るので、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００３７】
【表３】
【００３８】
前記他群電圧判定手段および自群電圧判定手段と論理積手段との間に、他群電圧継続判定手段および自群電圧継続判定手段をそれぞれ設けても良い。
【００３９】
前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を、前記自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す検出信号を出力する第２の自群電圧判定手段と、それからの検出信号と前記論理積手段からの検出信号の論理和を取って、両検出信号の少なくとも一方が出力されているときに単独運転検出信号を出力する論理和手段とを更に備えていても良い。
【発明の効果】
【００４０】
請求項１に記載の発明によれば、他群の注入周波数の電圧が他群電圧判定値を超えたことと、自群の注入周波数の電圧が自群電圧判定値を超えたこととの論理積で単独運転検出信号を出力するよう構成されているので、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出を両立させることができる。しかも、上記論理積を取るので、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【００４１】
請求項２、４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、他群電圧継続判定手段と自群電圧継続判定手段とを備えているので、両継続判定手段における継続確認時間を、互いに独立して、配電系統に過渡変動が発生しても不要検出を抑制するのに都合の良い時間にすることができる。しかもそのようにしても、無駄な待ち時間を無くすることができるので、単独運転検出時間が長くなるのを抑えることができる。従って、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源の単独運転の高速検出とをより効果的に両立させることができる。
【００４２】
請求項３、４に記載の発明によれば次の更なる効果を奏する。即ち、自群の注入周波数の電圧を、第１の自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較する第２の自群電圧判定手段および論理和手段を更に備えているので、他群の注入周波数電圧の判定では検出することのできない、低圧バンクにおける単独運転の検出をも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来の分散電源連系システムの一例を示す単線接続図である。
【図２】従来の単独運転検出装置の一例を示すブロック図である。
【図３】系統過渡変動時および単独運転発生時の、他群の注入周波数の電圧の変化をシミュレーションした結果の一例を示す図であり、電圧は連系点の電圧（２１０Ｖ）中の含有率で表している。
【図４】図３中の時刻ｔ1 前後の拡大図である。
【図５】図３中の時刻ｔ3 前後の拡大図である。
【図６】分散電源保有設備が、この発明に係る単独運転検出装置を備えている場合の分散電源連系システムの一例を示す単線接続図である。
【図７】図６中の分散電源保有設備の構成の一例を示すブロック図である。
【図８】図７中の電流注入装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図９】図７中の同期制御装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１０】図７中の注入周波数電圧抽出装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１１】図７中の電圧判定装置の構成の一例を示すブロック図である。
【図１２】図７中の電圧判定装置の構成の他の例を示すブロック図である。
【図１３】系統過渡変動時および単独運転発生時の、自群の注入周波数の電圧の変化をシミュレーションした結果の一例を示す図であり、電圧は連系点の電圧（２１０Ｖ）中の含有率で表している。
【図１４】図１３中の時刻ｔ1 前後の拡大図である。
【図１５】図１３中の時刻ｔ3 前後の拡大図である。
【図１６】分散電源保有設備が、この発明に係る単独運転検出装置を備えている場合の分散電源連系システムの他の例を示す単線接続図である。
【図１７】系統過渡変動時および低圧バンクにおける単独運転発生時の、自群の注入周波数の電圧の変化をシミュレーションした結果の一例を示す図であり、電圧は連系点の電圧（２１０Ｖ）中の含有率で表している。
【図１８】図７中の電圧判定装置の構成の更に他の例を示すブロック図である。
【図１９】図７中の電圧判定装置の構成の更に他の例を示すブロック図である。
【図２０】図６および図１６に示す分散電源連系システムを簡略化して示す等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
（１）分散電源連系システムについて
図６に、分散電源保有設備２０がこの発明に係る単独運転検出装置を備えている場合の分散電源連系システムの一例を示す。この分散電源連系システムは、簡単に言えば、分散電源保有設備２０以外は、図１に示した従来の分散電源連系システムと同じ構成をしている。
【００４５】
以下においては、自分の分散電源保有設備２０を自設備２０、当該自設備２０が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼んでいる。
【００４６】
この分散電源連系システムは、分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備２０が配電系統１に接続された構成をしている。より具体的には、配電系統１は、この実施形態では、上位系統２に変電所４の変圧器６および遮断器８を介して高圧配電線１０が接続され、この高圧配電線１０に配電用変圧器１４を介して低圧配電線１６が接続された構成をしていて、この低圧配電線１６に各分散電源保有設備２０が接続されている。例えば、多数の分散電源保有設備２０が高い密度で接続されている（これを低圧高密度連系と言う）。
【００４７】
高圧配電線１０には、負荷１１および力率改善用コンデンサ１２が接続されている。これらは、幾つかの負荷および力率改善用コンデンサを、それぞれまとめて図示したものである。
【００４８】
高圧配電線１０の電圧は例えば６．６ｋＶ、低圧配電線１６の電圧は例えば２１０Ｖであるが、これらに限られるものではない。各配電用変圧器１４は、例えば６６００Ｖ／２１０Ｖの柱上変圧器である。
【００４９】
一つの配電用変圧器１４に一つの分散電源保有設備２０が接続されていても良いし、この実施形態のように複数の分散電源保有設備２０が接続されていても良い。後者がより現実に近い。
【００５０】
各分散電源保有設備２０は、例えば、分散電源を有する発電設備、家庭、スーパーマーケット、工場、その他の設備である。
【００５１】
各分散電源保有設備２０の構成の一例を図７に示す。この分散電源保有設備２０は、分散電源２８およびスイッチ２２を有していて、連系点１８において低圧配電線１６に接続されている。分散電源２８は、例えば、太陽光発電設備、コージェネレーション発電設備、燃料電池発電設備、風力発電設備等である。
【００５２】
分散電源保有設備２０は、更に、配電系統１（具体的にはその低圧配電線１６）に後述する注入周波数の注入電流Ｉinj を注入する電流注入手段としての電流注入装置４０と、うなりの同期制御を行う同期制御手段としての同期制御装置５０と、自設備２０内の分散電源２８の単独運転を検出して単独運転検出信号ＤＳを出力する単独運転検出装置１００とを備えている。
