DE112013007295T5

DE112013007295T5 - Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung, Elektroleistungssystem und Elektroleistungssystem-Steuerverfahren

Info

Publication number: DE112013007295T5
Application number: DE112013007295.5T
Authority: DE
Inventors: Takaharu Ishida; Shinsuke Andoh; Hiroki Satoh; Hideyuki Kobayashi; Kazuya Shojiki
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2013-09-27
Filing date: 2013-09-27
Publication date: 2016-04-28
Also published as: WO2015045084A1; US20160218543A1; JPWO2015045084A1; JP6028102B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung reduziert den Elektroleistungsverlust zu der Zeit des Ladens/Entladens der Speicherbatterien. Eine Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichts von Leistungsangebot und -nachfrage eines Elektroleistungssystems durch Steuern des Ladens/Entladens einer Speicherbatterie, die mit dem Elektroleistungssystem verbunden ist, basierend auf einem vorhergesagten Frequenzwert des Elektroleistungssystems nach mehreren Sekunden oder Minuten, umfasst: eine Frequenzdetektionseinheit, die eine Frequenz des Elektroleistungssystems berechnet; eine Frequenzvorhersageeinheit, die die Frequenz aus dem Wert der Frequenz, die von der Frequenzdetektionseinheit berechnet wird, und Verlaufsdaten der Leistungserzeugung/Last-Angebot-Nachfrage-Daten vorhersagt; eine Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit, die eine Lade-/Entlademenge festlegt, die einem Wert entspricht, der innerhalb eines Bereichs, der einen unteren und einen oberen Grenzwert der Frequenz nicht überschreitet, niedriger oder höher als der vorhergesagte Frequenzwert des Elektroleistungssystems, der durch die Frequenzvorhersageeinheit vorhergesagt wird, ist, und die Lade-/Entlademenge der Speicherbatterie basierend auf dem Wert bestimmt; und eine Steuerbefehlseinheit, die einen Steuerbefehl basierend auf einem Ergebnis der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit an die Speicherbatterie sendet.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung und ein Elektroleistungssystem-Steuerverfahren zum Ausführen einer Steuerung eines Elektroleistungssystems unter Verwendung einer Speicherbatterie.
Stand der Technik
Als Stand der Technik für die vorliegende Erfindung existiert JP 2012-16077 (Patentdokument 1). Der zitierte Stand der Technik soll eine Frequenzsteuervorrichtung eines Elektroleistungssystems bereitstellen, die in der Lage ist, ein Laden/Entladen einer Sekundärbatterie gemäß einem Ungleichgewicht von Leistungsangebot und -nachfrage in geeigneter Weise zu steuern. Offenbart ist eine Technik, bei der eine Ladetiefe der Sekundärbatterie durch Korrigieren der Ladetiefe der Sekundärbatterie nahe 50% gehalten wird, so dass die Ladetiefe der Sekundärbatterie 50% beträgt, und dann, wenn ein Ungleichgewicht von Leistungsangebot und -nachfrage auftreten, kann das Laden oder Entladen der Sekundärbatterie in gleichem Maß gesteuert werden.
Entgegenhaltungsliste
Patentdokument(e)

Patentdokument 1: JP 2012-16077 A

Zusammenfassung der Erfindung
Technisches Problem
Die Technik des Patentdokuments 1 wird auf eine Systemdienstleistung angewendet, die von einem Speicherbatterie-Dienstleister ausgeführt wird, und in dem Fall eines Ausführens einer Lade-/Entladesteuerung zum Halten der Frequenz muss, da der Elektroleistungsverlust zu dem Zeitpunkt des Ladens/Entladens der Speicherbatterien nicht berücksichtigt wird, die elektrische Leistung des Elektroleistungsverlusts eine Belastung für die Seite des Speicherbatterie-Dienstleisters sein. Deshalb ist dann, wenn der Speicherbatterie-Dienstleister das Laden/Entladen der Speicherbatterien ausführt, um die von dem Elektroleistungssystem vorgesehene Frequenz zu halten, die Belastung des Speicherbatterie-Dienstleisters, die dem Elektroleistungsverlust entspricht, erhöht, so dass ein neu teilnehmender Speicherbatterie-Dienstleister Nachteile in Bezug auf die Kosten hat.
Die vorliegende Erfindung soll der Elektroleistungsverlust zu der Zeit des Ladens/Entladens der Speicherbatterien reduzieren.
Lösung der Aufgabe
Wie in ”Technisches Problem” beschrieben, kann bei der Systemdienstleistung (Steuerung zum Aufrechterhalten der Stabilität des Elektroleistungssystems) unter Verwendung der Speicherbatterien nicht die gesamte elektrische Ladeleistungsmenge, die durch den Speicherbatterie-Dienstleister gekauft worden ist, entladen werden, da der Elektroleistungsverlust beim Durchführen der Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzung (AC-DC-Umsetzung) zu dem Zeitpunkt des Ladens/Entladens der Speicherbatterien auftritt. Um die elektrische Leistung gemäß dem Befehlswert zum Aufrechterhalten des Elektroleistungssystems aus den Speicherbatterien zu liefern, ist es daher notwendig, eine Elektroleistungsmenge, die vorab zu der Elektroleistungsmenge hinzugefügt wird, die dem Elektroleistungsverlust entspricht, oder eine Elektroleistungsmenge unter Berücksichtigung der Verschlechterung der Speicherbatterien zu sichern. In der vorliegenden Erfindung wird, um die Kosten davon zu verringern, die Lade-/Entlademenge aus den Speicherbatterien bestimmt, indem die Lade-/Entlademenge, die einen unteren Grenzwert der Frequenz erfüllt, die ein Kennwert des Elektroleistungssystems ist, als Zielwert festgelegt wird.
Als repräsentatives Beispiel der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist eine Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichts von Leistungsangebot und -nachfrage eines Elektroleistungssystems durch Steuern des Ladens/Entladens einer Speicherbatterie, die mit dem Elektroleistungssystem verbunden ist, basierend auf einem vorhergesagten Frequenzwert des Elektroleistungssystems nach mehreren Sekunden oder Minuten bereitgestellt, die umfasst: eine Frequenzdetektionseinheit, die eine Frequenz des Elektroleistungssystems berechnet; eine Frequenzvorhersageeinheit, die die Frequenz aus dem Wert der Frequenz, die von der Frequenzdetektionseinheit berechnet wird, und Verlaufsdaten der Leistungserzeugung/Last-Angebot-Nachfrage-Daten vorhersagt; eine Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit, die eine Lade-/Entlademenge festlegt, die einem Wert entspricht, der innerhalb eines Bereichs, der einen unteren und einen oberen Grenzwert der Frequenz nicht überschreitet, niedriger oder höher als der vorhergesagte Frequenzwert des Elektroleistungssystems, der durch die Frequenzvorhersageeinheit vorhergesagt wird, ist, und die Lade-/Entlademenge der Speicherbatterie basierend auf dem Wert bestimmt; und eine Steuerbefehlseinheit, die einen Steuerbefehl basierend auf einem Ergebnis der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit an die Speicherbatterie sendet.
