JP2003339118A - Distributed power supply system - Google Patents

Distributed power supply system

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JP2003339118A JP2002147034A JP2002147034A JP2003339118A JP 2003339118 A JP2003339118 A JP 2003339118A JP 2002147034 A JP2002147034 A JP 2002147034A JP 2002147034 A JP2002147034 A JP 2002147034A JP 2003339118 A JP2003339118 A JP 2003339118A
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Takanori Sugita
Chiyuukei You
貴紀 杉田
仲慶 楊
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My Way Giken Kk
マイウェイ技研株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a distributed power supply system, capable of making effective use of energy resources by autonomously performing cooperative operation for each of a plurality of distributed power supply units, attaining equipment scale reduction, and making effective use of each equipment. <P>SOLUTION: This distributed power supply system comprises a wind-power generation unit 110, a photovoltaic generation unit 120, a power storage unit 130, a flywheel unit 140 and a load unit 150 which are connected mutually through a DC bus 100, and a parallel unit 170 with mains for connecting the DC bus 100 to an AC bus 160. Voltage fluctuations in the DC bus 100 are allowed to lie within a prescribed range, and the operation of each unit connected with the DC bus 100 is performed, based on the voltage of the DC bus 100. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、複数の分散電源ユニットを有する分散電源システムに関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION [0001] [Technical Field of the Invention The present invention relates to a distributed power supply system having a plurality of distributed power supply. 【0002】 【従来の技術】最近では、パワーエレクトロニクス技術の進歩により、数十kW〜100kW規模の太陽光発電や風力発電を行う分散電源ユニットでも、火力発電並の低コスト、高効率が実現できるようになりつつある。 [0002] In recent years, advances in power electronics technology, even in a distributed power supply unit for the tens of kW~100kW scale of solar power and wind power, low cost of the average thermal power generation, high efficiency can be achieved It is becoming way. 小型の分散電源ユニットは、設置場所を選ばず、建設期間が短いなどのメリットから、各自治体や企業が競って導入を進めている。 Small distributed power units are not installed anywhere, from advantages such as a short construction period, local governments and companies are promoting the introduction compete. これらの分散電源ユニットが有機的に結合し、協調しあいながら安定に運転を行うことができれば、相互補完によりエネルギー効率をさらに高めることができる。 These distributed power units are organically bonded, if it is possible to perform a stable operation while mutual cooperation, it is possible to further enhance the energy efficiency complementary. 【0003】また、新しい工場や施設を作る場合に、新たな架線を建設するよりも分散電源システムを造る方が、コスト的に有利になることが予想される。 [0003] Further, in the case of creating a new plant and facilities, is better to build a distributed power system than to build a new overhead line, is expected to be cost-effective. 特に、送電網や配電線のない地域や、送電線の建設に環境問題や景観の問題で賛同が得られない地域においては、分散電源システムの必要性が高まっている。 In particular, there is no or region of the power grid and distribution lines, construction approval in environmental issues and landscape problems of the transmission line is in is not the region that obtained, there is a growing need for distributed power supply system. 【0004】図19は、従来の分散電源システムの一般的な構成を示す図である。 [0004] Figure 19 is a diagram showing a general configuration of a conventional distributed power system. 図19に示す従来の分散電源システムでは、AC(交流)バス900に系統連系ユニット910、920を介して各分散電源ユニットが接続されている。 In conventional distributed power system shown in FIG. 19, AC (alternating current) each distributed power source unit through a system interconnection unit 910, 920 to the bus 900 is connected. 例えば、一方の分散電源ユニットである風力発電ユニット912が電力貯蔵ユニット914やフライホイールユニット916とともに一方の系統連系ユニット910を介してACバス900に接続されており、 For example, with AC bus 900 wind power unit 912 through one of the grid interconnection unit 910 with power storage units 914 and flywheel unit 916 that is one of a distributed power supply unit,
他方の分散電源ユニットである太陽光発電ユニット92 Solar power generation unit is the other dispersed power source unit 92
2が他方の系統連系ユニット920を介してACバス9 2 AC bus 9 via the other system interconnection unit 920
00に接続されている。 It is connected to the 00. また、ACバス900には、A In addition, the AC bus 900, A
C/DCコンバータ930を介して負荷ユニット932 Load via the C / DC converter 930 units 932
が接続されている。 There has been connected. 負荷ユニット932は、インバータを内蔵しており、AC/DCコンバータ930から供給される直流電力によって駆動される。 Load unit 932 has a built-in inverter is driven by DC power supplied from the AC / DC converter 930. 【0005】 【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従来の分散電源システムは、複数の分散電源ユニットである風力発電ユニット912と太陽光発電ユニット922 [0005] [SUMMARY OF THE INVENTION Incidentally, conventional distributed power system described above, the wind power generation unit is a plurality of distributed power units 912 and solar power generation unit 922
がACバス900を介して接続されている。 They are coupled with each other through the AC bus 900. このため、 For this reason,
自律的に風力発電ユニット912と太陽光発電ユニット922のそれぞれを動作させる協調運転が難しく、エネルギー資源の有効利用が難しいという問題があった。 Autonomously coordinated operation to operate the respective wind power generation unit 912 and the solar power generation unit 922 is difficult, effective use of energy resources is difficult. また、このような協調運転を実現するためには、それぞれの発電状態を知る必要があるため、発電状態を検出する検出装置が必要になり、それぞれの分散電源ユニットの規模が大きくなるとともに、この検出装置を用いて一方の分散電源ユニットの発電状態を検出したときにこの検出内容を他方の分散電源ユニットに通知するための通信線が必要になるため、分散電源システム全体の設備規模も大きくなるという問題があった。 In order to realize such a cooperative operation, it is necessary to know the respective power generation state detection device for detecting the power generation state is required, with a scale of each of the distributed power supply unit is increased, the Thus the communication line for notifying the detection contents other dispersed power supply unit is required, the greater facility scale of the whole distributed power system when using a detection device detects the power generation state of one of the distributed power supply unit there is a problem in that. 【0006】また、図19に示した分散電源システムでは、風力発電ユニット912に電力貯蔵ユニット914 Further, in the distributed power supply system shown in FIG. 19, power storage unit to the wind power generation unit 912 914