【００５３】
この分散電源連系システムでは、複数の分散電源保有設備２０は、この実施形態のように低圧配電線１６に接続されている場合は、配電用変圧器１４単位で２群に分類されている。即ち、同じ配電用変圧器１４に接続されるものは同一群にするという条件の下で第１群と第２群との２群に分類されている。他群に属する分散電源保有設備２０全体からの注入電流との間で同期を取りやすくするためである。
【００５４】
第１群および第２群を構成する分散電源保有設備２０の数は、それぞれ、少なくとも２台ずつ以上あれば良い。分散電源連系システムを構築した後に、第１群および／または第２群を構成する分散電源保有設備２０の数を変更（増加または減少）しても良い。
【００５５】
そしてこの分散電源連系システムは、先に数１、表１にも示したように、うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差Δｆは両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22はそれぞれ異なる第１組および第２組の注入周波数を用いている。
【００５６】
この四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、いずれも、配電系統１の基本波周波数（例えば６０Ｈｚ）とは異なる周波数にする。当該基本波周波数と区別（分離）を容易にするためである。各組を成す周波数は、うなりを生じさせる程度に互いに近い周波数にする。周波数差Δｆは、うなりの周波数でもある。
【００５７】
上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22を、それらと一定の関係（即ち、ω＝２πｆの関係）にある四つの角周波数ω11、ω12、ω21、ω22で表しても良いし、配電系統１の基本波に対する四つの次数で表しても良い。
【００５８】
上記第１組および第２組の注入周波数を構成する各注入周波数は、いずれも、配電系統１の基本波周波数の１倍よりも大きい非整数倍（即ち帯小数倍）の周波数にするのが好ましい。そのようにすると、配電系統１に本来は存在しない（存在しても極めて僅かな）、基本波周波数の非整数倍の周波数を用いることになるので、注入電流による電圧を測定することが容易になる。即ち、ＳＮ比が良くなる。その結果、後述する電流注入装置４０の小容量化を図ることができる。
【００５９】
上記四つの周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22の例は前述したとおりである。例えば、周波数ｆ11、ｆ12、ｆ21、ｆ22は、それぞれ、２．２次、２．４次、２．６次、２．８次である。
【００６０】
第１群に属する各分散電源保有設備２０の電流注入装置４０は、自設備が接続された低圧配電線１６に上記第１組の周波数ｆ11、ｆ12の電流組を含む注入電流Ｉinj を注入する。
【００６１】
第２群に属する各分散電源保有設備２０の電流注入装置４０は、自設備が接続された低圧配電線１６に上記第２組の周波数ｆ21、ｆ22の電流組を含む注入電流Ｉinj を注入する。
【００６２】
両群の各分散電源保有設備２０の同期制御装置５０は、自設備２０から注入する注入電流Ｉinj を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流Ｉinj が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備２０から注入する注入電流Ｉinj の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる。
【００６３】
従ってこの分散電源連系システムも、自設備２０の注入電流Ｉinj が生じさせるうなりと、他群の注入電流Ｉinj が生じさせるうなりとを同期させることを利用して、同一の群に属する複数の分散電源保有設備２０から配電系統１に注入する同一周波数の複数の注入電流をそれぞれ同期させることができる。従って同期信号ラインや外部同期信号源を用いなくて済む。
【００６４】
（２）分散電源保有設備２０の構成要素の具体例
以下の説明では、第１群の分散電源保有設備２０の構成要素（即ち、第１組の注入周波数ｆ11、ｆ12の電流組Ｉ11、Ｉ12を含む注入電流Ｉinj を注入するもの）を例にしているが、第２群の分散電源保有設備２０の構成要素も、周波数の組が反対になる以外は、以下に説明するものと同じである。
【００６５】
なお、注入電流Ｉinj 、電圧Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22等は、時間的に変化する（即ち時間ｔによって変化する）物理量であるが、この出願では特に必要がない限り、時間的に変化する量であることを表す（ｔ）や、ベクトル量であることを表す符号は省略している。
【００６６】
上記電流注入装置４０の構成の一例を図８に示す。この電流注入装置４０は、クロック装置４２、位相発生器４３、４４、注入信号発生器４５、４６、加算器４７および注入電流形成器４８を備えている。この電流注入装置４０は、上記特許文献１に記載の技術とほぼ同様のものである。
【００６７】
クロック装置４２は、時刻ｔを表す信号を発生してそれを位相発生器４３、４４に与える。
【００６８】
位相発生器４３、４４は、上記時刻ｔ、一致位相θe および同期制御装置５０から与えられる位相一致時刻Ｔe を用いて、数２に示す位相θ11、θ12をそれぞれ発生させる。両位相θ11、θ12は、図９に示す同期制御装置５０にも供給される。
【００６９】
位相一致時刻Ｔe は、図９を参照して説明する自設備うなりの位相Δθinj が０度となる時刻（即ち、組を成す電流Ｉ11、Ｉ12の位相が一致する時刻）である。一致位相θe は、自設備うなりの位相Δθinj が０度となる時刻Ｔe での組を成す電流Ｉ11、Ｉ12の位相が一致するときの位相であり、同一群内で共通の値（例えば０度）にする。ω11＝２πｆ11、ω12＝２πｆ12である。
【００７０】
［数２］
θ11＝ω11・（ｔ−Ｔe ）＋θe
θ12＝ω12・（ｔ−Ｔe ）＋θe
【００７１】
注入信号発生器４５、４６は、上記各位相を用いて、次式に示す正弦波交流信号Ｓ11、Ｓ12をそれぞれ発生させる。Ｓ11p 、Ｓ12p は、それぞれの振幅のピーク値である。
【００７２】
［数３］
Ｓ11＝Ｓ11p・ｓｉｎθ11
Ｓ12＝Ｓ12p・ｓｉｎθ12
【００７３】
加算器４７は、両注入信号発生器４５、４６からの信号を加算して、注入信号Ｓinj （＝Ｓ11＋Ｓ12）を形成して出力する。
【００７４】
注入電流形成器４８は、例えば増幅器であり、加算器４７から与えられる信号を増幅して、次式に示す注入電流Ｉinj を出力する。Ｉ11p 、Ｉ12p は、それぞれの振幅のピーク値である。
【００７５】
［数４］
Ｉinj ＝Ｉ11p・ｓｉｎθ11＋Ｉ12p・ｓｉｎθ12
＝Ｉ11＋Ｉ12
【００７６】
上記同期制御装置５０の構成の一例を図９に示す。この同期制御装置５０は、上記特許文献１に記載の技術とほぼ同様のものである。
【００７７】
この同期制御装置５０は、位相演算器５２、減算器５４、５６および位相一致時刻発生器５８を備えている。
【００７８】
位相演算器５２は、この実施形態では単独運転検出装置１００を構成する注入周波数電圧抽出装置６０から与えられる二つの電圧Ｖ21、Ｖ22の商を取り、かつその商の偏角ａｒｇを取り出して、次式で表される他群うなりの位相Δθm を演算して出力する。即ち、この実施形態では、電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出する電圧抽出手段を、同期制御装置５０と単独運転検出装置１００とで共用しているけれども、そのようにせずにそれぞれ別に設けても良い。
