特許ウォッチ

公開番号2025141515
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-09-29
出願番号2024041489
出願日2024-03-15
発明の名称保護継電器及び電力制御装置
出願人オムロン株式会社
代理人弁理士法人秀和特許事務所
主分類H02J 3/38 20060101AFI20250919BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】既存の分散型電源システムを使用しながら、分散型電源の発電量を増加させることが可能な技術を提供する。
【解決手段】分散型電源と、電力の変換装置と、変換装置を制御して分散型電源による発電を制御する制御装置と、を備えており、商用電力系統と連系して分散型電源の運転を制御する電力システムにおいて用いられる保護継電器であって、商用電力系統からの受電点における電力を計測する電力計測部と、電力計測部が計測した電力値に基づいて商用電力系統への逆潮流を検出するとともに、逆潮流を検出した場合には発電を停止する指令信号を制御装置に送信する逆潮流判定部と、少なくとも逆潮流判定部の指令に基づく発電の停止の後から所定の時間が経過するまでの間において、電力計測部が計測した電力値に基づき、制御装置が分散型電源の発電量を抑制する制御を行うための情報を制御装置に送信する発電抑制部と、を有する保護継電器。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
分散型電源と、前記分散型電源から出力される電力の変換装置と、前記変換装置を制御して前記分散型電源による発電を制御する制御装置と、を備えており、商用電力系統と連系して前記分散型電源の運転を制御する電力システムにおいて用いられる保護継電器であって、
前記商用電力系統からの受電点における電力を計測する電力計測部と、
前記電力計測部が計測した電力値に基づいて前記商用電力系統への逆潮流を検出するとともに、前記逆潮流を検出した場合には前記発電を停止する指令信号を前記制御装置に送信する逆潮流判定部と、
少なくとも前記逆潮流判定部の指令に基づく前記発電の停止の後から所定の時間が経過するまでの間において、前記電力計測部が計測した電力値に基づき、前記制御装置が前記分散型電源の発電量を抑制する制御を行うための情報を前記制御装置に送信する発電抑制部と、を有する、
保護継電器。
続きを表示（約 1,500 文字）【請求項２】
前記電力計測部と、前記逆潮流判定部と、前記発電抑制部とが、一つの筐体内に収容されている、
ことを特徴とする、請求項１に記載の保護継電器。
【請求項３】
前記発電抑制部は、前記電力計測部が計測した電力値に対して補償を行った補償値を算出するとともに、当該補償値を前記受電点における電力値として前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の保護継電器。
【請求項４】
前記発電抑制部が前記制御装置に送信する前記補償値は、その補償される分の値が前記逆潮流判定部の指令に基づく前記発電の停止の後から前記所定の時間が経過するまでの間に０まで漸減するように設定される、
ことを特徴とする、請求項３に記載の保護継電器。
【請求項５】
前記発電抑制部は、前記所定の時間が経過するまでの間において、前記電力計測部が計測する電力値が所定の閾値を逸脱した場合に、前記補償値を前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする、請求項３に記載の保護継電器。
【請求項６】
前記逆潮流判定部は、前記逆潮流の検出の前段階で逆潮流の予兆を検出するとともに、前記予兆を検出した場合には前記発電の停止を行う場合よりも前記発電が抑制される時間が短く設定される疑似発電停止の処理を実行する指令信号を前記制御装置に送信し、
前記発電抑制部は、前記疑似発電停止の後から所定の時間が経過するまでの間において、前記電力計測部が計測した電力値に基づき、前記制御装置が前記分散型電源の発電量を抑制する制御を行うための情報を前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の保護継電器。
【請求項７】
前記発電抑制部は、前記分散型電源の発電量の上限値を前記制御装置に送信し、前記上限値は前記逆潮流判定部の指令に基づく前記発電の停止の後から前記所定の時間が経過するまでの間漸増する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の保護継電器。
【請求項８】
前記発電抑制部は前記逆潮流判定部の指令に基づく前記発電の停止の後から前記所定の時間が経過するまでの間、前記分散型電源の発電量の増加速度を緩やかにする指令信号を前記制御装置に送信する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の保護継電器。
【請求項９】
分散型電源と、前記分散型電源から出力される電力の変換装置と、を備え、商用電力系統と連系する電力システムにおいて用いられ、前記変換装置を制御して前記分散型電源による発電を制御する電力制御装置であって、
前記変換装置の出力電力を制御するための指令信号を前記変換装置に送信する制御部と、
前記商用電力系統からの受電点における電力を計測する電力計測部と、