Bei der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit die Lade-/Entlademenge mehrerer Speicherbatterien unter Verwendung einer Minimierung der Elektroleistungsumsetzungsverluste der Speicherbatterien als Zielfunktion bestimmen.
Zusätzlich kann die Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit bei der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung die Lade-/Entlademenge mehrerer Speicherbatterien unter Verwendung einer Reduktion einer Verschlechterung der Speicherbatterien als Zielfunktion bestimmen.
Als ein Beispiel für das Elektroleistungssystem-Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Elektroleistungssystem-Steuerverfahren zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichts von Leistungsangebot und -nachfrage durch Steuern eines Ladens/Entladens einer Speicherbatterie, die mit einem Elektroleistungssystem verbunden ist, basierend auf einem vorhergesagten Frequenzwert des Elektroleistungssystems nach mehreren Sekunden oder Minuten bereitgestellt, das umfasst: Berechnen einer Frequenz des Elektroleistungssystems; Vorhersagen der Frequenz aus Verlaufsdaten, die einen Wert der berechneten Frequenz und Leistungserzeugung/Last-Angebot-Nachfrage-Daten umfassen; Festlegen einer Lade-/Entlademenge auf einen Wert, der innerhalb eines Bereichs, der einen unteren und einen oberen Grenzwert der Frequenz nicht überschreitet, niedriger oder höher als der vorhergesagte Frequenzwert des Elektroleistungssystems ist; Bestimmen der Lade-/Entlademenge der Speicherbatterie basierend auf der festgelegten Lade-/Entlademenge; und Senden eines Steuerbefehls an die Speicherbatterie basierend auf der bestimmten Lade-/Entlademenge.
Bei dem Elektroleistungssystem-Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung ist das Bestimmen der Lade-/Entlademenge der Speicherbatterien ein Bestimmen der Lade-/Entlademenge mehrerer Speicherbatterien unter Verwendung einer Minimierung der Elektroleistungsumsetzungsverluste der Speicherbatterien als Zielfunktion.
Zusätzlich ist bei dem Elektroleistungssystem-Steuerverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung das Bestimmen der Lade-/Entlademenge der Speicherbatterien ein Bestimmen der Lade-/Entlademenge mehrerer Speicherbatterien unter Verwendung einer Reduktion einer Verschlechterung der Speicherbatterien als Zielfunktion.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es für einen Dienstleister, der mit einer elektrischen Leistung, die für eine Elektroleistungssystemsteuerung notwendig ist, durch Zuweisen einer Elektroleistungsmenge von einem ISO (unabhängigen Systembetreiber) versorgt wird und der die elektrische Leistung, die für die Elektroleistungssystemsteuerung einschließlich einer Systemdienstleistung notwendig ist, durch Verwenden einer elektrischen Energiespeichervorrichtung, die Speicherbatterien umfasst, steuert, möglich, die Lade-/Entlademenge innerhalb eines Bereichs, in dem eine Frequenz des Elektroleistungssystems nicht wesentlich geändert wird, zu reduzieren. Hierbei ist es, da die Reduktion der Lade-/Entlademenge zu der Reduktion des gesamten Elektroleistungsumsetzungsverlusts zu dem Zeitpunkt des Ladens/Entladens führt, möglich, die elektrische Leistung, die aus der Sicht des Speicherbatterie-Dienstleister als Elektroleistungsverlust verloren geht, zu reduzieren.
Zusätzlich ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, einen Elektroleistungsverlust zu dem Zeitpunkt des Ladens/Entladens zu reduzieren, indem eine Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit Wirkungsgradkennlinien der AC-DC-Umsetzer verwendet, die mit den Speicherbatterien zu dem Zeitpunkt verbunden sind, um eine Lade-/Entlademenge innerhalb eines Bereich, in dem eine Frequenz des Elektroleistungssystems nicht wesentlich geändert wird, zu reduzieren. Darüber hinaus ist es möglich, ein Lade-/Entladeverfahren zum Reduzieren einer Verschlechterung der Speicherbatterien unter Berücksichtigung der Grade der Verschlechterung der Speicherbatterien zu implementieren.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen
1 ist eine Darstellung, die eine Anordnung einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
2 veranschaulicht ein Beispiel einer Änderung der Frequenz;
3 zeigt ein Beispiel einer Beziehung zwischen der Änderung der Frequenz und dem Laden/Entladen von elektrischer Energie;
4 zeigt ein Beispiel der Darstellung elektrischer Leistung beim Laden/Entladen von Speicherbatterien;
5 ist eine Darstellung, die eine Anordnung einer Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit zeigt;
6 zeigt ein Beispiel eines Ablaufdiagramms einer Entlademengen-Berechnungseinheit gemäß einer ersten Ausführungsform;
7 zeigt ein Beispiel eines Ablaufdiagramms einer Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit gemäß der ersten Ausführungsform;
8 ist eine Darstellung, die eine Anordnung einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
9 zeigt ein Beispiel eines Wirkungsgrads eines AC-DC-Umsetzers;
10 zeigt ein Beispiel eines Ablaufdiagramms einer Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit gemäß der zweiten Ausführungsform;
11 ist eine Darstellung, die eine Anordnung einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
12 zeigt ein Beispiel eines Diagramms gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13 ist eine Darstellung, die eine Anordnung einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt; und
14 zeigt ein Beispiel eines Diagramms gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
Beschreibung der Ausführungsformen
Nachfolgend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Zusätzlich sind in allen Figuren für die Beschreibung der Ausführungsformen, Komponenten mit der gleichen Funktion mit dem gleichen Namen und Bezugszeichen bezeichnet und eine redundante Beschreibung entfällt.