【００７９】
［数５］
Δθm ＝ａｒｇ（Ｖ12／Ｖ11）＝θ12−θ11
【００８０】
減算器５４は、電流注入装置４０から与えられる二つの位相θ11、θ12の差を求めて、次式で表される自設備うなりの位相Δθinj を演算して出力する。
【００８１】
［数６］
Δθinj ＝θ12−θ11
【００８２】
減算器５６は、位相演算器５２から与えられる他群うなりの位相Δθm と減算器５４から与えられる自設備うなりの位相Δθinj との差であるうなり位相差ｄθを次式に従って演算して出力する。
【００８３】
［数７］
ｄθ＝Δθm −Δθinj
【００８４】
位相一致時刻発生器５８は、減算器５６から与えられるうなり位相差ｄθに基づいて次式で表される積分を行って、前述した位相一致時刻Ｔe を演算して出力する。Ｋは係数である。
【００８５】
［数８］
Ｔe ＝∫Ｋ・ｄθ（ｔ）
【００８６】
そしてこの同期制御装置５０は、上記位相一致時刻Ｔe を電流注入装置４０（より具体的にはその位相発生器４３、４４）に与えることによって、組を成す位相θ11、θ12を、自設備うなりの位相Δθinj に対して同一群内で共通した一定の位相関係（即ち一致位相θe ）に保ちつつ、それらの位相θ11、θ12を進めたり遅らせたりして、自設備うなりの位相Δθinj を他群うなりの位相Δθm に同期させることができる。
【００８７】
単独運転検出装置１００については以下に説明する。
【００８８】
（３）単独運転検出装置１００の構成の説明
以下においては、第１群の分散電源保有設備２０用の単独運転検出装置１００を例にしており、従って自群とは第１群のことであり、他群とは第２群のことである。第２群用の分散電源保有設備２０用の単独運転検出装置も、周波数の組が反対になる以外は、以下に説明するものと同様である。
【００８９】
単独運転検出装置１００は、図７に示したように、注入周波数電圧抽出装置６０と電圧判定装置７０とを備えている。
【００９０】
注入周波数電圧抽出装置６０の構成の一例を図１０に示す。この注入周波数電圧抽出装置６０は、アナログフィルタ６１、６２、Ａ／Ｄ変換器６３、ディジタルフィルタ６４および離散フーリエ変換器６５〜６８を備えている。アナログフィルタ６１から離散フーリエ変換器６６までの構成は、図２に示した技術とほぼ同様のものである。
【００９１】
自設備２０の上記連系点１８における電圧Ｖs は、アナログフィルタ６１、６２およびＡ／Ｄ変換器６３を通した後、２経路に分岐され、一つはディジタルフィルタ６４を通して離散フーリエ変換器６５、６６に与えられる。もう一つはディジタルフィルタ６４を通さずに離散フーリエ変換器６７、６８に与えられる。
【００９２】
アナログフィルタ６１は、ディジタル処理用にサンプリングを行う際の折り返し雑音（エイリアシング）防止用のローパスフィルタ（アンチエイリアシングフィルタ）であり、例えば１ｋＨｚ以上の信号を除去する。
【００９３】
アナログフィルタ６２は、配電系統１の基本波周波数成分（例えば６０Ｈｚ）除去用のハイパスフィルタである。このアナログフィルタ６２は必須ではないけれども、それを設ける方が好ましい。また、このアナログフィルタ６２と上記アナログフィルタ６１とを、両者の機能を有する一つのバンドパスフィルタで置き換えても良い。
【００９４】
Ａ／Ｄ変換器６３は、アナログ信号をディジタル信号に変換するものである。
【００９５】
ディジタルフィルタ６４は、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22のレベルが小さいので、それらを離散フーリエ変換器６５、６６でＳＮ比良く抽出するためのＱ値（共振の尖鋭度）の高いバンドパスフィルタであり、電圧Ｖ21およびＶ22を通過させる。
【００９６】
離散フーリエ変換器６５、６６は、与えられた信号を離散フーリエ変換して、他群の注入周波数ｆ21、ｆ22の電圧Ｖ21、Ｖ22をそれぞれ抽出して出力する。両電圧Ｖ21、Ｖ22は、前述したように、図９に示した同期制御装置５０にも供給される。
【００９７】
離散フーリエ変換器６７、６８は、与えられた信号を離散フーリエ変換して、自群の注入周波数ｆ11、ｆ12の電圧Ｖ11、Ｖ12をそれぞれ抽出して出力する。
【００９８】
上記アナログフィルタ６１から離散フーリエ変換器６６までが、自設備２０の連系点１８における電圧Ｖs から、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出する他群電圧抽出手段を構成している。
【００９９】
上記アナログフィルタ６１、６２、Ａ／Ｄ変換器６３および離散フーリエ変換器６７、６８が、自設備２０の連系点１８における電圧Ｖs から、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を抽出する手段であって、上記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段を構成している。一般的にＱ値の高いフィルタ６４は応答性が悪く、そのようなＱ値の高いフィルタ６４を含んでいないので、この自群電圧抽出手段の方が応答性が速い。
【０１００】
上記Ｑ値の高いフィルタ６４を設ける代わりに、離散フーリエ変換器６５、６６における計測期間を長くして周波数分解能を高くしても良く、そのようにすればＱ値の高いフィルタを設けたのと同様の効果が得られる。その場合は、この離散フーリエ変換器６５、６６よりも上記離散フーリエ変換器６７、６８の計測期間を短くすれば良く、それによって、自群電圧抽出手段の方の応答性を速くすることができる。
【０１０１】
自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22よりも電圧レベルが大きいので（その詳しい説明は後述する）、Ｑ値の高いフィルタ６４を設けなくても、あるいは離散フーリエ変換器６７、６８の計測期間を短くしても、当該電圧Ｖ11、Ｖ12を離散フーリエ変換器６７、６８でＳＮ比良く抽出することができる。
【０１０２】
電圧判定装置７０の構成の一例を図１１に示す。この電圧判定装置７０は、絶対値演算器７２、７３、判定器７４、７５、ＡＮＤ回路７６、絶対値演算器７８、７９、判定器８０、８１、ＡＮＤ回路８２、８３および継続時間判定器８４を備えている。絶対値演算器７２からＡＮＤ回路７６までの構成は、図２に示した技術とほぼ同様のものであるが、判定値を他群電圧判定値Ｊ3 としている点が異なる。
【０１０３】
絶対値演算器７２、７３は、それぞれ、注入周波数電圧抽出装置６０から与えられる電圧Ｖ21、Ｖ22の絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を演算して出力する。
【０１０４】
判定器７４、７５は、それぞれ、絶対値演算器７２、７３から与えられる上記絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜を他群電圧判定値Ｊ3 と比較して、絶対値｜Ｖ21｜、｜Ｖ22｜が他群電圧判定値Ｊ3 を超えているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ1 、Ｄ2 をそれぞれ出力する。
【０１０５】
なお、両判定器７４、７５における他群電圧判定値Ｊ3 は、互いに同じ値にするのが簡単で良いけれども、互いに異なる値にしても良い。後述する判定器８０、８１における自群電圧判定値Ｊ4 および判定器９０、９１における第２の自群電圧判定値Ｊ5 についても同様である。
【０１０６】