とフライホイールユニット916とを接続して供給電力の安定化を図っているが、同様の安定化手法を他の分散電源ユニットである太陽光発電ユニット922にも適用しようとすると、同じような電力貯蔵ユニット等を太陽光発電ユニット922に接続する必要がある。 And when it has to stabilize the supply by connecting the flywheel unit 916 power, also tries to apply similar stabilization techniques photovoltaic power generation unit 922 is another dispersed power source unit, similar power the storage units and the like should be connected to the solar power generation unit 922. すなわち、複数の分散電源ユニットをACバス900を介して接続する場合には、分散電源システム全体の供給電力の安定化を実現するためには、各分散電源ユニットごとに供給電力を安定化させるための同じような設備(電力貯蔵ユニット等)を多数備える必要があり、設備の有効利用が難しいという問題があった。 Namely, when connecting a plurality of distributed power unit via the AC bus 900, in order to achieve stabilization of the power supplied across a distributed power system, for stabilizing the power supply for each distributed power units must comprise a large number of similar facilities (power storage unit, etc.) of, there is a problem that it is difficult to effectively utilize the facilities. 【0007】本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、複数の分散電源ユニットのそれぞれを自律的に協調運転することによるエネルギー資源の有効利用が可能であるとともに、設備規模の小型化および各設備の有効利用が可能な分散電源システムを提供することにある。 [0007] The present invention has been made in view of the above problems, its object is possible effective use of energy resources due to automatically and cooperatively operating a plurality of distributed power units together to provide a distributed power supply system capable of effective use of equipment scale of size and each piece of equipment. 【0008】 【課題を解決するための手段】上述した課題を解決するために、本発明の分散電源システムは、所定範囲内での電圧変動が許容された直流バスと、直流バスに接続され、それぞれの発電状態が直流バスの電圧に基づいて制御される複数の分散電源ユニットと、直流バスに接続され、直流バスから供給される電力によって駆動される負荷ユニットとを備えている。 In order to solve the problems described above Means for Solving the Problems], distributed power system of the present invention includes a DC bus voltage change is allowed within a predetermined range, are connected to the DC bus, a plurality of distributed power units each of the power generation state is controlled based on the voltage of the DC bus, is connected to the DC bus, and a load unit driven by electric power supplied from the DC bus. 各分散電源ユニットを直流バスを介して接続するとともに、直流バスの電圧変動を所定範囲内で許容することにより、この直流バスの電圧値に基づいて各分散電源ユニットの発電状態を設定して、各分散電源ユニットを自律的に協調運転することが可能になる。 Each distributed power units as well as connected via the DC bus, by allowing the voltage fluctuation of the DC bus within a predetermined range, sets the power status of each distributed power units on the basis of the voltage value of the DC bus, it is possible to coordinated operation autonomously each distributed power units. これにより、各分散電源ユニットと負荷ユニットのそれぞれを効率よく使用することができ、設備の有効利用、およびエネルギー資源の有効利用が可能になる。 Thus, the respective load unit and the distributed power units can be efficiently used, it is possible to effectively utilize the effective use, and energy resources of the plant. 【0009】また、最近では、ポンプや空調装置等、インバータを内蔵した負荷を使用する場合が多い。 [0009] In addition, in recent years, pump and air-conditioning equipment, etc., in many cases to use a load with a built-in inverter. このインバータでは、交流を一旦直流に変換した後に交流に再変換する処理が行われており、直流バスに直接このような負荷を接続する場合には、交流バスに接続する場合に比べて、直流と交流の相互の変換回数を減らすことが可能になり、分散電源から電力が負荷に到達するまでに生じる損失を低減することができる。 In this inverter, AC and once been reconverted to process performed AC after converting to direct current, when connecting this load directly to the DC bus, compared to the case of connecting to an AC bus, DC and it is possible to reduce the number of conversions for mutual exchange, it is possible to reduce the losses arising from the distributed power to the power reaches the load. これにより、電力の使用効率を例えば約10%高くすることが可能になる。 This makes it possible to increase the power use efficiency of, for example, about 10%. 【0010】また、上述した複数の分散電源ユニットのそれぞれは、他の分散電源ユニットの動作状態とは関係なく自律的に動作することが望ましい。 Further, each of the plurality of distributed power unit described above, it is desirable to operate autonomously regardless of the operating state of the other dispersed power source unit. これにより、各分散電源ユニットにおいて発電状態を制御する際に、他の分散電源ユニットの発電状態を検出する検出装置やこの検出結果を通知する通信線が必要ないため、これらの設備が不要になる分、分散電源システム全体の設備規模を小さくすることが可能になる。 Thus, in controlling the power generation state in the distributed power unit, since there is no need communication line to notify the detection device and the detection result of detecting the power generation state of the other dispersed power source units, these facilities are not required minute, it is possible to reduce the equipment scale of the whole distributed power supply system. 【0011】また、上述した直流バスに接続され、電力の入出力動作が直流バスの電圧に基づいて制御される電力貯蔵ユニットをさらに備えることが望ましい。 Further, connected to the DC bus as described above, may further include a power storage unit power input and output operation is controlled based on the voltage of the DC bus. 特に、 In particular,
上述した電力貯蔵ユニットを、無停電電源装置として使用することが望ましい。 The power storage units described above, it is desirable to use as an uninterruptible power supply. あるいは、上述した電力貯蔵ユニットを、直流バスの電圧変動を抑制する変動補償要素として使用することが望ましい。 Alternatively, the power storage units described above, it is desirable to use as suppressing fluctuation compensation element a voltage fluctuation of the DC bus. これにより、複数の用途で使用可能な電力貯蔵ユニットを複数の分散電源ユニットで共用化することができるため、各分散電源ユニットごとに電力貯蔵ユニットを備える場合に比べて設備規模を小さくすることができる。 Thus, it is possible to share the available power storage units in a plurality of distributed power units in a plurality of applications, it is possible to reduce the equipment scale as compared with the case with a power storage unit for each distributed power units it can. 【0012】また、電力系統に接続された交流バスと直流バスとを連結する系統連系ユニットをさらに備えることが望ましい。 Further, it is desirable to further comprise a system interconnection unit for connecting the DC bus and an AC bus connected to the power system. 系統連系ユニットを介して直流バスと交流バスが連結されているため、発電所や送電施設の異常等が発生した場合であっても、系統連系装置だけを停止すれば、負荷ユニットに対する電力供給を停止することなく継続することが可能になる。 Since the DC bus and an AC bus via the system interconnection unit is connected, even when an abnormality such as a power plant and transmission facilities occurs, it is stopped only grid interconnection device, power to the load unit it is possible to continue without stopping the supply. 【0013】特に、上述した交流バスを介した電力の供給が停止したときに、複数の分散電源ユニットから負荷ユニットに電力を供給する自立運転を行うことが望ましい。 [0013] In particular, when the supply of electric power through an AC bus described above is stopped, it is desirable to perform the autonomous operation for supplying electric power to a load unit from the plurality of distributed power supply. 系統連系ユニットによって直流バスを交流バスから切り離すことが可能になり、この切り離された直流バスを介して各分散電源ユニットによる継続的な電力供給が可能になる。 It is possible to separate from the AC bus DC bus by system interconnection unit, through the detached DC bus continuous power supply by each distributed power source units becomes possible. 【0014】また、上述した直流バスに接続された電力平準化ユニットをさらに備えることが望ましい。 [0014] further provided it is desirable power leveling unit connected to the DC bus as described above. これにより、各分散電源ユニットごとに生じる発電量が変動したときに、直流バスの過度な電圧変動を防止して、安定的な電力供給を実現することができる。 Thus, when the power generation amount generated for each distributed power units varies, to prevent excessive voltage fluctuation of the DC bus, it is possible to realize a stable power supply. 【0015】また、上述した電力平準化ユニットは、フライホイールユニットであり、直流バスの電圧変動の周波数が所定値よりも高いときに動作することが望ましい。 Further, power leveling unit described above is a flywheel unit, the frequency of the voltage fluctuation of the DC bus may be desirable to operate when higher than a predetermined value. フライホイールユニットを用いて、その供給電力と放出電力とを制御することにより、比較的高い周波数で変動する電力を平準化することが可能になる。 With flywheel unit, by controlling its supply power and discharge power, it becomes possible to equalize the power varies at a relatively high frequency. 【0016】また、本発明の分散電源システムは、所定範囲内での電圧変動が許容された直流バスと、直流バスとの間で電力の授受が行われるとともに直流バスの電圧に基づいて動作状態が設定されてそれぞれが自律的に動作する複数の電源ユニットと負荷ユニットとが少なくとも含まれる複数のユニットとを備えている。 Further, distributed power system of the present invention, the operation state based on the voltage of the DC bus with a DC bus voltage variation within the predetermined range is allowed, the transfer power between the DC bus is performed There are set and a plurality of power supply units and load units operating autonomously has a plurality of units included least. このように、電圧変動が所定範囲で許容される直流バスに複数のユニットを接続し、しかも各ユニットをこの直流バスの電圧に応じて自律的に動作させることにより、各ユニットにおいて他のユニットの動作状態を検出するための設備等が不要になるため、分散電源システム全体の設備規模の小型化が可能になる。 