分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法
【課題】周波数シフト方式を用いた単独運転検出の精度を高め、信頼性の高い分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法を提供する。
【解決手段】開閉手段（開閉器２０）、判定手段（プロセッサ２４）および制御手段（制御部２２）を備える。開閉手段（開閉器２０）は、電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて交流出力を商用電源系統（１０）および負荷（６）に供給し、解列時に開いて商用電源系統および負荷（６）への供給を遮断する。判定手段は、能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した状態が継続した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数を監視し、単独運転中であると判定する。制御手段は、単独運転であるとの判定手段の判定結果を受け、開閉手段を開き、並列から解列に制御する。
【解決手段】開閉手段（開閉器２０）、判定手段（プロセッサ２４）および制御手段（制御部２２）を備える。開閉手段（開閉器２０）は、電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて交流出力を商用電源系統（１０）および負荷（６）に供給し、解列時に開いて商用電源系統および負荷（６）への供給を遮断する。判定手段は、能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した状態が継続した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数を監視し、単独運転中であると判定する。制御手段は、単独運転であるとの判定手段の判定結果を受け、開閉手段を開き、並列から解列に制御する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自家発電と商用電源とを併用する系統連系運転の単独運転検出に周波数シフト方式を用いた分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションなどの分散型電源が普及している。分散型電源には、太陽電池の直流電力を交流電力に変換するものや、小型エンジンを駆動源として発電機を駆動し、その排熱利用や電力利用をするものなどがある。このような分散型電源と商用電源との連系が系統連系である。この系統連系運転については、社団法人日本電気協会発行の系統連系規程（ＪＥＡＣ９７０１−２０１０）に詳細な基準を規定し、供給電力の品質、保安、信頼性、保護協調の確保に言及している。
【０００３】
系統連系において、系統停止（系統の事故、保守点検の作業、火災などの緊急時）時、発電設備が商用電源の系統から解列されない状態で単独運転を継続していると、本来無電圧であるべき系統が充電されるなどの不都合を生じる。このため、単独運転であるか否かを検出する必要がある。この単独運転の検出の一つの検出方式として周波数シフト方式がある。この周波数シフト方式は分散型電源に周波数バイアスを与えておき、単独運転移行時に現れる周波数変化を検出する。この周波数シフト方式について、系統連系規程では、周波数の変動幅を周波数バイアスが定格周波数の数％、検出要素は周波数異常、解列時限（単独運転発生後に解列するまでの時限）は０．５秒以上１秒以内であることが規定されている。この数値は一台の解列時限であり、多数連系時には少なくとも５秒以内に発電設備を解列・停止することが望ましいとされている。
【０００４】
この周波数シフト方式を用いた単独運転の検出に関し、特許文献１には、基準周波数から乖離した周波数が所定周波数以上である場合に単独運転であると判断する分散型電源装置が記載されている。この分散型電源装置は記憶手段に記憶している周波数データにより連系点電圧の周波数を認定し、その周波数が基準周波数から乖離した際に、その乖離を助長する方向のシフト値を周波数に加算し、出力周波数を決定することが記載されている。この分散型電源装置において、特許文献２には、周波数が基準周波数から所定周波数以上乖離する状態から単独運転条件に該当するか否かを判断することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には電圧周期情報に対して微小バイアスＢを加えた値に電流目標値の周期情報を設定し、通常時、電流目標値の電流位相を電圧位相に合わせてリセットし、このリセット処理を単独運転の可能性検出の後、中止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０１４０１８号公報
【特許文献２】特開２０００−０５０５０４号公報
【特許文献３】特開２００２−２６２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、単独運転であるか否かの検出に周波数シフト方式を用いた系統連系では、商用電源側の瞬間停電が検出に誤動作を誘発させるという課題がある。また、単独運転に移行した際に、需要負荷によっては系統電圧の周波数に影響を及ぼし、検出に誤動作を生じさせる場合がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、周波数シフト方式を用いた単独運転検出の精度を高め、信頼性の高い分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の分散型電源装置は、開閉手段、判定手段および制御手段を備える。開閉手段は、電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時に開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する。判定手段は、所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して前記系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた場合に単独運転中であると判定する。制御手段は、単独運転であるとの前記判定手段の判定結果に応じて前記開閉手段を開き、前記並列から前記解列に制御する。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の分散型電源装置の制御プログラムは、既述の分散型電源装置に搭載されるコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与する機能と、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して前記系統電圧の周波数の増加または減少を監視する機能と、検出周波数変化が所定範囲を超えた場合に単独運転中であると判定する機能とを前記コンピュータで実現する。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の分散型電源装置の制御方法は、電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時には閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時には開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する工程と、所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する工程と、単独運転であるとの判定結果に応じて前記並列から前記解列に制御する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
(1) 系統電圧に重畳させた周波数変化の検出精度を高め、単独運転であるか否かを正確に知ることができ、信頼性の高い動作を実現できる。
【００１３】
(2) 商用電源側の瞬間停電や、需要負荷側からの系統電圧の周波数への影響による周波数検出の誤動作を防止でき、動作の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の分散型電源システムの一例を示す図である。
【図２】電力源の一例を示す図である。
【図３】制御部の一例を示す図である。
【図４】インバータ部の一例を示す図である。
【図５】出力電流の周波数シフトの一例を示す図である。
【図６】周波数変化検出のためのゼロクロス検出の一例を示す図である。
【図７】周波数検出カウンタおよび平均周波数算出バッファの構成例を示す図である。
【図８】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図９】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１０】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１１】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１２】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１３】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１４】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１５】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１６】周波数変化検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】平均周波数の算出例を示す図である。
【図１８】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】運転状態の検出および制御の一例を示すフローチャートである。
【図２０】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２１】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】周期処理の他の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２４】周期処理の他の実施の形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る分散型電源システムを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００１６】
この分散型電源システムは本発明の分散型電源装置の一例であって、分散型電源装置の出力を負荷に供給し、または負荷および商用電源に供給可能に構成されている。
【００１７】
分散型電源装置２の入力側には電力源４が接続され、出力側には負荷６が接続されているとともに、遮断機８を介して商用電源系統１０が接続されている。
【００１８】
電力源４はコージェネレーションシステムの発電機、太陽光発電システムの太陽電池など、電力を発生する設備である。この実施の形態では直流電源を想定しているが、直流電源、交流電源のいずれであってもよい。
【００１９】
負荷６はたとえば、住宅内の交流負荷である。つまり、負荷６には分散型電源装置２を介して電力源４からの電力と、商用電源系統１０からの電力の供給が可能であり、系統連系運転による給電が可能である。遮断機８は負荷６から商用電源系統１０を切断し、負荷６に対する商用電源系統１０からの給電の遮断に用いられる。
【００２０】
分散型電源装置２の入力部には整流器１２が設置され、入力電圧を整流する。この整流器１２の出力はインバータ部の入力段にある昇圧回路１４に加えられ、所定の直流電圧に昇圧される。この電圧を昇圧電圧と称する。この昇圧電圧はＦＥＴブリッジ回路１６に加えられて電圧波形を整え、フィルタ１８でノイズ成分が除去された後、開閉器２０を介して分散型電源装置２の交流出力となる。この交流出力は、負荷６に供給される。
【００２１】
この分散型電源装置２には、昇圧回路１４、ＦＥＴブリッジ回路１６および開閉器２０を制御する制御手段として制御部２２が設置されている。この制御部２２には制御情報として既述の昇圧電圧、フィルタ１８の出力側から出力電流、開閉器２０の出力側から系統電圧が取り込まれている。
【００２２】
この制御部２２はコンピュータによって構成され、プロセッサ２４、ＩＯポート２６、ＡＤ変換器２８、ＲＯＭ（Read-Only Memory）３０、ＥＥＰＲＯＭ３２、ＲＡＭ（Random-Access Memory）３４、クロック発振器３６および警報器３７を備えている。
【００２３】
プロセッサ２４は、ＲＯＭ３０に格納されているプログラムを実行し、クロック信号を計数するタイマをも構成する。このプログラムにはＯＳ（Operating System）、ファームウェアプログラム、アプリケーションプログラムなどのプログラムが含まれる。このプログラムの実行により、単独運転か否かの検出処理、その検出に基づく制御が含まれる。