ＡＮＤ回路７６は、両検出信号Ｄ1 、Ｄ2 の論理積を取って、両検出信号Ｄ1 、Ｄ2 が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ3 を出力する。自設備２０の分散電源２８が単独運転になると、自設備２０の連系点１８から見た配電系統１のアドミタンスが小さくなって、上記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22が上昇するので、上記検出信号Ｄ3 が出力される。
【０１０７】
上記絶対値演算器７２からＡＮＤ回路７６までが、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を用いて、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを判定する他群電圧判定手段を構成している。
【０１０８】
なお、注入周波数の電圧については、上記注入周波数電圧抽出装置６０のように、一組の注入周波数の両方の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22を抽出し、かつ上記電圧判定装置７０のように、当該両方の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定結果のＡＮＤ条件で検出信号Ｄ3 を出力するようにすると、単独運転検出を慎重に行って不要検出をより確実に防止することができるので好ましいけれども、いずれか一方の周波数の電圧（Ｖ21またはＶ22）のみを抽出して判定するようにしても良い。その場合はＡＮＤ回路７６は不要である。
【０１０９】
上記のことは、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の抽出および判定についても同様である。また、電圧判定装置７０の後述する他の例においても同様である。
【０１１０】
絶対値演算器７８、７９は、それぞれ、注入周波数電圧抽出装置６０から与えられる電圧Ｖ11、Ｖ12の絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜を演算して出力する。
【０１１１】
判定器８０、８１は、それぞれ、絶対値演算器７８、７９から与えられる上記絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜を自群電圧判定値Ｊ4 と比較して、絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜が自群電圧判定値Ｊ4 を超えているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ4 、Ｄ5 をそれぞれ出力する。
【０１１２】
ＡＮＤ回路８２は、両検出信号Ｄ4 、Ｄ5 の論理積を取って、両検出信号Ｄ4 、Ｄ5 が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ6 を出力する。自設備２０の分散電源２８が単独運転になると、自設備２０の連系点１８から見た配電系統１のアドミタンスが小さくなって、上記自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12が上昇するので、上記検出信号Ｄ6 が出力される。
【０１１３】
上記絶対値演算器７８からＡＮＤ回路８２までが、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を用いて、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを判定する自群電圧判定手段を構成している。
【０１１４】
ＡＮＤ回路８３（論理積手段）は、上記二つの検出信号Ｄ3 、Ｄ6 の論理積を取って、両検出信号Ｄ3 、Ｄ6 が共に出力されているときに検出信号Ｄ7 を出力する。
【０１１５】
上記検出信号Ｄ7 を単独運転検出信号としてこの電圧判定装置７０から出力しても良いけれども、それよりも、この例のように、継続時間判定器８４によって、検出信号Ｄ7 が所定の継続確認時間Ｔ1 のあいだ継続していることを判定して継続したときに単独運転検出信号ＤＳを出力するようにするのが好ましい。そのようにすると、単独運転以外の何らかの原因による電圧Ｖs 等の瞬時の変動による誤検出を防止することができる。この継続確認時間Ｔ1 は、それを長くすると、その分、単独運転検出が遅くなるので、例えば２０ｍ秒程度にすれば良い。この例ではこの単独運転検出信号ＤＳの出力によって、単独運転検出装置１００は、最終的に、それが設けられている自設備２０内の分散電源２８が単独運転になったことを検出したことになる。
【０１１６】
単独運転検出装置１００による単独運転検出後に分散電源２８の解列を行うには、例えば、上記単独運転検出信号ＤＳによって図７に示すスイッチ２２を開放すれば良い。
【０１１７】
上記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22と、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12とを比べると、先に表２に示した特徴のあることが分かった。
【０１１８】
これを図２０を参照して説明する。図２０は、図６および図１６に示す分散電源連系システムを簡略化して示す等価回路図である。この図２０では、説明を簡単にするために次のように表している。
【０１１９】
即ち、上記変圧器６のインピーダンスを含めた上位系統２のインピーダンスをＺs 、それに注入電流から見て並列な高圧の負荷１１のインピーダンスをＺHL、変圧器１４のインピーダンスをＺt 、それに注入電流から見て並列な低圧の負荷のインピーダンスをＺLLで表している。
【０１２０】
また、自群および他群の注入周波数は、それぞれ、一つの周波数で代表させている（即ちこの例では前述したｆ11とｆ21で代表させているが、ｆ12とｆ22の場合も同様である）。そして、同じ配電用変圧器１４に接続されている自群の分散電源保有設備２０の電流注入装置４０からの注入電流の合計をＩ11、高圧配電線１０への他群の分散電源保有設備２０の電流注入装置４０からの注入電流の合計をＩ21、自設備２０の連系点１８における自群の注入周波数の電圧をＶ11、他群の注入周波数の電圧をＶ21で表している。
【０１２１】
更に、上記各インピーダンス、各電圧および各電流は、統一して、全て高圧側に換算した値として扱う。
【０１２２】
一般的にＺHL≫Ｚs 、ＺLL≫Ｚt であるので、定常時は、それらＺHL、ＺLLを無視すると、連系点１８における上記電圧Ｖ11、Ｖ21は次式で表される。
【０１２３】
［数９］
Ｖ11≒（Ｚs ＋Ｚt ）・Ｉ11
Ｖ21≒Ｚs ・Ｉ21
【０１２４】
ここで、Ｉ11≒Ｉ21とすると、一般的にＺt ≫Ｚs であるから、Ｖ11≫Ｖ21となる。即ち、連系点１８における電圧レベルは、表２に示したように、他群の注入周波数の電圧Ｖ21よりも自群の注入周波数の電圧Ｖ11の方が遥かに大きくなる。
【０１２５】
定常時の電圧レベルの大小と、系統過渡変動の影響の受けやすさの大小とは逆の関係にあるので、表２に示したように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11よりも他群の注入周波数の電圧Ｖ21の方が系統過渡変動の影響を受けやすい。
【０１２６】
変電所４の遮断器８が開放されて単独運転が発生したときの、連系点１８における上記電圧Ｖ11、Ｖ21は次式で表される。ここでも、上述したようにＺLL≫Ｚt であるのでＺLLは無視している。
【０１２７】
［数１０］
Ｖ11≒（ＺHL＋Ｚt ）・Ｉ11
Ｖ21≒ＺHL・Ｉ21
【０１２８】