Thus, the voltage variation by connecting a plurality of units to the DC bus that is allowed in a predetermined range, yet by autonomously operated in response to each unit to the voltage of the DC bus, the other units in each unit since the facilities for detecting the operating state is unnecessary, it is possible to facility scale miniaturization of the whole distributed power supply system. また、一つの直流バスに複数のユニットを共通に接続することにより、各ユニットの設備の効率的な使用によるエネルギー資源の有効利用が可能になる。 Further, by connecting a plurality of units into a single DC bus in common, allowing effective use of energy resources due to efficient use of equipment of each unit. 【0017】 【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した一実施形態の分散電源システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Hereinafter, distributed power system of one embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. 図1は、一実施形態の分散電源システムの全体構成を示す図である。 Figure 1 is a diagram illustrating an overall configuration of a distributed power system of one embodiment. 図1に示すように、本実施形態の分散電源システムは、DC(直流)バス100 As shown in FIG. 1, the distributed power system of this embodiment, DC (direct current) bus 100
に接続された風力発電ユニット110、太陽光発電ユニット120、電力貯蔵ユニット130、フライホイールユニット140、負荷ユニット150と、DCバス10 Wind power unit 110 connected to the photovoltaic power generation unit 120, power storage unit 130, a flywheel unit 140, and the load unit 0.99, DC bus 10
0とAC(交流)バス160との両方に接続された系統連系ユニット170とを含んで構成されている。 0 and AC (alternating current) is configured to include a system interconnection unit 170 connected both to the bus 160. 風力発電ユニット110および太陽光発電ユニット120が複数の分散電源ユニットに、フライホイールユニット14 Wind power unit 110 and solar power generation unit 120 to a plurality of distributed power units, flywheel unit 14
0が電力平準化ユニットにそれぞれ対応する。 0 correspond to the power leveling unit. 【0018】図2は、風力発電ユニット110の概略的な構成を示す図である。 [0018] FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a wind power generation unit 110. 風力発電ユニット110は、風力を利用した回転駆動力によって発電機を回転させて発電を行う。 Wind power unit 110 generates power by rotating a generator by the rotation force using wind power. このために、風力発電ユニット110は、風車112、発電機114、インバータ116、制御回路118を含んで構成されている。 For this, the wind power generation unit 110, the wind turbine 112, a generator 114, an inverter 116, is configured to include a control circuit 118. 発電機114は、風車112に連動して回転子を回転させたときに電機子に発生する電力を取り出すものであり、例えば、風車112 Generator 114 is for taking out the power generated armature when rotating the rotor in conjunction with wind turbine 112, for example, wind turbine 112
の回転数に比例した周波数の三相交流電圧が出力される。 Of the three-phase AC voltage of a frequency proportional to the rotational speed is outputted. インバータ116は、発電機114から出力される三相交流電圧を所定の直流電圧に変換する。 Inverter 116 converts the three-phase AC voltage outputted from the generator 114 to a predetermined DC voltage. 制御回路1 Control circuit 1
18は、発電機114の発電状態とインバータ116の電圧変換動作のそれぞれを最適な状態に制御する。 18 controls the respective voltage conversion operation of the power generation state and the inverter 116 of the generator 114 to the optimum state. 例えば、制御回路118は、発電機114の出力電流(相電流)iu、iwとインバータ116の出力電流IdcとD For example, the control circuit 118, the output current (phase current) of the generator 114 iu, output current Idc and D iw inverter 116
Cバス100の電圧Vdcとを検出しており、通常は発電機114の発電状態が最大の発電量となるように制御するとともに、DCバス100の系統内で電力が余る場合には電圧上昇を検出して発電量を制限する制御を行う。 And detecting a voltage Vdc of the C bus 100, along with the normal controls as power generation state of the generator 114 becomes the maximum power generation amount, the increase in voltage if the power surplus in the system of the DC bus 100 performs control detect and limit the amount of power generation. 【0019】図3は、太陽光発電ユニット120の概略的な構成を示す図である。 [0019] FIG. 3 is a diagram showing a schematic configuration of a solar power generation unit 120. 太陽光発電ユニット120 Solar power generation unit 120
は、太陽光を電気エネルギーに直接変換する。 Converts sunlight directly into electrical energy. このために、太陽光発電ユニット120は、太陽電池パネル12 For this, the solar power generation unit 120 includes a solar cell panel 12
2、DC/DCコンバータ124、制御回路126を含んで構成されている。 2, DC / DC converter 124 is configured to include a control circuit 126. 太陽電池パネル122は、複数枚の太陽電池を建物の屋根等に整列配置したものである。 Solar panel 122 is obtained by aligning a plurality of solar cells on the roof of a building.
DC/DCコンバータ124は、太陽電池パネル122 DC / DC converter 124, solar panels 122
の出力電圧(直流)を所定の直流電圧に変換する。 Converting the output voltage (direct current) to a predetermined DC voltage. 制御回路126は、太陽電池パネル122の発電状態とDC Control circuit 126, the power generation state of the solar cell panel 122 and DC
/DCコンバータ124の電圧変換動作のそれぞれを最適な状態に制御する。 / Controlled to the optimum condition of each of the voltage converting operation of DC converter 124. 例えば、制御回路126は、太陽電池パネル122の出力電流Ipv、出力電圧VpvとDC For example, the control circuit 126, the output current of the solar cell panel 122 Ipv, the output voltage Vpv and DC
/DCコンバータ124の出力電流IdcとDCバス10 / Output current Idc and the DC bus 10 of DC converters 124
0の電圧Vdcとを検出しており、太陽電池パネル122 0 has detected the voltage Vdc of the solar panels 122
の発電状態が最大の発電量となるようにMPPT制御を行う。 Power generation state of performing MPPT control such that the maximum amount of power generation. 【0020】図4は、電力貯蔵ユニット130の概略的な構成を示す図である。 [0020] FIG. 4 is a diagram showing a schematic configuration of a power storage unit 130. 電力貯蔵ユニット130は、一時的に電力を蓄えるとともに必要に応じてこの蓄えた電力を放出する。 Power storage unit 130, releases the power this stored if necessary together with a temporarily storing power. このために、電力貯蔵ユニット130 Therefore, power storage unit 130
は、二次電池132、DC/DCコンバータ134、制御回路136を含んで構成されている。 It is configured to include a rechargeable battery 132, DC / DC converter 134, control circuit 136. 二次電池132 Secondary battery 132
は、DC/DCコンバータ134を介して供給される電力を蓄積するとともに、必要に応じてこの蓄積した電力を放出する。 Serves to accumulate the electric power supplied via the DC / DC converter 134, to release the electric power this accumulated as required. DC/DCコンバータ134は、二次電池132の出力電圧(直流)を所定の直流電圧に変換するとともに、DCバス100から印加される直流電圧を二次電池132に印加する所定の直流電圧に変換する。 DC / DC converter 134 converts converts the output voltage of the secondary battery 132 (DC) to a predetermined DC voltage, to a predetermined DC voltage for applying a DC voltage applied from the DC bus 100 to the secondary battery 132 to. 制御回路136は、二次電池132の出力電流Ib 、出力電圧Vb とDC/DCコンバータ134の出力電流Idc Control circuit 136, the output current Ib of secondary battery 132, the output current Idc output voltage Vb and the DC / DC converter 134
とDCバス100の電圧Vdcとを検出しており、二次電池132の充放電動作を制御する。 And which detects the voltage Vdc of the DC bus 100, controls the charging and discharging operations of the secondary battery 132. 【0021】図5は、フライホイールユニット140の概略的な構成を示す図である。 [0021] FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of a flywheel unit 140. フライホイールユニット140は、慣性が大きいフライホイール141を回転させることによりその回転エネルギーを蓄積するとともに、必要に応じてこの蓄積された回転エネルギーを放出する。 Flywheel unit 140 is configured to accumulate the rotational energy by rotating the inertia is large flywheel 141, as necessary to release the stored rotational energy. このために、フライホイールユニット140は、 Therefore, flywheel unit 140,