【００２４】
ＩＯポート２６は、各種情報の入出力手段であって、この実施の形態では、昇圧回路１４に対する昇圧制御情報、ＦＥＴブリッジ回路１６のＦＥＴのスイッチング情報、開閉器２０の開閉情報が出力される。昇圧回路１４の昇圧制御情報には、出力電圧の昇圧方向の制御情報、現在値の減圧方向の制御情報の双方が含まれる。ＦＥＴブリッジ回路１６のＦＥＴのスイッチング情報は、ＦＥＴブリッジ回路１６を構成しているＦＥＴを導通または遮断状態に制御するパルスである。開閉器２０の開閉情報は、開閉器２０を開または閉に制御する情報であり、開状態に制御された際に、分散型電源装置２が負荷６または商用電源系統１０から切り離され、つまり、解列となる。
【００２５】
ＡＤ変換器２８はアナログ・デジタル変換を行ない、アナログ情報である昇圧電圧、出力電流または系統電圧をデジタル値に変換する。
【００２６】
ＲＯＭ３０、ＥＥＰＲＯＭ３２およびＲＡＭ３４は記憶手段の一例である。ＲＯＭ３０には既述のプログラムが格納され、ＥＥＰＲＯＭ３２は不揮発性記憶手段の一例であり、設定値や補正値などの保持に用いられる。ＲＡＭ３４は、ワークエリアを構成するとともに、周波数や制御データなどの一時保存に用いられる。
【００２７】
クロック発振器３６は系統制御のクロック信号を発生し、このクロック信号はプロセッサ２４に加えられており、系統の動作タイミングや所定時間の計時に用いられる。警報器３７は単独運転時を告知する告知手段の一例である。
【００２８】
プロセッサ２４には、分散型電源装置２の外部に設置されている給湯システム３８の給湯制御部４０が接続されている。給湯システム３８は、電力源４で生じた排熱を熱源にし、熱媒や上水の加熱を行う。この制御手段である給湯制御部４０はコンピュータシステムで構成され、既述のプロセッサ２４の動作と連系関係が構築されている。
【００２９】
〔電力源４〕
【００３０】
図２は電力源４の一例を示している。この電力源４は、駆動源にエンジン４２を備え、このエンジン４２によって発電機４４が駆動される。エンジン４２は燃料にたとえば、ガスが用いられ、その燃焼によって排気や排熱を生じる。エンジン４２の排気経路４６には排気の熱を熱媒に熱交換する排気熱交換機４８が備えられ、排熱回収経路５０には排熱回収熱交換機５２および余剰電力ヒータ５４が設置されている。排熱回収熱交換機５２は、エンジン４２の冷媒に吸収させた熱を熱媒に熱交換する。余剰電力ヒータ５４は、分散型電源装置２から余剰電力の供給を受け、熱媒を加熱する。
【００３１】
〔制御部２２〕
【００３２】
図３は制御部２２で実現される機能の一例を示している。既述のとおり、制御部２２はコンピュータで構成されているので、このコンピュータの実行により周波数検出手段５６、出力周波数決定手段５８、出力電流制御手段６０、周期タイマ６２および単独運転検出部６４が構成される。
【００３３】
周波数検出手段５６は、既述のＡＤ変換器２８およびプロセッサ２４により構成され、系統電圧の周波数を検出する。検出した周波数は出力周波数決定手段５８に加えられる。出力周波数決定手段５８は、プロセッサ２４およびクロック発振器３６で構成され、単独運転検出部６４からの能動信号を受け、出力電流に付与すべき周波数を決定し、決定した周波数を出力電流制御手段６０に加える。
【００３４】
出力電流制御手段６０はＡＤ変換器２８およびプロセッサ２４で構成され、系統電圧、出力電流および出力周波数により、周波数を重畳した制御信号をＦＥＴブリッジ回路１６に加える。
【００３５】
周期タイマ６２はプロセッサ２４およびクロック発振器３６で構成され、一定周期を表す周期信号を発生する。この周期信号は単独運転検出部６４に加えられる。
【００３６】
この単独運転検出部６４はプロセッサ２４、ＲＡＭ３４で構成され、系統電圧から検出された周波数により単独運転であるか否かを検出し、その検出に応じた制御情報を発生する。このため、この単独運転検出部６４には単独運転判定手段６６および能動信号決定手段６８を備えている。
【００３７】
単独運転判定手段６６は、検出周波数により単独運転であるか否かの判定を行ない、単独運転であれば、開閉器２０を開く制御信号を開閉器２０に出力する。この単独運転判定手段６６の判定結果は能動信号決定手段６８に加えられ、単独運転でなければ、能動信号決定手段６８が並列運転時に能動信号を出力し、出力周波数決定手段５８に出力する。
【００３８】
〔ＦＥＴブリッジ回路１６、フィルタ１８および開閉器２０〕
【００３９】
図４は既述のインバータ部を示している。図４に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００４０】
ＦＥＴブリッジ回路１６はＦＥＴ７０、７２、７４、７６で構成され、ＦＥＴ７０、７４で直列回路、ＦＥＴ７２、７６で直列回路が構成されている。ＦＥＴ７０、７６のゲートの共通化、ＦＥＴ７４、７２のゲートの共通化により、制御部２２からスイッチング制御信号が加えられ、直流入力から交流出力として１相出力が生成され、フィルタ１８に加えられる。
【００４１】
フィルタ１８はチョークコイル７８、８０およびコンデンサ８２で構成され、不要成分が取り除かれる。このフィルタ１８の出力部には電流検出部８４が設置され、この電流検出部８４から分散型電源装置２の出力電流が検出される。
【００４２】
開閉器２０は開閉手段の一例として電磁開閉器で構成され、各相毎に接点８６、８８が設置されている。各接点８６、８８を開閉する手段として電磁ソレノイド９０が備えられている。この電磁ソレノイド９０に対する励磁電流は制御部２２により供給され、制御される。
【００４３】
開閉器２０の商用電源系統側には系統電圧を検出するための電圧検出部９２が設置されている。この電圧検出部９２には、商用電源系統１０が停電している場合、分散型電源装置２の出力電圧が検出される。
【００４４】
開閉器２０にはフィルタを構成するコンデンサ９４、９６を介して負荷６および商用電源系統１０が接続されている。コンデンサ９４、９６は中点接続され、その中点は商用電源系統１０側に接続されている。この場合、商用電源系統１０側は、単相三線式の交流である。これにより、分散型電源装置２の出力は負荷６に供給される。
【００４５】
〔周波数シフト〕
【００４６】
図５は出力電流の周波数シフト動作を示している。図５において、（Ａ）は系統電圧の周波数を正方向にシフトした場合、（Ｂ）は系統電圧の周波数を負方向にシフトした場合を示している。
【００４７】
図５の（Ａ）および（Ｂ）において、Ｖは系統電圧の波形を示す。現在の周波数ｆに能動信号量（周波数）ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕を加算（ｆ＋０．１）すると、破線で示す出力電流Ｉの波形は能動信号量ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕分だけ、周期が短くなる。つまり、出力電流Ｉの周波数が正方向にシフトし、ｆ＝５０〔Ｈｚ〕の場合、ｆ＋０．１＝５０．１〔Ｈｚ〕である。
【００４８】
また、現在周波数ｆに能動信号量（周波数）ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕を減算（ｆ−０．１）すると、破線で示す出力電流Ｉの波形は能動信号量ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕分だけ、周期が長くなる。つまり、出力電流Ｉの周波数が負方向にシフトし、ｆ＝５０〔Ｈｚ〕の場合、ｆ−０．１＝４９．９〔Ｈｚ〕である。
【００４９】
このような周波数シフトは、系統電圧または出力電流のゼロクロス点のレベルから検出することができる。
【００５０】
〔ゼロクロスポイントの検出〕
【００５１】
図６はゼロクロスポイントの検出を示している。位相シフトした波形Ｍ（ＶまたはＩ）について、サンプリングされた波形の極性とそのレベル変化を検出すれば、ゼロクロスポイントＰを知ることができる。また、ゼロクロスポイントＰ間の時間Ｔ（波形の周期）はサンプリング周波数を基準にクロック信号をカウントすることにより求めることができる。この時間Ｔにより、現在周波数ｆを検出できる。
【００５２】
〔周波数検出カウンタおよび平均周波数算出〕
【００５３】
ＲＡＭ３４には図７に示すように、配列Ａ、配列Ｂおよび配列Ｃ（図１７）が構成され、配列Ｂは能動信号方向と同一方向に変化した回数を数える手段として周波数正方向発散カウンタ９８は同一方向に変化しなかった回数を数える手段として周波数負方向発散カウンタ１００とを備えている。
【００５４】
〔周波数シフトおよびその検出〕
【００５５】
周波数シフトおよびその検出は、出力電流目標値に能動信号周波数としてたとえば、周波数±０．１〔Ｈｚ〕の周波数バイアスを付加し、商用電源系統１０の停電時に現れる周波数変化を検出する。この周波数変化の多寡により、解列か否かを判断する。この周波数シフトおよびその検出について図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４および図１５を参照する。
【００５６】
図８は基準周波数＝５０〔Ｈｚ〕の場合の周波数シフトの一例を示している。この実施の形態では加算する能動信号周波数としてたとえば、０．１〔Ｈｚ〕を設定している。図８の（Ａ）は横軸に経過時間ｔ、縦軸に周波数を設定することにより現在周波数ｆおよび目標出力周波数ｆｏｕｔを示し、図８の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。
【００５７】
この実施の形態では、サンプリングタイミングを１００〔ｍｓｅｃ〕に設定するとともに、周波数シフトタイミングをサンプリングタイミングの３倍の時間３００〔ｍｓｅｃ〕に設定している。
【００５８】
この例では、現在周波数ｆを一定と仮定し、この現在周波数ｆに能動信号周波数０．１〔Ｈｚ〕を加算し、または減算して目標出力周波数ｆｏｕｔとしている。つまり、目標出力周波数ｆｏｕｔは、３００〔ｍｓｅｃ〕毎に０．１〔Ｈｚ〕の加算期間ｔ1 と減算期間ｔ2 とが交互に到来し、現在周波数ｆに対し、加算期間ｔ1 ではｆｏｕｔ＝ｆ＋０．１＝５０．１〔Ｈｚ〕となり、減算期間ｔ２ではｆｏｕｔ＝ｆ−０．１＝４９．９〔Ｈｚ〕が得られている。
【００５９】
図９の（Ａ）は現在周波数の周波数変化および能動信号周波数の固定の一例を示し、図９の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。この例では、能動信号の周波数が上昇方向にある加算期間ｔ１において、現在周波数が増加傾向を示している。この現在周波数が一定の周波数閾値として０．０５〔Ｈｚ〕以上上昇した場合、その時点から一定時間の固定時間ｔfix を設定する。この実施の形態では固定時間ｔfix ＝１．２〔秒〕とし、この固定時間ｔfix で能動信号の上昇方向を固定し、現在周波数の増加傾向を監視する。図９の（Ａ）において、ｆave は平均周波数を示している。そして、固定時間ｔfix の経過後、能動信号周波数の減算期間ｔ２に移行している。
【００６０】
図１０の（Ａ）は他の現在周波数の周波数変化および能動信号周波数の固定の一例を示し、図１０の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。この例では、能動信号の周波数が減少方向にある減算期間ｔ２において、現在周波数が増加傾向を示している。この現在周波数が既述の周波数閾値として０．０５〔Ｈｚ〕以上が上昇した場合、その時点から一定時間の固定時間ｔfix を設定する。この実施の形態では固定時間ｔfix ＝１．２〔秒〕とし、この固定時間ｔfix で能動信号の増加方向を固定し、現在周波数の増加傾向を監視する。図１０の（Ａ）において、ｆave は平均周波数を示している。そして、固定時間ｔfix の経過後、能動信号周波数の減算期間ｔ２に移行している。
【００６１】
図１１の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化の一例を示し、図１１の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。この例では、現在周波数に合わせて目標出力周波数が変化することを示している。
【００６２】
図１２の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化、図１２の（Ｂ）はサンプリングタイミング、図１２の（Ｃ）は周波数正方向発散カウンタ９８の計数値の増加を示している。
【００６３】
この例では、周波数の増加期間から目標出力周波数および現在周波数が増加しており、その周波数が既述の０．０５〔Ｈｚ〕以上上昇した時点から周波数の上昇を固定している。
【００６４】
この場合、周波数正方向発散カウンタ９８は、図１２の（Ｃ）に示すように、サンプリングタイミングを計数タイミングとしてクロック信号を計数する。この計数値が所定値としてたとえば、６に到達したとき、単独運転であると判定し、警報器３７に単独運転であることを表すアラームを発生させる。
【００６５】
