JP2022108919A

JP2022108919A - Power supply system

Info

Publication number: JP2022108919A
Application number: JP2021004150A
Authority: JP
Inventors: 弘典柏原; Hironori Kashiwabara; 吉則河▲崎▼; Yoshinori Kawasaki; 荘治西村; Shoji Nishimura
Original assignee: Nissin Electric Co Ltd
Current assignee: Nissin Electric Co Ltd
Priority date: 2021-01-14
Filing date: 2021-01-14
Publication date: 2022-07-27

Abstract

To provide a power supply system capable of satisfying an FRT (Fault Ride Through) requirement imposed in abnormality of a commercial power system and an FRT requirement imposed in power recovery, and of achieving both an uninterruptible power supply function and a load leveling function by using a common dispersion type power supply.SOLUTION: A power supply system 100 comprises: a mechanical switch 2 that opens and closes a power line L1; a capacitor 31 connected in parallel with the mechanical switch 2; and a semiconductor switch 9. At a normal operation, the mechanical switch 2 is turned on and the semiconductor switch 9 is opened. When abnormalities of a commercial power system 10 are detected, a dispersion type power supply 1 continues the operation in a state where the mechanical switch 2 is opened to make the dispersion type power supply 1 and the commercial power system 10 be connected with each other via the capacitor 31. When recover of a healthy state of the commercial power system 10 is detected, the semiconductor switch 9 is turned on to connect between the dispersion type power supply 1 and the commercial power system 10 via the semiconductor switch 9.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、電源システムに関するものである。 The present invention relates to power supply systems.

従来、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電源システムとして、特許文献１に示すものが考えられている。 Conventionally, as a power supply system that satisfies the FRT requirements and has both an uninterruptible power supply function and a load leveling function using a common distributed power supply, the system shown in Patent Document 1 has been considered.

特許文献１の電源システムは、商用電力系統と重要負荷との間に、半導体スイッチと、当該半導体スイッチに並列接続されたインピーダンス素子とを設け、半導体スイッチよりも重要負荷側に分散型電源を設けて構成されている。また、半導体スイッチよりも商用電力系統側に解列スイッチが設けられている。この電源システムは、商用電力系統に瞬時電圧低下又は周波数変動が発生した場合には、半導体スイッチを開放することにより、インピーダンス素子を介して商用電力系統と分散型電源とを接続するとともに、分散型電源は逆潮流を含む運転を継続する（ＦＲＴ運転）。一方、商用電力系統に停電が発生した場合には、一定時間（例えば２秒間）瞬時電圧低下と認識してＦＲＴ運転をした後に、停電と認識して更に解列スイッチを開放し、分散型電源を自立運転させる。これにより、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させるようにしている。 The power supply system of Patent Document 1 provides a semiconductor switch and an impedance element connected in parallel to the semiconductor switch between the commercial power system and the important load, and provides a distributed power supply on the important load side of the semiconductor switch. configured as follows. A parallel-off switch is provided on the commercial power system side of the semiconductor switch. This power supply system connects the commercial power system and the distributed power supply via the impedance element by opening the semiconductor switch when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation occurs in the commercial power system. The power supply continues operation including reverse power flow (FRT operation). On the other hand, when a power failure occurs in the commercial power system, after recognizing an instantaneous voltage drop for a certain period of time (for example, 2 seconds) and performing FRT operation, it is recognized as a power failure and the parallel-off switch is opened, and the distributed power supply to operate independently. This allows the uninterruptible power supply function and the load leveling function to be compatible using a common distributed power supply while satisfying the FRT requirements.

特許第６３３８１３１号公報Japanese Patent No. 6338131

しかしながら、上記した電源システムは、高価な半導体スイッチにより電力線の開閉を切り替えるので、システムのコストが増大してしまう。 However, the power supply system described above switches between opening and closing of the power line using an expensive semiconductor switch, which increases the cost of the system.

そこで、本願発明者は、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電源システムを低コストで提供するべく、図４に示すように、商用電力系統から重要負荷に給電するための電力線に機械式スイッチを設けるとともに、この機械式スイッチにコンデンサを並列接続したシステム構成を、本発明の開発に当たって中間的に検討した。 Therefore, the inventor of the present application, while satisfying the FRT requirements, in order to provide a power supply system that achieves both an uninterruptible power supply function and a load leveling function using a common distributed power supply at a low cost, as shown in FIG. A system configuration in which a mechanical switch is provided on a power line for supplying power from a commercial power system to an important load, and a capacitor is connected in parallel with the mechanical switch was studied as an intermediate measure in the development of the present invention.

このようなシステムであれば、瞬時電圧低下や周波数変動が発生した場合に機械式スイッチを開放することで、分散型電源と商用電力系統とがコンデンサを介して連系された状態となる。これにより、高価な半導体スイッチを安価な機械式スイッチで代用することができ、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電源システムを低コストで提供することが可能となり、上述した課題が解決されるかに思われた。 In such a system, by opening the mechanical switch when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation occurs, the distributed power supply and the commercial power system are interconnected via the capacitor. As a result, expensive semiconductor switches can be replaced with inexpensive mechanical switches, and a power supply system that satisfies the FRT requirements while achieving both an uninterruptible power supply function and a load leveling function using a common distributed power supply can be realized at a low cost. It became possible to provide it at a low cost, and it seemed that the above-mentioned problems could be solved.

ところが、ＦＲＴ要件には、先に述べたものとは別に、瞬時電圧低下が発生した後、商用電力系統の電圧が健全状態に復帰（以下、復電という）した場合に、復電から最短で０．１秒以内に分散型電源の出力を８０％まで回復させなければならないという規定がある。 However, apart from the above-mentioned FRT requirements, when the voltage of the commercial power system returns to a healthy state (hereinafter referred to as power recovery) after an instantaneous voltage drop occurs, There is a provision that the output of the distributed power supply must be restored to 80% within 0.1 second.

このＦＲＴ要件を満たすべく、０．１秒以内に分散型電源の出力を回復させようとすると、機械式スイッチを厳密に制御しなければならないが、機械式スイッチは、投入時間が約６０ミリ秒±数１０ミリ秒の範囲で前後する不安定なものであり、厳密な制御は現実的には難しい。 To meet this FRT requirement, to restore the output of the distributed power supply within 0.1 seconds, the mechanical switch must be tightly controlled, but the mechanical switch has an on-time of about 60 milliseconds. It fluctuates within a range of ±several tens of milliseconds, and it is practically difficult to strictly control it.