上記数９の状態から数１０の状態への変化の際、大まかに言えばＺt ≒ＺHL≫Ｚs であるので、電圧Ｖ11は約２倍程度になるのに対して、電圧Ｖ21は数十倍程度にもなる。即ち、単独運転発生時の電圧の変化は、表２に示したように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11よりも他群の注入周波数の電圧Ｖ21の方が遥かに大きくなる。
【０１２９】
各組を成す他の周波数の電圧、即ち、自群の注入周波数の電圧Ｖ12と他群の注入周波数の電圧Ｖ22との関係についても、上記と同様である。
【０１３０】
図２０中の開閉器１３については後述する。
【０１３１】
図３〜図５の場合と同じ前記シミュレーションモデルを用いて、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化をシミュレーションした結果の一例を図１３〜図１５に示す。自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の測定には、図１０に示した注入周波数電圧抽出装置６０中のものと同様の回路を用いた。これと先の（即ち図３〜図５の）シミュレーション結果を比べると次のことが分かる。
【０１３２】
定常時の自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12のレベルは、図３〜図５に示した他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22に比べて数十倍程度大きいことが分かる。
【０１３３】
力率改善用コンデンサ（略称ＳＣ）の投入時、即ち系統過渡変動時の自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化は定常時の１．５倍以下であり、定常時の３〜４倍程度になる前記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の変化に比べて小さく、従って自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は系統過渡変動の影響を受けにくいことが分かる。
【０１３４】
反面、単独運転発生時の自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化は、定常時の約２倍程度であり、定常時の数十倍程度になる前記他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の変化に比べて小さいことが分かる。
【０１３５】
以上を総合すると、上記電圧判定装置７０を構成する自群電圧判定手段用の上記自群電圧判定値Ｊ4 は、例えば定常時の電圧Ｖ11、Ｖ12の１．５倍程度に設定すれば良く、そのようにすれば、系統過渡変動時の不要検出を防止すると共に、自設備２０の分散電源２８の単独運転を確実に検出することができる。図１３〜図１５中の自群電圧判定値Ｊ4 は、定常時の１．５倍にした例である。
【０１３６】
このように、シミュレーションによっても、上記表２に示した特徴が確かめられた。
【０１３７】
以上の説明から分かるように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は大きいので、前述したように、注入周波数電圧抽出装置６０を構成している自群電圧抽出手段の応答性を速くしても、当該電圧Ｖ11、Ｖ12をＳＮ比良く抽出することができる。しかも当該応答性を速くすることによって、自群電圧判定手段による分散電源２８の単独運転の検出速度を高めることができる。
【０１３８】
例えば、図１５に示すように、自群電圧判定値Ｊ4 を定常時の１．５倍に設定している場合、単独運転発生時は、時刻ｔ8 で電圧Ｖ12が判定値Ｊ4 を超えるので上記検出信号Ｄ5 が出力され、時刻ｔ9 （単独運転発生後約２５ｍ秒）で電圧Ｖ11が判定値Ｊ4 を超えるので上記検出信号Ｄ4 が出力され、その時点でＡＮＤ条件が成立して、単独運転検出を表す上記検出信号Ｄ6 が出力される。この場合は、前述した図５において定常時の５倍の判定値Ｊ1 を採用している従来技術の単独運転検出に要する時間（約６５ｍ秒）に比べて約４０（＝６５−２５）ｍ秒速い。
【０１３９】
更に、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は大きいので、配電系統１の過渡変動の影響を受けにくく、従って不要検出を起こしにくい。しかし、分散電源２８の単独運転時の自群の注入周波数の電圧変化は小さいので、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転検出のみでは、単独運転検出の信頼性は低くなる。
【０１４０】
一方、単独運転時の他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の変化は大きいので、単独運転検出の信頼性は高い。また、上記のように不要検出を起こしにくい自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転検出と論理積（ＡＮＤ）を取ることによって、配電系統１の過渡変動時の不要検出を抑制することができるので、電圧判定装置７０を構成する他群電圧判定手段の上記他群電圧判定値Ｊ3 を小さくして単独運転の検出速度を高めることができる。例えば、当該判定値Ｊ3 を、図３〜図５に示した判定値Ｊ2 と同じ、定常時の２倍程度に設定することができる。２倍に設定した場合は、図５を参照して説明したように、単独運転発生後の時刻ｔ5 （約５０ｍ秒）で単独運転を検出することができるので、定常時の約５倍の判定値Ｊ1 を採用している従来技術の単独運転検出時間（約６５ｍ秒）に比べて約１５（＝６５−５０）ｍ秒速い。この約１５ｍ秒の差が持つ効果が大きいことは、前述したとおりである。
【０１４１】
即ち、検出時間を約１５ｍ秒短縮することができるので、単独運転の高速検出が可能になる。また、上記継続確認時間Ｔ1 を長くして、不要検出抑制の性能を高めることもできる。
【０１４２】
上記シミュレーション結果および表２に示した特徴からも分かるように、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の方が変化が小さいので、定常時電圧に対する上記自群電圧判定値Ｊ4 の倍率は、上記他群電圧判定値Ｊ3 の倍率よりも小さくするのが好ましい。この実施形態では、上記のように、自群電圧判定値Ｊ4 の倍率を１．５倍、他群電圧判定値Ｊ3 の倍率を２倍にしている。
【０１４３】
上記のことをまとめると、前述した表３となる。即ち、この実施形態の単独運転検出装置１００では、電圧判定装置７０を構成する他群電圧判定手段の他群電圧判定値Ｊ3 を小さくして、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22による単独運転検出を行うことができる。そのようにすると、先に図３〜図５を参照して説明したように、系統過渡変動時の不要検出の可能性は高まるけれども、上述したように単独運転の検出速度を高めることができる。
【０１４４】
一方、上記単独運転検出と併用している自群の注入周波数電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転検出では、注入周波数電圧抽出装置６０を構成する自群電圧抽出手段の応答性を速くしているので、当該電圧Ｖ11、Ｖ12による単独運転の検出速度は高い。しかも、上記のように自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12は系統過渡変動の影響を受けにくいので、不要検出の可能性は小さい。