図１３の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化、図１３の（Ｂ）はサンプリングタイミング、図１３の（Ｃ）は周波数正方向発散カウンタ９８の計数値の増加、図１３の（Ｄ）は周波数負方向発散カウンタ１００の計数値を示している。
【００６６】
この例では、周波数の増加期間から目標出力周波数および現在周波数が増加しており、その周波数が既述の０．０５〔Ｈｚ〕以上上昇した時点から周波数の上昇を固定している。
【００６７】
周波数上昇の固定期間において、現在周波数および目標出力周波数の増加を停止している区間が生じ、この区間を超えた時点から現在周波数と目標出力周波数との周波数変移は０．２〔Ｈｚ〕となっている。この場合、周波数負方向発散カウンタ１００の計数値は、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値１〜３の区間で０となり、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値４〜６の区間で１となる。
【００６８】
この場合、周波数正方向発散カウンタ９８は、図１３の（Ｃ）に示すように、サンプリングタイミングを計数タイミングとしてクロック信号を計数するので、この計数値が所定値としてたとえば、６に到達したとき、単独運転であると判定し、警報器３７に単独運転であることを表すアラームを発生させる。
【００６９】
同様に、図１４の（Ａ）および図１５の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化、図１４の（Ｂ）および図１５の（Ｂ）はサンプリングタイミング、図１４の（Ｃ）および図１５の（Ｃ）は周波数正方向発散カウンタ９８の計数値の増加、図１４の（Ｄ）および図１５の（Ｄ）は周波数負方向発散カウンタ１００の計数値を示している。
【００７０】
図１４の例では、周波数の上昇固定期間内で、周波数が一定または増加を示し、上昇後、減少に転じている。この場合、周波数低下固定の状態に移行しても、周波数正方向発散カウンタ９８は、図１４の（Ｃ）に示すように、サンプリングタイミングを計数タイミングとしてクロック信号を計数するので、この計数値が所定値としてたとえば、６に到達したとき、単独運転であると判定し、警報器３７に単独運転であることを表すアラームを発生させる。
【００７１】
これに対し、図１５の例では、周波数の上昇固定期間を経過すると、周波数低下状態の固定期間に移行している。３００〔ｍｓｅｃ〕前の周波数と比べ、差が０．０５〔Ｈｚ〕未満なので、正方向発散カウンタが“−１”されて“４”になる。このため、単独運転とは判断されず、警報器３７による単独運転を表すアラームの発生はない。この場合、周波数負方向発散カウンタ１００の計数値は、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値１〜３の区間で０となり、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値４、５、４の区間で１、２、３にインクリメントしている。
【００７２】
そして、図１６はこれらの処理手順を示している。この処理手順では、現在周波数ｆに対し、±０．１〔Ｈｚ〕の周波数変化（能動信号）を与え、目標出力周波数ｆｏｕｔを決定する（Ｓ１１：図８、図１１）。能動信号は３００〔ｍｓｅｃ〕毎に方向を切り替える（Ｓ１２：図８）。１００〔ｍｓｅｃ〕毎に現在周波数と平均周波数をサンプリングする（Ｓ１３：図８）。
【００７３】
現在周波数と平均周波数とを比較し、周波数差が０．０５〔Ｈｚ〕以上であれば、周波数が発散するように能動信号を周波数上昇方向に１．２〔秒〕間固定する（Ｓ１４：図９、図１０）。同様に、現在周波数と平均周波数とを比較し、周波数差が０．０５〔Ｈｚ〕以下であれば、周波数が発散するように能動信号を周波数低下方向に１．２〔秒〕間固定する（Ｓ１５）
【００７４】
１．２〔秒〕経過後、３００〔ｍｓｅｃ〕毎に方向を切り替える（Ｓ１６：図９、図１０）。上昇方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していれば、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値を＋１する（Ｓ１７：図１２）。上昇方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していなければ、周波数負方向発散カウンタ９８を＋１する（Ｓ１７：図１３）。また、低下方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していれば、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値を＋１する（Ｓ１８：図１２）。低下方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していなければ、周波数負方向発散カウンタ１００を＋１する（Ｓ１８：図１３）。
【００７５】
周波数正方向発散カウンタ９８の計数値が“６”にカウントされたら、単独運転能動検出アラームとする（Ｓ１９：図１２）。
【００７６】
周波数負方向発散カウンタ１００の計数値が“１”にカウントされたら、能動信号を±０．２〔Ｈｚ〕に増加し、周波数正方向発散カウンタ９８を＋１する（Ｓ２０：図１３）。
【００７７】
周波数負方向発散カウンタ１００の計数値が“２”または“４”にカウントされたら、固定方向を逆転させ、周波数正方向発散カウンタ９８を＋１する（Ｓ２１：図１４）。周波数正方向発散カウンタ９８と周波数負方向発散カウンタ１００は固定時間１．２〔秒〕経過後に０にリセットする（Ｓ２２）。
【００７８】
周波数正方向発散カウンタ９８の計数値が“５”以上に到達すれば、現在周波数ｆと３００〔ｍｓｅｃ〕前の周波数との差が０．０５〔Ｈｚ〕未満ならば、周波数正方向発散カウンタ９８を−１にする（Ｓ２３：図１５）。
【００７９】
〔平均周波数の算出〕
【００８０】
図１７は既述の配列Ｂおよび配列Ｃを用いた平均周波数の算出例を示している。図１７において、各記号は、
ｆn ： 現在周波数ｆ
ｆn -1 ： １サイクル前の周波数ｆ
ｆn -2 ： ２サイクル前の周波数ｆ
・
・
・
ｆn -79 ： ７９サイクル前の周波数ｆ
ｆave ’m ： ｆn -79 〜ｆn -70 の平均値
ｆave ’m-1 ： ２００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’
ｆave ’m-2 ： ４００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’
である。
【００８１】
配列Ｂおよび配列Ｃは既述の通り、ＲＡＭ３４に設定され、配列Ｂには記憶番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８０の８０個の記憶欄が設定されている。各記憶欄には記憶値ｆn が格納される。
【００８２】
この記憶値ｆn から１０個の記憶値ｆn-79〜ｆn-70が抽出され、平均値ｆave ’が算出される。この平均サブ周波数ｆave ’を２００〔ｍｓｅｃ〕毎に取り込む。取り込んだ平均サブ周波数ｆave ’は配列Ｃに格納される。この平均サブ周波数ｆave ’は、ｆn -79 〜ｆn -70 の平均値、２００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’、４００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’の３つである。
【００８３】
そこで、配列Ｃには記憶番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の３個の記憶欄が設定されており、３個の平均サブ周波数ｆave ’m-2 、ｆave ’m-1 、ｆave ’m が格納される。これら３個の記憶値から平均周波数ｆave が算出される。この平均周波数ｆave の算出に配列Ｂに示すように、所定数の記憶値としてたとえば、８０個の記憶値を用いているので、周波数の変化に一定値以上の遅延を持たせることができ、短時間での変動誤差や、単独運転の検出誤差を回避できる。
【００８４】
この平均周波数ｆave の検出の処理手順について図１８を参照する。図１８は周波数検出の処理手順を示している。
【００８５】
この周波数検出の処理手順は本発明の制御プログラムおよび制御方法の一例であって、この処理手順において、処理に用いられる各データは次のとおりである。
【００８６】
ｔ： アップクロスからの経過時間
Ｔ： 系統電圧１サイクル時間
Ａ： １サイクル時間保持用配列（１２個分まで）
Ｔave ： １サイクル時間平均値
Ｔmax ： 配列Ａに記憶されている値の最大値
Ｔmin ： 配列Ａに記憶されている値の最小値
Ｔsum ： 配列Ａに記憶されている値の合計値
ｆ： 現在周波数
Ｂ： 現在周波数保持用配列（８０個分まで）
ｆave ’： 配列Ｂに記憶されている値のうち１〜１０番目に古い値の平均値
ｆave ： 平均周波数
Ｃ：ｆave ’ 保持用配列（３個分まで）
【００８７】
この処理手順では、周波数検出に当たって、系統電圧値を取得する（Ｓ３１）。この系統電圧値の取得では経過時間のカウント（ｔ←ｔ＋１）を行い（Ｓ３２）、このカウントは現在時刻を表すカウント値をインクリメントする。
【００８８】
アップクロスを検出したか否かを判断する（Ｓ３３）。アップクロスであれば（Ｓ３３のＹＥＳ）、１サイクル時間の確定を行う（Ｓ３４）。このステップではＴ←ｔ 経過時間のリセットｔ←０を行う。
【００８９】
系統電圧１サイクル時間Ｔを記憶手段の配列Ａに記憶する（ステップＳ３５）。この記憶処理にはデータ更新を行い、つまり、最も古いデータを破棄し、過去１２個分まで保持する処理を行う。
【００９０】
配列Ａに記憶されている１２個分のデータから１サイクル時間の平均値Ｔave を求める（Ｓ３６）。この平均値Ｔave は最大値および最小値を除いた残りの１０個の時間データの平均である。この平均値Ｔave は、
Ｔave ＝（ＴSum −Ｔmax −Ｔmin ）÷１０ ・・・(1)
より求める。
【００９１】
この平均値Ｔave を用いて現在の系統周波数を算出する（Ｓ３７）。現在の系統周波数ｆは、平均値Ｔave の逆数であり、
ｆ＝１／Ｔave ・・・(2)
から求められる。
【００９２】
現在周波数ｆを配列Ｂに記憶する（Ｓ３８）。この記憶処理にはデータ更新を行ない、つまり、最も古いデータを破棄し、過去８０個分まで保持する。
【００９３】
配列Ｂに記憶されている８０個分のうち、最も古い方から１０個のデータについての平均値ｆave ’を求める（Ｓ３９）。この平均値ｆave ’は、１番古いデータから１０番目に古いデータまでの平均である。
【００９４】
さらに、平均値ｆave が算出周期であるか否かを判断する（Ｓ４０）。平均値ｆave が算出周期であれば（Ｓ４０のＹＥＳ）、この平均値ｆave ’を配列Ｃに記憶する（Ｓ４１）。この記憶処理では最も古いデータを破棄し、過去３個分まで保持する。
【００９５】
そして、配列Ｃに記憶されている３個のデータから平均値ｆave を決定する（Ｓ４２）。この場合、配列Ｃにあるデータから最大値と最小値を除いて残った１つのデータをｆave に決定し、ステップＳ３１にリターンする。
【００９６】
ステップＳ４０において、平均値ｆave が算出周期でなければ（Ｓ４０のＮＯ）、ステップＳ３１にリターンし、系統電圧値を取得し、上記の処理手順を実行する。
【００９７】
〔基本動作〕
【００９８】
図１９は、基本動作の処理手順を示している。この処理手順は本発明の制御プログラムおよび制御方法の一例であって、この処理手順では、電源投入の後、イニシャライズを行ない（Ｓ１０１）、動作指示の有無を監視する（Ｓ１０２）。動作指示があれば（Ｓ１０２のＹＥＳ）、動作指示が発電であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。動作指示が発電であれば（Ｓ１０３のＹＥＳ）、現在の状態が発電および並列中であるかを判断する（Ｓ１０４）。
【００９９】
発電および並列中でなければ（Ｓ１０４のＮＯ）、再連系待機時間が経過しているか否かを判断し（Ｓ１０５）、再連系待機時間が経過していれば（Ｓ１０５のＹＥＳ）、発電および並列を開始し（Ｓ１０６）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１００】
ステップＳ１０２において、動作指示がなければ（Ｓ１０２のＮＯ）、現在の状態が発電および並列中であるかを判断する（Ｓ１０７）。発電および並列中であれば（Ｓ１０７のＹＥＳ）、発電および並列を継続し（Ｓ１０８）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０１】
ステップＳ１０７において、発電および並列中でなければ（Ｓ１０７のＮＯ）、解列中であるから、その解列を継続し（Ｓ１０９）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０２】
また、ステップＳ１０３において、動作指示が発電でなければ（Ｓ１０３のＮＯ）、その動作指示に対する処理を実行し（Ｓ１１０）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０３】