前記電力計測部が計測した電力値に基づいて前記商用電力系統への逆潮流を検出するとともに、前記逆潮流を検出した場合には前記発電を停止する停止指令信号を前記制御部に対して出力する逆潮流判定部と、
少なくとも前記逆潮流判定部の指令に基づく前記発電の停止の後から所定の時間が経過するまでの間において、前記電力計測部が計測した電力値に基づき、前記制御部が前記分散型電源の発電量を抑制する制御を行うための情報を前記制御部に対して出力する発電抑制部と、を有する、
電力制御装置。
【請求項１０】
前記発電抑制部は、前記電力計測部が計測した電力値に対して補償を行った補償値を算出するとともに、当該補償値を前記受電点における電力値として出力する、
ことを特徴とする、請求項９に記載の電力制御装置。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、保護継電器及び電力制御装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、太陽光発電システムなどの、商用電力系統に連系して運転される自家消費型の分散型電源システムにおいて、分散型電源から系統への逆潮流を防止するための逆電力継電器（ＲＰＲ）或いはこれを備える保護継電器を設置すべきことが知られている。しかしながら、逆電力継電器により逆潮流が検出されて発電の停止が行われると、発電再開までの発電量のロスが大きくなるため、パワーコンディショナ（ＰｏｗｅｒＣｏｎｄｉｔｉｏｎｉｎｇＳｙｓｔｅｍ：ＰＣＳ）からの出力電力（発電量）を負荷に応じたものとなるように制御することが行われる（負荷追従制御）。
【０００３】
具体的には、図７に示すような、電流計とＲＰＲとが組み合わされた保護継電器とは別に、システム内のＰＣＳの出力電力と負荷の消費電力とを計測して当該合算値をＰＣＳの制御を行うコントローラに伝えるための電力計測部を備え、コントローラが当該合算値に基づいてＰＣＳの出力制御を行う構成である。このような構成では、ＲＰＲを含む保護継電器と、コントローラに合算値を入力する電力計測部とが異なることから、特に複数台のＰＣＳがシステムに含まれる場合、タイムラグを考慮するとＲＰＲによる発電停止が発生しないようにするために多めのマージンを持たせてＰＣＳの出力を制御する必要がある（発電量を抑制気味にする必要がある）。
【０００４】
一方、図８に示すように、逆潮流検出用の電流計と、負荷追従制御用の合算値を算出するための電力計とを共通化する構成、即ち、保護継電器に合算値計測用の構成を一体化させた構成が提案されている（特許文献１など）。特許文献１に記載の技術によれば、逆潮流検知のための電力計測値と負荷追従制御に用いるそれとを一致させることができるため、ＲＰＲによる発電停止が起こる前に簡易的なＰＣＳの停止を行う（或いは、出力を大幅に絞る）ことが可能になる。なお、以下ではこのようなＰＣＳの制御を疑似停止ともいう。
【０００５】
しかしながら、このような疑似停止の制御を行い、ＲＰＲによる停止（以下、本停止）を免れたとしても、疑似停止から通常の発電を再開しＰＣＳからの出力が増加するとすぐに疑似停止（場合によってはＲＰＲによる本停止）が行われ、停止―発電再開―停止・・・のような制御が繰り返されることになってしまう（以下、このような状態をハンチングともいう）。
【０００６】
これに対しては、図１０に示すように、電力計、ＲＰＲ判定器、及びコントローラを一体の構成とすることで、発電再開時の負荷追従制御を高速・高精度に行い、ハンチングを防止することも考えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２０２１－１９３８６５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図１０に示すような構成ではＰＣＳのコントローラが電力計及びＲＰＲ判定器と一体となった専用の装置が必要になり、システムの導入が大掛かりなものとなっ
てしまう。このため、既存の分散型電源システムに追加的に導入することができず、システム全体を入れ変える必要が生じてしまう。
【０００９】
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであり、既存の分散型電源システムを使用しながら、分散型電源の発電量を増加させることが可能な技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の課題を解決するため、本発明は一態様として次のような構成を採用する。即ち、
分散型電源と、前記分散型電源から出力される電力の変換装置と、前記変換装置を制御して前記分散型電源による発電を制御する制御装置と、を備えており、商用電力系統と連系して前記分散型電源の運転を制御する電力システムにおいて用いられる保護継電器であって、
前記商用電力系統からの受電点における電力を計測する電力計測部と、
前記電力計測部が計測した電力値に基づいて前記商用電力系統への逆潮流を検出するとともに、前記逆潮流を検出した場合には前記発電を停止する指令信号を前記制御装置に送信する逆潮流判定部と、
少なくとも前記逆潮流判定部の指令に基づく前記発電の停止の後から所定の時間が経過するまでの間において、前記電力計測部が計測した電力値に基づき、前記制御装置が前記分散型電源の発電量を抑制する制御を行うための情報を前記制御装置に送信する発電抑制部と、を有する、
保護継電器である。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許