Erste Ausführungsform
Im Folgenden wird eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. 1 stellt eine repräsentative Anordnung einer Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das Bezugszeichen 101 bezeichnet die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung ist dazu ausgelegt, eine Frequenzdetektionseinheit 102, eine Frequenzvorhersageeinheit 103, eine Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit 104 und eine Steuerbefehlseinheit 105 zu umfassen. Eingabedaten aus der Frequenzdetektionseinheit 102 und der Frequenzvorhersageeinheit 103 der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung 101 sind Leistungserzeugungsmengendaten 810 über Kommunikationsnetze 118, 122 und 116 aus einer Leistungserzeugungseinrichtung 111 und Lastdaten 808 über Kommunikationsnetze 117, 122 und 116 aus einer Lasteinrichtung 112. Darüber hinaus ist als Beispiel der Leistungserzeugungsmengendaten 810 eine Datentabelle bei 811 dargestellt. Die Tabelle ist zu jeder Zeit mit mindestens einer Wirkleistungsausgabe (in der Figur ”P”) und einer Blindleistungsausgabe (in der Figur ”Q”) ausgestattet. Darüber hinaus ist als Beispiel der Lastdaten 808 eine Datentabelle bei 809 dargestellt. Die Tabelle ist zu jeder Zeit mit mindestens einer Wirkleistungsausgabe (in der Figur ”P”) und einer Blindleistungsausgabe (in der Figur ”Q”) ausgestattet. Zusätzlich ist als Eingabedaten der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit 104 eine Datenbank der zu steuernden Speicherbatterien in einer Datenbank 108 dargestellt. Daten 109 der Speicherbatterien in der Datenbank umfassen mindestens eine Batteriekapazität, eine Laderate (die eine Ladegeschwindigkeit angibt), eine Entladerate (die eine Entladegeschwindigkeit angibt), eine Laderestmenge (SOC) von jeder zu steuernden Speicherbatterie zu dem Zeitpunkt und einen Grad der Verschlechterung von jeder der Speicherbatterien. Eine Speicherbatteriegruppe 121 ist dazu ausgelegt, Speicherbatterien 113, 114 und 115 zu enthalten. Die Speicherbatterien senden/empfangen Lade-/Entladeleistungsmengen basierend auf Steuerdaten, die über eine Signalleitung 123 aus der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung 101 gesendet werden, zu/aus dem Elektroleistungssystem über einen DC-AC-Umsetzer, der in der Figur nicht dargestellt ist. Die gesendete/empfangene elektrische Leistung wird an das Elektroleistungssystem 110 geliefert, um zur Stabilisierung des Elektroleistungssystems beizutragen.
Die Frequenzdetektionseinheit 102 berechnet die Daten aus Werten der Leistungserzeugungsmenge und der Lastmenge, die über das Netz 116 erhalten werden, unter Verwendung der folgenden Formel.
[Mathematische Formel 1]

ΔP = KΔf (Gleichung 1)

Hier bezeichnet ΔP eine Änderung der Last; K bezeichnet eine Konstante; und Δf bezeichnet eine Änderung der Frequenz.
Als nächstes wird die Frequenzvorhersageeinheit 103 unter Bezugnahme auf 2 beschrieben. In 2 ist auf der horizontalen Achse eine Zeit aufgetragen und auf der vertikalen Achse eine Frequenz des Elektroleistungssystems aufgetragen. Wie in 2 gezeigt gibt es für die Frequenz einen oberen Grenzwert und einen unteren Grenzwert. Darüber hinaus zeigt in der Figur eine durchgezogene Linie 201 einen tatsächlichen Ergebniswert der Frequenz an und eine gestrichelte Linie 202 einen vorhergesagten Wert der Frequenz an. Wenn eine Leistungserzeugungsmenge und eine Lastmenge der elektrischen Leistung als Zustandsgröße x festgelegt sind und die Frequenz als Beobachtungswert Y festgelegt ist, ist in dem Fall des Durchführens der Vorhersage, beispielsweise unter Verwendung eines Kalman-Filters, die Definitionsformel durch die Gleichung 2 ausgedrückt und durch Berechnung des Werts kann der vorhergesagte Frequenzwert der durchgezogenen Linie erhalten werden, wie er in 2 gezeigt ist.
[Mathematische Formel 2]

x_t+1 = Fx_t + Gw_t y_t = Hx_t + v_t (Gleichung 2)

Hierbei bezeichnen F, G und H Koeffizientenmatrizen; W bezeichnet ein Systemrauschen; und v bezeichnet ein Beobachtungsrauschen. Die Eingabedaten der Frequenzvorhersageeinheit 103 sind der Wert der Frequenz, die von der Frequenzdetektionseinheit 102 berechnet wird, und Verlaufsdaten, die über das Netz 116 erhalten werden.
Als nächstes wird die Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit 104 unter Bezugnahme auf 3 beschrieben. Ein Graph 311 von 3 ist der gleiche wie der Graph von 2. In einem Graph 312 zeigt die horizontale Achse eine Zeit und die vertikale Achse eine Entlademenge. Zusätzlich zeigt ein Graph 313 den Endzustand der Frequenz, wenn der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlade-Elektroleistungsmenge unter Verwendung der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ändert. Eine Entlademenge 301 in dem Graphen 312 ist ein Lade-/Entlademenge, die von dem ISO befohlen wird, oder eine Lade-/Entlademenge, die in dem Elektroleistungsmarkt vereinbart worden ist. Im Gegensatz dazu ist bei der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wie dargestellt durch Laden oder Entladen eine Entlademenge 302 in dem Graphen 312 eine Menge, die kleiner als die Leistungsmenge 301 ist, in Bezug auf das Elektroleistungssystem gemäß dem später beschriebenen Verfahren. Als Folge davon wird der tatsächliche Ergebniswert der Frequenz zu einem Wert 304 in dem Graphen 313 und im Vergleich mit einem vorhergesagten Frequenzwert 303 wird die Frequenz in einen Bereich gesenkt, in dem die Frequenz nicht nahe der Untergrenze der Frequenz ist.
Der Grund zum Reduzieren der Entlademenge in der Ausführungsform wird unter Bezugnahme auf 4 beschrieben. In 4 stellt die horizontale Achse eine Zeit dar und die vertikale Achse eine Lade-/Entlademenge dar. Typischerweise wird ein bidirektionaler AC-DC-Umsetzer zum Laden und Entladen in dem Elektroleistungssystem und der Speicherbatterie verwendet. Die Elektroleistungsverluste, die beim Laden und Entladen auftreten, sind 402 und 404. Der Speicherbatterie-Dienstleister trägt den Elektroleistungsverlust und führt das Laden/Entladen (401 und 403) aus, um sich an der Steuerung des Elektroleistungssystems zu beteiligen. Daher wird die Senkung des Elektroleistungsverlusts ein zu lösendes Problem. Um diesen Wert proportional zu der Lade-/Entlademenge zu reduzieren, muss daher die gesamte Lade-/Entlademenge reduziert werden.