フライホイール141とこれに連結された発電機142 Generator 142 and flywheel 141 connected thereto
からなるフライホイール装置144、インバータ14 Flywheel device 144 consists of an inverter 14
6、制御回路148を含んで構成されている。 6, is configured to include a control circuit 148. フライホイール装置144は、電動機としての機能を併せ持った発電機142とフライホイール141とを組み合わせることにより、電気エネルギーを回転エネルギーに変換する動作と、反対に回転エネルギーを電気エネルギーに変換する動作を行う。 Flywheel device 144, by combining the generator 142 and the flywheel 141 having both the function as an electric motor, performs the operation of converting the electric energy into rotational energy, the operation for converting rotational energy into electrical energy in the opposite . インバータ146は、フライホイール装置144に含まれる発電機142の出力電圧(三相交流)を所定の直流電圧に変換するとともに、DCバス100から印加される直流電圧を発電機142に印加する三相交流電圧に変換する。 Inverter 146 converts the output voltage of the generator 142 included in the flywheel device 144 (three-phase alternating current) to a predetermined DC voltage, three-phase for applying a DC voltage applied from the DC bus 100 to the generator 142 It is converted into an AC voltage. 制御回路148は、発電機142の出力電流(相電流)iu、iwとインバータ1 Control circuit 148, the output current (phase current) of the generator 142 iu, iw inverter 1
46の出力電流IdcとDCバス100の電圧Vdcとを検出しており、比較的速い電圧変動分を補償するようにフライホイール装置142に対するエネルギーの入出力状態を制御する。 And detecting a voltage Vdc of the output current Idc and the DC bus 100 of 46, and controls the input and output state of energy to the flywheel device 142 to compensate for relatively fast voltage change. 【0022】図6は、系統連系ユニット170の概略的な構成を示す図である。 [0022] FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of a system interconnection unit 170. 系統連系ユニット170は、D System interconnection unit 170, D
Cバス100とACバス160の間を連結し、電力の供給方向および大きさを制御するとともに、必要に応じてこれらの間を切断する。 C bus 100 connects between the AC bus 160, and controls the supply direction and magnitude of power is cut between them as necessary. このために、系統連系ユニット170は、インバータ172、制御回路174を含んで構成されている。 For this, the grid interconnection unit 170, an inverter 172, is configured to include a control circuit 174. インバータ172は、DCバス100 The inverter 172, DC bus 100
から印加される直流電圧をACバス160に印加する三相交流電圧に変換する動作と、反対にACバス160から印加される三相交流電圧をDCバス100に印加する直流電圧に変換する動作を行う。 An act of converting the three-phase AC voltage to a DC voltage is applied to the AC bus 160 that is applied from the operation of converting the three-phase AC voltage applied from the AC bus 160 to oppose DC voltage applied to the DC bus 100 do. 制御回路174は、A Control circuit 174, A
Cバス160から流れ込む相電流iu、iwとDCバス100に出力する電流IdcとDCバス100の電圧Vdc Phase currents iu flowing from the C bus 160, the voltage of the current Idc and the DC bus 100 to output the iw and DC bus 100 Vdc
とを検出しており、インバータ172による三相交流電圧と直流電圧との間の相互の変換動作を制御する。 It has detected the door to control the mutual conversion between the three-phase AC voltage and DC voltage by the inverter 172. 【0023】図7は、負荷ユニット150の概略的な構成を示す図である。 FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of the load unit 150. 負荷ユニット150は、DCバス1 Load unit 150, DC bus 1
00から供給される電力によって駆動される。 00 is driven by electric power supplied from. この負荷ユニット150は、交流負荷装置152、インバータ1 The load unit 150, the AC load device 152, an inverter 1
54、制御回路156を含んで構成されている。 54, is configured to include a control circuit 156. 交流負荷装置152は、ポンプや空調装置等であり、インバータ154から印加される交流電圧で駆動される。 AC load device 152 is a pump or air conditioning system or the like, is driven by the AC voltage applied from the inverter 154. インバータ154は、DCバス100の直流電圧Vdcを所定の交流電圧(例えば所定周波数の三相交流電圧)に変換する。 Inverter 154 converts the DC voltage Vdc of the DC bus 100 to a predetermined AC voltage (e.g., three-phase AC voltage of a predetermined frequency). 制御回路156は、インバータ154の出力電流(相電流)iu、iwとインバータ154の入力電流I Control circuit 156, the output current (phase current) of the inverter 154 iu, the input current I in iw and the inverter 154
dcとDCバス100の電圧Vdcとを検出しており、インバータ154による電圧の変換動作を制御する。 And detecting a voltage Vdc of the dc and the DC bus 100, and controls the conversion operation of the voltage by the inverter 154. 【0024】本実施形態の分散電源システムはこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。 The distributed power system of this embodiment has such a configuration, it will be described the operation. 上述した分散電源システムにおいて、風力発電ユニット11 In the above-described distributed power system, wind power generation unit 11
0、太陽光発電ユニット120、電力貯蔵ユニット13 0, solar power unit 120, power storage unit 13
0、フライホイールユニット140および系統連系ユニット170は、それぞれの動作状態について相互に通信を行って連絡しあうことなく、DCバス100の電圧V 0, flywheel unit 140 and system interconnection unit 170, without mutual contact in communication with each other for each of the operating state, the voltage of the DC bus 100 V
dcに基づいて自律運転を行っている。 It is doing an autonomous operation on the basis of the dc. 特に、本実施形態では、各ユニットにおける動作状態の制御内容を変更することにより、各ユニット間で相互に通信を行うことなく、分散電源システム全体の動作状態を可変することができる。 In particular, in the present embodiment, by changing the control contents of the operation state in each unit, without performing mutual communication among the units, it is possible to vary the operation state of the entire distributed power system. 以下では、(1)電力貯蔵ユニット130を無停電電源装置として使用する場合と、(2)電力貯蔵ユニット130を電力補償要素として使用する場合のそれぞれについて、具体的に説明する。 Hereinafter, (1) the case of using the power storage unit 130 as an uninterruptible power supply, for each case of using as a power compensation element (2) power storage unit 130 is specifically described. 【0025】 (1)電力貯蔵ユニット130を無停電電 [0025] (1) uninterruptible power to the power storage unit 130
源装置として使用する場合 この例では、電力貯蔵ユニット130を無停電電源として使用するために、 (a)電力貯蔵ユニット130は、交流系統連系時に満充電状態になるまで二次電池132に対して充電を行い、停電に備える。 In this example case of using as a source device, in order to use the power storage unit 130 as an uninterruptible power supply, (a) power storage unit 130, with respect to the secondary battery 132 becomes fully charged when the AC system interconnection and charges Te, prepare for a power outage. (b)系統連系時には、フライホイールユニット140 (B) at the time of system interconnection, flywheel unit 140
が速い電圧電動を補償し、それ以外の電圧変動は系統連系ユニット170によって補償する。 To compensate for the fast voltage electric voltage fluctuations otherwise compensates by system interconnection unit 170. (c)交流系統停電時に自立運転を行うときに、直流系統内の発電能力が不足する場合には、電力貯蔵ユニット130から放電して不足電力を賄う。 (C) when performing the isolated operation when AC mains failure, if insufficient power generation capacity of the DC in lines, cover the power shortage discharged from power storage unit 130. このとき、電力貯蔵ユニット130に高い周波数成分の電流を流すことは好ましくないので、高い周波数成分の電圧変動はフライホイールユニット140で吸収する。 At this time, since it is not desirable to flow a current of high frequency components in the power storage unit 130, voltage variation of the high frequency components are absorbed by the flywheel unit 140. (d)交流系統停電時に自立運転を行うときに、直流系統内の発電能力が余剰状態になる場合には、電力貯蔵ユニット130内の二次電池132が充電可能な状態にあるときには電力貯蔵ユニット130に電力を貯蔵する。 (D) when performing a self-sustained operation when the AC mains failure, when the power generation capacity of the DC in the system becomes excessive state, the power storage unit when the secondary battery 132 in the power storage unit 130 is in a chargeable state stored power to 130.
