計算を要しない知識問題である。
令和7年度 上期 第三種電気主任技術者 機械 問8
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[(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[(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,[(イ)]の検出のために,電圧位相や[(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[(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。
選択肢
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
展開閉じる
解説
結論 → 詳細 → 補足 の 3 層構成
詳細Layer 2展開閉じる
(ア) 太陽電池の出力は直流であり,交流の配電線に連系するには直流を交流に変換する必要がある。この直流→交流変換を行うのが逆変換装置(インバータ)である。整流装置は交流→直流の変換を行う装置なので当てはまらない。パワーコンディショナは,この逆変換装置と系統連系用保護装置とを一体化した装置である。
補足Layer 3展開閉じる
(イ) 配電線側の事故などで系統の電源から切り離された区間に対し,分散型電源が発電を続けて電力を供給し続ける状態を単独運転という。単独運転が継続すると,停電しているはずの線路が充電されたままとなり,作業者の感電や機器損傷,再閉路時の問題などを招くため,これを検出して解列する必要がある。一方,自立運転は,系統から解列したうえで,パワーコンディショナの専用コンセント等から特定負荷へ意図的に給電する運転形態であり,系統を充電し続ける単独運転とは異なる。
(ウ) 単独運転の受動的検出方式では,系統から切り離された瞬間に生じる電圧位相の跳躍や周波数の変化(周波数変化率)などを常時監視する。よって「電圧位相や周波数の急変」となる。
(エ) 配電線側で落雷や事故などにより発生する瞬時電圧低下のたびに多数の分散型電源が一斉に解列すると,系統全体の供給力が急減して影響が拡大するおそれがある。このため,瞬時電圧低下などの一時的な系統擾乱では解列せずに運転を継続する対策(事故時運転継続,FRT:Fault Ride Through)がとられている。停電(系統電源の喪失)は単独運転が生じうる状況そのものであり,解列すべき事象なので当てはまらない。
したがって,(ア) 逆変換装置,(イ) 単独運転,(ウ) 周波数,(エ) 瞬時電圧低下 の組合せ(3)が正しい。
各選択肢の解説
- (1)
(ア) 逆変換装置 (イ) 自立運転 (ウ) 発電電力 (エ) 停電
誤り。(ア) 逆変換装置は正しいが,(イ) 自立運転は系統から解列して特定負荷へ給電する意図的な運転形態であり,事故時に継続を防ぐべき状態は単独運転である。(ウ) 単独運転検出で監視するのは電圧位相や周波数の急変であり,発電電力ではない。(エ) 停電は単独運転が生じうる事象で解列すべき対象であり,不要な切り離しを避ける対象ではない。
- (2)
(ア) 逆変換装置 (イ) 単独運転 (ウ) 発電電力 (エ) 瞬時電圧低下
誤り。(ア) 逆変換装置,(イ) 単独運転,(エ) 瞬時電圧低下は正しいが,(ウ) 単独運転の受動的検出で電圧位相とともに急変を監視するのは周波数であり,発電電力ではない。
- (3)
(ア) 逆変換装置 (イ) 単独運転 (ウ) 周波数 (エ) 瞬時電圧低下
正しい。(ア) 直流を交流に変換する逆変換装置,(イ) 事故時に継続させてはならない単独運転,(ウ) 単独運転検出のため電圧位相とともに急変を監視する周波数,(エ) 不要解列を避ける対象である瞬時電圧低下,のすべてが当てはまる。
- (4)
(ア) 整流装置 (イ) 自立運転 (ウ) 発電電力 (エ) 停電
誤り。(ア)〜(エ)のすべてが誤っている。(ア) 整流装置は交流→直流の変換装置であり,太陽電池の直流出力を交流系統へ連系するには逆変換装置が必要である。(イ) 自立運転は系統から解列して特定負荷へ給電する運転形態であり,事故時に継続を防ぐべき状態は単独運転である。(ウ) 単独運転検出で電圧位相とともに急変を監視するのは周波数であり,発電電力ではない。(エ) 停電は単独運転が生じうる事象で解列すべき対象であり,不要な切り離しを避ける対象ではない。
- (5)
(ア) 整流装置 (イ) 単独運転 (ウ) 周波数 (エ) 停電
誤り。(イ) 単独運転と(ウ) 周波数は正しいが,(ア) 整流装置は交流→直流の変換装置であり,直流を交流に変換する逆変換装置が正しい。(エ) 停電は単独運転が生じうる事象で解列すべき対象であり,不要な切り離しを避ける対象は瞬時電圧低下である。
分野「機械」の学習ポイント
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