Die Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit 104 zum Reduzieren der gesamten Lade-/Entlademenge der Speicherbatterien auf diese Weise wird unter Bezugnahme auf 5 beschrieben. Die Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit 104 ist dazu ausgelegt, eine Entlademengen-Berechnungseinheit 501, eine Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit 502 und Speicherbatteriedaten 503, die mindestens eine Tabelle 504 einschließlich Speicherbatterie-ID, Verschlechterungsgrade, Ausgabeänderungsgeschwindigkeiten und Laderestmengen (SOC) von Speicherbatterien enthalten, zu umfassen.
Als nächstes werden detaillierte Prozesse der Entlademengenberechnung 501 unter Bezugnahme auf 6 beschrieben. In einem Prozess 601 werden Zeitreihendaten eines Ergebnisses der Frequenzvorhersage (einschließlich eines Befehls von dem ISO und eines Ergebnisses einer Vereinbarung mit dem Elektroleistungsmarkt) aus der Frequenzvorhersageeinheit 103 erhalten. Als nächstes wird in einem Prozess 603 bestimmt, ob das Ergebnis einer Frequenzvorhersage bis zu der Frequenz, bei der eine Frequenzaufenthaltsrate 2σ (σ: Standardabweichung) entspricht, verschoben werden kann oder nicht. Darüber hinaus kann der Wert 2σ entsprechend den Eigenschaften des Elektroleistungssystems geändert werden. Wenn die Bestimmung JA ergibt, wird in einem Prozess 604 ein angepasster Wert ΔP' der Lade-/Entlademenge berechnet. Dieser kann aus der Frequenz, die der Aufenthaltsrate von 2σ entspricht, einer Differenz Δf der vorhergesagten Frequenz und einer Systemkonstante unter Verwendung der oben beschriebenen Gleichung 1 erhalten werden. Als nächstes wird in dem Prozess 605 ein vorhergesagter Frequenzwert nach der Korrektur berechnet. In einem Prozess 606, wird erneut überprüft, ob der für nach der Korrektur vorhergesagte Frequenzwert, der hier berechnet wird, innerhalb des Bereichs der Frequenz, die der oben beschriebenen Frequenzaufenthaltsrate 2σ entspricht, liegt oder nicht. In einem Fall, in dem der für nach der Korrektur vorhergesagte Frequenzwert, der hier berechnet wird, in dem Bereich der Frequenz, die der oben beschriebenen Frequenzaufenthaltsrate 2σ entspricht, enthalten ist, wird in einem Prozess 607 ΔP angewendet. In einem Prozess 608 wird die Berechnung für den nächsten Zeitquerschnitt durchgeführt. In einem Fall, in dem der für nach der Korrektur vorhergesagte Frequenzwert in dem Prozess 606 nicht in dem Bereich der Frequenz, die der Frequenzaufenthaltsrate 2σ entspricht, enthalten ist, wird das Laden/Entladen gemäß dem Befehl von dem ISO, der der ursprüngliche Steuerwert ist, oder der Menge der Vereinbarung mit dem Elektroleistungsmarkt ausgeführt (Prozess 609). In einem Fall, in dem die aktuelle Frequenz in dem Prozess 603 nicht bis zu der Frequenz, die der Frequenzaufenthaltsrate 2σ entspricht, verschoben werden kann, wird in dem Prozess 609 das Laden/Entladen gemäß dem Befehl von der ISO, der der ursprüngliche Steuerwert ist, oder der Menge der Vereinbarung mit dem Elektroleistungsmarkt ausgeführt (Prozess 609).
Als nächstes werden die Einzelheiten der Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit 502 von 5 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Die Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit 502 hat eine Funktion des Verteilens der gesamten Elektroleistungsmenge, die von der Entlademengen-Berechnungseinheit 501 bestimmt wird, auf mehrere Speicherbatterien. In einem Prozess 701 erhält die Funktion die für die Verteilungsberechnung erforderlichen Daten, die die Daten der Lade-/Entladerate und der Lade-/Entladerestmenge (SOC) umfassen. Als Nächstes werden in einem Prozess 702 Verschlechterungsdaten der Speicherbatterien gelesen. Hierbei können als die Verschlechterungsdaten der Speicherbatterien die von den Batteriemanagementeinheiten (BMU) der Speicherbatterien ausgegebenen Werte, die in 1 weggelassen sind, gelesen werden oder einfach die auf der Grundlage der Spannungswerte in der Ladeperiode berechneten Werte gelesen werden. Als Nächstes werden in einem Prozess 703 unter mehreren Speicherbatterien als Steuerobjekte die Speicherbatterien, die für eine Lade-/Entladesteuerung verfügbar sind, detektiert. Als Nächstes werden in einem Prozess 704 eine Kombination der verfügbaren Speicherbatterien, die in dem Prozess 703 detektiert werden, und die Lade-/Entlademengen der Speicherbatterien erhalten. Hierbei wird unter Bezugnahme auf die Zielfunktion, mit der die Lebenszyklen der Speicherbatterien verlängert werden sollen, festgelegt, dass eine Summe von Indizes dk, die die Verschlechterungsgrade der Speicherbatterien angeben, minimiert werden soll, und die Betriebsober- und Betriebsuntergrenzen der SOC der Speicherbatterien und die Lade-/Entladeänderungsraten Crate der Speicherbatterien werden als Randbedingung festgelegt. Außerdem kann der Index dk, der den Verschlechterungsgrad der Speicherbatterie angibt, einfach Verschlechterungsdaten der Speicherbatterie, ein Produkt der Verschlechterungsdaten der Speicherbatterie und eines absoluten Werts der Lade-/Entlade-Leistungsmengen oder ein Produkt aus einer Wärmefreigabemenge zu dem Zeitpunkt des Ladens/Entladens der Speicherbatterie und der Lade-/Entladeleistung der Speicherbatterie sein.
Das Ergebnis der Berechnung der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit 104 wird an die Steuerbefehlseinheit 105 gesendet. In der Steuerbefehlseinheit 105 werden die Steuerbefehlswerte für die zu steuernden Speicherbatterien wie beispielsweise Daten einer Kombination aus Zeit, Stromstärke und Spannung oder Daten eines Frequenzerhöhungsbefehls und eines Frequenzverringerungsbefehls(-impulses), die Originaldaten sind, beim Ausführen einer numerischen Umsetzung durch die oben beschriebenen BMU der Speicherbatterieseite berücksichtigt. Der Steuerbefehl der Steuerbefehlseinheit 105 wird über die Kommunikationsleitung 123 an eine jeweilige Speicherbatterie übertragen und eine jeweilige BMU wandelt die übertragenen Daten in ein erforderliches Datenformat um und führt die Elektroleistungssteuerung aus, um zur Stabilisationssteuerung des Elektroleistungssystems 110 über eine Elektroleistungsleitung 119 beizutragen.