【０１４５】
そして、電圧判定装置７０において、上記のような特徴を有する他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22による判定結果（即ち検出信号Ｄ3 ）と、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12による判定結果（即ち検出信号Ｄ6 ）との論理積を取って単独運転を検出する（即ち検出信号Ｄ7 ひいては単独運転検出信号ＤＳを出力する）ようにしているので、配電系統１の過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源２８の単独運転の高速検出を両立させることができる。しかも、上記２要素の論理積を取ることによって、１要素（例えば自群の注入周波数電圧のみによる単独運転検出）の場合に比べて不要検出の可能性を減らすことができるので、単独運転検出の信頼性を高めることができる。
【０１４６】
（４）電圧判定装置７０の構成の他の例
以下においては、電圧判定装置７０の構成の他の例を、図１１に示したものとの相違点を主体に説明する。
【０１４７】
電圧判定装置７０は、図１２に示す構成でも良い。この電圧判定装置７０においては、上記絶対値演算器７２からＡＮＤ回路７６までの他群電圧判定手段のすぐ後に、上記検出信号Ｄ3 が継続確認時間Ｔ2 のあいだ継続していることを判定して継続したときに検出信号Ｄ8 を出力する継続時間判定器８５（他群電圧継続判定手段）を設け、上記絶対値演算器７８からＡＮＤ回路８２までの自群電圧判定手段のすぐ後に、上記検出信号Ｄ6 が継続確認時間Ｔ3 のあいだ継続していることを判定して継続したときに検出信号Ｄ9 を出力する継続時間判定器８６（自群電圧継続判定手段）を設けている。そして、ＡＮＤ回路８８（論理積手段）において両検出信号Ｄ8 、Ｄ9 の論理積を取って両検出信号Ｄ8 、Ｄ9 が共に出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳを出力するようにしている。
【０１４８】
図１２に示す電圧判定装置７０によれば、他群電圧継続判定用の継続時間判定器８５と自群電圧継続判定用の継続時間判定器８６とを備えているので、両継続時間判定器８５、８６における継続確認時間Ｔ2 、Ｔ3 を、互いに独立して、配電系統１に過渡変動が発生しても不要検出を抑制するのに都合の良い時間にすることができる。しかもそのようにしても、無駄な待ち時間を無くすることができるので、単独運転検出時間が長くなるのを抑えることができる。従って、系統過渡変動時の不要検出の抑制と、分散電源２８の単独運転の高速検出とをより効果的に両立させることができる。
【０１４９】
例えば、図５を参照して説明したように、他群電圧判定値Ｊ3 の場合の他群の注入周波数電圧による単独運転検出時刻ｔ5 （約５０ｍ秒）よりも、図１５を参照して説明したように、自群電圧判定値Ｊ4 の場合の自群の注入周波数電圧による単独運転検出時刻ｔ9 （約２５ｍ秒）の方が速いので、Ｔ2 ＜Ｔ3 に設定することができる。より具体例を挙げると、Ｔ2 は２０ｍ秒、Ｔ3 は４０ｍ秒に設定しても良い。その場合に、上記検出信号Ｄ8 が出力されるまでの時間は約７０（＝約５０＋２０）ｍ秒となり、上記検出信号Ｄ9 が出力されるまでの時間は約６５（＝約２５＋４０）ｍ秒となるので、上記単独運転検出信号ＤＳは単独運転発生後約７０ｍ秒で出力されることになる。これは、前述した１００ｍ秒以内を十分に満たしている。
【０１５０】
上記約７０ｍ秒というのは、図１１に示した電圧判定装置７０中の継続時間判定器８４における継続確認時間Ｔ1 を２０ｍ秒に設定した場合と同じ速さであるけれども、図１２に示す電圧判定装置７０では継続時間判定器８６における継続確認時間Ｔ3 を４０ｍ秒というように長く取ることができるので、自群の注入周波数電圧側の不要検出抑制の性能をより高めることができる。従って単独運転検出の信頼性をより向上させることができる。
【０１５１】
ところで、図１６に示す例のように、高圧配電線１０と配電用変圧器１４との間に開閉器（例えば高圧カットアウト）１３が設けられている場合がある。この開閉器１３が開放されると、その開閉器１３のラインの低圧配電線１６に接続されている分散電源保有設備２０内の分散電源２８は単独運転になる。これを低圧バンクにおける単独運転と呼ぶことにする。
【０１５２】
この低圧バンクにおける単独運転は、他群の注入周波数の電圧の増大を検出する前述したような手段では検出することはできない。開閉器１３の開放によって他群の注入周波数の電圧を測定することができなくなるからである（図２０も参照）。
【０１５３】
ところが、上記低圧バンクにおける単独運転時は、自群の注入周波数の電圧が大きく増大するので、これを利用することによって当該単独運転を検出することができる。
【０１５４】
これを前述した図２０を参照して先と同じ条件で説明すると、自設備の連系点１８における自群の注入周波数の電圧Ｖ11は、開閉器１３が開放されると次式で表される。
【０１５５】
［数１１］
Ｖ11≒ＺLL・Ｉ11
【０１５６】
これと、先に数９に示した定常時の電圧Ｖ11とを比べると、一般的にＺLL≫Ｚt ≫Ｚs であるので、数１１の電圧Ｖ11の方が遥かに大きくなる。
【０１５７】
図３〜図５および図１３〜図１５の場合と同じ前記シミュレーションモデルを用いて、力率改善用コンデンサ（略称ＳＣ）の投入時と低圧バンクにおける単独運転発生時の、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12の変化をシミュレーションした結果の一例を図１７に示す。この図１７は図１３に対応しているが、縦軸の目盛の違いに注目されたい。低圧バンクにおける単独運転発生時に、電圧Ｖ11、Ｖ12は、定常時の約４倍程度に上昇している。
【０１５８】
上述した低圧バンクにおける単独運転をも検出することができるようにした電圧判定装置７０の例を次に説明する。
【０１５９】
図１８に示す電圧判定装置７０は、図１１に示した電圧判定装置７０に、判定器９０、９１、ＡＮＤ回路９２、継続時間判定器９３およびＯＲ回路９４を追加したものである。この場合、上記継続時間判定器８４から出力される信号は、単独運転検出信号ＤＳとはせずに検出信号Ｄ10とし、それをＯＲ回路９４に供給する。
【０１６０】
判定器９０、９１は、それぞれ、絶対値演算器７８、７９から与えられる上記絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜を第２の自群電圧判定値Ｊ5 と比較して、絶対値｜Ｖ11｜、｜Ｖ12｜が自群電圧判定値Ｊ5 を超えているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ11、Ｄ12をそれぞれ出力する。第２の自群電圧判定値Ｊ5 は、例えば定常時の電圧Ｖ11、Ｖ12の２倍程度に設定すれば良い。図１７中の判定値Ｊ5 は２倍にした例である。
【０１６１】
ＡＮＤ回路９２は、両検出信号Ｄ11、Ｄ12の論理積を取って、両検出信号Ｄ11、Ｄ12が共に出力されているときに、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを表す検出信号Ｄ13を出力する。図１７の例では、時刻ｔ10にＡＮＤ条件が成立するので検出信号Ｄ13が出力される。
【０１６２】
上記絶対値演算器７８、７９および絶対値演算器９０からＡＮＤ回路９２までが、自群の注入周波数の電圧Ｖ11、Ｖ12を用いて、自設備２０の分散電源２８が単独運転になったことを判定する第２の自群電圧判定手段を構成している。
【０１６３】