〔周波数シフト動作〕
【０１０４】
図２０、図２１および図２２は、周波数シフトの処理手順を示している。この処理手順は、図８〜１５におけるサンプリングタイミング（例えば１００〔ｍｓ〕毎）に実行される。図２０、図２１および図２２中のＡ、Ｂはフローチャート間の連結子を示している。
【０１０５】
この処理手順では、解列中であるか否かを判断し（Ｓ１１１）、解列中であれば（Ｓ１１１のＹＥＳ）、周波数正方向発散カウンタ９８、周波数負方向発散カウンタ１００のそれぞれをリセット（ａ←０、ｂ←０）するとともに、能動信号方向固定フラグをＯＦＦとし、能動信号量ｆｅを０．１〔Ｈｚ〕に戻し（Ｓ１１２）、この処理を終了する。能動信号方向固定フラグのＯＦＦは、一定周期で能動信号方向を切り替えることを意味している。
【０１０６】
解列中でなければ（Ｓ１１１のＮＯ）、現在周波数ｆを検出し（Ｓ１１３）、能動信号方向固定フラグがＯＮであるか否かを判断する（Ｓ１１４）。この場合、能動信号方向固定フラグのＯＮは、一定周期で能動信号方向を切り替えないことを意味している。この能動信号固定フラグがＯＮであれば（Ｓ１１４のＹＥＳ）、現在周波数ｆが能動信号方向に変化した否かを判断する（Ｓ１１５）。
【０１０７】
現在周波数ｆが能動信号方向に変化した場合には（Ｓ１１５のＹＥＳ）、ａ←ａ＋１にインクリメントし（Ｓ１１６）、ａが所定値たとえば、５以上であるか否かを判断する（Ｓ１１７）。
【０１０８】
ａが所定値たとえば、５以上であれば（Ｓ１１７のＹＥＳ）、現在周波数ｆが一定値以上発散したか否かを判断する（Ｓ１１８）。現在周波数ｆが一定値以上発散していれば（Ｓ１１８のＹＥＳ）、ａ＝６であるか否かを判断する（Ｓ１１９）。現在周波数ｆが一定値以上発散していなければ（Ｓ１１８のＮＯ）、周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａをａ←ａ−１にディクリメントする（Ｓ１２０）。
【０１０９】
周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａが“５”以上でない（Ｓ１１７のＮＯ）、またはａ←ａ−１にディクリメントの後（Ｓ１２０）、またはａ≠６（Ｓ１１９のＮＯ）の何れかであれば、能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し、この処理を終了する。また、ａ＝６（Ｓ１１９のＹＥＳ）であれば、解列とし（Ｓ１２２）、この処理を終了する。
【０１１０】
能動信号固定フラグがＯＮでなければ（Ｓ１１４のＮＯ）、現在周波数ｆから平均周波数ｆave を減算した値が所定周波数範囲±０．０５〔Ｈｚ〕以上か否かを判断する（Ｓ１２３）。ｆ−ｆave が±０．０５〔Ｈｚ〕以上であれば（Ｓ１２３のＹＥＳ）、以下の処理を行う（Ｓ１２４）。この場合、周波数変動が＋０．０５〔Ｈｚ〕以上であれば能動信号方向を上昇方向にし、周波数変動が−０．０５〔Ｈｚ〕以下であれば能動信号方向を低下方向にする。また、能動信号方向固定フラグをＯＮとし、一定時間の計測をスタートする。
【０１１１】
周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａをａ←（ａ＋１）にインクリメントし（Ｓ１２５）、能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し（Ｓ１２６）、この処理を終了する。
【０１１２】
ｆ−ｆave が±０．０５〔Ｈｚ〕以上でなければ（Ｓ１２３のＮＯ）、能動信号方向切替周期であるか否かを判断する（Ｓ１２７）。能動信号方向切替周期であれば（Ｓ１２７のＹＥＳ）、能動信号方向が上昇方向か否かを判断する（Ｓ１２８）。能動信号方向が上昇方向であれば（Ｓ１２８のＹＥＳ）、能動信号方向を低下方向にし（Ｓ１２９）、能動信号方向が上昇方向でなければ（Ｓ１２８のＮＯ）、能動信号方向を上昇方向にする（Ｓ１３０）。
【０１１３】
また、能動信号方向切替周期でなければ（Ｓ１２７のＮＯ）、既述したように能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し、（Ｓ１３１）、この処理を終了する。
【０１１４】
系統周波数ｆが能動信号方向に変化していなければ（Ｓ１１５のＮＯ）、周波数負方向発散カウンタ１００のカウント値ｂをｂ←ｂ＋１にインクリメントし、能動信号量ｆｅを０．２〔Ｈｚ〕にする（Ｓ１３２）。
【０１１５】
周波数負方向発散カウンタ１００のカウント値ｂがｂ＝１であるか否かを判断し（Ｓ１３３）、ｂ＝１でなければ（Ｓ１３３のＮＯ）、ｂがｂ＝２またはｂ＝４のいずれかであるか否かを判断する（Ｓ１３４）。
【０１１６】
ｂがｂ＝２またはｂ＝４のいずれかであれば（Ｓ１３４のＹＥＳ）、能動信号方向が上昇方向か否かを判断する（Ｓ１３５）。能動信号方向が上昇方向であれば（Ｓ１３５のＹＥＳ）、能動信号方向を低下方向にし（Ｓ１３６）、能動信号方向が上昇方向でなければ（Ｓ１３５のＮＯ）、能動信号方向を上昇方向にする（Ｓ１３７）。
【０１１７】
ａ←ａ＋１にインクリメントし（Ｓ１３８）、ａが所定値たとえば、５以上であるか否かを判断する（Ｓ１３９）。Ｓ１３３において、ｂ＝１（Ｓ１３３のＹＥＳ）の場合も同様である。
【０１１８】
ａが所定値としてたとえば、５以上であれば（Ｓ１３９のＹＥＳ）、現在周波数ｆが一定値以上発散したか否かを判断する（Ｓ１４０）。現在周波数ｆが一定値以上発散していれば（Ｓ１４０のＹＥＳ）、ａ＝６であるか否かを判断する（Ｓ１４１）。現在周波数ｆが一定値以上発散していなければ（Ｓ１４０のＮＯ）、周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａをａ←ａ−１にディクリメントする（Ｓ１４２）。
【０１１９】
周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａが５以上でない（Ｓ１３９のＮＯ）、またはａ←ａ−１にディクリメントの後（Ｓ１４２）、またはａ≠６（Ｓ１４１のＮＯ）の何れかであれば、能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し（Ｓ１４３）、この処理を終了する。また、ａ＝６（Ｓ１４１のＹＥＳ）であれば、解列とし（Ｓ１４４）、この処理を終了する。
【０１２０】
ｂがｂ＝２またはｂ＝４のいずれでもない場合（Ｓ１３４のＮＯ）、一定時間の経過を判断し（Ｓ１４５）、一定時間が経過すれば（Ｓ１４５のＹＥＳ）、能動信号方向固定フラグをＯＦＦとし、能動信号量ｆｅを０．１〔Ｈｚ〕に戻す（Ｓ１４６）。この処理の後または一定時間が経過していなければ（Ｓ１４５のＮＯ）、既述のように能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し（Ｓ１４７）、この処理を終了する。
【０１２１】
〔他の実施の形態〕
【０１２２】
図２３は周期処理の他の実施の形態を示している。この処理手順では１〔ｍｓｅｃ〕を単位とする周期処理を行う。
【０１２３】
この処理手順では、ゼロクロス検出フラグがＯＮしているか否かを判定し（Ｓ２０１）、ゼロクロス検出フラグがＯＮであれば（Ｓ２０１のＹＥＳ）、ゼロクロス検出フラグクリアとし（Ｓ２０２）、１００〔μｓｅｃ〕の割り込み回数を配列Ａに保存する（Ｓ２０３）。割込み回数×１００〔μｓｅｃ〕により、系統電圧１サイクル時間Ｔを求めることができる。
【０１２４】
過去１２回分の周波数検出のうち、最大値、最小値をカットした残りの１０回分の１００〔μｓｅｃ〕の割り込み回数の合計値を算出する（Ｓ２０４）。この割込み回数合計値は、１サイクル時間平均値Ｔave に相当する。割り込み回数の合計値より現在周波数を算出する（Ｓ２０５）。そして、割り込み回数の合計値より位相加算量を算出し（Ｓ２０６）、この処理を終了する。
【０１２５】
ステップＳ２０１において、ゼロクロス検出フラグがＯＮでなければ、この処理を終了する。
【０１２６】
また、図２４は周期処理の他の実施の形態を示している。この処理手順では１００〔μｓｅｃ〕を単位とする周期処理を行う。
【０１２７】
この処理手順では、１００〔μｓｅｃ〕割り込み回数を＋１する（Ｓ２１１）。これはアップクロスからの経過時間をカウントしていることに相当する。現在位相更新処理を行う（Ｓ２１２）。この現在位相更新処理では、（１）位相加算量を加え、（２）図２０〜２２の周波数処理により決められた能動信号を加える。
【０１２８】
そして、系統電圧値を取得し（Ｓ２１３）、ダウンクロス検出済みか否かを判定する（Ｓ２１４）。ダウンクロスが検出済みであれば（Ｓ２１４のＹＥＳ）、系統電圧が４回連続でプラス値であるか否かを判定する（Ｓ２１５）。
【０１２９】
系統電圧が４回連続でプラス値であれば（Ｓ２１５のＹＥＳ）、ダウンクロス検出未にし（Ｓ２１６）、ゼロクロス検出フラグをＯＮにする（Ｓ２１７）。１００〔μｓｅｃ〕割り込み回数をＲＡＭ３４のバッファに保存し（Ｓ２１８）、１００〔μｓｅｃ〕割り込み回数を０クリアにし（Ｓ２１９）、位相をリセットし（Ｓ２２０）、この処理を終了する。
【０１３０】
また、ステップＳ２１４において、ダウンクロスが検出済みでなければ（Ｓ２１４のＮＯ）、系統電圧が４回連続でマイナス値であるか否かを判定する（Ｓ２２１）。系統電圧が４回連続でマイナス値であれば（Ｓ２２１のＹＥＳ）、ダウンクロス検出済みにし（Ｓ２２２）、この処理を終了する。
【０１３１】
ステップＳ２１５において、系統電圧が４回連続でプラス値でなければ（Ｓ２１５のＮＯ）、また、ステップＳ２２１において、系統電圧が４回連続でマイナス値でなければ（Ｓ２２１のＮＯ）、この処理を終了する。
【０１３２】
このような処理手順を用いても、上記実施の形態と同様の分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法の処理を行うことができる。
【０１３３】
〔他の実施の形態〕
【０１３４】
(1) 上記実施の形態では周波数変動を求めるためのデータ構造の一例として配列を示したが、周波数変動を求めるデータ構造は配列以外であってもよい。
【０１３５】
(2) 配列Ａ、配列Ｂおよび配列ＣはＲＡＭ３４に格納しているが、電源遮断時、最終データをＲＡＭ３４からＥＥＰＲＯＭ３２に格納し、スタート時にＥＥＰＲＯＭ３２にあるデータを初期値として用いてもよい。
【０１３６】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
この発明は周波数シフト方式により単独運転か否かを判断する分散型電源装置または分散型電源装置を含む電源システムにおいて、単独運転か否かの判断を迅速且つ適正化し、信頼性の高い系統連系運転を実現する。
【符号の説明】
【０１３８】
２ 分散型電源装置
４ 電力源
６ 負荷
８ 遮断機
１０ 商用電源系統
１２ 整流器
１４ 昇圧回路
１６ ＦＥＴブリッジ回路
１８ フィルタ
２０ 開閉器
２２ 制御部
２４ プロセッサ
２６ ＩＯポート
２８ ＡＤ変換器
３０ ＲＯＭ
３２ ＥＥＰＲＯＭ
３４ ＲＡＭ
３６ クロック発振器
３７ 警報器
４２ エンジン
４４ 発電機
４６ 排気経路
４８ 排気熱交換機
５０ 排熱回収経路
５２ 排熱回収熱交換機
５４ 余剰電力ヒータ
５６ 周波数検出手段
５８ 出力周波数決定手段
６０ 出力電流制御手段
６２ 周期タイマ
６４ 単独運転検出部
６６ 単独運転判定手段
６８ 能動信号決定手段
８４ 電流検出部
８６、８８ 接点
９０ 電磁ソレノイド
９２ 電圧検出部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自家発電と商用電源とを併用する系統連系運転の単独運転検出に周波数シフト方式を用いた分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コージェネレーションなどの分散型電源が普及している。分散型電源には、太陽電池の直流電力を交流電力に変換するものや、小型エンジンを駆動源として発電機を駆動し、その排熱利用や電力利用をするものなどがある。このような分散型電源と商用電源との連系が系統連系である。この系統連系運転については、社団法人日本電気協会発行の系統連系規程（ＪＥＡＣ９７０１−２０１０）に詳細な基準を規定し、供給電力の品質、保安、信頼性、保護協調の確保に言及している。
【０００３】
系統連系において、系統停止（系統の事故、保守点検の作業、火災などの緊急時）時、発電設備が商用電源の系統から解列されない状態で単独運転を継続していると、本来無電圧であるべき系統が充電されるなどの不都合を生じる。このため、単独運転であるか否かを検出する必要がある。この単独運転の検出の一つの検出方式として周波数シフト方式がある。この周波数シフト方式は分散型電源に周波数バイアスを与えておき、単独運転移行時に現れる周波数変化を検出する。この周波数シフト方式について、系統連系規程では、周波数の変動幅を周波数バイアスが定格周波数の数％、検出要素は周波数異常、解列時限（単独運転発生後に解列するまでの時限）は０．５秒以上１秒以内であることが規定されている。この数値は一台の解列時限であり、多数連系時には少なくとも５秒以内に発電設備を解列・停止することが望ましいとされている。