Bei der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung zum Durchführen einer Systemdienstleistung, an der der Speicherbatterie-Dienstleister beteiligt ist, mit der Frequenzdetektionseinheit, der Frequenzvorhersageeinheit, der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit und der Steuerbefehlseinheit ausgebildet und, da der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlademenge des Elektroleistungssystems durch Erfassen der Systemfrequenz innerhalb des Bereichs, in dem keine Störung in dem System auftritt und zugleich die Verschlechterung der Speicherbatterien vermindert ist, ändern kann, kann die Belastung des Elektroleistungsverlusts für den Speicherbatterie-Dienstleister verringert werden und der Verschlechterungsgrad der Speicherbatterien verringert werden.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 8 dargestellt. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform, bei der die Daten bezüglich der Verschlechterung der Speicherbatterien als Eingabedaten der Optimalaufteilungsberechnung der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit verwendet werden, wird in der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung die Optimalaufteilungsberechnung auf die Speicherbatterien unter Verwendung der Daten bezüglich des Wirkungsgrads der AC-DC-Umsetzer der Speicherbatterien 113, 114 und 115 (in 8 weggelassen) durchgeführt, so dass der Elektroleistungsverlust der Speicherbatterien in der Lade-/Entladeperiode reduziert wird. 8 unterscheidet sich von 1 dadurch, dass die Datentabelle 122 in der Datenbank 108 im Vergleich mit derjenigen von 1 verändert ist. In der Tabelle 122 existiert eine Wirkungsgradkennlinie eines AC-DC-Umsetzers, der der jeweiligen Speicherbatterie zugeteilt ist, als ein Datenelement. Ein Erläuterungsdiagramm der Wirkungsgradkennlinie ist in 9 dargestellt. Die Speicherbatteriegruppe 121 ist mit dem Kommunikationsnetz über eine Kommunikationsschnittstelle 901 verbunden, die das Steuersignal aus/zu der Kommunikationsleitung 123 empfängt/sendet. Wirkungsgradkennlinien der AC-DC-Umsetzer der Speicherbatterien sind durch 903 bis 905 bezeichnet. In den Graphen der Wirkungsgradkennlinien 903 bis 905 zeigt die horizontale Achse die Wirkleistung und die vertikale Achse den Wirkungsgrad. In Bezug auf die Wirkungsgradkennlinien sind, da die Umsetzer verschiedene Charakteristiken aufweisen, in vielen Fällen die Werte der Wirkleistung zu dem Zeitpunkt, zu dem der Wirkungsgrad das Maximum erreicht, verschieden und in einem Fall, in dem die Wirkleistung die maximale Ausgabe aufweist, verursacht die Wärmefreigabe, dass der Wirkungsgrad verringert wird, und das Abfallverhalten ist unter den Umsetzern verschieden. In der Ausführungsform werden dann, wenn das Laden/Entladen an den Batterien durchgeführt wird, die Lade-/Entlademengen der Speicherbatterien so bestimmt, dass der beste Wirkungsgrad über alle zu steuernden Speicherbatterien erzielt wird.
Die Einzelheiten der Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit 502 gemäß der Ausführungsform in 5 werden unter Bezugnahme auf 10 beschrieben. Die Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit 502 hat eine Funktion des Verteilens der gesamten Elektroleistungsmenge, die durch die Entlademenge-Berechnungseinheit 501 bestimmt wird, auf mehrere Speicherbatterien. In einem Prozess 711 erhält die Funktion die für die Verteilungsberechnung erforderlichen Daten einschließlich der Daten der Lade-/Entladerate und der Lade-/Entladerestmenge (SOC). Als Nächstes werden in einem Prozess 712 Umsetzerwirkungsgradkennliniendaten der Speicherbatterien gelesen. Hierbei werden die Daten einer Verschlechterung der Speicherbatterien die Wirkungsgradkennliniendaten, die im Voraus einzeln für die Umsetzer bestimmt werden. Als Nächstes werden in einem Prozess 713 unter mehreren zu steuernden Speicherbatterien die Speicherbatterien, die für eine Lade-/Entladesteuerung verfügbar sind, detektiert. Als Nächstes werden in einem Prozess 714 eine Kombination der verfügbaren Speicherbatterien, die in dem Prozess 713 erhalten wird, und die Lade-/Entlademengen der Speicherbatterien erhalten. Hierbei wird unter Bezugnahme auf die Zielfunktion, durch die die gesamten Speicherbatterien von Interesse den besten Wirkungsgrad aufweisen sollen, festgelegt, dass eine Summe von Indizes dk, die den Umsetzungswirkungsgrad der Speicherbatterien angeben, maximiert werden soll, und die Betriebsober- und Betriebsuntergrenzen der SOC der Speicherbatterien und die Lade-/Entladeänderungsraten Crate der Speicherbatterien werden als Randbedingung festgelegt. Die anderen Prozesse sind die gleichen wie diejenigen der ersten Ausführungsform.
Bei der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung zum Durchführen einer Systemdienstleistung, an der der Speicherbatterie-Dienstleister beteiligt ist, mit der Frequenzdetektionseinheit, der Frequenzvorhersageeinheit, der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit und der Steuerbefehlseinheit ausgebildet und, da der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlademenge des Elektroleistungssystems durch Erfassen der Systemfrequenz innerhalb des Bereichs, in dem keine Störung in dem System auftritt und zugleich der Umsetzungswirkungsgrad der Speicherbatterien maximiert wird, ändern kann, kann die Belastung des Elektroleistungsverlusts in der Elektroleistungsversorgungsperiode und der Lade-/Entladeperiode für den Speicherbatterie-Dienstleister verringert werden.