この図１８に示す電圧判定装置７０の場合も、ＯＲ回路９４（論理和手段）によって上記検出信号Ｄ7 およびＤ13の論理和を取って、両検出信号Ｄ7 、Ｄ13の少なくとも一方が出力されているときに前記単独運転検出信号ＤＳを出力するようにしても良いけれども、継続時間判定器８４について図７を参照して説明したのと同様の理由によって、この例のように上記継続時間判定器８４（他群電圧継続判定手段）および継続時間判定器９３（自群電圧継続判定手段）を設けておいて、ＯＲ回路９４によって両継続時間判定器８４、９３からの検出信号Ｄ10、Ｄ14の論理和を取って、両検出信号Ｄ10、Ｄ14の少なくとも一方が出力されているときに上記単独運転検出信号ＤＳを出力するのが好ましい。
【０１６４】
継続時間判定器９３における継続確認時間Ｔ4 は、例えば０．５秒に設定すれば良い。これは、次の非特許文献１において、この発明のような能動的方式の単独運転検出装置においては、低圧バンクにおける単独運転時の解列時限は０．５秒以上１秒以内に整定することが記載されており、上記継続確認時間Ｔ4 を０．５秒にすればこれに従うことができるからである。
【０１６５】
非特許文献１：「系統連系規程」、ＪＥＡＣ ９７０１−２００６、社団法人日本電気協会 系統連系専門部会、平成１８年８月３０日第４版第２刷発行、５０頁
【０１６６】
以上のように、図１８に示す電圧判定装置７０によれば、図１１に示した電圧判定装置７０が奏する効果に加えて、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定では検出することのできない、低圧バンクにおける単独運転の検出をも行うことができる、という効果を奏することができる。
【０１６７】
図１９に示す電圧判定装置７０は、図１２に示した電圧判定装置７０に、上記判定器９０、９１、ＡＮＤ回路９２、継続時間判定器９３およびＯＲ回路９４を追加したものである。この場合、上記ＡＮＤ回路８８から出力される信号は、単独運転検出信号ＤＳとはせずに検出信号Ｄ15とし、それをＯＲ回路９４に供給する。
【０１６８】
従ってこの電圧判定装置７０も、図１８に示した電圧判定装置７０の場合と同様の作用効果を奏することができる。即ち、図１９に示す電圧判定装置７０によれば、図１２に示した電圧判定装置７０が奏する効果に加えて、他群の注入周波数の電圧Ｖ21、Ｖ22の判定では検出することのできない、低圧バンクにおける単独運転の検出をも行うことができる、という効果を奏することができる。
【０１６９】
なお、上記分散電源保有設備２０の全てが、必ずしも上記単独運転検出装置１００を採用している必要はない。例えば、上記単独運転検出装置１００の代わりに、図２に示した従来の単独運転検出装置３００または上記特許文献１に記載の単独運転検出装置等を採用していても良い。上記単独運転検出装置１００は、それが適用される分散電源保有設備２０について、上述した効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１７０】
１ 配電系統
１０ 高圧配電線
１６ 低圧配電線
１８ 連系点
２０ 分散電源保有設備
２８ 分散電源
４０ 電流注入装置
５０ 同期制御装置
６０ 注入周波数電圧抽出装置
７０ 電圧判定装置
１００ 単独運転検出装置
Ｖs 連系点の電圧
Ｉinj 注入電流
Ｖ11、Ｖ12、Ｖ21、Ｖ22 注入周波数の電圧
ＤＳ 単独運転検出信号
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号および第２の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理積手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項２】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号が第１の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第３の検出信号を出力する他群電圧継続判定手段と、
（７）前記第２の検出信号が第２の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第４の検出信号を出力する自群電圧継続判定手段と、
（８）前記第３の検出信号および第４の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理積手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項３】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を第１の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する第１の自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号および第２の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに第３の検出信号を出力する論理積手段と、
（７）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を、前記第１の自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第４の検出信号を出力する第２の自群電圧判定手段と、
（８）前記第３の検出信号および第４の検出信号の論理和を取って、両検出信号の少なくとも一方が出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理和手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項４】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を第１の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する第１の自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号が第１の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第３の検出信号を出力する他群電圧継続判定手段と、
（７）前記第２の検出信号が第２の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第４の検出信号を出力する第１の自群電圧継続判定手段と、
（８）前記第３の検出信号および第４の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに第５の検出信号を出力する論理積手段と、
（９）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を、前記第１の自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第６の検出信号を出力する第２の自群電圧判定手段と、
（１０）前記第６の検出信号が第３の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第７の検出信号を出力する第２の自群電圧継続判定手段と、