そこで本発明は、上述した問題を一挙に解決するべくなされたものであり、商用電力系統の異常時に課されるＦＲＴ要件のみならず、商用電力系統の復電時に課されるＦＲＴ要件をも満たすことができ、且つ、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電源システムを低コストで提供することをその主たる課題とするものである。 Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems at once, and satisfies not only the FRT requirements imposed when the commercial power system is abnormal, but also the FRT requirements imposed when the power of the commercial power system is restored. The main object of the present invention is to provide, at a low cost, a power supply system that can achieve both an uninterruptible power supply function and a load leveling function using a common distributed power supply.

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機械式スイッチと、前記電力線において前記機械式スイッチに並列接続されたコンデンサと、前記電力線において前記機械式スイッチ及び前記コンデンサに並列接続された半導体スイッチと、前記機械式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から前記商用電力系統の異常を検出する系統異常検出部と、前記系統側電圧検出部の検出電圧から前記商用電力系統の復電を検出する系統復電検出部と、前記重要負荷への給電を制御する制御部とを備え、定常運用時においては、前記機械式スイッチが投入されるとともに、前記半導体スイッチが開放されており、前記系統異常検出部により前記商用電力系統の異常が検出された場合には、前記制御部が、前記機械式スイッチを開放し、前記分散型電源と前記商用電力系統とが前記コンデンサを介して接続された状態で、前記分散型電源が運転を継続し、前記系統復電検出部により前記商用電力系統の復電が検出された場合には、前記制御部が、前記半導体スイッチを投入し、前記分散型電源と前記商用電力系統とが当該半導体スイッチを介して接続されることを特徴とするものである。 That is, a power supply system according to the present invention is a power supply system provided between a commercial power system and an important load for supplying power to the important load, and comprising a power line for supplying power from the commercial power system to the important load. a distributed power supply connected to the power line, a mechanical switch provided on the power line closer to the commercial power system than the distributed power supply and opening and closing the power line, and a capacitor connected in parallel to the mechanical switch on the power line a semiconductor switch connected in parallel to the mechanical switch and the capacitor in the power line; a grid-side voltage detection unit that detects a voltage on the commercial power grid side of the mechanical switch; and the grid-side voltage detection unit. a system abnormality detection unit for detecting an abnormality in the commercial power system from the voltage detected by the system side voltage detection unit; a system power recovery detection unit for detecting power recovery of the commercial power system from the voltage detected by the system side voltage detection unit; during normal operation, the mechanical switch is turned on and the semiconductor switch is opened, and the system abnormality detection unit detects an abnormality in the commercial power system. In this case, the control unit opens the mechanical switch, and the distributed power supply continues to operate in a state where the distributed power supply and the commercial power system are connected via the capacitor. and when the power recovery of the commercial power system is detected by the power recovery detection unit, the control unit turns on the semiconductor switch, and the distributed power supply and the commercial power system turn on the semiconductor switch. It is characterized by being connected via.

このように構成された電源システムであれば、上述した図４に記載のシステム構成と同様、商用電力系統の異常時には機械式スイッチを開放して、分散型電源と商用電力系統とをコンデンサを介して連系させるので、商用電力系統の異常時に課させる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させることができる。
しかも、半導体スイッチを機械式スイッチに並列接続するとともに、この半導体スイッチとして、素子構造が単純で高耐圧を有し、大容量ではあるが自己消弧能力を持たないサイリスタ等の素子を使用することができる。さらに、この半導体スイッチを商用電力系統の復電時にのみ投入・開放するので、従来の構成、すなわち半導体スイッチを商用電力系統の異常時及び復電時の両方で投入・開放する構成に比べて、半導体スイッチの使用回数を半分に減らすことができ、半導体スイッチやシステムの寿命を延ばすことができる。かかる作用効果は、電源システムのイニシャルコストやランニングコストの低減につながる。
さらに、商用電力系統の復電時に半導体スイッチを投入するので、復電から０．１秒以内に分散型電源の出力を回復させることが可能となり、復電時に課されるＦＲＴ要件をも満たすことができる。
このように、本発明によれば、商用電力系統に瞬時電圧低下や周波数変動が発生した場合におけるＦＲＴ要件のみならず、商用電力系統の復電時に課されるＦＲＴ要件をも満たすことができ、且つ、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電源システムを低コストで提供することが可能となる。 In the power supply system configured in this way, as in the system configuration shown in FIG. 4 described above, when there is an abnormality in the commercial power system, the mechanical switch is opened and the distributed power supply and the commercial power system are connected via the capacitor. Therefore, it is possible to achieve both the uninterruptible power supply function and the load leveling function by using a common distributed power supply while satisfying the FRT requirements imposed in the event of an abnormality in the commercial power system.
In addition, the semiconductor switch is connected in parallel with the mechanical switch, and the semiconductor switch is a thyristor or the like which has a simple element structure, has a high withstand voltage, and has a large capacity but does not have a self-extinguishing ability. can be done. Furthermore, since the semiconductor switch is turned on and off only when the commercial power system is restored, compared to the conventional configuration, that is, the semiconductor switch is turned on and off both when the commercial power system is abnormal and when the power is restored, The number of times the semiconductor switch is used can be halved, and the life of the semiconductor switch and system can be extended. Such effects lead to a reduction in the initial cost and running cost of the power supply system.
Furthermore, since the semiconductor switch is turned on when power is restored to the commercial power system, it is possible to restore the output of the distributed power supply within 0.1 seconds after power is restored, and it also satisfies the FRT requirements imposed when power is restored. can be done.
Thus, according to the present invention, not only the FRT requirements when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation occurs in the commercial power system, but also the FRT requirements imposed when the power of the commercial power system is restored can be satisfied. In addition, it is possible to provide at low cost a power supply system that achieves both an uninterruptible power supply function and a load leveling function using a common distributed power supply.

前記半導体スイッチが前記制御部により投入された後に、前記機械式スイッチが前記制御部により投入され、その後、前記半導体スイッチが前記制御部により開放されることが好ましい。
これならば、分散型電源の出力の回復後に速やかに半導体スイッチを開放することができ、半導体スイッチのさらなる長寿命化を図ることができ、システムの長寿命化や低コスト化につながる。 Preferably, the mechanical switch is turned on by the control section after the semiconductor switch is turned on by the control section, and then the semiconductor switch is opened by the control section.
In this case, the semiconductor switch can be quickly opened after the output of the distributed power supply is restored, and the life of the semiconductor switch can be further extended, leading to a longer life and lower cost of the system.

商用電力系統の復電時に課されるＦＲＴ要件が厳しいものであっても対応できるようにするためには、前記系統復電検出部により復電が検出されてから０．１秒以内に前記半導体スイッチが投入されることが好ましい。 In order to be able to cope with even severe FRT requirements imposed at the time of power recovery of the commercial power system, the semiconductor device should be activated within 0.1 seconds after the power recovery is detected by the power recovery detection unit. A switch is preferably turned on.

