グリッド停止時にグリッド連系インバータが電力を供給しないようにするための安全システムは何ですか

停電時のグリッド連携インバータからの電力供給を防ぐための安全システム

停電時にグリッド連携インバータがグリッドに電力を供給し続けることを防ぐために、通常はいくつかの安全システムとメカニズムが採用されます。これらの措置は、グリッドの安定性と安全性だけでなく、メンテナンス従事者や他のユーザーの安全も確保します。以下に一般的な安全システムとメカニズムをいくつか示します。

1. アンチアイランド保護

アンチアイランド保護は、グリッドがダウンした際にグリッド連携インバータが電力を供給するのを防ぐ重要な技術です。

動作原理：グリッドが停電すると、アンチアイランド保護はグリッド電圧または周波数の変化を検出し、インバータを迅速にグリッドから切り離して電力供給を停止します。

実装方法：

アクティブ検出法：小さな攪乱信号（周波数または電圧の微小変動）をグリッドに注入します。グリッドが正常に動作している場合、これらの攪乱は吸収されますが、グリッドがダウンすると、攪乱信号により顕著な電圧または周波数の変化が生じ、インバータが切断されます。

パッシブ検出法：グリッド電圧や周波数などのパラメータを監視し、値が予め定義された範囲を超えると（例えば過電圧、低電圧、異常周波数）、インバータを即座に切断します。

2. リレー保護装置

リレー保護装置は、グリッドの状態を監視し、異常を検出したときにインバータを迅速にグリッドから切り離します。

• 電圧リレー：グリッド電圧を監視し、電圧が正常範囲を超えると（高すぎるか低すぎる場合）、インバータを自動的に切断します。

• 周波数リレー：グリッド周波数を監視し、周波数が許容範囲を超えると（高すぎるか低すぎる場合）、インバータを自動的に切断します。

• 位相検出リレー：グリッドの位相変化を監視し、インバータがグリッドと同期を保つようにします。同期が失われると、インバータは即座に切断されます。

3. 高速動作遮断器

高速動作遮断器は、ミリ秒単位でグリッドの状態変化に対応できる装置です。

• 動作原理：グリッド障害や停電が発生すると、高速動作遮断器はインバータとグリッド間の電気接続を迅速に切断し、インバータが電力を供給し続けることを防ぎます。

• 適用シナリオ：大規模太陽光発電所、風力発電所、その他の分散型発電システムで広く使用され、グリッド障害時に電源の迅速な分離を確保します。

4. DC側遮断器

DC側遮断器は、インバータへのDC電力入力を制御します。

• 機能：AC側接続を切断するだけでなく、DC側電源を切断することで、グリッドがダウンした際にはインバータの動作を完全に停止させることができます。

• 適用シナリオ：主に太陽光発電システムのインバータで使用され、グリッド停電中にソーラーパネルによって生成されたDC電力がインバータに供給されないようにします。

5. スマート監視システム

スマート監視システムは、グリッドの状態とインバータの動作をリアルタイムで監視し、自動制御と警告機能を提供します。

• 遠隔監視：センサーと通信モジュールを使用して、グリッド電圧、周波数、電力などのパラメータを監視し、データを中央制御システムに送信して分析します。

• 自動切断：グリッド停電やその他の異常を検出した場合、スマート監視システムはインバータを自動的にグリッドから切断するコマンドを発行することができます。

• データ記録と分析：グリッドとインバータの動作履歴データを記録し、システム運用戦略の後続の分析と最適化に活用します。

6. 接地故障保護

接地故障保護は、グリッド連携インバータシステム内の接地故障を検出し、グリッド停電中に危険な電流漏れが発生しないようにします。

• 動作原理：システム内の接地電流を監視し、異常な接地電流（短絡や漏洩など）を検出すると、インバータを即座にグリッドから切断します。

• 適用シナリオ：さまざまなタイプのグリッド連携インバータシステムに適用可能で、特に湿気や落雷が発生しやすい環境で有用です。

7. 双方向エネルギーマネジメントシステム

双方向エネルギーマネジメントシステムは、グリッド連携インバータとエネルギー貯蔵システム間のエネルギーフローを調整します。

• 動作原理：グリッド停電時には、システムは自動的にオフグリッドモードに切り替わり、余剰電力をバッテリーや他のエネルギー貯蔵デバイスに蓄える代わりに、グリッドへの電力供給を続けません。

• 適用シナリオ：ハイブリッドエネルギーシステム（PV + 貯蔵システムなど）で広く使用され、停電時にグリッドに影響を与えることなく自律的な運転を確保します。

8. 手動切離スイッチ

手動切離スイッチは、緊急時にオペレーターがインバータを手動でグリッドから切り離すことができる物理的なスイッチです。

適用シナリオ：現代のほとんどのインバータは自動切離機能を備えていますが、手動切離スイッチは特定の特殊な状況（メンテナンスや緊急時など）で追加の安全性を提供します。

まとめ

停電時にグリッド連携インバータがグリッドに電力を供給し続けることを防ぐために、アンチアイランド保護、リレー保護装置、高速動作遮断器、DC側遮断器、スマート監視システム、接地故障保護、双方向エネルギーマネジメントシステム、手動切離スイッチなどの複数の安全システムとメカニズムが組み合わさることがよくあります。これらの措置は、グリッドの安全性、信頼性、および安定性を確保するために協調して働きます。