（１１）前記第５の検出信号および第７の検出信号の論理和を取って、両検出信号の少なくとも一方が出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理和手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項１】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号および第２の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理積手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項２】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号が第１の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第３の検出信号を出力する他群電圧継続判定手段と、
（７）前記第２の検出信号が第２の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第４の検出信号を出力する自群電圧継続判定手段と、
（８）前記第３の検出信号および第４の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理積手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項３】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を第１の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する第１の自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号および第２の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに第３の検出信号を出力する論理積手段と、
（７）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を、前記第１の自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第４の検出信号を出力する第２の自群電圧判定手段と、
（８）前記第３の検出信号および第４の検出信号の論理和を取って、両検出信号の少なくとも一方が出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理和手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【請求項４】
（１）（ａ）分散電源をそれぞれ有する複数の分散電源保有設備が第１群と第２群との２群に分類されて配電系統に接続されていて、
（ｂ）うなりを生じさせる二つの注入周波数からそれぞれ成る２組の注入周波数であって、各組を成す二つの注入周波数間の周波数差は両組で互いに同じであり、かつ両組を構成する四つの注入周波数はそれぞれ異なると共に前記配電系統の基本波周波数とも異なる第１組および第２組の注入周波数を用いて、
（ｃ）前記第１群に属する各分散電源保有設備は、前記第１組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｄ）前記第２群に属する各分散電源保有設備は、前記第２組の注入周波数の電流組を含む注入電流を前記配電系統に注入する電流注入手段をそれぞれ有しており、
（ｅ）かつ、自分の分散電源保有設備を自設備、当該自設備が属する方の群を自群、属さない方の群を他群と呼ぶと、両群の各分散電源保有設備は、自設備から注入する前記注入電流を構成する電流組の各電流の位相を、当該注入電流が生じさせるうなりである自設備うなりの位相に対して同一群内で共通した一定の位相関係に保つと共に、当該自設備うなりを、他群に属する分散電源保有設備から注入する前記注入電流の総体が生じさせる電圧のうなりである他群うなりに同期させる同期制御手段をそれぞれ有している、
という分散電源連系システムを構成している自設備内の分散電源の単独運転を検出して単独運転検出信号を出力する単独運転検出装置であって、
（２）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、他群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する他群電圧抽出手段と、
（３）自設備と前記配電系統との連系点における電圧から、自群の分散電源保有設備が注入電流に採用している組の前記注入周波数の内の少なくとも一方の注入周波数の電圧を抽出する手段であって、前記他群電圧抽出手段よりも応答性の速い自群電圧抽出手段と、
（４）前記他群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を他群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第１の検出信号を出力する他群電圧判定手段と、
（５）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を第１の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第２の検出信号を出力する第１の自群電圧判定手段と、
（６）前記第１の検出信号が第１の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第３の検出信号を出力する他群電圧継続判定手段と、
（７）前記第２の検出信号が第２の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第４の検出信号を出力する第１の自群電圧継続判定手段と、
（８）前記第３の検出信号および第４の検出信号の論理積を取って、両検出信号が共に出力されているときに第５の検出信号を出力する論理積手段と、
（９）前記自群電圧抽出手段で抽出した前記注入周波数の電圧を、前記第１の自群電圧判定値よりも大きい第２の自群電圧判定値と比較して、前者が後者を超えているときに、自設備の分散電源が単独運転になったことを表す第６の検出信号を出力する第２の自群電圧判定手段と、
（１０）前記第６の検出信号が第３の継続確認時間のあいだ継続していることを判定して継続したときに第７の検出信号を出力する第２の自群電圧継続判定手段と、
（１１）前記第５の検出信号および第７の検出信号の論理和を取って、両検出信号の少なくとも一方が出力されているときに前記単独運転検出信号を出力する論理和手段とを備えている、ことを特徴とする分散電源の単独運転検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【公開番号】特開２０１１−２４４５７８（Ｐ２０１１−２４４５７８Ａ）
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１１３９１７（Ｐ２０１０−１１３９１７）
【出願日】平成２２年５月１８日（２０１０．５．１８）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００００３９４２）日新電機株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月１日（２０１１．１２．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年５月１８日（２０１０．５．１８）
【出願人】（０００１５６９３８）関西電力株式会社 (1,442)
【出願人】（０００００３９４２）日新電機株式会社 (328)
【Ｆターム（参考）】
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