前記半導体スイッチの具体的な実施態様としては、自己消弧能力を持たない素子であり、例えばサイリスタを挙げることができる。 A specific embodiment of the semiconductor switch is an element having no self-extinguishing ability, such as a thyristor.

ところで、商用電力系統に瞬時電圧低下や周波数変動が生じた場合に分散型電源と商用電力系統とをコンデンサを介して連系させると、コンデンサと電力線又は重要負荷のリアクトルとが共振する恐れがある。このことから、周波数変動時も運転を継続した場合、共振周波数が系統に存在する高調波や分散型電源から発生する高調波と一致すると、系統や重要負荷に不要な影響を与えかねない。 By the way, if the distributed power supply and the commercial power system are interconnected via a capacitor when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation occurs in the commercial power system, there is a risk that the capacitor and the power line or the reactor of the important load will resonate. . Therefore, if the system continues to operate even when the frequency fluctuates, if the resonance frequency coincides with harmonics existing in the system or generated from distributed power sources, the system and critical loads may be unnecessarily affected.

そこで、前記コンデンサに直列接続又は並列接続されており、前記コンデンサと前記電力線又は前記重要負荷のリアクトルとの共振を抑制する共振抑制回路をさらに備えることが好ましい。
このような構成であれば、共振周波数が系統に存在する高調波や分散型電源から発生する高調波と一致したとしても、コンデンサと電力線又は重要負荷のリアクトルとの共振を共振抑制回路により抑制することができ、系統や重要負荷への不要な影響を防ぐことができる。 Therefore, it is preferable to further include a resonance suppression circuit that is connected in series or parallel to the capacitor and suppresses resonance between the capacitor and the power line or the reactor of the important load.
With such a configuration, even if the resonance frequency matches the harmonics existing in the system or the harmonics generated from the distributed power supply, the resonance suppression circuit suppresses the resonance between the capacitor and the power line or the reactor of the important load. and prevent unwanted impacts on the system and critical loads.

前記共振抑制回路の具体的な実施態様としては、前記コンデンサに直列接続された抵抗素子と、前記抵抗素子に並列接続されたスイッチング素子とを有するものを挙げることができる。 A specific embodiment of the resonance suppression circuit includes a resistance element connected in series with the capacitor and a switching element connected in parallel with the resistance element.

かかる構成において、機械式スイッチとスイッチング素子と制御方法としては、商用電力系統の異常が検出された場合に、機械式スイッチとスイッチング素子とを同時に開放する制御方法が考えられるが、この場合、スイッチ開放時間のばらつきにより、機械式スイッチの開放がスイッチング素子よりも遅れると、スイッチング素子の接点間でアークが発生してしまい、その接点寿命を低下させる恐れがある。
そこで、前記系統異常検出部により前記商用電力系統の異常が検出された場合には、前記制御部が、前記機械式スイッチを開放し、その後に、前記スイッチング素子を開放することが好ましい。
これならば、商用電力系統の異常時に電流をコンデンサに確実に転流及び限流させることができる。 In such a configuration, as the mechanical switch, the switching element, and the control method, a control method that opens the mechanical switch and the switching element at the same time when an abnormality in the commercial power system is detected is conceivable. If the opening of the mechanical switch lags behind that of the switching element due to variations in the opening time, arcing may occur between the contacts of the switching element, shortening the life of the contacts.
Therefore, it is preferable that the control section opens the mechanical switch and then opens the switching element when the system abnormality detection section detects an abnormality in the commercial power system.
In this case, the current can be reliably commutated and limited in the capacitor in the event of an abnormality in the commercial power system.

前記電力線に設けられて、前記商用電力系統から前記重要負荷への給電を遮断する解列スイッチと、前記系統異常検出部により検出された異常が、周波数変動であるか停電であるかを判断する異常判断部とをさらに備え、前記系統異常検出部により検出された異常が周波数変動であると前記異常判断部により判断された場合には、前記制御部が、前記スイッチング素子を開放し、前記コンデンサと前記抵抗素子とが接続された状態で、前記分散型電源が運転を継続し、前記系統異常検出部により検出された異常が停電であると前記異常判断部により判断された場合には、前記制御部が、前記解列スイッチを開放し、前記重要負荷を前記商用電力系統から解列することが好ましい。
このような構成であれば、商用電力系統の異常が周波数変動である場合には、コンデンサを介して商用電力系統と分散型電源とを連系させて、分散型電源をＦＲＴ運転させつつ、コンデンサと抵抗素子とが直列接続されるので、上述した共振を抑制することができる。
一方、商用電力系統の異常が停電である場合には、解列スイッチを開放して、分散型電源を自立運転させることができる。
これにより、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させるようにしている。 A parallel-off switch provided on the power line for cutting off power supply from the commercial power system to the important load, and determining whether the abnormality detected by the system abnormality detection unit is a frequency fluctuation or a power failure. an abnormality determination unit, wherein when the abnormality determination unit determines that the abnormality detected by the system abnormality detection unit is frequency fluctuation, the control unit opens the switching element and the capacitor and the resistive element are connected, the distributed power supply continues to operate, and when the abnormality detected by the system abnormality detection unit is determined by the abnormality determination unit to be a power failure, the Preferably, the control unit opens the parallel-off switch to disconnect the important load from the commercial power system.
With such a configuration, when the abnormality in the commercial power system is a frequency fluctuation, the commercial power system and the distributed power supply are interconnected via the capacitor, and the distributed power supply is operated by FRT while the capacitor is operated. and the resistance element are connected in series, the above-described resonance can be suppressed.
On the other hand, when the abnormality in the commercial power system is a power outage, the parallel-off switch can be opened to allow the distributed power supply to operate independently.
This allows the uninterruptible power supply function and the load leveling function to be compatible using a common distributed power supply while satisfying the FRT requirements.

このように構成した本発明によれば、商用電力系統の異常時に課されるＦＲＴ要件のみならず、商用電力系統の復電時に課されるＦＲＴ要件をも満たすことができ、且つ、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電源システムを低コストで提供することができる。 According to the present invention configured in this way, it is possible to satisfy not only the FRT requirements imposed when the commercial power system is abnormal, but also the FRT requirements imposed when the power of the commercial power system is restored, and an uninterruptible power supply A power supply system that achieves both functions and load leveling functions using a common distributed power supply can be provided at low cost.

