JP5506502B2 - 太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム - Google Patents
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Description
以下、この発明の実施の形態1を図1〜図5により説明する。
配電線に、それぞれ接続される。
この余剰電力の供給量の変動の影響で、配電線変圧器2の一次側の三相高圧配電線のa相電流Ia及びb相電流Ibが同様に変動し、c相電流Icは影響が小さく変動量が少ない。
換言すれば、単相低圧配電線に接続された太陽光発電設備4の影響で、三相高圧配電線の三相には不平衡電流が流れる。
換言すれば、前記三相高圧配電線の三相不平衡電流は大きくなる。
電力の供給量も多くなれば、前記三相高圧配電線の大きな三相不平衡電流が恒常的に流れることになり、三相負荷には太陽光発電設備4の影響による電流増加相に恒常的に定格電流を超える過電流が流れ、負荷の耐久寿命が短くなる懸念が生じる可能性がある。
ここで、時定数T2の時刻補正付き一次遅れ処理とは、各相電流データに対して時定数T2の一次遅れ処理を行い、さらに時定数T2だけ前にシフトすることにより、各相電流1分値平均データから各相電流長期変動データを作成する処理である。
時定数T2だけ前にシフトする理由は、単純に一次遅れ処理を行うと時刻がT2だけ遅れるためである。なお、時定数T2は10分程度が妥当である。
さらに、各相電流データから各相電流長期変動データを差し引くことにより、各相電流短期変動データを作成する。各相電流短期変動データは電流値が1分程度の平均値であり、一次遅れ処理の時定数T2が10分程度であるため、短期変動とは、1分以上10分以下程度の変動である。
ことにより、要因別の不平衡状況を分析・推定する。図4は各相電流の短期変動データ比較の一例である。
に示す断面を、図5の1プロットとする)で読み取り、3次元グラフにプロットしたイメージ図である。
換言すれば、例えば、図5における1プロット点d1では、図示のように、a相電流値はIad1、b相電流値はIbd1、c相電流値はIcd1である。
図を作成する。
タの絶対値でプロットしている。
各相電流短期変動データの発生源は、大きく見て、以下の2つに分けられる。
(1)家庭用太陽光発電量が雲の流れにより一時的に太陽が隠れて発電量が変化することにより発生する短期変動。
(2)負荷の短期変動、太陽光発電以外の分散型電源の短期変動。
これに対して(2)の短期変動は、着目している配電線に接続している負荷または分散型電源が一斉に変動する場合は、例えば昼休みの工場停止や夕方の家庭負荷の負荷の立ち上がり等、計画的な要因または経済活動の要因によるため短期変動発生時刻が集中する。例えば、図4の32の短期変動が負荷の一斉変動である場合は、平日は毎日同じ時間帯で同じような短期変動が発生する。図5の42は、このような負荷の一斉変動による短期変動プロット例である。
さらに、全く突発的、または、偶然による大きな短期変動は、発生頻度が低く、図5のプロット数としては限られる。
(A)太陽光発電時間帯以外の短期変動プロット。
(B)原点付近の短期変動プロット。
(C)各相短期変動の比率(a相:b相:c相)が同等かつ、同時間帯に集中している短
期変動プロット。
平均値を電流値データと同期させて図1の不平衡要因推定処理装置8に取り込み、日射量の短期変動と同期する各相電流値短期変動のみを使用することにより、太陽光発電設備群の接続相の偏りをより高精度に求めることができる。
一方、太陽光発電設備の急速な普及により電力系統の三相不平衡率が大きくなると、三相負荷の熱損による過熱等の実害が発生し、また、配電線過電流管理の観点からもある相のみ過負荷となるため配電線設備運用効率が低下する。今後一般需要家での太陽光発電の普及に伴い、三相不平衡の発生要因・発生箇所の把握はますます困難となるため、その推定・把握は重要となってくる。発生箇所の把握は、各相電流計測装置を区分開閉器あるいは区分開閉器の近傍に設置すれば、区分開閉器の位置は把握されていることから的確に行える。
以下、この発明の実施の形態2を、単相低圧配電線に接続の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムのシステム構成の他の事例を示す図6によって説明する。
特徴1:三相を単相に変換する配電線変圧器の三相側の配電線の各相の電流を検出する各相電流計測装置、及びこの各相電流計測装置が測定した各相電流に基づき各相電流の所定時間毎の大きさ及び変化の傾向を判別し前記三相側配電線の各相の電流の不平衡が前記配電線変圧器の単相側低圧配電線に設置の太陽光発電設備に起因していることを推定する推定部を備えた太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴2:特徴1の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記三相側配電線に設けられた区分開閉器に前記各相電流計測装置が設けられていることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。なお、前記各相電流計測装置は必ずしも区分開閉器に設ける必要はない。
特徴3:特徴1または特徴2の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記三相側配電線に設けられた区分開閉器によって区分される前記三相配電線の区分単位で前記推定部が前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴4:特徴1〜特徴3の何れか一の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記推定部が通信ネットワークを介して複数の前記各相電流計測装置から各相電流情報を入手し前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴5:特徴4の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、隣接する各相電流計測装置の出力から導出した各相電流の電流差から前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴6:特徴1〜特徴5の何れか一の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置で計測された各相電流のそれぞれの所定時間t1毎の平均値を求めた各相電流データと当該各相電流データを前記所定時間t1より長い時定数t2での一次遅れ処理により求めた長期変動データとの差により求めた短期変動データにより、前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴7:特徴6の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置側で前記各相電流データが生成され、前記推定部側で前記長期変動データ及び前記短期変動データが生成されることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴8:特徴6の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置側で前記各相電流データと前記長期変動データとが生成され、前記推定部側で前記短期変動データが生成されることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴9:特徴6の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置側で前記各相電流データと前記長期変動データと前記短期変動データとが生成されることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムである。
特徴10:特徴1〜特徴9の何れか一に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、雨天あるいは曇天及び快晴以外の太陽光発電設備の出力が時間的に変化する天候における日照時間内の前記各相電流に基づき前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
特徴11:配電線(三相・高圧)の各相電流値データを受信・保存する計測データ受信・保存部と、各相電流値を長期変動部分と短期変動部分に分離する各相電流変化検出部と、各相電流値の長期変動部分と短期変動部分から接続相の偏りを分析・推定する不平衡要因推定部と、分析結果を人間または他の装置に情報提供する接続相推定結果提示部を内部機能として備えていることを特徴とする不平衡要因推定処理装置である。
特徴12:配電線(三相・高圧)の各相電流値を計測する計測器と、計測データ(各相電流値)を不平衡要因推定処理装置に送信する送信機と、各相電流値を受信・分析・結果提示する不平衡要因推定処理装置を備えることを特徴とする三相不平衡検出・分析および要因推定装置である。
2 配電線変圧器、
3 低圧配電需要家、
4 太陽光発電設備、
5 各相電流計測装置、
6 送信機、
7 通信ネットワーク、
8 監視端末、
9 計測データ受診・保存部、
10 各相電流変化検出部、
11 不平衡要因推定部、
12 接続相推定結果提示部、
SW 区分開閉器。
Claims (10)
- 三相を単相に変換する配電線変圧器の三相側の配電線の各相の電流を検出する各相電流計測装置、及びこの各相電流計測装置が測定した各相電流の短期変動がグラフにプロットすると原点付近に集中する小さな短期変動と前記各相電流の短期変動発生時刻が集中する短期変動とを除く前記各相電流の短期変動から前記三相側配電線の各相の電流の不平衡が前記配電線変圧器の単相側低圧配電線に設置の太陽光発電設備に起因していると推定する推定部を備えた太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項1に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記三相側配電線に設けられた区分開閉器に前記各相電流計測装置が設けられていることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項1または請求項2に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記三相側配電線に設けられた区分開閉器によって区分される前記三相配電線の区分単位で前記推定部が前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項1〜請求項3の何れか一に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記推定部が通信ネットワークを介して複数の前記各相電流計測装置から各相電流情報を入手し前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項4に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、隣接する各相電流計測装置の出力から導出した各相電流の電流差から前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項1〜請求項5の何れか一に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置で計測された各相電流のそれぞれの所定時間t1毎の平均値を求めた各相電流データと当該各相電流データを前記所定時間t1より長い時定数t2での一次遅れ処理により求めた長期変動データとの差により求めた短期変動データにより、前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出シス
テム。 - 請求項6に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置側で前記各相電流データが生成され、前記推定部側で前記長期変動データ及び前記短期変動データが生成されることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項6に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置側で前記各相電流データと前記長期変動データとが生成され、前記推定部側で前記短期変動データが生成されることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項6に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、前記各相電流計測装置側で前記各相電流データと前記長期変動データと前記短期変動データとが生成されることを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
- 請求項1〜請求項9の何れか一に記載の太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システムにおいて、雨天あるいは曇天及び快晴以外の太陽光発電設備の出力が時間的に変化する天候における日照時間内の前記各相電流に基づき前記推定を行うことを特徴とする太陽光発電設備の三相配電線への影響検出システム。
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