Dritte Ausführungsform
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 11 dargestellt. Die dritte Ausführungsform ist ein Beispiel für ein Elektroleistungssystem unter Verwendung der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung, die in der ersten Ausführungsform beschrieben ist. Das Elektroleistungssystem ist dazu ausgelegt, einen Elektroleistungsmarkt 803, ein Abrechnungssystem 814, einen ISO 804, einen Elektroleistungssystem 801, ein Kommunikationsnetz 802, einen Speicherbatterie-Dienstleister 805, einen Leistungsversorger 806 und einen Leistungserzeuger 807 zu umfassen. Der Speicherbatterie-Dienstleister 805 umfasst eine Speicherbatteriegruppe 121 und die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform. Der Elektroleistungsmarkt 803 oder der ISO 804 führt einen Empfangs-/Sendebefehl für elektrische Leistung (Zeit und Menge) an dem Leistungserzeuger 807 und dem Speicherbatterie-Dienstleister 805 auf der Basis des Ergebnisses des Bietsystems (in der Figur nicht gezeigt) durch. Ein Befehlssignal davon umfasst mindestens eine Speicherbatterienummer oder eine Leistungsgeneratornummer eines Befehlsziels, einen Leistungserzeugungsbetrag, eine Lade-/Entlademenge, eine Zeit des Durchführens der Leistungserzeugung und eine Zeit des Durchführens des Ladens/Entladens. Darüber hinaus wird ermöglicht, dass die Daten mit einer vorgegebenen Periode aktualisiert werden. Die Befehlsdaten von dem ISO 804 an den Speicherbatterie-Dienstleister 805 und den Leistungserzeuger 807 sind Impulssignale, die über das Netz 802 in dem gleichen Datenformat wie demjenigen der in 809 und 811 in 11 gezeigten Tabelle empfangen/gesendet werden, oder Impulssignale, die ein Ausgeben und Erhöhen oder Verringern des gegenwärtigen Zustandswerts des Ladens/Entladens befehlen. Darüber hinaus können auch andere Datenformate verwendet werden.
Ein Diagramm, das die Prozesse der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vereinfacht, ist in 12 dargestellt. Zunächst erstellen der Leistungserzeuger 807 und der Speicherbatterie-Dienstleister 805 in Prozessen 851 und 852 Gebote auf dem Elektroleistungsmarkt 803. Nachdem das Bieten beendet ist, bestimmt der Elektroleistungsmarkt den Preis und der Elektroleistungsmarkt erstellt in einem Prozess 853 eine Vereinbarung. Der Elektroleistungsmarkt teilt dem ISO 804 das Ergebnis mit (Prozess 854). Für die Steuerung des Tages gibt der ISO 804 in Prozessen 855 und 856 einen Steuerbefehl an den Leistungserzeuger und den Speicherbatterie-Dienstleister aus. In Prozessen 857 und 858 ruft der Speicherbatterie-Dienstleister Daten über Empfang/Versendung der elektrischen Leistung ab. In einem Prozess 859 führt der Speicherbatterie-Dienstleister die in der ersten Ausführungsform beschriebenen Prozesse aus. In einem Prozess 860 teilt der Speicherbatterie-Dienstleister dem ISO die tatsächliche Lade-/Entlademenge mit. Nach dem Ablauf eines vorbestimmten Zeitintervalls, um einen Rechnungszahlungsprozess durchzuführen, sendet der ISO 804 in einem Prozess 861 Zahlungsdaten an den Rechnungszahlungsprozess 814. In einem Prozess 862 prüft der Rechnungszahlungsprozess 814 einen Überschuss oder Mangel und ändert den Strompreis, der für den Speicherbatterie-Dienstleister 805 reserviert ist, gemäß dem Überschuss oder Mangel. In dem Prozess 862 wird durch Ändern des Preises für den Speicherbatterie-Dienstleister 805 der Anreiz zum Durchführen des Ladens/Entladens gemäß dem Befehl bereitgestellt, so dass es dem ISO ermöglicht wird, das Laden/Entladen der elektrischen Leistung gemäß der Vereinbarung durchzuführen.
Die dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf das System angewendet, das dazu ausgelegt ist, den Speicherbatterie-Dienstleister einschließlich der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung, den ISO, den Elektroleistungsmarkt, den Leistungserzeuger, den Leistungsverteiler und die Abrechnungsfunktion zu umfassen. Die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung ist mit der Frequenzdetektionseinheit, der Frequenzvorhersageeinheit, der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit und der Steuerbefehlseinheit ausgestattet und, da der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlademenge des Elektroleistungssystems durch Erfassen der Systemfrequenz innerhalb des Bereichs, in dem keine Störung in dem System auftritt und zugleich die Verschlechterung der Speicherbatterien reduziert wird, ändern kann, kann die Belastung des Elektroleistungsverlusts in der Elektroleistungsversorgungsperiode und der Lade-/Entladeperiode für den Speicherbatterie-Dienstleister verringert werden. Zusätzlich wird der Anreiz basierend auf der Differenz zwischen dem Vereinbarungsergebnis des Speicherbatterie-Dienstleisters und der Lade-/Entlademenge bereitgestellt, so dass das Elektroleistungssystem mit einer stabilisierten Versorgungsleistung für das gesamte System durch den ISO betrieben werden kann.
Vierte Ausführungsform
Eine vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist eine Anordnung auf, bei der die zweite Ausführungsform für die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung gemäß der in 11 dargestellten dritten Ausführungsform verwendet wird. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der dritten Ausführungsform dadurch, dass die Zielfunktion zum Verringern der Verschlechterung der Speicherbatterien in der dritten Ausführungsform durch die Zielfunktion zum Maximieren des Wirkungsgrads der Umsetzer ersetzt ist. Die Einzelheiten davon sind die gleichen wie diejenigen der zweiten Ausführungsform.
Die vierte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf das System angewendet, das dazu ausgelegt ist, den Speicherbatterie-Dienstleister einschließlich der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung, den ISO, den Elektroleistungsmarkt, den Leistungserzeuger, den Leistungsverteiler und die Abrechnungsfunktion zu umfassen. Die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung ist mit der Frequenzdetektionseinheit, der Frequenzvorhersageeinheit, der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit und der Steuerbefehlseinheit ausgestattet und, da der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlademenge des Elektroleistungssystems durch Erfassen der Systemfrequenz innerhalb des Bereichs, in dem keine Störung in dem System auftritt und zugleich der Umsetzungswirkungsgrad der Speicherbatterien maximiert wird, ändern kann, kann die Belastung des Elektroleistungsverlusts in der Elektroleistungsversorgungsperiode und der Lade-/Entladeperiode für den Speicherbatterie-Dienstleister verringert werden. Zusätzlich wird der Anreiz basierend auf der Differenz zwischen dem Vereinbarungsergebnis des Speicherbatterie-Dienstleisters und der Lade-/Entlademenge bereitgestellt, so dass das Elektroleistungssystem mit einer stabilisierten Versorgungsleistung für das gesamte System durch den ISO betrieben werden kann.