本実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram showing the configuration of a power supply system according to an embodiment; FIG. その他の実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of a power supply system according to another embodiment; その他の実施形態の電源システムの構成を示す模式図である。FIG. 11 is a schematic diagram showing the configuration of a power supply system according to another embodiment; 本発明の開発に当たり中間的に検討したシステム構成を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the system configuration|structure which investigated intermediately in developing this invention.

以下に、本発明に係る電源システムの一実施形態について、図面を参照して説明する。 An embodiment of a power supply system according to the present invention will be described below with reference to the drawings.

＜システムの全体構成＞
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２０との間に設けられ、商用電力系統１０の異常時に重要負荷２０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１０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。 <Overall system configuration>
As shown in FIG. 1, the power supply system 100 of the present embodiment is provided between the commercial power system 10 and the important load 20, and is an uninterruptible power supply system that supplies power to the important load 20 in the event of an abnormality in the commercial power system 10. function (uninterruptible power supply function) and a function (load leveling function) as a distributed power supply system that levels the load by forward and reverse power flow to the commercial power system 10 .

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、複数あってもよい。 Here, the commercial power system 10 is a power supply network of an electric power company (electric utility), and has a power plant, a power transmission system, and a power distribution system. Further, the important load 20 is a load to which electric power should be stably supplied even in the event of a system abnormality such as a power failure or a momentary voltage drop.

具体的に電源システム１００は、分散型電源１と、商用電力系統１０と分散型電源１及び重要負荷２０とを接続する開閉スイッチ２と、開閉スイッチ２に並列接続された転流回路３と、重要負荷２０を商用電力系統１０から解列するための解列スイッチ４と、開閉スイッチ２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の検出電圧から商用電力系統１０の異常を検出する系統異常検出部６と、系統側電圧検出部５の検出電圧から商用電力系統１０の電圧が健全状態に復帰したこと（以下、復電という）を検出する系統復電検出部７と、重要負荷２０への給電を制御する制御部８とを備えている。 Specifically, the power supply system 100 includes a distributed power supply 1, an open/close switch 2 that connects the commercial power system 10, the distributed power supply 1, and an important load 20, a commutation circuit 3 that is connected in parallel to the open/close switch 2, A parallel-off switch 4 for disconnecting the important load 20 from the commercial power system 10, a system-side voltage detection unit 5 that detects the voltage on the commercial power system 10 side of the open/close switch 2, and a system-side voltage detection unit 5. A system abnormality detection unit 6 that detects an abnormality in the commercial power system 10 from the detected voltage, and a voltage detected by the system side voltage detection unit 5 indicates that the voltage of the commercial power system 10 has returned to a healthy state (hereinafter referred to as power restoration). A system power recovery detection unit 7 for detecting and a control unit 8 for controlling power supply to the important load 20 are provided.

分散型電源１は、商用電力系統１０から重要負荷２０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１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、二次電池（蓄電池）などの電力貯蔵装置（蓄電デバイス）、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、又は、同期発電機や誘導発電機などの交流発電設備である。 Distributed power supply 1 is connected to power line L<b>1 for supplying power from commercial power system 10 to important load 20 . This distributed power supply 1 is connected to a commercial power system 10, and includes, for example, direct current power generation equipment such as solar power generation and fuel cells, power storage devices such as secondary batteries (storage batteries), wind power Power generation facilities or AC power generation such as synchronous generators and induction generators that are connected to the grid using a power conversion device after rectifying the electrical energy output as AC power from power generation and micro gas turbines to DC. Equipment.

開閉スイッチ２は、電力線Ｌ１において分散型電源１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、具体的には機械式スイッチ（以下、機械式スイッチ２ともいう）である。この機械式スイッチ２は、制御部８から送信される信号に応じて、所定の開極時間で開閉駆動される。 The open/close switch 2 is provided on the power line L1 closer to the commercial power system 10 than the connection point of the distributed power source 1, and opens and closes the power line L1. is called). This mechanical switch 2 is driven to open and close in a predetermined opening time according to a signal transmitted from the control section 8 .

転流回路３は、機械式スイッチ２を開放した際に電流が流れ込む（転流）ように構成され、これを限流させるものである。具体的にこの転流回路３は、機械式スイッチ２に対して並列接続され、互いに並列接続されているコンデンサ３１と転流素子３２とを備える。コンデンサ３１は、具体的には例えばフィルムコンデンサ等であり、転流素子３２は、具体的には例えば抵抗とリアクトルとを組み合わせた素子である。 The commutation circuit 3 is configured so that a current flows (commutation) when the mechanical switch 2 is opened, and limits the current. Specifically, the commutation circuit 3 is connected in parallel with the mechanical switch 2 and includes a capacitor 31 and a commutation element 32 that are connected in parallel with each other. Specifically, the capacitor 31 is, for example, a film capacitor or the like, and the commutation element 32 is, specifically, an element in which a resistor and a reactor are combined.

コンデンサ３１は、機械式スイッチ２を開放した際に、機械式スイッチ２に流れる電流を、アークを生じさせることなく瞬時に転流回路３に転流させ、機械式スイッチ２をゼロ点関係なく高速に遮断できるようにその静電容量が定められている。すなわち、このコンデンサ３１は、機械式スイッチ２のアーク抵抗よりも小さいインピーダンスのものである。 When the mechanical switch 2 is opened, the capacitor 31 instantaneously commutates the current flowing through the mechanical switch 2 to the commutation circuit 3 without causing an arc, thereby allowing the mechanical switch 2 to operate at high speed regardless of the zero point. Its capacitance is determined so that it can be cut off at That is, this capacitor 31 has an impedance smaller than the arc resistance of the mechanical switch 2. FIG.

本実施形態のコンデンサ３１をより具体的に説明すると、商用電力系統１０の定格電圧をＶ、機械式スイッチ２の開放（又は開極）を開始してから、当該機械式スイッチ２の両端電圧の変化量が安定するまでの時間（過渡時間ともいう）をＴ、機械式スイッチ２の開放時に流れる遮断電流（最大時）をｉ_ＳＷとして、コンデンサ３１の容量Ｃが以下の（１）式を満たすようにコンデンサ３１を構成している。また各パラメータの誤差を考慮すると、余裕をもって（１）’式を満たすようにコンデンサ３１を構成するのが好ましい。
Ｃ×（Ｖ／Ｔ）＞ｉ_ＳＷ・・・（１）
Ｃ×（Ｖ／Ｔ）＞１．３×ｉ_ＳＷ・・・（１）’ To describe the capacitor 31 of the present embodiment more specifically, after the rated voltage of the commercial power system 10 is V and the opening (or opening) of the mechanical switch 2 is started, the voltage across the mechanical switch 2 is Assuming that the time until the amount of change stabilizes (also referred to as transient time) is T, and the breaking current (maximum) that flows when the mechanical switch 2 is opened is _iSW , the capacitance C of the capacitor 31 satisfies the following expression (1): The capacitor 31 is configured as follows. Considering the error of each parameter, it is preferable to construct the capacitor 31 so as to satisfy the expression (1)' with a margin.
C×(V/T)>i _SW (1)
C×(V/T)>1.3×i _SW (1)′

解列スイッチ４は、電力線Ｌ１において分散型電源１よりも商用電力系統１０側に設けられており、例えば機械式スイッチである。この解列スイッチ４は、制御部８から送信される信号に応じて制御駆動される。 The parallel-off switch 4 is provided closer to the commercial power system 10 than the distributed power source 1 on the power line L1, and is, for example, a mechanical switch. The parallel-off switch 4 is controlled and driven according to a signal transmitted from the control section 8 .

