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配電系統の電圧不平衡補償装置及び方法 コモンズ

国内特許コード P120007656
整理番号 414
掲載日 2012年6月14日
出願番号 特願2004-233328
公開番号 特開2006-054944
登録番号 特許第4218835号
出願日 平成16年8月10日(2004.8.10)
公開日 平成18年2月23日(2006.2.23)
登録日 平成20年11月21日(2008.11.21)
発明者
  • 引原 隆士
  • 舟木 剛
  • 田中 俊輔
出願人
  • 国立大学法人京都大学
  • 東京電力株式会社
発明の名称 配電系統の電圧不平衡補償装置及び方法 コモンズ
発明の概要

【課題】 配電系統の受電用変圧器のインピーダンスや負荷が三相不平衡であっても配電系統の不平衡を補償することである。
【解決手段】 配電系統のV結線変圧器の二次側系統の三相端子のいずれかの二相端子間に接続された単相インバータにより、直流を交流に電力変換して配電系統に供給する。その際に、V結線変圧器の電圧、V結線変圧器を構成する各変圧器のインピーダンス及びV結線変圧器に接続される負荷及び出力電流に基づいて、配電系統の三相電圧及び電流から求まる瞬時実電力及び虚電力で示される不平衡の度合を評価するための不平衡評価量が零となる単相インバータの出力電流または出力無効電力の目標値を演算し、単相インバータの出力電流または出力無効電力が求められた目標値になるように単相インバータを制御する。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


電力の自由化によって電力系統への分散型電源(例えば太陽光発電システム)の連系が増加している。通常、分散型電源は発電した直流を単相インバータにより単相交流に変換し単相200Vの配電系統に連系されることが多い。現状では連系される単相の分散型電源の総容量が小さいので、三相交流である配電系統の電圧、電流を不平衡化する影響は小さいが、連系される分散型電源が多くなると、配電系統に対する不平衡化の影響を無視できなくなる。配電系統に三相の不平衡が生じた場合には、三相負荷である三相誘導機の出力トルクが変動したり、電圧及び電流の不平衡により送配電において、電力損失の増加や電圧低下が発生したりする。



そこで、分散型電源の単相インバータの制御による三相の不平衡状態の補償が検討されている。例えば、連系系統の瞬時実電力及び瞬時虚電力をもとにした単相不平衡状態の評価量を導出し、評価量が最小となるように、分散型電源の無効電力出力制御を行い不平衡補償を実現したものがある(例えば、非特許文献1参照)。

【非特許文献1】電学論D、124巻2号、2004年 p215~p221「三相電圧不平衡を考慮した単相太陽光発電システムの系統連系手法」

産業上の利用分野


本発明は、配電系統の三相の不平衡を補償する配電系統の不平衡補償装置及び方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
配電系統のV結線変圧器の二次側系統の三相端子のいずれかの二相端子間に接続され直流を交流に電力変換して配電系統に連系する単相インバータと、前記V結線変圧器の電圧、前記V結線変圧器を構成する各変圧器のインピーダンス及び前記V結線変圧器に接続される負荷に基づいて前記配電系統の三相の不平衡の度合を評価するための不平衡評価量が零もしくは最小となる前記単相インバータの出力電流の目標値を演算する目標値演算部と、前記単相インバータの出力電流が前記目標値演算部で求められた目標値になるように前記単相インバータを制御する出力制御部とを備えたことを特長とする配電系統の不平衡補償装置。

【請求項2】
配電系統のV結線変圧器の二次側系統の三相端子のいずれかの二相端子間に直流を交流に電力変換する単相インバータを連系し、前記V結線変圧器の電圧、前記V結線変圧器を構成する各変圧器のインピーダンス及び前記V結線変圧器に接続される負荷に基づいて前記配電系統の三相の不平衡の度合を評価するための不平衡評価量が零もしくは最小となる前記単相インバータの出力電流の目標値を演算し、前記単相インバータの出力電流が前記目標値になるように前記単相インバータを制御することを特長とする配電系統の不平衡補償方法。

【請求項3】
配電系統のV結線変圧器の二次側系統の三相端子のいずれかの二相端子間に接続され直流を交流に電力変換して配電系統に連系する単相インバータと、前記V結線変圧器の電圧、前記V結線変圧器を構成する各変圧器のインピーダンス及び前記V結線変圧器に接続される負荷に基づいて前記配電系統の三相の不平衡の度合を評価するための不平衡評価量が零もしくは最小となる前記単相インバータの出力無効電力の目標値を演算する目標値演算部と、前記単相インバータの出力無効電力が前記目標値演算部で求められた目標値になるように前記単相インバータを制御する出力制御部とを備えたことを特長とする配電系統の不平衡補償装置。

【請求項4】
配電系統のV結線変圧器の二次側系統の三相端子のいずれかの二相端子間に直流を交流に電力変換する単相インバータを連系し、前記V結線変圧器の電圧、前記V結線変圧器を構成する各変圧器のインピーダンス及び前記V結線変圧器に接続される負荷に基づいて前記配電系統の三相の不平衡の度合を評価するための不平衡評価量が零もしくは最小となる前記単相インバータの出力無効電力の目標値を演算し、前記単相インバータの出力無効電力が前記目標値になるように前記単相インバータを制御することを特長とする配電系統の不平衡補償方法。

産業区分
  • 送配電
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2004233328thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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