Fünfte Ausführungsform
Eine fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 13 dargestellt. Im Vergleich mit der dritten Ausführungsform ist die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fall, in dem Speicherbatterien eines Speicherbatterie-Dienstleisters zu einem Speicherbatterie-Besitzer einer dritten Partei werden. In diesem Fall gibt es insofern einen Unterschied, dass ein Datenaustausch zwischen dem Speicherbatterie-Dienstleister 805 und dem Speicherbatterie-Besitzer 812 über das Netz 831 durchgeführt wird und der Speicherbatterie-Dienstleister 805 den Speicherbatterie-Besitzer 812 in geeigneter Weise zu der Zeit der Verwendung der Daten nach den Daten fragt. Die Hauptunterschiede zu der dritten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf ein Diagramm von 14 beschrieben. Im Vergleich zu dem Diagramm von 12 ist in dem Diagramm von 14 der Speicherbatterie-Dienstleister 815 hinzugefügt und somit sind die Prozesse 871 bis 877 hinzugefügt. Im Fall der Gebote für den Elektroleistungsmarkt wird im Gegensatz zu der dritten Ausführungsform, in der die Speicherbatteriegruppe 121 und die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung 101 in der gleichen Funktion eingetragen sind, in dieser Ausführungsform, da die beiden Funktionen getrennt sind, in der Bietperiode (Anforderungssignal 871, Antwortsignal 872) das Kommunikationsergebnis von dem Speicherbatterie-Besitzer erhalten. Bei dem Klassifizierungsprozess (873) der zur Verfügung stehenden Speicherbatterien sind Signale in der Steuerausführungsperiode (Anforderungssignal 874, Steuer-Ausführung-abgeschlossen-Signal 875) und ein Signal in der Abrechnungsperiode (Benachrichtigungssignal 876, Überprüfungabgeschlossen-Signal 877) hinzugefügt. Die anderen sind die gleichen wie diejenigen der dritten Ausführungsform.
Die fünfte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf das System angewendet, das dazu ausgelegt ist, den Speicherbatterie-Dienstleister einschließlich der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung, den Speicherbatterie-Besitzer, den ISO, den Elektroleistungsmarkt, den Leistungserzeuger, den Leistungsverteiler und die Abrechnungsfunktion zu umfassen. Die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung ist mit der Frequenzdetektionseinheit, der Frequenzvorhersageeinheit, der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit und der Steuerbefehlseinheit ausgestattet und, da der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlademenge des Elektroleistungssystems durch Erfassen der Systemfrequenz innerhalb des Bereichs, in dem keine Störung in dem System auftritt und zugleich die Verschlechterung der Speicherbatterien reduziert wird, ändern kann, kann die Belastung des Elektroleistungsverlusts in der Elektroleistungsversorgungsperiode und der Lade-/Entladeperiode für den Speicherbatterie-Dienstleister verringert werden. Zusätzlich wird der Anreiz basierend auf der Differenz zwischen dem Vereinbarungsergebnis des Speicherbatterie-Dienstleisters und der Lade-/Entlademenge bereitgestellt, so dass das Elektroleistungssystem mit einer stabilisierten Versorgungsleistung für das gesamte System durch den ISO betrieben werden kann.
Sechste Ausführungsform
Im Vergleich mit der vierten Ausführungsform ist eine sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ein Fall, in dem Speicherbatterien eines Speicherbatterie-Dienstleisters zu einem Speicherbatterie-Besitzer einer dritten Partei werden. In diesem Fall gibt es insofern einen Unterschied, dass ein Datenaustausch zwischen dem Speicherbatterie-Dienstleister 805 und dem Speicherbatterie-Besitzer 812 über das Netz 831 durchgeführt wird und der Speicherbatterie-Dienstleister 805 den Speicherbatterie-Besitzer 812 in geeigneter Weise zu der Zeit der Verwendung der Daten nach den Daten fragt. Die Hauptunterschiede zu der vierten Ausführungsform werden unter Bezugnahme auf das Diagramm von 14 beschrieben. Im Vergleich zu dem Diagramm von 12 ist in dem Diagramm von 14 der Speicherbatterie-Dienstleister 815 hinzugefügt und somit sind die Prozesse 871 bis 877 hinzugefügt. Im Fall der Gebote für den Elektroleistungsmarkt wird im Gegensatz zu der dritten Ausführungsform, in der die Speicherbatteriegruppe 121 und die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung 101 in der gleichen Funktion eingetragen sind, in dieser Ausführungsform, da die beiden Funktionen getrennt sind, in der Bietperiode (Anforderungssignal 871, Antwortsignal 872) das Kommunikationsergebnis von dem Speicherbatterie-Besitzer erhalten. Bei dem Klassifizierungsprozess (873) der zur Verfügung stehenden Speicherbatterien sind Signale in der Steuerausführungsperiode (Anforderungssignal 874, Steuer-Ausführung-abgeschlossen-Signal 875) und ein Signal in der Abrechnungsperiode (Benachrichtigungssignal 876, Überprüfungabgeschlossen-Signal 877) hinzugefügt. Die anderen sind die gleichen wie diejenigen der dritten Ausführungsform.
Die sechste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird auf das System angewendet, das dazu ausgelegt ist, den Speicherbatterie-Dienstleister einschließlich der Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung, den Speicherbatterie-Besitzer, den ISO, den Elektroleistungsmarkt, den Leistungserzeuger, den Leistungsverteiler und die Abrechnungsfunktion zu umfassen. Die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung ist mit der Frequenzdetektionseinheit, der Frequenzvorhersageeinheit, der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit und der Steuerbefehlseinheit ausgestattet und, da der Speicherbatterie-Dienstleister die Lade-/Entlademenge des Elektroleistungssystems durch Erfassen der Systemfrequenz innerhalb des Bereichs, in dem keine Störung in dem System auftritt und zugleich der Umsetzungswirkungsgrad der Speicherbatterien maximiert wird, ändern kann, kann die Belastung des Elektroleistungsverlusts in der Elektroleistungsversorgungsperiode und der Lade-/Entladeperiode für den Speicherbatterie-Dienstleister verringert werden. Zusätzlich wird der Anreiz basierend auf der Differenz zwischen dem Vereinbarungsergebnis des Speicherbatterie-Dienstleisters und der Lade-/Entlademenge bereitgestellt, so dass das Elektroleistungssystem mit einer stabilisierten Versorgungsleistung für das gesamte System durch den ISO betrieben werden kann.