また、二次電池132が満充電状態のときには、余剰電力を吸収する要素が存在しないため、放置するとDCバス100の電圧が上昇してしまう。 Further, when the secondary battery 132 is fully charged, since the element to absorb the excess power is not present, the voltage of the DC bus 100 if left rises. このため、DCバス100の電圧が所定値以上に上昇した場合には、風力発電ユニット110および太陽光発電ユニット120のそれぞれの発電量を制限することで対応する。 Therefore, when the voltage of the DC bus 100 rises above a predetermined value, corresponding by limiting the respective power generation of the wind power generation unit 110 and solar power generation unit 120. 【0026】図8は、電力貯蔵ユニット130を無停電電源装置として使用する場合の各ユニットにおける制御方法を示す図である。 [0026] FIG. 8 is a diagram illustrating a control method in units when using power storage unit 130 as an uninterruptible power supply. 図8に示すように、DCバス10 As shown in FIG. 8, DC bus 10
0に接続された各ユニットは、このDCバス100の電圧が320〜380Vの範囲にあるときに動作する。 Each unit connected to 0, the voltage of the DC bus 100 is operated when it is in the range of 320~380V. 次に、各ユニットにおける制御動作の概略を説明する。 Next, an outline of control operation in each unit. 【0027】 (1−1)風力発電ユニット 図9は、風力発電ユニット110内のインバータ116 [0027] (1-1) wind power unit 9 includes an inverter 116 in the wind power generation unit 110
の出力電流指令値Ib *を生成する制御回路118の部分的構成を示す図である。 It is a diagram showing a partial configuration of a control circuit 118 for generating an output current command value Ib *. また、図10はDCバス100 In addition, FIG. 10 is the DC bus 100
の電圧Vdcと制御回路118による風力発電ユニット1 Wind power generation unit 1 according to the voltage Vdc and the control circuit 118 of the
10の制御状態を示す図である。 It is a diagram illustrating a control state in 10. 【0028】図10に示すように、DCバス100の電圧Vdcが320Vから375Vまでの範囲に含まれる場合には、切替スイッチ210がMPPT(Maximum Powe As shown in FIG. 10, when the voltage Vdc of the DC bus 100 is included in the range from 320V to 375V, the switching switch 210 MPPT (Maximum Powe
r Point Tracking)制御回路211側に切り替えられ、 r Point Tracking) is switched to the control circuit 211 side,
このMPPT制御回路211による最大電力追尾制御が行われる。 Maximum power tracking control is performed by the MPPT control circuit 211. これにより、風力発電ユニット110は、他のユニットの動作状態には依存せずに、その時点で出力しうる最大の出力を発生するように動作する。 Thereby, the wind power generation unit 110, the operation state of the other units independently operates to generate the maximum output that can be output at that time. 【0029】また、DCバス100の電圧Vdcが375 [0029] In addition, the voltage Vdc of the DC bus 100 375
Vを超えると、切替スイッチ210が減算部212、比例積分(PI)制御回路213、リミット(Lim)回路214側に切り替えられ、所定の電圧指令値Vdc *とDCバス100の電圧Vdcとの差に基づくPI(比例積分)制御が行われ、発電機114から取り出す電力を可変してDCバス100の電圧を一定に保つ制御(CV制御)が行われる。 Difference exceeds V, the changeover switch 210 is the subtraction unit 212, a proportional-integral (PI) control circuit 213 is switched to the limit (Lim) circuit 214 side, and the voltage Vdc of a prescribed voltage command value Vdc * and the DC bus 100 It is performed PI (proportional integral) control based on the control (CV control) is performed to keep the electric power taken out from the generator 114 variable to a constant voltage of DC bus 100. 【0030】なお、DCバス100の電圧Vdcが320 [0030] In addition, the voltage Vdc of the DC bus 100 320
V以下あるいは380V以上の場合には、保護のため風力発電ユニット110による発電動作が停止状態になる。 In the case of more or less or 380V V is the power generating operation by the wind power unit 110 for protection is stopped. (1−2)太陽光発電ユニット 太陽光発電ユニット120内の制御回路126は、上述した風力発電ユニット110内の制御回路1186と同様に、太陽電池パネル122の出力電流指令値Ib *を生成する動作を行っている。 (1-2) solar power unit solar power generation unit 120 of the control circuit 126, similarly to the control circuit 1186 in the wind power generation unit 110 described above, to produce an output current command value Ib * solar panels 122 It performs an operation. すなわち、制御回路126 That is, the control circuit 126
は、DCバス100の電圧Vdcが320Vから375V It is, 375V voltage Vdc of the DC bus 100 from 320V
の範囲に含まれる場合にはMPPT制御を行い、375 It performs MPPT control when included in the range of 375
Vから380V間での範囲に含まれる場合には太陽電池パネル122の出力電力を可変してDCバス100の電圧Vdcを一定に保つ制御を行う。 Performs control to keep constant the voltage Vdc of the DC bus 100 by varying the output power of the solar panel 122 when included from the V in the range between 380V. 【0031】 (1−3)電力貯蔵ユニット 図11は、二次電池132の動作電流指令値Ib *を生成する制御回路136の部分的構成を示す図である。 [0031] (1-3) power storage unit 11 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit 136 which generates the operating current command value Ib * of the secondary battery 132. また、図12はDCバス100の電圧Vdcと二次電池13 Further, FIG. 12 is a voltage Vdc and the secondary battery of the DC bus 100 13
2の動作電流(充放電電流)との関係を示す図である。 2 operating current is a diagram showing the relationship between (discharge current). 【0032】図12に示すように、DCバス100の電圧Vdcが335Vを下回ると、ACバス160が接続された電力系統側(交流系統側)が停電したものとみなして、切替スイッチ230が減算部231、比例積分(P As shown in FIG. 12, when the voltage Vdc of the DC bus 100 falls below 335V, it is assumed that AC bus 160 connected to the electric power system side (the AC system side) loses power, the changeover switch 230 is subtracted part 231, a proportional-integral (P
I)制御回路232、リミット(Lim)回路233側に切り替えられ、定電流制御(CC制御)による放電モードとなる。 I) control circuit 232 is switched to the limit (Lim) circuit 233 side and a discharge mode by the constant current control (CC control). このとき、所定の電圧指令値Vdc *とDC At this time, a predetermined voltage command value Vdc * and the DC
バス100の電圧Vdcとの差に基づくPI制御が行われ、335Vを目標値(=Vdc * )とした制御が行われる。 PI control based on the difference between the voltage Vdc of the bus 100 is performed, the target value 335V (= Vdc *) and the control is performed. 【0033】DCバス100の電圧Vdcが335Vを上回り、かつ放電電流がなくなると(電流が負になると) The voltage Vdc of the DC bus 100 is greater than 335V, and the discharge current disappears (the current is negative)
PI制御を終了し、充電モードに移行する。 Exit the PI control, the process proceeds to charging mode. 具体的には、電圧Vdcが340V以上になると、切替スイッチ2 Specifically, when the voltage Vdc becomes more 340 V, the changeover switch 2
30が充電電流決定回路234側に切り替えられ、電圧Vdcに応じた充電電流の指令値Ib *が設定されて、二次電池132に対する充電が行われる。 30 is switched to the charging current determination circuit 234 side, are set command value Ib * of the charging current corresponding to the voltage Vdc, charge of the secondary battery 132 is performed. また、電圧Vdc In addition, the voltage Vdc
が350Vを上回ると充電電流が2A(一定)の定電流制御が行われる。 There charging current constant current control of 2A (constant) is performed to exceed the 350 V. さらに、電圧Vdcが380Vを超える場合には、保護のため二次電池132の充電動作は停止する。 Furthermore, when the voltage Vdc exceeds 380V, the charging operation of the secondary battery 132 for protection is stopped. なお、電圧Vdcが320Vを下回った場合も、二次電池132による放電動作は停止する。 Even when the voltage Vdc falls below 320 V, the discharge operation by the secondary battery 132 is stopped. 【0034】 (1−4)系統連系ユニット 図13は、連系系統ユニット170に含まれるインバータ172の動作電流指令値Idc *を生成する制御回路1 [0034] (1-4) system interconnection unit 13, the control circuit 1 for generating an operation current command value of the inverter 172 included in the interconnection system unit 170 Idc *
74の部分的構成を示す図である。 74 is a diagram showing a partial configuration of the. また、図14はDC In addition, FIG. 14 is DC
バス100の電圧Vdcとインバータ172の動作電流との関係を示す図である。 Is a diagram showing the relationship between the operating current of the voltage Vdc of the inverter 172 of the bus 100. 【0035】DCバス100の電圧Vdcが345Vから365Vまでの範囲内にある場合には、制御回路174 [0035] When the voltage Vdc of the DC bus 100 is within the range from 345V to 365V, the control circuit 174
は、電圧Vdcと電圧指令値Vdc * (=355V)との差分を減算器270で求めた後に、比例積分(PI)制御回路271によってPI制御を行う。 , After obtaining a difference between * voltage Vdc and the voltage command value Vdc (= 355V) by the subtracter 270 performs PI control by a proportional integral (PI) control circuit 271. すなわち、電圧指令値Vdc * (=355V)を中心値としたPI制御が行われて動作電流指令値Idc *が生成される。 That is, the voltage command value Vdc * (= 355V) is performed PI control with a focus value by operating current command value Idc * are generated. これにより、電圧Vdcが355V以上のときにDCバス100からACバス160側に電力を回生する制御が行われ、電圧Vdcが355Vよりも低いときにACバス160からDCバス100側に電力が供給される。 Thus, the voltage Vdc control to regenerate power from the DC bus 100 to the AC bus 160 side is performed when the above 355V, the power from the AC bus 160 when the voltage Vdc is lower than 355V to the DC bus 100 side supply It is. 【0036】また、リミット回路272を用いることにより、電圧Vdcが365V以上あるいは345V以下になると動作電流指令値Idc *が制限され、系統連系ユニット170を介して入出力される動作電流の値が一定に制御される(CC制御)。 Further, by using a limiter circuit 272, it is limited and the voltage Vdc becomes less than or 345 V 365V operating current command value Idc *, the value of the operating current is output through the system interconnection unit 170 is controlled constant (CC control). また、電圧Vdcが低すぎる場合(320V以下の場合)や高すぎる場合(380以上の場合)には、保護のために、インバータ172の動作は停止する。 Further, the voltage Vdc in the case too low (in the case of 380 or higher) if (320 V in the following cases) or too high, for protection, the operation of the inverter 172 is stopped. 【0037】なお、PI制御回路271の制御ゲインは、フライホイールユニット140のP制御ゲインに比べて小さく設定し、比較的速い変動はフライホイールユニット140で吸収し、比較的遅い変動を系統連系ユニット170で吸収するように設定されている。 [0037] The control gain of the PI control circuit 271 sets smaller than the P control gain of the flywheel unit 140, a relatively fast change is absorbed by the flywheel unit 140, the grid interconnection relatively slow variation It is set so as to absorb the unit 170. 【0038】 (1−5)フライホイールユニット 図15は、フライホイール装置144の動作電流指令値Ifw *を生成する制御回路148の部分的構成を示す図である。 [0038] (1-5) flywheel unit 15 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit 148 which generates the operating current command value of the flywheel device 144 Ifw *. 図15に示すように、DCバス100の電圧V As shown in FIG. 15, the voltage of the DC bus 100 V
dcの高域成分のみが2次HPF(ハイパスフィルタ)2 Only high-frequency components of the dc secondary an HPF (high-pass filter) 2
40によって抽出され、この2次HPF240の出力に基づく比例制御(P制御)が比例(P)制御回路241 Extracted by 40, proportional control based on the output of the secondary HPF240 (P control) is proportional (P) control circuit 241
によって行われる。 It is carried out by. 一方、その時点においてフライホイール装置144に供給される電力Wfwと電力指令値Wfw On the other hand, the power Wfw and power command value supplied to the flywheel 144 at that time Wfw
*との差分が減算器243によって求められ、この差分に基づいた比例積分制御が比例積分(PI)制御回路2 * The difference between is obtained by the subtracter 243, a proportional integral control proportional-integral based on the difference (PI) control circuit 2
44によって行われる。 It is carried out by 44. フライホイール装置144の動作電流指令値Ifw *は、比例制御回路241の出力から比例積分制御回路244の出力を減算することにより決定される。 Operating current command value of the flywheel device 144 Ifw * is determined by subtracting the output of the proportional-integral control circuit 244 from the output of the proportional control circuit 241. 【0039】すなわち、電圧Vdcを2次HPF240に通すことによりフライホイール装置144の補償対象となる比較的高い周波数成分が取り出され、これにP制御ゲインを乗じた値を電流指令値とするP制御が行われる。 [0039] That is, a relatively high frequency component to be compensated of the flywheel device 144 is taken out by passing the voltage Vdc to the secondary HPF240, P control for a current command value a value obtained by multiplying the P control gain to It is carried out. また、このP制御に加えて、フライホイール装置1 In addition to the P-control, the flywheel device 1
44の蓄積エネルギーを基準値に戻す制御が行われる。 Control of returning to the reference value of stored energy of 44 is performed.