【０００４】
この周波数シフト方式を用いた単独運転の検出に関し、特許文献１には、基準周波数から乖離した周波数が所定周波数以上である場合に単独運転であると判断する分散型電源装置が記載されている。この分散型電源装置は記憶手段に記憶している周波数データにより連系点電圧の周波数を認定し、その周波数が基準周波数から乖離した際に、その乖離を助長する方向のシフト値を周波数に加算し、出力周波数を決定することが記載されている。この分散型電源装置において、特許文献２には、周波数が基準周波数から所定周波数以上乖離する状態から単独運転条件に該当するか否かを判断することが記載されている。
【０００５】
また、特許文献３には電圧周期情報に対して微小バイアスＢを加えた値に電流目標値の周期情報を設定し、通常時、電流目標値の電流位相を電圧位相に合わせてリセットし、このリセット処理を単独運転の可能性検出の後、中止することが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−０１４０１８号公報
【特許文献２】特開２０００−０５０５０４号公報
【特許文献３】特開２００２−２６２４６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、単独運転であるか否かの検出に周波数シフト方式を用いた系統連系では、商用電源側の瞬間停電が検出に誤動作を誘発させるという課題がある。また、単独運転に移行した際に、需要負荷によっては系統電圧の周波数に影響を及ぼし、検出に誤動作を生じさせる場合がある。
【０００８】
そこで、本発明の目的は、上記課題に鑑み、周波数シフト方式を用いた単独運転検出の精度を高め、信頼性の高い分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、本発明の分散型電源装置は、開閉手段、判定手段および制御手段を備える。開閉手段は、電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時に開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する。判定手段は、所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して前記系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた場合に単独運転中であると判定する。制御手段は、単独運転であるとの前記判定手段の判定結果に応じて前記開閉手段を開き、前記並列から前記解列に制御する。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明の分散型電源装置の制御プログラムは、既述の分散型電源装置に搭載されるコンピュータに実行させるプログラムであって、前記コンピュータに、所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与する機能と、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して前記系統電圧の周波数の増加または減少を監視する機能と、検出周波数変化が所定範囲を超えた場合に単独運転中であると判定する機能とを前記コンピュータで実現する。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明の分散型電源装置の制御方法は、電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時には閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時には開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する工程と、所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する工程と、単独運転であるとの判定結果に応じて前記並列から前記解列に制御する工程とを含んでいる。
【発明の効果】
【００１２】
(1) 系統電圧に重畳させた周波数変化の検出精度を高め、単独運転であるか否かを正確に知ることができ、信頼性の高い動作を実現できる。
【００１３】
(2) 商用電源側の瞬間停電や、需要負荷側からの系統電圧の周波数への影響による周波数検出の誤動作を防止でき、動作の信頼性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の分散型電源システムの一例を示す図である。
【図２】電力源の一例を示す図である。
【図３】制御部の一例を示す図である。
【図４】インバータ部の一例を示す図である。
【図５】出力電流の周波数シフトの一例を示す図である。
【図６】周波数変化検出のためのゼロクロス検出の一例を示す図である。
【図７】周波数検出カウンタおよび平均周波数算出バッファの構成例を示す図である。
【図８】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図９】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１０】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１１】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１２】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１３】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１４】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１５】周波数変化およびその検出の一例を示す図である。
【図１６】周波数変化検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１７】平均周波数の算出例を示す図である。
【図１８】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図１９】運転状態の検出および制御の一例を示すフローチャートである。
【図２０】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２１】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２２】周波数検出の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図２３】周期処理の他の実施の形態を示すフローチャートである。
【図２４】周期処理の他の実施の形態を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１は、本発明の実施の形態に係る分散型電源システムを示している。図１に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００１６】
この分散型電源システムは本発明の分散型電源装置の一例であって、分散型電源装置の出力を負荷に供給し、または負荷および商用電源に供給可能に構成されている。
【００１７】
分散型電源装置２の入力側には電力源４が接続され、出力側には負荷６が接続されているとともに、遮断機８を介して商用電源系統１０が接続されている。
【００１８】
電力源４はコージェネレーションシステムの発電機、太陽光発電システムの太陽電池など、電力を発生する設備である。この実施の形態では直流電源を想定しているが、直流電源、交流電源のいずれであってもよい。
【００１９】
負荷６はたとえば、住宅内の交流負荷である。つまり、負荷６には分散型電源装置２を介して電力源４からの電力と、商用電源系統１０からの電力の供給が可能であり、系統連系運転による給電が可能である。遮断機８は負荷６から商用電源系統１０を切断し、負荷６に対する商用電源系統１０からの給電の遮断に用いられる。
【００２０】
分散型電源装置２の入力部には整流器１２が設置され、入力電圧を整流する。この整流器１２の出力はインバータ部の入力段にある昇圧回路１４に加えられ、所定の直流電圧に昇圧される。この電圧を昇圧電圧と称する。この昇圧電圧はＦＥＴブリッジ回路１６に加えられて電圧波形を整え、フィルタ１８でノイズ成分が除去された後、開閉器２０を介して分散型電源装置２の交流出力となる。この交流出力は、負荷６に供給される。
【００２１】
この分散型電源装置２には、昇圧回路１４、ＦＥＴブリッジ回路１６および開閉器２０を制御する制御手段として制御部２２が設置されている。この制御部２２には制御情報として既述の昇圧電圧、フィルタ１８の出力側から出力電流、開閉器２０の出力側から系統電圧が取り込まれている。
【００２２】
この制御部２２はコンピュータによって構成され、プロセッサ２４、ＩＯポート２６、ＡＤ変換器２８、ＲＯＭ（Read-Only Memory）３０、ＥＥＰＲＯＭ３２、ＲＡＭ（Random-Access Memory）３４、クロック発振器３６および警報器３７を備えている。
【００２３】
プロセッサ２４は、ＲＯＭ３０に格納されているプログラムを実行し、クロック信号を計数するタイマをも構成する。このプログラムにはＯＳ（Operating System）、ファームウェアプログラム、アプリケーションプログラムなどのプログラムが含まれる。このプログラムの実行により、単独運転か否かの検出処理、その検出に基づく制御が含まれる。
【００２４】
ＩＯポート２６は、各種情報の入出力手段であって、この実施の形態では、昇圧回路１４に対する昇圧制御情報、ＦＥＴブリッジ回路１６のＦＥＴのスイッチング情報、開閉器２０の開閉情報が出力される。昇圧回路１４の昇圧制御情報には、出力電圧の昇圧方向の制御情報、現在値の減圧方向の制御情報の双方が含まれる。ＦＥＴブリッジ回路１６のＦＥＴのスイッチング情報は、ＦＥＴブリッジ回路１６を構成しているＦＥＴを導通または遮断状態に制御するパルスである。開閉器２０の開閉情報は、開閉器２０を開または閉に制御する情報であり、開状態に制御された際に、分散型電源装置２が負荷６または商用電源系統１０から切り離され、つまり、解列となる。
【００２５】
ＡＤ変換器２８はアナログ・デジタル変換を行ない、アナログ情報である昇圧電圧、出力電流または系統電圧をデジタル値に変換する。
【００２６】
ＲＯＭ３０、ＥＥＰＲＯＭ３２およびＲＡＭ３４は記憶手段の一例である。ＲＯＭ３０には既述のプログラムが格納され、ＥＥＰＲＯＭ３２は不揮発性記憶手段の一例であり、設定値や補正値などの保持に用いられる。ＲＡＭ３４は、ワークエリアを構成するとともに、周波数や制御データなどの一時保存に用いられる。
【００２７】
クロック発振器３６は系統制御のクロック信号を発生し、このクロック信号はプロセッサ２４に加えられており、系統の動作タイミングや所定時間の計時に用いられる。警報器３７は単独運転時を告知する告知手段の一例である。
【００２８】
プロセッサ２４には、分散型電源装置２の外部に設置されている給湯システム３８の給湯制御部４０が接続されている。給湯システム３８は、電力源４で生じた排熱を熱源にし、熱媒や上水の加熱を行う。この制御手段である給湯制御部４０はコンピュータシステムで構成され、既述のプロセッサ２４の動作と連系関係が構築されている。
【００２９】
〔電力源４〕
【００３０】
図２は電力源４の一例を示している。この電力源４は、駆動源にエンジン４２を備え、このエンジン４２によって発電機４４が駆動される。エンジン４２は燃料にたとえば、ガスが用いられ、その燃焼によって排気や排熱を生じる。エンジン４２の排気経路４６には排気の熱を熱媒に熱交換する排気熱交換機４８が備えられ、排熱回収経路５０には排熱回収熱交換機５２および余剰電力ヒータ５４が設置されている。排熱回収熱交換機５２は、エンジン４２の冷媒に吸収させた熱を熱媒に熱交換する。余剰電力ヒータ５４は、分散型電源装置２から余剰電力の供給を受け、熱媒を加熱する。
【００３１】
〔制御部２２〕
【００３２】
図３は制御部２２で実現される機能の一例を示している。既述のとおり、制御部２２はコンピュータで構成されているので、このコンピュータの実行により周波数検出手段５６、出力周波数決定手段５８、出力電流制御手段６０、周期タイマ６２および単独運転検出部６４が構成される。
【００３３】
周波数検出手段５６は、既述のＡＤ変換器２８およびプロセッサ２４により構成され、系統電圧の周波数を検出する。検出した周波数は出力周波数決定手段５８に加えられる。出力周波数決定手段５８は、プロセッサ２４およびクロック発振器３６で構成され、単独運転検出部６４からの能動信号を受け、出力電流に付与すべき周波数を決定し、決定した周波数を出力電流制御手段６０に加える。
【００３４】
出力電流制御手段６０はＡＤ変換器２８およびプロセッサ２４で構成され、系統電圧、出力電流および出力周波数により、周波数を重畳した制御信号をＦＥＴブリッジ回路１６に加える。
【００３５】
周期タイマ６２はプロセッサ２４およびクロック発振器３６で構成され、一定周期を表す周期信号を発生する。この周期信号は単独運転検出部６４に加えられる。