Bezugszeichenliste

101: Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung
102: Frequenzdetektionseinheit
103: Frequenzvorhersageeinheit
104: Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit
105: Steuerbefehlseinheit
108: Datenbank
110: Elektroleistungssystem
111: Leistungserzeugungseinrichtung
112: Lasteinrichtung
113 bis 115: Speicherbatterien
119: Elektroleistungsleitung
201: Tatsächlicher Frequenz-Ergebniswert
202: Vorhergesagter Frequenzwert
501: Entlademengen-Berechnungseinheit
502: Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit
503: Speicherbatteriedatenbank
801: Elektroleistungssystem
802: Kommunikationsleitung
803: Elektroleistungsmarkt
804: ISO
805: Speicherbatterie-Dienstleister
805: Speicherbatterie-Dienstleister
806: Leistungsversorger
807: Leistungserzeuger
808: Lastdatenbank
810: Leistungserzeugungsmengendatenbank
812: Speicherbatterie-Besitzer
814: Abrechnungssystem
903 bis 905: Umsetzerwirkungsgradkennlinien

Claims

Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichts von Leistungsangebot und -nachfrage eines Elektroleistungssystems durch Steuern des Ladens/Entladens einer Speicherbatterie, die mit dem Elektroleistungssystem verbunden ist, basierend auf einem vorhergesagten Frequenzwert des Elektroleistungssystems nach mehreren Sekunden oder Minuten, die umfasst: eine Frequenzdetektionseinheit, die eine Frequenz des Elektroleistungssystems berechnet; eine Frequenzvorhersageeinheit, die die Frequenz aus dem Wert der Frequenz, die von der Frequenzdetektionseinheit berechnet wird, und Verlaufsdaten der Leistungserzeugung/Last-Angebot-Nachfrage-Daten vorhersagt; eine Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit, die eine Lade-/Entlademenge festlegt, die einem Wert entspricht, der innerhalb eines Bereichs, der einen unteren und einen oberen Grenzwert der Frequenz nicht überschreitet, niedriger oder höher als der vorhergesagte Frequenzwert des Elektroleistungssystems, der durch die Frequenzvorhersageeinheit vorhergesagt wird, ist, und die Lade-/Entlademenge der Speicherbatterie basierend auf dem Wert bestimmt; und eine Steuerbefehlseinheit, die einen Steuerbefehl basierend auf einem Ergebnis der Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit an die Speicherbatterie sendet.
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Lade-/Entlademengen-Bestimmungseinheit dazu ausgelegt ist, eine Entlademengen-Berechnungseinheit und eine Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit zu umfassen.
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Entlademengen-Berechnungseinheit bestimmt, ob der vorhergesagte Frequenzwert zu einer vorbestimmten Frequenz verschoben werden kann oder nicht, einen angepassten Wert der Lade-/Entlademenge berechnet, einen vorhergesagten Nach-Korrektur-Frequenzwert berechnet und den angepassten Wert der Lade-/Entlademenge in einem Fall verwendet, in dem der vorhergesagte Nach-Korrektur-Frequenzwert innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs enthalten ist.
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei die vorbestimmte Frequenz eine Frequenz ist, deren Frequenzaufenthaltsrate 2σ entspricht (σ: Standardabweichung).
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit die Lade-/Entlademenge mehrerer der Speicherbatterien unter Verwendung einer Reduktion einer Verschlechterung der Speicherbatterien als Zielfunktion bestimmt.
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach Anspruch 5, die Speicherbatteriedaten umfasst, die mindestens Verschlechterungsgrade der Speicherbatterien enthalten.
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 4, wobei die Optimalaufteilungs-Berechnungseinheit die Lade-/Entlademenge mehrerer der Speicherbatterien unter Verwendung einer Minimierung der Elektroleistungsumsetzungsverluste der Speicherbatterien als Zielfunktion bestimmt.
Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach Anspruch 7, die Daten über mindestens einen Wirkungsgrad von Wechselstrom-Gleichstrom-Umsetzern der Speicherbatterien umfasst.
Elektroleistungssystem, das umfasst: einen Speicherbatterie-Dienstleister, der die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 und eine Speicherbatteriegruppe aufweist; einen Elektroleistungsmarkt; ein Abrechnungssystem; einen unabhängigen Systembetreiber; einen Leistungserzeuger; und einen Elektroleistungsdienstleister.
Elektroleistungssystem, das umfasst: einen Speicherbatterie-Dienstleister, der die Elektroleistungssystem-Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8 aufweist; einen Speicherbatterie-Besitzer, der eine Speicherbatteriegruppe aufweist; einen Elektroleistungsmarkt; ein Abrechnungssystem; einen unabhängigen Systembetreiber; einen Leistungserzeuger; und einen Elektroleistungsdienstleister.
Elektroleistungssystem-Steuerverfahren zum Aufrechterhalten eines Gleichgewichts von Leistungsangebot und -nachfrage durch Steuern eines Ladens/Entladens einer Speicherbatterie, die mit einem Elektroleistungssystem verbunden ist, basierend auf einem vorhergesagten Frequenzwert des Elektroleistungssystems nach mehreren Sekunden oder Minuten, das umfasst: Berechnen einer Frequenz des Elektroleistungssystems; Vorhersagen der Frequenz aus Verlaufsdaten, die einen Wert der berechneten Frequenz und Leistungserzeugung/Last-Angebot-Nachfrage-Daten umfassen; Festlegen einer Lade-/Entlademenge der Speicherbatterie, die einem Wert entspricht, der innerhalb eines Bereichs, der einen unteren und einen oberen Grenzwert der Frequenz nicht überschreitet, niedriger oder höher als der vorhergesagte Frequenzwert des Elektroleistungssystems ist; Bestimmen der Lade-/Entlademenge der Speicherbatterie basierend auf der festgelegten Lade-/Entlademenge; und Senden eines Steuerbefehls an die Speicherbatterie basierend auf der bestimmten Lade-/Entlademenge.
Elektroleistungssystem-Steuerverfahren nach Anspruch 11, wobei das Festleegen der Lade-/Entlademenge ein Bestimmen, ob der vorhergesagte Frequenzwert zu einer vorbestimmten Frequenz verschoben werden kann oder nicht, ein Berechnen eines angepassten Werts der Lade-/Entlademenge, ein Berechnen eines vorhergesagten Nach-Korrektur-Frequenzwerts und ein Verwenden des angepassten Werts der Lade-/Entlademenge in einem Fall, in dem der vorhergesagte Nach-Korrektur-Frequenzwert innerhalb eines vorgegebenen Frequenzbereichs enthalten ist, umfasst.
Elektroleistungssystem-Steuerverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Bestimmen der Lade-/Entlademenge der Speicherbatterien ein Bestimmen der Lade-/Entlademenge mehrerer der Speicherbatterien unter Verwendung einer Reduktion einer Verschlechterung der Speicherbatterien als Zielfunktion umfasst.
Elektroleistungssystem-Steuerverfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei das Bestimmen der Lade-/Entlademenge der Speicherbatterien ein Bestimmen der Lade-/Entlademenge mehrerer der Speicherbatterien unter Verwendung einer Minimierung der Elektroleistungsumsetzungsverluste der Speicherbatterien als Zielfunktion umfasst.