フライホイールユニット140が常に速い電力変化に対して応答可能であるためには、速い電力変動が発生する前にフライホイール装置144の蓄積エネルギーが中心値付近になっている必要がある。 For flywheel unit 140 is always possible respond to rapid power changes, it is necessary to accumulate energy in the flywheel device 144 before a fast power change occurs is in the vicinity of the center value. 例えば、フライホイール装置144の蓄積エネルギーが上限付近の状態で電圧Vdcが急上昇した場合には、フライホイール装置144 For example, if the stored energy of the flywheel device 144 is the voltage Vdc in the state of the vicinity of the upper limit increases rapidly, the flywheel device 144
はエネルギーを吸収することができないからである。 This is because not be able to absorb the energy. 具体的には、フライホイール装置144の蓄積エネルギー(Wfw)を基準エネルギー(Wfw * )と比較し、PI制御によって基準エネルギーに戻すように制御が行われる。 Specifically, the stored energy of the flywheel device 144 (Wfw) compared to a reference energy (Wfw *), control is performed to return to the reference energy through PI control. このPI制御の応答は、フライホイールユニット1 Response of this PI control, flywheel unit 1
40の補償対象周波数よりも十分に遅くなるように調整されている。 It is adjusted to be sufficiently slower than compensated frequency of 40. また、PI制御に用いられるリミット(L Also, limit used in the PI control (L
im)回路の制限電流値は、P制御に用いられるリミット回路の制限電流値と比較して十分小さい値に設定されている。 Limiting current value im) circuit is set to a sufficiently small value compared to the limit current value of the limit circuit used in the P control. これにより、P制御による補償動作とPI制御動作とが干渉することを防止することができる。 Thus, it is possible to prevent interference with compensation operation and PI control operation by the P control. 【0040】 (1−6)負荷ユニット 本実施形態の分散電源システムでは、DCバス100の電圧Vdcが低下したときに、電圧レベルに応じて重要度の低い負荷から階段的に選択遮断した動作が行われる。 [0040] (1-6) in a distributed power system load units present embodiment, when the voltage Vdc of the DC bus 100 is lowered, the operation selected cutoff stepwise from less important load according to the voltage level It takes place.
これにより、重要な負荷に対する電力の供給が停止しないようになっている。 Thus, the supply of power to critical loads is prevented from stopping. 【0041】図16は、DCバス100の電圧Vdcと負荷の接続状態との関係を示す図である。 [0041] FIG. 16 is a diagram showing the relation between the connection state of the load and the voltage Vdc of the DC bus 100. 図16に示すように、DCバス100の電圧Vdcが325Vから380 As shown in FIG. 16, the voltage Vdc of the DC bus 100 from 325V 380
V間での範囲に含まれる場合には、全ての交流負荷装置152が接続され、動作状態に応じた電力が供給される。 If included in the scope between V, all of the AC load device 152 is connected, the power corresponding to the operating state are supplied. また、DCバス100の電圧Vdcが325Vよりも低くなる場合には、重要度の低い交流負荷装置152から順番に接続が遮断される。 Further, when the voltage Vdc of the DC bus 100 is lower than 325V is connected in turn is cut off from the less important AC load device 152. そして、DCバス100の電圧Vdcが320V以下になると、あるいは、380V When the voltage Vdc of the DC bus 100 becomes less than 320 V, or, 380V
以上になると、保護のため、全ての交流負荷装置152 It becomes equal to or larger than, for protection, all the AC load device 152
の接続が遮断される。 Connection is interrupted of. なお、DCバス100の電圧Vdc It should be noted that the voltage of the DC bus 100 Vdc
に応じて接続状態が制御される負荷には、交流負荷装置152の他に直流負荷装置も含まれており、これらの各種の負荷装置を対象にして接続状態の制御が行われる。 The load connection state is controlled in accordance with the addition also includes DC load device to the AC load device 152, control of the connection state is performed by targeting these various load devices. 【0042】 (2)電力貯蔵ユニット130を変動補償 [0042] (2) variation compensation power storage unit 130
要素として使用する場合 この例では、電力貯蔵ユニット130を変動補償要素として使用するために、 (a)フライホイールユニット140は、比較的速い電圧変動を吸収し、電力貯蔵ユニット130および系統連系ユニット170は、比較的遅い電圧変動を吸収するものとする。 In this example case of using as elements, in order to use the power storage unit 130 as a fluctuation compensation element (a) flywheel unit 140 absorbs a relatively fast voltage fluctuations, power storage unit 130 and system interconnection unit 170 shall absorb relatively slow voltage variation. (b)系統連系ユニット170を介したACバス160 (B) AC bus 160 through a system interconnection unit 170
とDCバス100との間の電力の授受はできるだけ行わないものとする。 And the power of the exchange between the DC bus 100 shall not as much as possible done. すなわち、遅い電圧変動を電力貯蔵ユニット130のみで吸収できる場合には電力貯蔵ユニット130のみを動作させて系統連系ユニット170は停止させる。 That is, system interconnection unit 170 slow voltage variation by operating only the power storage unit 130 in the case where it can absorb only the power storage unit 130 is stopped. 電力貯蔵ユニット130だけでは電圧変動を吸収することができない場合、および電力貯蔵ユニット130内の二次電池132が満充電状態あるいは全放電状態になった場合に限り、系統連系ユニット170を動作させる。 Only when only the power storage unit 130 is not be able to absorb the voltage variations, and that the secondary battery 132 of the power storage unit 130 has been fully charged or total discharge state, to operate the system interconnection unit 170 . 【0043】図17は、電力貯蔵ユニット130を変動補償要素として使用する場合の各ユニットにおける制御方法を示す図である。 [0043] Figure 17 is a diagram illustrating a control method in units when using power storage unit 130 as a variation compensation element. 図17に示すように、DCバス1 As shown in FIG. 17, DC bus 1
00の電圧Vdcが325〜375Vの範囲内にある場合には、系統連系ユニット170の動作が停止しており、 When the 00 voltage Vdc is in the range of 325~375V it has stopped operation of the grid interconnection unit 170,
それ以外の各ユニットを用いた電力供給動作が行われる。 Power supply operation using the other units of are performed. 【0044】次に、各ユニットにおける制御動作の概略を説明する。 Next, an outline of the control operation in each unit. なお、風力発電ユニット110、太陽光発電ユニット120、フライホイールユニット140、負荷ユニット150の各動作は、上述した電力貯蔵ユニット130を無停電電源装置として使用する場合と基本的に同じであるため、以下では、電力貯蔵ユニット130 Since wind power unit 110, the solar power generation unit 120, a flywheel unit 140, the operation of the load unit 150 is basically the same as when using the power storage unit 130 described above as an uninterruptible power supply, in the following, the power storage unit 130
およびフライホイールユニット140の制御動作に着目して概略を説明する。 And an outline in view of the control operation of the flywheel unit 140. 【0045】 (2−1)電力貯蔵ユニット 図18は、二次電池132の動作電流指令値Ib *を生成する制御回路136の部分的構成を示す図である。 [0045] (2-1) power storage unit 18 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit 136 which generates the operating current command value Ib * of the secondary battery 132. 電力貯蔵ユニット130を変動補償要素として使用する場合には、比較的遅い電圧変動のみを補償するように電圧VdcをLPF(ローパスフィルタ)に通したものが用いられ、DCバス100の電圧Vdcの中心値を電圧指令値Vdc *としたPI制御が行われる。 When using the power storage unit 130 as a fluctuation compensation element, which voltage Vdc so as to compensate for only relatively slow voltage variation through the LPF (low pass filter) is used, the center of the voltage Vdc of the DC bus 100 value PI control with the voltage command value Vdc * a is performed. なお、PI制御によって長時間的な電圧偏差は0に収束する。 Note that long specific voltage deviation by the PI control converges to 0. また、リミット(Lim)回路が設けられており、電圧Vdcが所定範囲を超えたとき(375V以上あるいは325V以下) Further, the limit (Lim) circuit is provided, when the voltage Vdc exceeds a predetermined range (375 V or higher or 325V or less)