系統側電圧検出部５は、電力線Ｌ１において機械式スイッチ２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、機械式スイッチ２及び転流回路３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。 The system-side voltage detection unit 5 detects the voltage on the commercial power system 10 side of the power line L1 rather than the mechanical switch 2 via a voltage transformer. Specifically, the grid-side voltage detector 5 is connected to the commercial power grid 10 side of the parallel circuit composed of the mechanical switch 2 and the commutation circuit 3 via a voltage transformer.

系統異常検出部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、前記検出電圧が前記整定値以下である場合に、瞬時電圧低下を検出する。また、系統異常検出部６は、系統側電圧検出部５により検出された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。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。さらに、系統異常検出部６は、系統側電圧検出部５により検出された検出電圧から停電を検出する。その他、系統異常検出部６は、瞬時電圧低下、周波数変動及び停電に加えて、電圧上昇、位相変動、電圧不平衡、高調波異常又はフリッカの少なくとも１つを検出してもよい。 The system abnormality detection unit 6 compares the detected voltage detected by the system side voltage detection unit 5 with a predetermined set value, and detects an instantaneous voltage drop when the detected voltage is equal to or less than the set value. To detect. Further, the grid abnormality detection unit 6 detects frequency fluctuations (frequency increase (OF), frequency decrease (UF)) from the detected voltage detected by the grid side voltage detection unit 5 . Note that this frequency variation is, for example, step-up or ramp-up/down. Furthermore, the grid abnormality detection unit 6 detects a power failure from the detected voltage detected by the grid side voltage detection unit 5 . In addition to instantaneous voltage drops, frequency fluctuations, and power failures, the system anomaly detector 6 may detect at least one of voltage rises, phase fluctuations, voltage imbalances, harmonic anomalies, and flickers.

系統復電検出部７は、系統側電圧検出部５により検出された検出電圧と、予め定められた上述の整定値とを比較して、前記検出電圧が前記整定値を上回った場合に、商用電力系統１０の電圧が復帰したこと、すなわち商用電力系統１０の復電を検出する。 The system power recovery detection unit 7 compares the detected voltage detected by the system side voltage detection unit 5 with the above-described predetermined set value, and detects that the detected voltage exceeds the set value. It detects that the voltage of the power system 10 has recovered, that is, the power recovery of the commercial power system 10 .

制御部８は、電源システム１００が備える各機器の運転／停止、開放／閉止等を制御するものである。 The control unit 8 controls operation/stopping, opening/closing, etc. of each device included in the power supply system 100 .

然して、本実施形態の電源システム１００は、電力線Ｌ１において、機械式スイッチ２及びコンデンサ３１（転流回路３）に並列接続された半導体スイッチ９をさらに備えてなる。 Thus, the power supply system 100 of this embodiment further includes a semiconductor switch 9 connected in parallel to the mechanical switch 2 and the capacitor 31 (commutation circuit 3) in the power line L1.

この半導体スイッチ９は、機械式スイッチ２よりも高速に動作するものであり、自己消弧能力を持たない素子であるサイリスタ等の高速に導通可能なものを挙げることができる。なお、半導体スイッチ９としては、ＩＧＢＴを用いても良い。 The semiconductor switch 9 operates at a higher speed than the mechanical switch 2, and may be a thyristor or the like, which is an element having no self-extinguishing ability, and is capable of conducting at high speed. As the semiconductor switch 9, an IGBT may be used.

＜システムの動作説明＞
次に、上述した制御部８の具体的な動作について説明する。 <Description of system operation>
Next, a specific operation of the control section 8 described above will be described.

本実施形態の制御部８は、系統異常検出部６や系統復電検出部７からの信号に応じて、（１）定常運用時モード、（２）瞬低時・周波数変動時モード、（３）停電時モード、（４）復電時モードの複数の制御モードを取るように構成されている。以下に、各制御モードについて説明する。 The control unit 8 of the present embodiment performs (1) normal operation mode, (2) voltage sag/frequency fluctuation mode, (3 ) power failure mode and (4) power recovery mode. Each control mode will be described below.

（１）定常運用時モード
系統異常検出部６により系統異常が検出されていない定常運用時には、制御部８は機械式スイッチ２及び解列スイッチ４を閉じるとともに、半導体スイッチ９を開放している。この場合、分散型電源１及び重要負荷２０は、機械式スイッチ２を介して商用電力系統１０に接続されている。転流回路３は、機械式スイッチ２に並列接続されているが、機械式スイッチ２のインピーダンスが転流回路３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１及び重要負荷２０とは、機械式スイッチ２を介して電力をやり取りする。かかる構成により、分散型電源１による逆潮流によって、ピークカットを実現することができる。 (1) Normal operation mode During normal operation when system abnormality is not detected by the system abnormality detection unit 6, the control unit 8 closes the mechanical switch 2 and the parallel-off switch 4 and opens the semiconductor switch 9. In this case, distributed power supply 1 and critical load 20 are connected to commercial power grid 10 via mechanical switch 2 . The commutation circuit 3 is connected in parallel with the mechanical switch 2. Since the impedance of the mechanical switch 2 is smaller than the impedance of the commutation circuit 3, the commercial power system 10, the distributed power supply 1, and the important load 20 exchange power through the mechanical switch 2 . With such a configuration, peak cut can be realized by reverse power flow by the distributed power source 1 .

