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公開番号2024116564
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-08-28
出願番号2023022253
出願日2023-02-16
発明の名称系統連系装置、電源システム、及び、制御方法
出願人日新電機株式会社
代理人個人,個人,個人,個人,個人
主分類H02J 3/38 20060101AFI20240821BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】FRT要件を満たしつつ、通常時における通電損失の発生を抑制する。
【解決手段】商用電力系統10と重要負荷20との間の電力線に設けられ、商用電力系統10及び重要負荷20を連系する系統連系装置100であって、電力線L1を開閉する機械式スイッチ4と、機械式スイッチ4に並列接続される転流回路5と、機械式スイッチ4に並列接続されるインピーダンス素子6と、機械式スイッチ4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7と、系統側電圧検出部7の検出電圧から商用電力系統10側の系統異常を検出する系統異常検出部8と、重要負荷20への給電を制御する制御部9とを備え、制御部9は、系統異常検出部8によって系統異常が検出された場合に、機械式スイッチ4を開放するとともに電流を転流回路5に転流させ、機械式スイッチ4の開放が完了した場合に、商用電力系統10及び重要負荷20をインピーダンス素子6を介して接続する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
商用電力系統と重要負荷との間の電力線に設けられ、前記商用電力系統及び前記重要負荷を連系する系統連系装置であって、
前記電力線を開閉する機械式スイッチと、
前記機械式スイッチに並列接続される転流回路と、
前記機械式スイッチに並列接続されるインピーダンス素子と、
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側の系統異常を検出する系統異常検出部と、
前記重要負荷への給電を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、
前記系統異常検出部によって系統異常が検出された場合に、前記機械式スイッチを開放するとともに電流を前記転流回路に転流させ、前記機械式スイッチの開放が完了した場合に、前記商用電力系統及び前記重要負荷を前記インピーダンス素子を介して接続する系統連系装置。
続きを表示（約 590 文字）【請求項２】
前記転流回路は、半導体スイッチで構成される請求項１に記載の系統連系装置。
【請求項３】
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、
請求項１又は２に記載の系統連系装置と、
前記系統連系装置よりも前記重要負荷側の前記電力線に接続された発電機とを備える、電源システム。
【請求項４】
商用電力系統と重要負荷との間の電力線に設けられ、前記商用電力系統及び前記重要負荷を連系させる系統連系装置に用いられる制御方法であって、
前記系統連系装置は、
前記電力線を開閉する機械式スイッチと、
前記機械式スイッチに並列接続される転流回路と、
前記機械式スイッチに並列接続されるインピーダンス素子と、
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を備えるものであり、
前記制御方法は、
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側の系統異常を検出し、
前記系統異常が検出された場合に、前記切替スイッチを開放するとともに電流を前記転流回路に転流させ、
前記切替スイッチの開放が完了した場合に前記商用電力系統及び前記重要負荷を前記インピーダンス素子を介して接続する制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、系統連系装置等に関するものである。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
系統連系装置は、商用電力系統及び重要負荷の間に設けられ、通常時において商用電力系統及び重要負荷を連系し、商用電力系統の異常が発生した場合に重要負荷及び商用電力系統に連系された発電機を保護するものである。
【０００３】
例えば非特許文献１に示すように、この種の系統連系装置は、通常時において商用電力系統及び重要負荷を連系するサイリスタスイッチ及び直流リアクトルを備える。そして商用電力系統の異常が発生すると、系統連系装置は、電流を直流リアクトルによって限流するとともに、サイリスタスイッチを消弧させる。これにより、系統連系装置は、商用電力系統から重要負荷及び発電機を解列して、発電機を自立運転させて重要負荷に給電しているので、商用電力系統の異常が発生した場合であっても、重要負荷及び発電機の保護を図ることができる。
【０００４】
ところで、商用電力系統に連系される発電機が増大しており、瞬低時にそれらの発電機を一斉に解列してしまうと、商用電力系統全体の電圧や周波数の維持に大きな影響を与える可能性がある。このため、瞬低時においても発電機を商用電力系統から解列することなく継続運転することが求められている（事故時運転継続（ＦＲＴ）要件）。
【０００５】
しかしながら、上述した系統連系装置では、サイリスタスイッチによって遮断した時点で商用電力系統から発電機が解列しているので、ＦＲＴ要件を満たすことができない。また、ＦＲＴ要件を満足するために商用電力系統と発電機との連系を継続したとしても、時間の経過とともに直流リアクトルによる限流が低減するので、発電機を継続して運転することができない。
【０００６】
さらに、通常時において、商用電力系統及び重要負荷はインピーダンスが大きいサイリスタスイッチによって連系されているので、サイリスタスイッチによる通電損失が発生してしまう。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００７】
“高速限流遮断装置”、日新電機カタログＮｏ．８１６３、日新電機株式会社
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解決すべくなされたものであり、ＦＲＴ要件を満たしつつ、通常時における通電損失の発生を抑制することをその主たる課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち本発明に係る系統連系装置は、商用電力系統と重要負荷との間の電力線に設けられ、前記商用電力系統及び前記電力線に接続された発電機を連系させる系統連系装置であって、前記電力線を開閉する機械式スイッチと、前記機械式スイッチに並列接続される転流回路と、前記機械式スイッチに並列接続されるインピーダンス素子と、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側の系統異常を検出する系統異常検出部と、前記重要負荷への給電を制御する制御部とを備え、前記制御部は、前記系統異常検出部によって系統異常が検出された場合に、前記機械式スイッチを開放するとともに前記商用電力系統に流れる電流を前記転流回路に転流させ、前記機械式スイッチの開放が完了した場合に、前記商用電力系統及び前記発電機を前記インピーダンス素子を介して連系することを特徴とする。
【００１０】
このような構成であれば、系統異常が検出された場合であっても、商用電力系統及び重要負荷は転流回路又はインピーダンス素子によって接続されているので、ＦＲＴ要件を満足することができる。
また、通常時においては、商用電力系統及び重要負荷は、インピーダンスがほとんど無視できる機械式スイッチによって接続されているので、サイリスタスイッチによって商用電力系統及び重要負荷を接続する場合と比較して、通常時における通電損失の発生を抑制することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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