には、電力貯蔵ユニット130から入出力される電流が一定となる定電流制御が行われる。 The constant current control is performed to the current input to or output from the power storage unit 130 is constant. 【0046】 (2−2)系統連系ユニット DCバス100の電圧Vdcが325〜375Vの設定範囲内にあるときには、系統連系ユニット170の動作が停止するように(あるいは、DCバス100に流れ込む電流値が0になるように)制御される。 [0046] (2-2) when the voltage Vdc of the grid interconnection unit DC bus 100 is within the set range of 325~375V, as the operation of the grid interconnection unit 170 is stopped (or flow into the DC bus 100 current value is so) control becomes zero. 【0047】また、電圧Vdcが設定範囲の上限値(37 Further, the upper limit value of the voltage Vdc setting range (37
5V)を超えた場合、あるいは設定範囲の下限値(32 If exceeded 5V), or setting range lower limit (32
5V)を下回った場合には、電圧Vdcが上限値あるいは下限値となるように回生動作あるいは受電動作が行われる。 If it falls below the 5V), the regenerative operation or the power-receiving operation is performed so that the voltage Vdc becomes the upper limit or lower limit. この回生動作(あるいは受電動作)は、上限値(あるいは下限値)を電圧指令値Vdc *としたPI制御によって行われる。 The regenerative operation (or receiving operation) is performed by PI control with the upper limit (or lower limit) and the voltage command value Vdc *. しかも、電圧Vdcが電圧指令値Vdc *超えて設定範囲外にならないように、十分速い応答で制御する必要がある。 Moreover, as the voltage Vdc not outside the set range exceeds voltage command value Vdc *, it is necessary to control a sufficiently fast response. 【0048】また、ACバス160に接続された電力系統側の電圧低下・停電を検出するために、単独運転検出が行われる。 [0048] Further, in order to detect a voltage drop, a power failure of the connected power system side to the AC bus 160, islanding detection. 例えば、単独運転検出時は、系統連系ユニット170のACバス160からの切り離しを速やかに行う必要がある。 For example, when islanding detection, it is necessary to detach from the AC bus 160 of the grid interconnection unit 170 quickly. また、電力系統側の停電時にも直流バス100に接続された直流系統側は無停電による自立運転が可能なように各ユニットの動作が制御される。 Furthermore, the DC system side even when the power system side power failure is connected to the DC bus 100 that the operation of each unit so as to allow self-sustained operation by uninterruptible is controlled. 【0049】このように、風力発電ユニット110、太陽光発電ユニット120、電力貯蔵ユニット130、フライホイールユニット140等をDCバス100を介して接続するとともに、DCバス100の電圧変動を所定範囲内で許容することにより、このDCバス100の電圧値に基づいて各ユニットの動作状態を設定して、複数の分散電源ユニットである風力発電ユニット110と太陽光発電ユニット120とを自律的に協調運転することが可能になる。 [0049] Thus, the wind power generation unit 110, the solar power generation unit 120, power storage unit 130, a flywheel unit 140 and the like as well as connected via the DC bus 100, a voltage variation of the DC bus 100 within a predetermined range by tolerated, set the operating state of each unit based on the voltage value of the DC bus 100, cooperatively operating autonomously and wind power generation unit 110 and the solar power generation unit 120 is a plurality of distributed power units it becomes possible. これにより、負荷ユニット150に電力を供給する際に、風力発電ユニット110と太陽光発電ユニット120のそれぞれを効率よく使用することができ、設備の有効利用、およびエネルギー資源の有効利用が可能になる。 Thus, when supplying power to the load unit 150, each of the wind power generation unit 110 and the solar power generation unit 120 can be used efficiently, it is possible to effectively utilize the effective use, and energy resources of the plant . 【0050】また、風力発電ユニット110や太陽光発電ユニット120のそれぞれにおいて発電状態を制御する際に、他の発電ユニットの発電状態を検出する検出装置やこの検出結果を通知する通信線が必要ないため、これらの設備が不要になる分、分散電源システム全体の設備規模を小さくすることが可能になる。 [0050] Also, when controlling the power generation state in the respective wind power generation units 110 and solar power unit 120, there is no need communication line to notify the detection device and the detection result of detecting the power generation state of the other power generation units Therefore, amount of these facilities is not required, it is possible to reduce the equipment scale of the whole distributed power supply system. 【0051】なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内で種々の変形実施が可能である。 [0051] The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications are possible within the spirit and scope of the present invention. 上述した実施形態では、DCバス100 In the above embodiment, DC bus 100
に風力発電ユニット110、太陽光発電ユニット12 Wind power unit 110, the solar power generation unit 12
0、電力貯蔵ユニット130、フライホイールユニット140、負荷ユニット150が接続された場合について説明したが、DCバス100に接続される各種の設備の組み合わせは、適宜変更することができる。 0, power storage unit 130, a flywheel unit 140 has been described for the case where the load unit 150 is connected, the combination of the various equipment connected to the DC bus 100 may be appropriately changed. この場合であっても、DCバス100の電圧に応じて各施設が自律的な制御によって各ユニットが動作する。 Even in this case, each facility operates each unit by the autonomous control in accordance with the voltage of the DC bus 100. 【0052】また、上述した実施形態では、DCバス1 [0052] In addition, in the above-described embodiment, DC bus 1
00に系統連系ユニット170が接続された場合を説明したが、この系統連系ユニット170がない場合、すなわち、DCバス100がACバス160と完全に分離されている場合にも本発明を適用することができる。 00 Although the system interconnection unit 170 has been described when connected, applied in this case there is no system interconnection unit 170, i.e., the present invention when the DC bus 100 is completely separated from the AC bus 160 can do. 【0053】 【発明の効果】上述したように、本発明によれば、各分散電源ユニットを直流バスを介して接続するとともに、 [0053] [Effect of the Invention] As described above, according to the present invention, as well as connected via the DC bus each distributed power units,
直流バスの電圧変動を所定範囲内で許容することにより、この直流バスの電圧値に基づいて各分散電源ユニットの発電状態を設定して、各分散電源ユニットを自律的に協調運転することが可能になる。 By allowing the voltage fluctuation of the DC bus within a predetermined range, sets the power status of each distributed power units on the basis of the voltage value of the DC bus, autonomously capable of coordinated operation of the distributed power unit become. これにより、各分散電源ユニットと負荷ユニットのそれぞれを効率よく使用することができ、設備の有効利用、およびエネルギー資源の有効利用が可能になる。 Thus, the respective load unit and the distributed power units can be efficiently used, it is possible to effectively utilize the effective use, and energy resources of the plant. また、各分散電源ユニットにおいて発電状態を制御する際に、他の分散電源ユニットの発電状態を検出する検出装置やこの検出結果を通知する通信線が必要ないため、これらの設備が不要になる分、分散電源システム全体の設備規模を小さくすることが可能になる。 Further, when controlling the power generation state in the distributed power unit, since there is no need communication line to notify the detection device and the detection result of detecting the power generation state of the other dispersed power source units, these facilities are not required min , it is possible to reduce the equipment scale of the whole distributed power supply system.