（２）瞬低時・周波数変動時モード
系統異常検出部６により瞬時電圧低下又は周波数変動が検出された瞬低時・周波数変動時には、制御部８は、機械式スイッチ２を開放する。そして、商用電力系統１０と分散型電源１及び重要負荷２０とを転流回路３を介して接続された状態として、分散型電源１による運転を継続し、重要負荷２０の電圧・周波数が安定するように充放電させ、潮流バランスを調整する。 (2) Voltage Sag/Frequency Fluctuation Mode During a voltage sag/frequency fluctuation when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation is detected by the system abnormality detection section 6, the control section 8 opens the mechanical switch 2. FIG. Then, with the commercial power system 10, the distributed power supply 1, and the important load 20 connected via the commutation circuit 3, the operation by the distributed power supply 1 is continued, and the voltage and frequency of the important load 20 are stabilized. to adjust the power flow balance.

（３）停電時モード
系統異常検出部６により停電が検出された停電時には、制御部８は、解列スイッチ４を開放するとともに分散型電源１を自立運転させる。具体的に制御部８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スイッチ４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。つまり、所定の解列条件を満たすまでは、瞬時電圧低下と認識して、制御部８は機械式スイッチ２を開放し、分散型電源１は、ＦＲＴ運転をする。そして、所定の解列条件を満たすと、制御部８は解列スイッチ４を開放し、解列スイッチ４が開放された状態で、分散型電源１は自立運転モードとなり重要負荷２０に給電する。このように分散型電源１は、健全時の連系運転からＦＲＴ運転をした後に自立運転になる。なお、解列スイッチ４を開放する時には、機械式スイッチ２は既に解放されているので、解列スイッチ４の開放による過電流は転流回路３によって限流される。 (3) Power failure mode When power failure is detected by the system abnormality detection unit 6, the control unit 8 opens the parallel-off switch 4 and causes the distributed power supply 1 to operate in a self-sustained manner. Specifically, the control unit 8 opens the parallel-off switch 4 when the voltage detected by the grid-side voltage detection unit 5 satisfies a predetermined parallel-off condition. Here, the predetermined parallel-off condition is that the duration of the system voltage drop (state in which the detected voltage is equal to or less than the set value) is equal to or greater than a predetermined value (longer duration than the voltage sag duration). be. That is, until a predetermined parallel off condition is met, the controller 8 recognizes an instantaneous voltage drop, opens the mechanical switch 2, and the dispersed power supply 1 performs FRT operation. Then, when a predetermined parallel-off condition is satisfied, the controller 8 opens the parallel-off switch 4 , and with the parallel-off switch 4 open, the distributed power supply 1 enters the self-sustained operation mode and supplies power to the important load 20 . In this way, the distributed power source 1 shifts from the grid-connected operation in the healthy state to the isolated operation after the FRT operation. Since the mechanical switch 2 is already released when the parallel-off switch 4 is opened, the overcurrent due to the opening of the parallel-off switch 4 is limited by the commutation circuit 3 .

（４）復電時モード
系統復電検出部７により商用電力系統１０の復電が検出された復電時には、制御部８は、半導体スイッチ９を投入する。具体的にこの実施形態では、上述した瞬低時・周波数変動時モードの最中に復電が検出された場合に、制御部８が、半導体スイッチ９を投入し、これにより分散型電源１と商用電力系統１０とが半導体スイッチ９を介して接続される。なお、本実施形態の半導体スイッチ９は、系統復電検出部７により復電が検出されてから０．１秒以内に投入可能なものである。本実施形態では、復電が検出された場合に、制御部８が半導体スイッチ９と機械式スイッチ２との双方に同時に投入信号を出力するが、動作の速い半導体スイッチ９が先に投入され、その後に、機械式スイッチ２が投入される。なお、制御部８としては、半導体スイッチ９に投入信号を出力した後、所定時間後に、機械式スイッチ２に投入信号を出力しても良い。そして、機械式スイッチ２が投入された後、制御部８は、半導体スイッチ９を開放する。 (4) Power Recovery Mode When power recovery of the commercial power system 10 is detected by the system power recovery detection unit 7 , the control unit 8 turns on the semiconductor switch 9 . Specifically, in this embodiment, when power recovery is detected during the voltage sag/frequency fluctuation mode described above, the control unit 8 turns on the semiconductor switch 9, thereby A commercial power system 10 is connected via a semiconductor switch 9 . The semiconductor switch 9 of the present embodiment can be turned on within 0.1 second after the system power recovery detection unit 7 detects the power recovery. In this embodiment, when power recovery is detected, the control unit 8 outputs closing signals to both the semiconductor switch 9 and the mechanical switch 2 at the same time. After that, the mechanical switch 2 is turned on. Note that the controller 8 may output the closing signal to the mechanical switch 2 after a predetermined period of time after outputting the closing signal to the semiconductor switch 9 . After the mechanical switch 2 is turned on, the controller 8 opens the semiconductor switch 9 .

＜本実施形態の効果＞
このように構成された電源システム１００であれば、商用電力系統１０の異常時には機械式スイッチ２を開放して、分散型電源１と商用電力系統１０とをコンデンサ３１を介して連系させるので、商用電力系統１０の異常時に課させる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１を用いて両立させることができる。しかも、コンデンサ３１として、機械式スイッチ２のアーク抵抗よりも小さいインピーダンスのものを選定しているので、機械式スイッチ２の開放時にアークを生じさせることなくコンデンサ３１に転流及び限流させることができ、機械式スイッチ２をゼロ点関係なく高速に遮断することができる。
しかも、半導体スイッチ９としてＩＧＢＴよりも素子構造がより単純で高耐圧を有し、大容量ではあるが自己消弧能力を持たないサイリスタを使用するとともに、この半導体スイッチ９を商用電力系統１０の復電時にのみ投入・開放するので、従来の構成、すなわち半導体スイッチ９としてＩＧＢＴなど自己消弧能力を持つ素子を使用し、その半導体スイッチ９を商用電力系統１０の異常時及び復電時の両方で投入・開放する構成に比べて、半導体スイッチ９の使用回数を半分に減らすことができ、半導体スイッチ９やシステムの寿命を延ばすことができる。かかる作用効果は、電源システム１００のイニシャルコストやランニングコストの低減につながる。
さらに、商用電力系統１０の復電時に半導体スイッチ９を投入するので、復電から０．１秒以内に分散型電源１の出力を回復させることが可能となり、復電時に課されるＦＲＴ要件をも満たすことができる。
このように、本実施形態の電源システム１００によれば、商用電力系統１０に瞬時電圧低下や周波数変動が発生した場合におけるＦＲＴ要件のみならず、商用電力系統１０の復電時に課されるＦＲＴ要件をも満たすことができ、且つ、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１を用いて両立する電源システム１００を低コストで提供することが可能となる。 <Effects of this embodiment>
With the power supply system 100 configured in this manner, the mechanical switch 2 is opened when there is an abnormality in the commercial power system 10, and the distributed power supply 1 and the commercial power system 10 are interconnected via the capacitor 31. It is possible to achieve both the uninterruptible power supply function and the load leveling function by using the common distributed power supply 1 while satisfying the FRT requirements imposed in the event of an abnormality in the commercial power system 10 . In addition, since the capacitor 31 has an impedance smaller than the arc resistance of the mechanical switch 2, it is possible to commutate and limit current in the capacitor 31 without causing an arc when the mechanical switch 2 is opened. The mechanical switch 2 can be shut off at high speed regardless of the zero point.
Moreover, as the semiconductor switch 9, a thyristor which has a simpler element structure than an IGBT, has a high withstand voltage, and has a large capacity but does not have self-extinguishing capability is used. Since it is turned on and off only when the power is on, the conventional configuration, that is, an element having self-extinguishing capability such as IGBT is used as the semiconductor switch 9, and the semiconductor switch 9 can be used both when the commercial power system 10 is abnormal and when power is restored. The number of times the semiconductor switch 9 is used can be halved compared to the configuration of closing and opening, and the life of the semiconductor switch 9 and the system can be extended. Such effects lead to reductions in the initial cost and running cost of the power supply system 100 .
Furthermore, since the semiconductor switch 9 is turned on when the power of the commercial power system 10 is restored, it is possible to restore the output of the distributed power supply 1 within 0.1 seconds after the power is restored. can also be satisfied.
Thus, according to the power supply system 100 of the present embodiment, not only the FRT requirements when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation occurs in the commercial power system 10, but also the FRT requirements imposed when the power of the commercial power system 10 is restored can also be satisfied, and the power supply system 100 that achieves both the uninterruptible power supply function and the load leveling function using the common distributed power supply 1 can be provided at low cost.

