[發(fā)明專利]獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110189227.1
• 申請日: 2011-06-30
• 公開（公告）號: CN102377195A
• 公開（公告）日: 2012-03-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 山田歲也;藤井干介
• 申請（專利權(quán)）人: 富士電機(jī)株式會(huì)社
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;G01R23/02;G01R29/02
• 代理公司: 北京尚誠知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11322
• 代理人: 龍淳

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及在應(yīng)用于太陽能電池發(fā)電系統(tǒng)、燃料電池發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等中的發(fā)電裝置與電力系統(tǒng)之間所使用的帶獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測功能的分散型電源裝置。

背景技術(shù)

圖5表示系統(tǒng)互連用逆變器(invertor)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測裝置的現(xiàn)有例。如圖5所示，對互連系統(tǒng)中的系統(tǒng)互連用逆變器所具備的無功功率設(shè)定器的設(shè)定值周期性地施加微小變動(dòng)，來使系統(tǒng)互連點(diǎn)的無功功率總是周期性地變化，并監(jiān)視系統(tǒng)互連點(diǎn)或系統(tǒng)互連用逆變器的頻率。

在檢測到該頻率的微小的上升的情況下，從系統(tǒng)互連用逆變器看來產(chǎn)生進(jìn)相的微小信號時(shí)，若處于獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)(也稱孤島：islanding)狀態(tài)則頻率會(huì)進(jìn)一步上升。此外，若檢測到監(jiān)視的頻率的微小的下降，從系統(tǒng)互連用逆變器看來產(chǎn)生滯相的微小信號時(shí)，若處于獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)則頻率會(huì)進(jìn)一步下降。通過著眼于該現(xiàn)象，來可靠且迅速地檢測獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

圖5中，燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1包括燃料電池主體2、系統(tǒng)互連用逆變器3和配電用變壓器4，5是負(fù)載，6是電力系統(tǒng)。此外，7是負(fù)載配電用斷路器，8是作為分散型電源的燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1的分散型電源側(cè)斷路器，9是用于從電力系統(tǒng)6受電的受電點(diǎn)斷路器。

此外，獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測裝置10包括由頻率/電壓逆變器等構(gòu)成的頻率檢測電路11和獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測部20。該獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測部20包括：產(chǎn)生周期性的正弦波狀的微小信號的變動(dòng)信號發(fā)生電路21；監(jiān)視頻率檢測電路11的輸出值的微小變動(dòng)的由比較器、設(shè)定器構(gòu)成的頻率上升監(jiān)視電路22和頻率下降監(jiān)視電路23；檢測頻率上升監(jiān)視電路22和頻率下降監(jiān)視電路23中的任一個(gè)的動(dòng)作的OR電路24；將變動(dòng)信號發(fā)生電路21的輸出轉(zhuǎn)換成脈沖波形的施密特電路25；對該脈沖波形進(jìn)行計(jì)測的計(jì)數(shù)電路26；保持變動(dòng)信號發(fā)生電路21的輸出的負(fù)極性的峰值的作為進(jìn)相信號發(fā)生電路的負(fù)極性峰值保持電路27；保持變動(dòng)信號發(fā)生電路21的輸出的正極性的峰值的作為滯相信號發(fā)生電路的正極性峰值保持電路28；切換變動(dòng)信號發(fā)生電路21、負(fù)極性峰值保持電路27、正極性峰值保持電路28各自的信號，對系統(tǒng)互連逆變器3的未圖示的無功功率設(shè)定器的設(shè)定值施加微小變動(dòng)，根據(jù)頻率上升監(jiān)視電路22、頻率下降監(jiān)視電路23和計(jì)數(shù)電路26各自的輸出來計(jì)算應(yīng)當(dāng)選擇的上述信號的由AND/OR(與/或)門電路、三態(tài)緩沖器等構(gòu)成的切換電路29；使受電點(diǎn)A的無功功率總是發(fā)生微小的變化，并監(jiān)視頻率檢測電路11的輸出與規(guī)定的基準(zhǔn)頻率的偏差的由比較器、設(shè)定器構(gòu)成的頻率上限監(jiān)視電路30和頻率下限監(jiān)視電路31；和在頻率上限監(jiān)視電路30和頻率下限監(jiān)視電路31中的任一個(gè)動(dòng)作時(shí)，產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)信號的由OR門構(gòu)成的獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)信號發(fā)生電路32。

圖6中，在由燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1的系統(tǒng)互連用逆變器3供給的發(fā)電量與負(fù)載5消耗的電力量平衡的狀態(tài)下，在圖6(B)所示的時(shí)刻t0，因電力系統(tǒng)6一側(cè)的事故等，通過受電點(diǎn)斷路器9將電力系統(tǒng)6斷開，在燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1與負(fù)載5之間產(chǎn)生獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象。

在這種狀態(tài)時(shí)，通過變動(dòng)信號發(fā)生電路21和切換電路29施加無功功率變動(dòng)，若如圖6(A)所示設(shè)定成：變動(dòng)為(+)極性時(shí)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1對電力系統(tǒng)6施加進(jìn)一步滯相的無功功率變動(dòng)，變動(dòng)為(-)極性時(shí)燃料電池發(fā)電系統(tǒng)1對電力系統(tǒng)6施加進(jìn)一步進(jìn)相的無功功率變動(dòng)，則產(chǎn)生圖6(B)所示的時(shí)刻t0～t1間那樣的頻率變動(dòng)，在時(shí)刻t1，頻率上升監(jiān)視電路22動(dòng)作，通過切換電路29，以受電點(diǎn)A的無功功率變動(dòng)的波形作為負(fù)極性峰值保持電路27的輸出(參照圖6(A))。

由于此時(shí)的頻率變動(dòng)如圖6(B)所示的時(shí)刻t1～t2那樣擴(kuò)大，所以在圖6(B)所示的時(shí)刻t2，頻率上限監(jiān)視電路30動(dòng)作，通過獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)信號發(fā)生電路32檢測到獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)現(xiàn)象(參照圖6(C))。

專利文獻(xiàn)1：日本專利第3353549號公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容

專利文獻(xiàn)1中，通過時(shí)刻t₁時(shí)超過頻率上升或下降監(jiān)視電路階段等級，將無功功率從變動(dòng)輸出變更為一定輸出。該階段等級，需要設(shè)定為在獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)以外即使因系統(tǒng)擾亂導(dǎo)致產(chǎn)生頻率變動(dòng)的情況下也不會(huì)超過的等級，但在應(yīng)用于離島的由柴油發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)成的小規(guī)模系統(tǒng)的情況下，由于頻率容易隨負(fù)載變動(dòng)而變動(dòng)，所以存在容易誤檢測到獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)的問題。

于是，本發(fā)明的目的在于構(gòu)建一種獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測裝置，在具有獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)檢測功能的分散電源中，在頻率隨負(fù)載變動(dòng)而劇烈變動(dòng)的小規(guī)模系統(tǒng)中，能夠不產(chǎn)生誤檢測地檢測頻率異常階段。