【図面の簡単な説明】 【図1】一実施形態の分散電源システムの全体構成を示す図である。 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram showing the overall configuration of a distributed power system of one embodiment. 【図2】風力発電ユニットの概略的な構成を示す図である。 2 is a diagram showing a schematic configuration of a wind power generation unit. 【図3】太陽光発電ユニットの概略的な構成を示す図である。 3 is a diagram showing a schematic configuration of a solar power unit. 【図4】電力貯蔵ユニットの概略的な構成を示す図である。 4 is a diagram showing a schematic configuration of a power storage unit. 【図5】フライホイールユニットの概略的な構成を示す図である。 5 is a diagram showing a schematic configuration of a flywheel unit. 【図6】系統連系ユニットの概略的な構成を示す図である。 6 is a diagram showing a schematic configuration of a system interconnection unit. 【図7】負荷ユニットの概略的な構成を示す図である。 7 is a diagram showing a schematic configuration of a load unit. 【図8】電力貯蔵ユニットを無停電電源装置として使用する場合の各ユニットにおける制御方法を示す図である。 8 is a diagram illustrating a control method in units when using power storage units as an uninterruptible power supply. 【図9】風力発電ユニットのインバータの出力電流指令値を生成する制御回路の部分的構成を示す図である。 9 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit for generating an output current command value of the inverter of the wind power generation unit. 【図10】DCバスの電圧と制御回路による風力発電ユニットの制御状態を示す図である。 It is a diagram showing a control state of the wind power unit according to FIG. 10 DC bus voltage and the control circuit. 【図11】二次電池の動作電流指令値を生成する制御回路の部分的構成を示す図である。 11 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit for generating an operating current command value of the secondary battery. 【図12】DCバスの電圧と二次電池の動作電流(充放電電流)との関係を示す図である。 [12] DC bus voltage and operating current of the secondary battery is a diagram showing the relationship between (discharge current). 【図13】連系系統ユニットに含まれるインバータの動作電流指令値を生成する制御回路の部分的構成を示す図である。 13 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit for generating an operating current command value of the inverter included in the interconnection system unit. 【図14】DCバスの電圧とインバータの動作電流との関係を示す図である。 14 is a diagram showing the relationship between the operating current of the DC bus voltage and the inverter. 【図15】フライホイール装置の動作電流指令値を生成する制御回路の部分的構成を示す図である。 15 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit for generating an operating current command value of the flywheel device. 【図16】DCバスの電圧と負荷の接続状態との関係を示す図である。 16 is a diagram showing the relation between the connection state of the load and the voltage of the DC bus. 【図17】電力貯蔵ユニットを電力補償要素として使用する場合の各ユニットにおける制御方法を示す図である。 17 is a diagram illustrating a control method in units when using power storage unit as the power compensation element. 【図18】二次電池の動作電流指令値を生成する制御回路の部分的構成を示す図である。 18 is a diagram showing a partial configuration of a control circuit for generating an operating current command value of the secondary battery. 【図19】従来の分散電源システムの一般的な構成を示す図である。 19 is a diagram showing a general configuration of a conventional distributed power system. 【符号の説明】 100 DC(直流)バス110 風力発電ユニット120 太陽光発電ユニット130 電力貯蔵ユニット140 フライホイールユニット150 負荷ユニット160 AC(交流)バス170 系統連系ユニット [EXPLANATION OF SYMBOLS] 100 DC (direct current) bus 110 wind power unit 120 photovoltaic power unit 130 power storage unit 140 flywheel unit 150 load units 160 AC (alternating current) bus 170 system interconnection unit

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5G003 AA01 AA04 AA06 AA07 BA01 CA11 CC07 DA07 DA15 DA18 5G015 GA09 HA01 HA16 JA52 JA64 5G065 DA01 DA04 DA06 DA07 HA01 JA01 LA01 5G066 HA30 HB02 HB06 HB09 JA07 JB02 JB03 ────────────────────────────────────────────────── ─── front page of continued F-term (reference) 5G003 AA01 AA04 AA06 AA07 BA01 CA11 CC07 DA07 DA15 DA18 5G015 GA09 HA01 HA16 JA52 JA64 5G065 DA01 DA04 DA06 DA07 HA01 JA01 LA01 5G066 HA30 HB02 HB06 HB09 JA07 JB02 JB03

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 所定範囲内での電圧変動が許容された直流バスと、 前記直流バスに接続され、それぞれの発電状態が前記直流バスの電圧に基づいて制御される複数の分散電源ユニットと、 前記直流バスに接続され、前記直流バスから供給される電力によって駆動される負荷ユニットと、 を備えることを特徴とする分散電源システム。 A DC bus voltage variation within [Claims 1. A predetermined range is allowed, is connected to the DC bus, a plurality of each of the power generation state is controlled based on a voltage of the DC bus variance and power supply unit, connected to said DC bus, distributed power supply system, characterized in that it comprises a load unit driven by electric power supplied from the DC bus. 【請求項2】 請求項1において、 前記複数の分散電源ユニットのそれぞれは、他の前記分散電源ユニットの動作状態とは関係なく自律的に動作することを特徴とする分散電源システム。 2. A according to claim 1, distributed power system, respectively, characterized in that to operate autonomously regardless of the operating state of the other of the dispersed power source unit of the plurality of distributed power supply. 【請求項3】 請求項1または2において、 前記直流バスに接続され、電力の入出力動作が前記直流バスの電圧に基づいて制御される電力貯蔵ユニットをさらに備えることを特徴とする分散電源システム。 3. An apparatus according to claim 1 or 2, which is connected to the DC bus, the distributed power supply system power input and output operations, characterized by further comprising a power storage unit is controlled based on the voltage of the DC bus . 【請求項4】 請求項3において、 前記電力貯蔵ユニットを、無停電電源装置として使用することを特徴とする分散電源システム。 4. The claim 3, distributed power supply system, characterized by the use of the power storage unit, as an uninterruptible power supply. 【請求項5】 請求項3において、 前記電力貯蔵ユニットを、前記直流バスの電圧変動を抑制する変動補償要素として使用することを特徴とする分散電源システム。 5. The method of claim 3, distributed power supply system, characterized by the use of the power storage unit, the voltage variation of the DC bus for suppressing fluctuation compensation element. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかにおいて、 電力系統に接続された交流バスと前記直流バスとを連結する系統連系ユニットをさらに備えることを特徴とする分散電源システム。 6. The claim 1, distributed power system further comprising a system interconnection unit for connecting the DC bus and an AC bus connected to the power system. 【請求項7】 請求項6において、 前記交流バスを介した電力の供給が停止したときに、前記複数の分散電源ユニットから前記負荷ユニットに電力を供給する自立運転を行うことを特徴とする分散電源システム。 7. The method of claim 6, when the supply of electric power through the AC bus is stopped, and performs self-sustaining operation to supply power to the load unit from the plurality of distributed power supply unit variance the power supply system. 【請求項8】 請求項1〜7のいずれかにおいて、 前記直流バスに接続された電力平準化ユニットをさらに備えることを特徴とする分散電源システム。 8. In any one of the preceding claims, distributed power system further comprising a connected power leveling unit to the DC bus. 【請求項9】 請求項8において、 前記電力平準化装置は、フライホイール装置であり、前記直流バスの電圧変動の周波数が所定値よりも高いときに動作することを特徴とする分散電源システム。 9. The method of claim 8, wherein the power leveling device is a flywheel device, distributed power supply system frequency of the voltage fluctuation of the DC bus is characterized in that it operates when higher than a predetermined value. 【請求項10】 所定範囲内での電圧変動が許容された直流バスと、 前記直流バスとの間で電力の授受が行われるとともに前記直流バスの電圧に基づいて動作状態が設定されてそれぞれが自律的に動作する複数の電源ユニットと負荷ユニットとが少なくとも含まれる複数のユニットと、 を備えることを特徴とする分散電源システム。 10. A DC bus voltage variation within the predetermined range is allowed, respectively are set operating state based on the voltage of the DC bus with transfer of power takes place between the DC bus distributed power supply system and a plurality of power supply units and load units operating autonomously is characterized in that it comprises a plurality of units included least.
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