＜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。 <Other Modified Embodiments>
It should be noted that the present invention is not limited to the above embodiments.

例えば、半導体スイッチ９は、図２に示すように、機械式スイッチ２及び解列スイッチ４の双方に対して並列接続されていても良い。
このような構成であれば、瞬低時・周波数変動時モードの最中における復電時のみならず、停電時モードの最中における復電時においても、制御部８が半導体スイッチ９を投入することで、０．１秒以内に分散型電源１の出力を回復させることができ、ＦＲＴ要件をより確実に満たすことができるようになる。 For example, the semiconductor switch 9 may be connected in parallel with both the mechanical switch 2 and the parallel-off switch 4, as shown in FIG.
With such a configuration, the control unit 8 turns on the semiconductor switch 9 not only when the power is restored during the momentary sag/frequency fluctuation mode, but also when the power is restored during the power failure mode. As a result, the output of the distributed power supply 1 can be restored within 0.1 second, and the FRT requirements can be met more reliably.

また、前記実施形態における転流回路３は、並列接続されたコンデンサ３１と転流素子３２とを備えていたが、転流回路３としてはコンデンサ３１のみを備えるものであっても良い。 Moreover, although the commutation circuit 3 in the above embodiment includes the capacitor 31 and the commutation element 32 connected in parallel, the commutation circuit 3 may include only the capacitor 31 .

ところで、商用電力系統１０に瞬時電圧低下や周波数変動が生じた場合に分散型電源１と商用電力系統１０とをコンデンサ３１を介して連系させると、コンデンサ３１と電力線Ｌ１又は重要負荷２０のリアクトルとが共振する恐れがある。このことから、周波数変動時も運転を継続した場合、共振周波数が商用電力系統１０に存在する高調波や分散型電源１から発生する高調波と一致すると、商用電力系統１０や重要負荷２０に不要な影響を与えかねない。 By the way, when the distributed power supply 1 and the commercial power system 10 are interconnected via the capacitor 31 when an instantaneous voltage drop or frequency fluctuation occurs in the commercial power system 10, the capacitor 31 and the power line L1 or the reactor of the important load 20 may resonate with From this, when the operation is continued even when the frequency fluctuates, if the resonance frequency matches the harmonics existing in the commercial power system 10 or the harmonics generated from the distributed power supply 1, the commercial power system 10 and the important load 20 do not need can have an impact.

そこで、本発明に係る電源システム１００としては、図３に示すように、コンデンサ３１に直列接続されており、コンデンサ３１と電力線Ｌ１又は重要負荷２０のリアクトルとの共振を抑制する共振抑制回路Ｘをさらに備えていても良い。なお、図示していないが、共振抑制回路Ｘは、コンデンサ３１に並列接続されていても良いし、複数の共振抑制回路Ｘが設けられていても良い。
具体的にこの共振抑制回路Ｘは、コンデンサ３１に直列接続されたダンピング素子たる抵抗素子Ｘ１と、抵抗素子Ｘ１に並列接続されたスイッチング素子Ｘ２とを有する。なお、ダンピング素子としては、抵抗素子Ｘ１とリアクトル（不図示）とを組み合わせて、例えば偶数時調波などの任意の共振点に変更可能なものであっても良い。
このような構成であれば、共振周波数が商用電力系統１０に存在する高調波や分散型電源１から発生する高調波と一致したとしても、コンデンサ３１と電力線Ｌ１又は重要負荷２０のリアクトルとの共振を共振抑制回路Ｘにより抑制することができ、商用電力系統１０や重要負荷２０への不要な影響を防ぐことができる。 Therefore, as shown in FIG. 3, the power supply system 100 according to the present invention includes a resonance suppression circuit X connected in series with the capacitor 31 to suppress resonance between the capacitor 31 and the power line L1 or the reactor of the important load 20. You may have more. Although not shown, the resonance suppression circuit X may be connected in parallel with the capacitor 31, or a plurality of resonance suppression circuits X may be provided.
Specifically, this resonance suppression circuit X has a resistance element X1 as a damping element connected in series with the capacitor 31 and a switching element X2 connected in parallel with the resistance element X1. The damping element may be a combination of the resistance element X1 and a reactor (not shown) that can be changed to an arbitrary resonance point such as an even harmonic.
With such a configuration, even if the resonance frequency coincides with the harmonics existing in the commercial power system 10 or the harmonics generated from the distributed power supply 1, the resonance between the capacitor 31 and the power line L1 or the reactor of the important load 20 will not occur. can be suppressed by the resonance suppression circuit X, and unnecessary effects on the commercial power system 10 and the important load 20 can be prevented.

