《機械》〈電気機器〉[R07上:問8]太陽光発電設備におけるパワーコンディショナに関する空欄穴埋問題

【問題】

【難易度】★★☆☆☆(やや易しい)

次の文章は,太陽光発電設備におけるパワーコンディショナに関する記述である。

近年,住宅に太陽光発電設備が設置され,低圧配電線に連系されることが増えてきた。連系のためには,太陽電池と配電線との間にパワーコンディショナが設置される。パワーコンディショナは\( \ \fbox {  (ア)  } \ \)と系統連系用保護装置とが一体になった装置である。パワーコンディショナは,連系中の配電線で事故が生じた場合に,太陽光発電設備が\( \ \fbox {  (イ)  } \ \)状態を継続しないように,これを検出して太陽光発電設備を系統から切り離す機能をもっている。パワーコンディショナには,\( \ \fbox {  (イ)  } \ \)の検出のために,電圧位相や\( \ \fbox {  (ウ)  } \ \)の急変などを常時監視する機能が組み込まれている。ただし,配電線側で発生する\( \ \fbox {  (エ)  } \ \)に対しては,系統からの不要な切り離しをしないよう対策がとられている。

上記の記述中の空白箇所(ア)~(エ)に当てはまる組合せとして,正しいものを次の(1)~(5)のうちから一つ選べ。

\[
\begin{array}{ccccc}
& (ア) & (イ) & (ウ) & (エ) \\
\hline
(1) &  逆変換装置  &  自立運転  &  発電電力  &  停 電  \\
\hline
(2) &  逆変換装置  &  単独運転  &  発電電力  &  瞬時電圧低下  \\
\hline
(3) &  逆変換装置  &  単独運転  &  周波数  &  瞬時電圧低下  \\
\hline
(4) &  整流装置  &  自立運転  &  発電電力  &  停 電  \\
\hline
(5) &  整流装置  &  単独運転  &  周波数  &  停 電  \\
\hline
\end{array}
\]

【ワンポイント解説】

太陽光発電設備のパワーコンディショナに関する問題です。
本問の内容は,電力や法規科目でも出題されやすい内容なので必ず理解しておいて下さい。
本問は平成24年問9からの再出題となります。

1.パワーコンディショナ
パワーコンディショナは太陽光発電設備等で発電した直流を交流に変換するインバータをはじめとする,以下の機器で構成されています。
①昇圧チョッパ
 日照の変化により変動する太陽電池の電圧を一定に昇圧します。
②インバータ
 直流電力を交流に変換します。
 電力は太陽電池の出力変動に応じて,最大電力を得られるようにする最大電力追従制御(\( \ \mathrm {MPPT} \ \)制御)を行います。
③絶縁変圧器
 事故時等に太陽電池の直流が配電線に流出しないようにします。
④連系用リアクトル
 出力の電流の大きさを制御します。
⑤系統連系保護装置
 単独運転,周波数,電圧等の異常を検出して,系統から切り離します。

【解答】

解答:(3)
(ア)
ワンポイント解説「1.パワーコンディショナ」の通り,太陽電池で発電される電力は直流であるため,系統に連系するためには,直流を交流に変える逆変換装置(インバータ)を設ける必要があります。整流装置は交流を直流に変換する装置です。

(イ)
電気設備の技術基準の解釈第227条第1項第1号ハの通り,太陽光発電設備は単独運転状態とならないようにしなければならず,ワンポイント解説「1.パワーコンディショナ」の通り,パワーコンディショナには単独運転時に太陽光発電設備を系統から切り離す機能があります。

(ウ)
ワンポイント解説「1.パワーコンディショナ」の通り,単独運転を検出するための装置として,太陽光発電設備には位相や周波数の急変等を監視する機能が組み込まれています。

(エ)
瞬時電圧低下は,落雷等により一時的に電圧が低下する現象で,系統から切り離してしまうと系統の擾乱が発生してしまう可能性があります。したがって,瞬時電圧低下に対しては,系統からの不要な切り離しをしないよう対策がとられます。停電時は系統から切り離す必要があります。

<電気設備の技術基準の解釈第220条(抜粋)>
この解釈において用いる分散型電源の系統連系設備に係る用語であって,次の各号に掲げるものの定義は当該各号による。

 五 単独運転 分散型電源を連系している電力系統が事故等によって系統電源と切り離された状態において,当該分散型電源が発電を継続し,線路負荷に有効電力を供給している状態

 七 自立運転 分散型電源が,連系している電力系統から解列された状態において,当該分散型電源設置者の構内負荷にのみ電力を供給している状態

<電気設備の技術基準の解釈第227条(抜粋)>
低圧の電力系統に分散型電源を連系する場合は,次の各号により,異常時に分散型電源を自動的に解列するための装置を施設すること。

 一 次に掲げる異常を保護リレー等により検出し,分散型電源を自動的に解列すること。

  イ 分散型電源の異常又は故障

  ロ 連系している電力系統の短絡事故,地絡事故又は高低圧混触事故

  ハ (イ)分散型電源の単独運転又は逆充電