【００３６】
この単独運転検出部６４はプロセッサ２４、ＲＡＭ３４で構成され、系統電圧から検出された周波数により単独運転であるか否かを検出し、その検出に応じた制御情報を発生する。このため、この単独運転検出部６４には単独運転判定手段６６および能動信号決定手段６８を備えている。
【００３７】
単独運転判定手段６６は、検出周波数により単独運転であるか否かの判定を行ない、単独運転であれば、開閉器２０を開く制御信号を開閉器２０に出力する。この単独運転判定手段６６の判定結果は能動信号決定手段６８に加えられ、単独運転でなければ、能動信号決定手段６８が並列運転時に能動信号を出力し、出力周波数決定手段５８に出力する。
【００３８】
〔ＦＥＴブリッジ回路１６、フィルタ１８および開閉器２０〕
【００３９】
図４は既述のインバータ部を示している。図４に示す構成は一例であり、斯かる構成に本発明が限定されるものではない。
【００４０】
ＦＥＴブリッジ回路１６はＦＥＴ７０、７２、７４、７６で構成され、ＦＥＴ７０、７４で直列回路、ＦＥＴ７２、７６で直列回路が構成されている。ＦＥＴ７０、７６のゲートの共通化、ＦＥＴ７４、７２のゲートの共通化により、制御部２２からスイッチング制御信号が加えられ、直流入力から交流出力として１相出力が生成され、フィルタ１８に加えられる。
【００４１】
フィルタ１８はチョークコイル７８、８０およびコンデンサ８２で構成され、不要成分が取り除かれる。このフィルタ１８の出力部には電流検出部８４が設置され、この電流検出部８４から分散型電源装置２の出力電流が検出される。
【００４２】
開閉器２０は開閉手段の一例として電磁開閉器で構成され、各相毎に接点８６、８８が設置されている。各接点８６、８８を開閉する手段として電磁ソレノイド９０が備えられている。この電磁ソレノイド９０に対する励磁電流は制御部２２により供給され、制御される。
【００４３】
開閉器２０の商用電源系統側には系統電圧を検出するための電圧検出部９２が設置されている。この電圧検出部９２には、商用電源系統１０が停電している場合、分散型電源装置２の出力電圧が検出される。
【００４４】
開閉器２０にはフィルタを構成するコンデンサ９４、９６を介して負荷６および商用電源系統１０が接続されている。コンデンサ９４、９６は中点接続され、その中点は商用電源系統１０側に接続されている。この場合、商用電源系統１０側は、単相三線式の交流である。これにより、分散型電源装置２の出力は負荷６に供給される。
【００４５】
〔周波数シフト〕
【００４６】
図５は出力電流の周波数シフト動作を示している。図５において、（Ａ）は系統電圧の周波数を正方向にシフトした場合、（Ｂ）は系統電圧の周波数を負方向にシフトした場合を示している。
【００４７】
図５の（Ａ）および（Ｂ）において、Ｖは系統電圧の波形を示す。現在の周波数ｆに能動信号量（周波数）ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕を加算（ｆ＋０．１）すると、破線で示す出力電流Ｉの波形は能動信号量ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕分だけ、周期が短くなる。つまり、出力電流Ｉの周波数が正方向にシフトし、ｆ＝５０〔Ｈｚ〕の場合、ｆ＋０．１＝５０．１〔Ｈｚ〕である。
【００４８】
また、現在周波数ｆに能動信号量（周波数）ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕を減算（ｆ−０．１）すると、破線で示す出力電流Ｉの波形は能動信号量ｆｅ＝０．１〔Ｈｚ〕分だけ、周期が長くなる。つまり、出力電流Ｉの周波数が負方向にシフトし、ｆ＝５０〔Ｈｚ〕の場合、ｆ−０．１＝４９．９〔Ｈｚ〕である。
【００４９】
このような周波数シフトは、系統電圧または出力電流のゼロクロス点のレベルから検出することができる。
【００５０】
〔ゼロクロスポイントの検出〕
【００５１】
図６はゼロクロスポイントの検出を示している。位相シフトした波形Ｍ（ＶまたはＩ）について、サンプリングされた波形の極性とそのレベル変化を検出すれば、ゼロクロスポイントＰを知ることができる。また、ゼロクロスポイントＰ間の時間Ｔ（波形の周期）はサンプリング周波数を基準にクロック信号をカウントすることにより求めることができる。この時間Ｔにより、現在周波数ｆを検出できる。
【００５２】
〔周波数検出カウンタおよび平均周波数算出〕
【００５３】
ＲＡＭ３４には図７に示すように、配列Ａ、配列Ｂおよび配列Ｃ（図１７）が構成され、配列Ｂは能動信号方向と同一方向に変化した回数を数える手段として周波数正方向発散カウンタ９８は同一方向に変化しなかった回数を数える手段として周波数負方向発散カウンタ１００とを備えている。
【００５４】
〔周波数シフトおよびその検出〕
【００５５】
周波数シフトおよびその検出は、出力電流目標値に能動信号周波数としてたとえば、周波数±０．１〔Ｈｚ〕の周波数バイアスを付加し、商用電源系統１０の停電時に現れる周波数変化を検出する。この周波数変化の多寡により、解列か否かを判断する。この周波数シフトおよびその検出について図８、図９、図１０、図１１、図１２、図１３、図１４および図１５を参照する。
【００５６】
図８は基準周波数＝５０〔Ｈｚ〕の場合の周波数シフトの一例を示している。この実施の形態では加算する能動信号周波数としてたとえば、０．１〔Ｈｚ〕を設定している。図８の（Ａ）は横軸に経過時間ｔ、縦軸に周波数を設定することにより現在周波数ｆおよび目標出力周波数ｆｏｕｔを示し、図８の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。
【００５７】
この実施の形態では、サンプリングタイミングを１００〔ｍｓｅｃ〕に設定するとともに、周波数シフトタイミングをサンプリングタイミングの３倍の時間３００〔ｍｓｅｃ〕に設定している。
【００５８】
この例では、現在周波数ｆを一定と仮定し、この現在周波数ｆに能動信号周波数０．１〔Ｈｚ〕を加算し、または減算して目標出力周波数ｆｏｕｔとしている。つまり、目標出力周波数ｆｏｕｔは、３００〔ｍｓｅｃ〕毎に０．１〔Ｈｚ〕の加算期間ｔ1 と減算期間ｔ2 とが交互に到来し、現在周波数ｆに対し、加算期間ｔ1 ではｆｏｕｔ＝ｆ＋０．１＝５０．１〔Ｈｚ〕となり、減算期間ｔ２ではｆｏｕｔ＝ｆ−０．１＝４９．９〔Ｈｚ〕が得られている。
【００５９】
図９の（Ａ）は現在周波数の周波数変化および能動信号周波数の固定の一例を示し、図９の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。この例では、能動信号の周波数が上昇方向にある加算期間ｔ１において、現在周波数が増加傾向を示している。この現在周波数が一定の周波数閾値として０．０５〔Ｈｚ〕以上上昇した場合、その時点から一定時間の固定時間ｔfix を設定する。この実施の形態では固定時間ｔfix ＝１．２〔秒〕とし、この固定時間ｔfix で能動信号の上昇方向を固定し、現在周波数の増加傾向を監視する。図９の（Ａ）において、ｆave は平均周波数を示している。そして、固定時間ｔfix の経過後、能動信号周波数の減算期間ｔ２に移行している。
【００６０】
図１０の（Ａ）は他の現在周波数の周波数変化および能動信号周波数の固定の一例を示し、図１０の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。この例では、能動信号の周波数が減少方向にある減算期間ｔ２において、現在周波数が増加傾向を示している。この現在周波数が既述の周波数閾値として０．０５〔Ｈｚ〕以上が上昇した場合、その時点から一定時間の固定時間ｔfix を設定する。この実施の形態では固定時間ｔfix ＝１．２〔秒〕とし、この固定時間ｔfix で能動信号の増加方向を固定し、現在周波数の増加傾向を監視する。図１０の（Ａ）において、ｆave は平均周波数を示している。そして、固定時間ｔfix の経過後、能動信号周波数の減算期間ｔ２に移行している。
【００６１】
図１１の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化の一例を示し、図１１の（Ｂ）はサンプリングタイミングを示している。この例では、現在周波数に合わせて目標出力周波数が変化することを示している。
【００６２】
図１２の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化、図１２の（Ｂ）はサンプリングタイミング、図１２の（Ｃ）は周波数正方向発散カウンタ９８の計数値の増加を示している。
【００６３】
この例では、周波数の増加期間から目標出力周波数および現在周波数が増加しており、その周波数が既述の０．０５〔Ｈｚ〕以上上昇した時点から周波数の上昇を固定している。
【００６４】
この場合、周波数正方向発散カウンタ９８は、図１２の（Ｃ）に示すように、サンプリングタイミングを計数タイミングとしてクロック信号を計数する。この計数値が所定値としてたとえば、６に到達したとき、単独運転であると判定し、警報器３７に単独運転であることを表すアラームを発生させる。
【００６５】
図１３の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化、図１３の（Ｂ）はサンプリングタイミング、図１３の（Ｃ）は周波数正方向発散カウンタ９８の計数値の増加、図１３の（Ｄ）は周波数負方向発散カウンタ１００の計数値を示している。
【００６６】
この例では、周波数の増加期間から目標出力周波数および現在周波数が増加しており、その周波数が既述の０．０５〔Ｈｚ〕以上上昇した時点から周波数の上昇を固定している。
【００６７】
周波数上昇の固定期間において、現在周波数および目標出力周波数の増加を停止している区間が生じ、この区間を超えた時点から現在周波数と目標出力周波数との周波数変移は０．２〔Ｈｚ〕となっている。この場合、周波数負方向発散カウンタ１００の計数値は、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値１〜３の区間で０となり、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値４〜６の区間で１となる。
【００６８】
この場合、周波数正方向発散カウンタ９８は、図１３の（Ｃ）に示すように、サンプリングタイミングを計数タイミングとしてクロック信号を計数するので、この計数値が所定値としてたとえば、６に到達したとき、単独運転であると判定し、警報器３７に単独運転であることを表すアラームを発生させる。
【００６９】
同様に、図１４の（Ａ）および図１５の（Ａ）は現在周波数および目標出力周波数の周波数変化、図１４の（Ｂ）および図１５の（Ｂ）はサンプリングタイミング、図１４の（Ｃ）および図１５の（Ｃ）は周波数正方向発散カウンタ９８の計数値の増加、図１４の（Ｄ）および図１５の（Ｄ）は周波数負方向発散カウンタ１００の計数値を示している。
【００７０】
図１４の例では、周波数の上昇固定期間内で、周波数が一定または増加を示し、上昇後、減少に転じている。この場合、周波数低下固定の状態に移行しても、周波数正方向発散カウンタ９８は、図１４の（Ｃ）に示すように、サンプリングタイミングを計数タイミングとしてクロック信号を計数するので、この計数値が所定値としてたとえば、６に到達したとき、単独運転であると判定し、警報器３７に単独運転であることを表すアラームを発生させる。
【００７１】
これに対し、図１５の例では、周波数の上昇固定期間を経過すると、周波数低下状態の固定期間に移行している。３００〔ｍｓｅｃ〕前の周波数と比べ、差が０．０５〔Ｈｚ〕未満なので、正方向発散カウンタが“−１”されて“４”になる。このため、単独運転とは判断されず、警報器３７による単独運転を表すアラームの発生はない。この場合、周波数負方向発散カウンタ１００の計数値は、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値１〜３の区間で０となり、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値４、５、４の区間で１、２、３にインクリメントしている。
【００７２】
そして、図１６はこれらの処理手順を示している。この処理手順では、現在周波数ｆに対し、±０．１〔Ｈｚ〕の周波数変化（能動信号）を与え、目標出力周波数ｆｏｕｔを決定する（Ｓ１１：図８、図１１）。能動信号は３００〔ｍｓｅｃ〕毎に方向を切り替える（Ｓ１２：図８）。１００〔ｍｓｅｃ〕毎に現在周波数と平均周波数をサンプリングする（Ｓ１３：図８）。
【００７３】
現在周波数と平均周波数とを比較し、周波数差が０．０５〔Ｈｚ〕以上であれば、周波数が発散するように能動信号を周波数上昇方向に１．２〔秒〕間固定する（Ｓ１４：図９、図１０）。同様に、現在周波数と平均周波数とを比較し、周波数差が０．０５〔Ｈｚ〕以下であれば、周波数が発散するように能動信号を周波数低下方向に１．２〔秒〕間固定する（Ｓ１５）
【００７４】
１．２〔秒〕経過後、３００〔ｍｓｅｃ〕毎に方向を切り替える（Ｓ１６：図９、図１０）。上昇方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していれば、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値を＋１する（Ｓ１７：図１２）。上昇方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していなければ、周波数負方向発散カウンタ９８を＋１する（Ｓ１７：図１３）。また、低下方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していれば、周波数正方向発散カウンタ９８の計数値を＋１する（Ｓ１８：図１２）。低下方向固定中、現在周波数が１００〔ｍｓｅｃ〕前の値よりも上昇していなければ、周波数負方向発散カウンタ１００を＋１する（Ｓ１８：図１３）。
【００７５】
周波数正方向発散カウンタ９８の計数値が“６”にカウントされたら、単独運転能動検出アラームとする（Ｓ１９：図１２）。
【００７６】
周波数負方向発散カウンタ１００の計数値が“１”にカウントされたら、能動信号を±０．２〔Ｈｚ〕に増加し、周波数正方向発散カウンタ９８を＋１する（Ｓ２０：図１３）。
【００７７】
周波数負方向発散カウンタ１００の計数値が“２”または“４”にカウントされたら、固定方向を逆転させ、周波数正方向発散カウンタ９８を＋１する（Ｓ２１：図１４）。周波数正方向発散カウンタ９８と周波数負方向発散カウンタ１００は固定時間１．２〔秒〕経過後に０にリセットする（Ｓ２２）。
【００７８】
周波数正方向発散カウンタ９８の計数値が“５”以上に到達すれば、現在周波数ｆと３００〔ｍｓｅｃ〕前の周波数との差が０．０５〔Ｈｚ〕未満ならば、周波数正方向発散カウンタ９８を−１にする（Ｓ２３：図１５）。
【００７９】
〔平均周波数の算出〕
【００８０】
図１７は既述の配列Ｂおよび配列Ｃを用いた平均周波数の算出例を示している。図１７において、各記号は、
ｆn ： 現在周波数ｆ
ｆn -1 ： １サイクル前の周波数ｆ
ｆn -2 ： ２サイクル前の周波数ｆ
・
・
・
ｆn -79 ： ７９サイクル前の周波数ｆ
ｆave ’m ： ｆn -79 〜ｆn -70 の平均値
ｆave ’m-1 ： ２００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’
ｆave ’m-2 ： ４００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’
である。
【００８１】
配列Ｂおよび配列Ｃは既述の通り、ＲＡＭ３４に設定され、配列Ｂには記憶番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．８０の８０個の記憶欄が設定されている。各記憶欄には記憶値ｆn が格納される。
【００８２】
この記憶値ｆn から１０個の記憶値ｆn-79〜ｆn-70が抽出され、平均値ｆave ’が算出される。この平均サブ周波数ｆave ’を２００〔ｍｓｅｃ〕毎に取り込む。取り込んだ平均サブ周波数ｆave ’は配列Ｃに格納される。この平均サブ周波数ｆave ’は、ｆn -79 〜ｆn -70 の平均値、２００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’、４００〔ｍｓｅｃ〕前の平均値ｆave ’の３つである。
【００８３】
そこで、配列Ｃには記憶番号Ｎｏ．１〜Ｎｏ．３の３個の記憶欄が設定されており、３個の平均サブ周波数ｆave ’m-2 、ｆave ’m-1 、ｆave ’m が格納される。これら３個の記憶値から平均周波数ｆave が算出される。この平均周波数ｆave の算出に配列Ｂに示すように、所定数の記憶値としてたとえば、８０個の記憶値を用いているので、周波数の変化に一定値以上の遅延を持たせることができ、短時間での変動誤差や、単独運転の検出誤差を回避できる。
【００８４】
この平均周波数ｆave の検出の処理手順について図１８を参照する。図１８は周波数検出の処理手順を示している。
【００８５】
この周波数検出の処理手順は本発明の制御プログラムおよび制御方法の一例であって、この処理手順において、処理に用いられる各データは次のとおりである。
【００８６】
ｔ： アップクロスからの経過時間
Ｔ： 系統電圧１サイクル時間
Ａ： １サイクル時間保持用配列（１２個分まで）
Ｔave ： １サイクル時間平均値
Ｔmax ： 配列Ａに記憶されている値の最大値
Ｔmin ： 配列Ａに記憶されている値の最小値
Ｔsum ： 配列Ａに記憶されている値の合計値
ｆ： 現在周波数
Ｂ： 現在周波数保持用配列（８０個分まで）
ｆave ’： 配列Ｂに記憶されている値のうち１〜１０番目に古い値の平均値
ｆave ： 平均周波数
Ｃ：ｆave ’ 保持用配列（３個分まで）
【００８７】
この処理手順では、周波数検出に当たって、系統電圧値を取得する（Ｓ３１）。この系統電圧値の取得では経過時間のカウント（ｔ←ｔ＋１）を行い（Ｓ３２）、このカウントは現在時刻を表すカウント値をインクリメントする。
【００８８】
アップクロスを検出したか否かを判断する（Ｓ３３）。アップクロスであれば（Ｓ３３のＹＥＳ）、１サイクル時間の確定を行う（Ｓ３４）。このステップではＴ←ｔ 経過時間のリセットｔ←０を行う。
【００８９】
系統電圧１サイクル時間Ｔを記憶手段の配列Ａに記憶する（ステップＳ３５）。この記憶処理にはデータ更新を行い、つまり、最も古いデータを破棄し、過去１２個分まで保持する処理を行う。
【００９０】
配列Ａに記憶されている１２個分のデータから１サイクル時間の平均値Ｔave を求める（Ｓ３６）。この平均値Ｔave は最大値および最小値を除いた残りの１０個の時間データの平均である。この平均値Ｔave は、
Ｔave ＝（ＴSum −Ｔmax −Ｔmin ）÷１０ ・・・(1)
より求める。
【００９１】
この平均値Ｔave を用いて現在の系統周波数を算出する（Ｓ３７）。現在の系統周波数ｆは、平均値Ｔave の逆数であり、
ｆ＝１／Ｔave ・・・(2)
から求められる。
【００９２】
現在周波数ｆを配列Ｂに記憶する（Ｓ３８）。この記憶処理にはデータ更新を行ない、つまり、最も古いデータを破棄し、過去８０個分まで保持する。
【００９３】
配列Ｂに記憶されている８０個分のうち、最も古い方から１０個のデータについての平均値ｆave ’を求める（Ｓ３９）。この平均値ｆave ’は、１番古いデータから１０番目に古いデータまでの平均である。
【００９４】
さらに、平均値ｆave が算出周期であるか否かを判断する（Ｓ４０）。平均値ｆave が算出周期であれば（Ｓ４０のＹＥＳ）、この平均値ｆave ’を配列Ｃに記憶する（Ｓ４１）。この記憶処理では最も古いデータを破棄し、過去３個分まで保持する。
【００９５】
そして、配列Ｃに記憶されている３個のデータから平均値ｆave を決定する（Ｓ４２）。この場合、配列Ｃにあるデータから最大値と最小値を除いて残った１つのデータをｆave に決定し、ステップＳ３１にリターンする。
【００９６】
ステップＳ４０において、平均値ｆave が算出周期でなければ（Ｓ４０のＮＯ）、ステップＳ３１にリターンし、系統電圧値を取得し、上記の処理手順を実行する。
【００９７】
〔基本動作〕
【００９８】
図１９は、基本動作の処理手順を示している。この処理手順は本発明の制御プログラムおよび制御方法の一例であって、この処理手順では、電源投入の後、イニシャライズを行ない（Ｓ１０１）、動作指示の有無を監視する（Ｓ１０２）。動作指示があれば（Ｓ１０２のＹＥＳ）、動作指示が発電であるか否かを判断する（Ｓ１０３）。動作指示が発電であれば（Ｓ１０３のＹＥＳ）、現在の状態が発電および並列中であるかを判断する（Ｓ１０４）。
【００９９】
発電および並列中でなければ（Ｓ１０４のＮＯ）、再連系待機時間が経過しているか否かを判断し（Ｓ１０５）、再連系待機時間が経過していれば（Ｓ１０５のＹＥＳ）、発電および並列を開始し（Ｓ１０６）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１００】
ステップＳ１０２において、動作指示がなければ（Ｓ１０２のＮＯ）、現在の状態が発電および並列中であるかを判断する（Ｓ１０７）。発電および並列中であれば（Ｓ１０７のＹＥＳ）、発電および並列を継続し（Ｓ１０８）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０１】
ステップＳ１０７において、発電および並列中でなければ（Ｓ１０７のＮＯ）、解列中であるから、その解列を継続し（Ｓ１０９）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０２】
また、ステップＳ１０３において、動作指示が発電でなければ（Ｓ１０３のＮＯ）、その動作指示に対する処理を実行し（Ｓ１１０）、ステップＳ１０２に戻る。
【０１０３】
〔周波数シフト動作〕
【０１０４】
図２０、図２１および図２２は、周波数シフトの処理手順を示している。この処理手順は、図８〜１５におけるサンプリングタイミング（例えば１００〔ｍｓ〕毎）に実行される。図２０、図２１および図２２中のＡ、Ｂはフローチャート間の連結子を示している。
【０１０５】
この処理手順では、解列中であるか否かを判断し（Ｓ１１１）、解列中であれば（Ｓ１１１のＹＥＳ）、周波数正方向発散カウンタ９８、周波数負方向発散カウンタ１００のそれぞれをリセット（ａ←０、ｂ←０）するとともに、能動信号方向固定フラグをＯＦＦとし、能動信号量ｆｅを０．１〔Ｈｚ〕に戻し（Ｓ１１２）、この処理を終了する。能動信号方向固定フラグのＯＦＦは、一定周期で能動信号方向を切り替えることを意味している。
【０１０６】
解列中でなければ（Ｓ１１１のＮＯ）、現在周波数ｆを検出し（Ｓ１１３）、能動信号方向固定フラグがＯＮであるか否かを判断する（Ｓ１１４）。この場合、能動信号方向固定フラグのＯＮは、一定周期で能動信号方向を切り替えないことを意味している。この能動信号固定フラグがＯＮであれば（Ｓ１１４のＹＥＳ）、現在周波数ｆが能動信号方向に変化した否かを判断する（Ｓ１１５）。
【０１０７】
現在周波数ｆが能動信号方向に変化した場合には（Ｓ１１５のＹＥＳ）、ａ←ａ＋１にインクリメントし（Ｓ１１６）、ａが所定値たとえば、５以上であるか否かを判断する（Ｓ１１７）。
【０１０８】
ａが所定値たとえば、５以上であれば（Ｓ１１７のＹＥＳ）、現在周波数ｆが一定値以上発散したか否かを判断する（Ｓ１１８）。現在周波数ｆが一定値以上発散していれば（Ｓ１１８のＹＥＳ）、ａ＝６であるか否かを判断する（Ｓ１１９）。現在周波数ｆが一定値以上発散していなければ（Ｓ１１８のＮＯ）、周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａをａ←ａ−１にディクリメントする（Ｓ１２０）。
【０１０９】
周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａが“５”以上でない（Ｓ１１７のＮＯ）、またはａ←ａ−１にディクリメントの後（Ｓ１２０）、またはａ≠６（Ｓ１１９のＮＯ）の何れかであれば、能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し、この処理を終了する。また、ａ＝６（Ｓ１１９のＹＥＳ）であれば、解列とし（Ｓ１２２）、この処理を終了する。
【０１１０】
能動信号固定フラグがＯＮでなければ（Ｓ１１４のＮＯ）、現在周波数ｆから平均周波数ｆave を減算した値が所定周波数範囲±０．０５〔Ｈｚ〕以上か否かを判断する（Ｓ１２３）。ｆ−ｆave が±０．０５〔Ｈｚ〕以上であれば（Ｓ１２３のＹＥＳ）、以下の処理を行う（Ｓ１２４）。この場合、周波数変動が＋０．０５〔Ｈｚ〕以上であれば能動信号方向を上昇方向にし、周波数変動が−０．０５〔Ｈｚ〕以下であれば能動信号方向を低下方向にする。また、能動信号方向固定フラグをＯＮとし、一定時間の計測をスタートする。
【０１１１】
周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａをａ←（ａ＋１）にインクリメントし（Ｓ１２５）、能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し（Ｓ１２６）、この処理を終了する。
【０１１２】
ｆ−ｆave が±０．０５〔Ｈｚ〕以上でなければ（Ｓ１２３のＮＯ）、能動信号方向切替周期であるか否かを判断する（Ｓ１２７）。能動信号方向切替周期であれば（Ｓ１２７のＹＥＳ）、能動信号方向が上昇方向か否かを判断する（Ｓ１２８）。能動信号方向が上昇方向であれば（Ｓ１２８のＹＥＳ）、能動信号方向を低下方向にし（Ｓ１２９）、能動信号方向が上昇方向でなければ（Ｓ１２８のＮＯ）、能動信号方向を上昇方向にする（Ｓ１３０）。
【０１１３】
また、能動信号方向切替周期でなければ（Ｓ１２７のＮＯ）、既述したように能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し、（Ｓ１３１）、この処理を終了する。
【０１１４】
系統周波数ｆが能動信号方向に変化していなければ（Ｓ１１５のＮＯ）、周波数負方向発散カウンタ１００のカウント値ｂをｂ←ｂ＋１にインクリメントし、能動信号量ｆｅを０．２〔Ｈｚ〕にする（Ｓ１３２）。
【０１１５】
周波数負方向発散カウンタ１００のカウント値ｂがｂ＝１であるか否かを判断し（Ｓ１３３）、ｂ＝１でなければ（Ｓ１３３のＮＯ）、ｂがｂ＝２またはｂ＝４のいずれかであるか否かを判断する（Ｓ１３４）。
【０１１６】
ｂがｂ＝２またはｂ＝４のいずれかであれば（Ｓ１３４のＹＥＳ）、能動信号方向が上昇方向か否かを判断する（Ｓ１３５）。能動信号方向が上昇方向であれば（Ｓ１３５のＹＥＳ）、能動信号方向を低下方向にし（Ｓ１３６）、能動信号方向が上昇方向でなければ（Ｓ１３５のＮＯ）、能動信号方向を上昇方向にする（Ｓ１３７）。
【０１１７】
ａ←ａ＋１にインクリメントし（Ｓ１３８）、ａが所定値たとえば、５以上であるか否かを判断する（Ｓ１３９）。Ｓ１３３において、ｂ＝１（Ｓ１３３のＹＥＳ）の場合も同様である。
【０１１８】
ａが所定値としてたとえば、５以上であれば（Ｓ１３９のＹＥＳ）、現在周波数ｆが一定値以上発散したか否かを判断する（Ｓ１４０）。現在周波数ｆが一定値以上発散していれば（Ｓ１４０のＹＥＳ）、ａ＝６であるか否かを判断する（Ｓ１４１）。現在周波数ｆが一定値以上発散していなければ（Ｓ１４０のＮＯ）、周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａをａ←ａ−１にディクリメントする（Ｓ１４２）。
【０１１９】
周波数正方向発散カウンタ９８のカウント値ａが５以上でない（Ｓ１３９のＮＯ）、またはａ←ａ−１にディクリメントの後（Ｓ１４２）、またはａ≠６（Ｓ１４１のＮＯ）の何れかであれば、能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し（Ｓ１４３）、この処理を終了する。また、ａ＝６（Ｓ１４１のＹＥＳ）であれば、解列とし（Ｓ１４４）、この処理を終了する。
【０１２０】
ｂがｂ＝２またはｂ＝４のいずれでもない場合（Ｓ１３４のＮＯ）、一定時間の経過を判断し（Ｓ１４５）、一定時間が経過すれば（Ｓ１４５のＹＥＳ）、能動信号方向固定フラグをＯＦＦとし、能動信号量ｆｅを０．１〔Ｈｚ〕に戻す（Ｓ１４６）。この処理の後または一定時間が経過していなければ（Ｓ１４５のＮＯ）、既述のように能動信号として＋ｆｅまたは−ｆｅを記憶し（Ｓ１４７）、この処理を終了する。
【０１２１】
〔他の実施の形態〕
【０１２２】
図２３は周期処理の他の実施の形態を示している。この処理手順では１〔ｍｓｅｃ〕を単位とする周期処理を行う。
【０１２３】
この処理手順では、ゼロクロス検出フラグがＯＮしているか否かを判定し（Ｓ２０１）、ゼロクロス検出フラグがＯＮであれば（Ｓ２０１のＹＥＳ）、ゼロクロス検出フラグクリアとし（Ｓ２０２）、１００〔μｓｅｃ〕の割り込み回数を配列Ａに保存する（Ｓ２０３）。割込み回数×１００〔μｓｅｃ〕により、系統電圧１サイクル時間Ｔを求めることができる。
【０１２４】
過去１２回分の周波数検出のうち、最大値、最小値をカットした残りの１０回分の１００〔μｓｅｃ〕の割り込み回数の合計値を算出する（Ｓ２０４）。この割込み回数合計値は、１サイクル時間平均値Ｔave に相当する。割り込み回数の合計値より現在周波数を算出する（Ｓ２０５）。そして、割り込み回数の合計値より位相加算量を算出し（Ｓ２０６）、この処理を終了する。
【０１２５】
ステップＳ２０１において、ゼロクロス検出フラグがＯＮでなければ、この処理を終了する。
【０１２６】
また、図２４は周期処理の他の実施の形態を示している。この処理手順では１００〔μｓｅｃ〕を単位とする周期処理を行う。
【０１２７】
この処理手順では、１００〔μｓｅｃ〕割り込み回数を＋１する（Ｓ２１１）。これはアップクロスからの経過時間をカウントしていることに相当する。現在位相更新処理を行う（Ｓ２１２）。この現在位相更新処理では、（１）位相加算量を加え、（２）図２０〜２２の周波数処理により決められた能動信号を加える。
【０１２８】
そして、系統電圧値を取得し（Ｓ２１３）、ダウンクロス検出済みか否かを判定する（Ｓ２１４）。ダウンクロスが検出済みであれば（Ｓ２１４のＹＥＳ）、系統電圧が４回連続でプラス値であるか否かを判定する（Ｓ２１５）。
【０１２９】
系統電圧が４回連続でプラス値であれば（Ｓ２１５のＹＥＳ）、ダウンクロス検出未にし（Ｓ２１６）、ゼロクロス検出フラグをＯＮにする（Ｓ２１７）。１００〔μｓｅｃ〕割り込み回数をＲＡＭ３４のバッファに保存し（Ｓ２１８）、１００〔μｓｅｃ〕割り込み回数を０クリアにし（Ｓ２１９）、位相をリセットし（Ｓ２２０）、この処理を終了する。
【０１３０】
また、ステップＳ２１４において、ダウンクロスが検出済みでなければ（Ｓ２１４のＮＯ）、系統電圧が４回連続でマイナス値であるか否かを判定する（Ｓ２２１）。系統電圧が４回連続でマイナス値であれば（Ｓ２２１のＹＥＳ）、ダウンクロス検出済みにし（Ｓ２２２）、この処理を終了する。
【０１３１】
ステップＳ２１５において、系統電圧が４回連続でプラス値でなければ（Ｓ２１５のＮＯ）、また、ステップＳ２２１において、系統電圧が４回連続でマイナス値でなければ（Ｓ２２１のＮＯ）、この処理を終了する。
【０１３２】
このような処理手順を用いても、上記実施の形態と同様の分散型電源装置、その制御プログラムおよびその制御方法の処理を行うことができる。
【０１３３】
〔他の実施の形態〕
【０１３４】
(1) 上記実施の形態では周波数変動を求めるためのデータ構造の一例として配列を示したが、周波数変動を求めるデータ構造は配列以外であってもよい。
【０１３５】
(2) 配列Ａ、配列Ｂおよび配列ＣはＲＡＭ３４に格納しているが、電源遮断時、最終データをＲＡＭ３４からＥＥＰＲＯＭ３２に格納し、スタート時にＥＥＰＲＯＭ３２にあるデータを初期値として用いてもよい。
【０１３６】
以上説明したように、本発明の最も好ましい実施の形態等について説明したが、本発明は、上記記載に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載され、又は明細書に開示された発明の要旨に基づき、当業者において様々な変形や変更が可能であることは勿論であり、斯かる変形や変更が、本発明の範囲に含まれることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【０１３７】
この発明は周波数シフト方式により単独運転か否かを判断する分散型電源装置または分散型電源装置を含む電源システムにおいて、単独運転か否かの判断を迅速且つ適正化し、信頼性の高い系統連系運転を実現する。
【符号の説明】
【０１３８】
２ 分散型電源装置
４ 電力源
６ 負荷
８ 遮断機
１０ 商用電源系統
１２ 整流器
１４ 昇圧回路
１６ ＦＥＴブリッジ回路
１８ フィルタ
２０ 開閉器
２２ 制御部
２４ プロセッサ
２６ ＩＯポート
２８ ＡＤ変換器
３０ ＲＯＭ
３２ ＥＥＰＲＯＭ
３４ ＲＡＭ
３６ クロック発振器
３７ 警報器
４２ エンジン
４４ 発電機
４６ 排気経路
４８ 排気熱交換機
５０ 排熱回収経路
５２ 排熱回収熱交換機
５４ 余剰電力ヒータ
５６ 周波数検出手段
５８ 出力周波数決定手段
６０ 出力電流制御手段
６２ 周期タイマ
６４ 単独運転検出部
６６ 単独運転判定手段
６８ 能動信号決定手段
８４ 電流検出部
８６、８８ 接点
９０ 電磁ソレノイド
９２ 電圧検出部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時に開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する開閉手段と、
所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する判定手段と、
単独運転であるとの前記判定手段の判定結果に応じて前記開閉手段を開き、前記並列から前記解列に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする分散型電源装置。
【請求項２】
電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時に開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する開閉手段を備える分散型電源装置の制御プログラムであって、前記分散型電源装置に搭載されるコンピュータに、
所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与する機能と、
前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視する機能と、
検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する機能と、
を前記コンピュータで実現することを特徴とする分散型電源装置の制御プログラム。
【請求項３】
電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時には閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時には開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する工程と、
所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する工程と、
単独運転であるとの判定結果に応じて前記並列から前記解列に制御する工程と、
を備えることを特徴とする分散型電源装置の制御方法。
【請求項１】
電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時に開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する開閉手段と、
所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する判定手段と、
単独運転であるとの前記判定手段の判定結果に応じて前記開閉手段を開き、前記並列から前記解列に制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする分散型電源装置。
【請求項２】
電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時に閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時に開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する開閉手段を備える分散型電源装置の制御プログラムであって、前記分散型電源装置に搭載されるコンピュータに、
所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与する機能と、
前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視する機能と、
検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する機能と、
を前記コンピュータで実現することを特徴とする分散型電源装置の制御プログラム。
【請求項３】
電力源からの給電を受けて交流出力を生成し、並列時には閉じて前記交流出力を商用電源系統および負荷に供給し、解列時には開いて前記商用電源系統および前記負荷への供給を遮断する工程と、
所定時間毎に極性が変化する能動信号を付与して系統電圧に周波数変化を付与し、前記系統電圧の周波数変化が平均周波数の範囲以上に変化した際に、所定時間だけ周波数変化の増加または減少を固定して系統電圧の周波数の増加または減少を監視し、検出周波数変化が所定範囲を超えた状態が継続した場合に単独運転中であると判定する工程と、
単独運転であるとの判定結果に応じて前記並列から前記解列に制御する工程と、
を備えることを特徴とする分散型電源装置の制御方法。
【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２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【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２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【公開番号】特開２０１３−４２５７６（Ｐ２０１３−４２５７６Ａ）
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７６３５６（Ｐ２０１１−１７６３５６）
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１７０１３０）パーパス株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２８日（２０１３．２．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１１日（２０１１．８．１１）
【出願人】（０００１７０１３０）パーパス株式会社 (87)
【Ｆターム（参考）】
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