また、同図３に示す構成において、制御部８としては、系統異常検出部６により商用電力系統１０の異常が検出された場合に、機械式スイッチ２を開放し、その後に、スイッチング素子Ｘ２を開放することが好ましい。
これならば、商用電力系統１０の異常時に電流をコンデンサ３１に確実に転流及び限流させることができる。 In the configuration shown in FIG. 3, when the system abnormality detection unit 6 detects an abnormality in the commercial power system 10, the control unit 8 opens the mechanical switch 2, and then closes the switching element X2. Open is preferred.
In this case, the current can be reliably commutated and limited in the capacitor 31 when the commercial power system 10 is abnormal.

さらに、同図３に示す構成において、制御部８としては、系統異常検出部６により検出された異常が、周波数変動であるか停電であるかを判断する異常判断部８１をさらに備えていても良い。
そして、系統異常検出部６により検出された異常が周波数変動であると異常判断部８１により判断された場合には、制御部８は、スイッチング素子Ｘ２を開放し、コンデンサ３１と抵抗素子Ｘ１とが接続された状態で、分散型電源１が運転を継続する。
一方、系統異常検出部６により検出された異常が停電であると異常判断部８１により判断された場合には、制御部８は、解列スイッチ４を開放し、重要負荷２０を商用電力系統１０から解列する。 Furthermore, in the configuration shown in FIG. 3, the control unit 8 may further include an abnormality determination unit 81 that determines whether the abnormality detected by the system abnormality detection unit 6 is frequency fluctuation or power failure. good.
When the abnormality detected by the system abnormality detection unit 6 is determined by the abnormality determination unit 81 to be frequency fluctuation, the control unit 8 opens the switching element X2 so that the capacitor 31 and the resistance element X1 are connected. The distributed power source 1 continues to operate while connected.
On the other hand, when the abnormality determination unit 81 determines that the abnormality detected by the system abnormality detection unit 6 is a power failure, the control unit 8 opens the parallel-off switch 4 to remove the important load 20 from the commercial power system 10. disconnect from

このような構成であれば、商用電力系統１０の異常が周波数変動である場合には、コンデンサ３１を介して商用電力系統１０と分散型電源１とを連系させて、分散型電源１をＦＲＴ運転させつつ、コンデンサ３１と抵抗素子Ｘ１とが直列接続されるので、上述した共振を抑制することができる。
一方、商用電力系統１０の異常が停電である場合には、解列スイッチ４を開放して、分散型電源１を自立運転させることができる。
これにより、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１を用いて両立させるようにしている。 With such a configuration, when the abnormality in the commercial power system 10 is frequency fluctuation, the commercial power system 10 and the distributed power supply 1 are interconnected via the capacitor 31, and the distributed power supply 1 is connected to the FRT. Since the capacitor 31 and the resistance element X1 are connected in series while operating, the resonance described above can be suppressed.
On the other hand, when the abnormality in the commercial power system 10 is a power outage, the parallel-off switch 4 can be opened and the distributed power supply 1 can be operated in a self-sustained manner.
As a result, the uninterruptible power supply function and the load leveling function are achieved by using the common distributed power supply 1 while satisfying the FRT requirements.

その他、本発明は前記各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。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications are possible without departing from the spirit of the present invention.

１００・・・電源システム
１０・・・商用電力系統
２０・・・重要負荷
Ｌ１・・・電力線
１・・・分散型電源
２・・・機械式スイッチ
３１・・・コンデンサ
４・・・解列スイッチ
５・・・系統側電圧検出部
６・・・系統異常検出部
７・・・系統復電検出部
８・・・制御部
８１・・・異常判断部
９・・・半導体スイッチ
Ｘ・・・共振抑制回路 100... Power supply system 10... Commercial power system 20... Important load L1... Power line 1... Distributed power supply 2... Mechanical switch 31... Capacitor 4... Parallel switch 5 ... System side voltage detection unit 6 ... System abnormality detection unit 7 ... System power recovery detection unit 8 ... Control unit 81 ... Abnormality determination unit 9 ... Semiconductor switch X ... Resonance suppression circuit

Claims

A power supply system provided between a commercial power system and a critical load to supply power to the critical load,
a distributed power supply connected to a power line for feeding the critical load from the commercial power system;
a mechanical switch provided on the power line closer to the commercial power system than the distributed power supply and opening and closing the power line;
a capacitor connected in parallel to the mechanical switch in the power line;
a semiconductor switch connected in parallel to the mechanical switch and the capacitor in the power line;
a grid-side voltage detection unit that detects a voltage on the commercial power grid side rather than the mechanical switch;
a system abnormality detection unit that detects an abnormality in the commercial power system from the voltage detected by the system side voltage detection unit;
a system power recovery detection unit that detects power recovery of the commercial power system from the voltage detected by the system side voltage detection unit;
A control unit that controls power supply to the important load,
During normal operation, the mechanical switch is turned on and the semiconductor switch is opened,
When the system abnormality detection unit detects an abnormality in the commercial power system, the control unit opens the mechanical switch to connect the distributed power supply and the commercial power system via the capacitor. the distributed power supply continues to operate in the state of
When the power recovery of the commercial power system is detected by the power recovery detection unit, the control unit turns on the semiconductor switch, and the distributed power supply and the commercial power system are connected via the semiconductor switch. connected to the power system.

2. The power supply system according to claim 1, wherein said mechanical switch is turned on by said control unit after said semiconductor switch is turned on by said control unit, and then said semiconductor switch is opened by said control unit.

3. The power supply system according to claim 1, wherein said semiconductor switch is turned on within 0.1 second after said power recovery detection unit detects power recovery.

4. The power supply system according to any one of claims 1 to 3, wherein said semiconductor switch is a device without self-extinguishing capability.

5. The apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a resonance suppression circuit connected in series or in parallel with said capacitor and suppressing resonance between said capacitor and said power line or a reactor of said important load. power system.

The resonance suppression circuit is
a resistive element connected in series with the capacitor;
6. The power supply system according to claim 5, further comprising a switching element connected in parallel with said resistive element.

7. The power supply system according to claim 6, wherein when said system abnormality detection unit detects an abnormality in said commercial power system, said control unit opens said mechanical switch and then opens said switching element. .

a parallel-off switch provided on the power line for cutting off power supply from the commercial power system to the important load;
An abnormality determination unit that determines whether the abnormality detected by the system abnormality detection unit is a frequency fluctuation or a power failure,
When the abnormality determination unit determines that the abnormality detected by the system abnormality detection unit is frequency fluctuation, the control unit opens the switching element and connects the capacitor and the resistance element. the distributed power supply continues to operate in a state of
When the abnormality determination unit determines that the abnormality detected by the system abnormality detection unit is a power failure, the control unit opens the parallel-off switch to disconnect the important load from the commercial power system. 8. A power supply system according to claim 6 or 7, wherein the power system comprises: