JP2006084373A

JP2006084373A - 受電電源設備および受電電力量測定装置

Info

Publication number: JP2006084373A
Application number: JP2004270756A
Authority: JP
Inventors: Junichiro Masako; 潤一郎真子
Original assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Meidensha Corp; Meidensha Electric Manufacturing Co Ltd
Priority date: 2004-09-17
Filing date: 2004-09-17
Publication date: 2006-03-30

Abstract

【課題】電力計を不要にした受電電力量測定装置、および電力計を不要にして負荷追従機能をもつパワーコンディショナを設備できる受電電源設備を得る。
【解決手段】電力貯蔵用蓄電池１３と電力変換用パワーコンディショナ１２からなる電力貯蔵システムを備えた受電電源設備において、
電力貯蔵システムの監視制御盤１２Ａは、受電設備１４の受電電力量を得るため、受電設備の受電電力量に周波数が比例したパルス信号を生成して積算電力量を求める積算電力量計１４Ａを利用し、電力量演算部１６は積算電力量計からパルス信号を取り込み、このパルス信号を複数の電力量演算要素に互いに遅延時間Ｔｄを有して並列的にかつ繰り返し取り込み、各電力量演算要素は一定時間Ｔ毎に前記パルス信号のパルス数をカウントし、このパルス数に積算電力計スケールを乗じて時間Ｔで除することで受電電力量を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、電力系統から電力を受電する需要家の受電電源設備に係り、特に電力貯蔵用蓄電池と電力変換用パワーコンディショナで構成した電力貯蔵システムを設備する受電電源設備、および受電電力量測定装置に関する。

従来の電力貯蔵システムとして、電力会社等においては、都市近郊に分散配置が可能なＮＡＳ電池（ナトリウム・硫黄電池）を電力貯蔵手段とし、夜間に電力を貯蔵し、昼間のピーク時に電力を放出する夜間電力貯蔵システムの実証試験を行っている。また、他の電力貯蔵システムとして、サイクルユース用制御弁式鉛蓄電池などを用いた事業所向けシステムの開発が進んでいる。

これら電力貯蔵システムは、図３に示すように、電力貯蔵手段としての蓄電池ＢＡＴＴと電力変換手段としてのパワーコンディショナ（ＰＣＳ）で構成され、電力会社の配電系統に連系した運用を基本としている。また、配電系統の停電に備えて、非常用発電機Ｇと蓄電池ＢＡＴＴから全負荷に電力供給する自立運転機能を持たせたシステムもある。

さらに、集合住宅等の需要家の受電電源設備に好適な電力貯蔵システムとして、図４に示すように、蓄電池１と監視盤２は全住宅３Ａ〜３Ｎの共用として１組設置し、各住宅には蓄電池との間で電力授受を可能にしたパワーコンディショナ４をそれぞれ設置し、夜間には各住宅の各パワーコンディショナ４から蓄電池１を直流充電し、昼間には蓄電池１から各パワーコンディショナ４を通して各住宅の負荷５に給電するシステムも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１４３７６３号公報

従来の電力貯蔵システムは、基本的な構成を図５に示すように、負荷母線には各種負荷１１とパワーコンディショナ１２が接続され、パワーコンディショナ１２の直流入出力側には電池設備１３が接続され、負荷電力の低い夜間等には受電設備１４から負荷１１に給電、およびパワーコンディショナ１２を通した蓄電池１３への充電を行い、負荷電力が高くなる昼間等には蓄電池１３からも負荷１１に給電し、さらには自家用発電機１５を設備する場合にはこの発電機からも負荷１１に給電する。

ここで、パワーコンディショナ１２の監視制御盤１２Ａは、蓄電池１３への電力貯蔵／放出の制御機能の１つとして、電池設備１３からの放出電力量を負荷１１の負荷変動に合わせて調整する負荷追従機能を設け、受電設備１４の契約電力量の削減、および受電設備１４につながる配電系統の負荷平準化を図るようにしている。

この負荷追従機能を有効に使用するためには、監視制御盤１２Ａには受電設備の受電電力量を取り込む必要があり、受電設備１４には積算電力量計１４Ａの他に、電力計１４Ｂも必要とする。つまり、電力計１４Ｂは、負荷追従機能をもつ電力貯蔵システムを設備する場合に必須のものとなる。

ところが、既存の受電電源設備に新規にパワーコンディショナを増設する場合、電力計を設けていない受電設備が多く、この場合には電力計を増設する必要がある。特に、図４に示す電力貯蔵システムの場合、比較的小規模の受電電源設備になる各住宅にパワーコンディショナを設備する構成になり、各住宅には既存の積算電力量計の他に、電力計をそれぞれ増設することになる。

本発明の目的は、従来の電力計を不要にした受電電力量測定装置、および従来の電力計を不要にして負荷追従機能をもつパワーコンディショナを設備できる受電電源設備を提供することにある。

本発明は、前記の課題を解決するため、受電設備に既存の積算電力量計がもつ電力量積算用パルス信号を利用した電力量演算によって電力計と同等の計測を可能にした受電電力量測定装置およびこの装置を利用した受電電源設備を提案するもので、以下の構成を特徴とする。

（１）電力系統から受電する受電設備と、この受電設備の受電電力量に比例した周波数のパルス信号を生成し、このパルス数を時間単位で積算し、この積算値を電力量にスケール換算して積算電力量を求める積算電力量計とを備えた受電電源設備における受電電力量測定装置であって、
前記積算電力量計が生成するパルス信号を、複数の電力量演算要素に互いに遅延時間Ｔｄを有して並列的にかつ繰り返し取り込み、前記各電力量演算要素は一定時間Ｔ毎に前記パルス信号のパルス数をカウントし、このパルス数に積算電力計スケールを乗じて時間Ｔで除することで受電電力量として順次取り出す電力量演算手段を備えたことを特徴とする。

（２）電力系統から受電する受電設備と、この受電設備の受電電力量に比例した周波数のパルス信号を生成し、このパルス数を時間単位で積算し、この積算値を電力量にスケール換算して積算電力量を求める積算電力量計と、電力貯蔵用蓄電池と電力変換用パワーコンディショナで構成する電力貯蔵システムとを備えた受電電源設備において、
前記受電設備の受電電力量を使用して前記パワーコンディショナを制御する監視制御盤は、
前記積算電力量計が生成するパルス信号を、複数の電力量演算要素に互いに遅延時間Ｔｄを有して並列的にかつ繰り返し取り込み、前記各電力量演算要素は一定時間Ｔ毎に前記パルス信号のパルス数をカウントし、このパルス数に積算電力計スケールを乗じて時間Ｔで除することで受電電力量として順次取り出す電力量演算手段を備えたことを特徴とする。

以上のとおり、本発明によれば、受電設備に既存の積算電力量計がもつ電力量積算用パルス信号を利用した電力量演算によって電力計と同等の計測を可能にしたため、従来の電力計を不要にした受電電力量測定装置を実現できる。また、従来の電力計を不要にして電力貯蔵システムの負荷追従制御が実現できる。

図１は、本発明の実施形態を示す受電電源設備の要部構成図であり、図５と同等の部分は同一符号で示す。

パワーコンディショナ１２の監視制御盤１２Ａは、電池設備１３の電力貯蔵／放出の監視制御のために、パワーコンディショナ１２の交流入出力電流または電池設備１３の直流入出力電流の検出信号を取り込む。この他に、監視制御盤１２Ａは、受電設備１４の受電電力量の検出信号を取り込む。

このための受電電力量測定装置は、積算電力量計１４Ａが生成する電力量積算用パルス信号を電力量演算部１６に取り込み、電力量演算部１６がパルス数の瞬時値化演算と電力量への換算によって求める。

図２は、受電電力量測定装置のブロック構成を示し、この構成には監視制御盤１２Ａに搭載する制御用コンピュータを利用したディジタル処理で実現することもできるし、ハードウェア構成のディジタル回路またはアナログ回路で実現することもできる。

図２において、積算電力量計１４Ａは、受電電力量に比例した周波数のパルス信号を生成し、このパルス数を時間単位で積算し、この積算値を電力量にスケール換算して積算電力量を求める。

電力量演算部６は、積算電力量計１４Ａが生成するパルス信号を取り込み、このパルス信号を各電力量演算要素１６Ａ〜１６Ｅに互いに遅延時間Ｔｄを有して並列的にかつ繰り返し取り込み、一定時間Ｔ毎のパルス数をカウントし、このパルス数に積算電力計スケールを乗じて時間Ｔで除することで各電力量演算要素１６Ａ〜１６Ｅの出力に受電点電力量（瞬時電力）として順次取り出し、これらの電力量を受電点電力量として得る。

上記の時間Ｔ、Ｔｄは、図２中に各電力量演算要素１６Ａ〜１６Ｅ別にタイミング関係を示すように、Ｔは各演算要素１６Ａ〜１６Ｅで同じ時間（Ｔ１＝Ｔ２＝Ｔ３＝Ｔ４＝Ｔ５）に設定され、Ｔｄは各演算要素１６Ａ〜１６Ｅの入力タイミングが少なくとも１つの隣接要素にオーバラップする時間に設定される。

したがって、本実施形態によれば、受電設備の積算電力量計１４Ａのパルス信号を利用して、受電設備の電力量を得ることができ、パワーコンディショナの監視制御に際して受電設備に新たに電力計を設けることを不要にする。

なお、電力量演算部１６は、５つの演算要素１６Ａ〜１６Ｅとした構成に限られるものでなく、時間Ｔと遅延時間Ｔｄも含めて、受電点の電力量測定に要求される測定精度と応答性に応じて適宜変更される。

また、本実施形態は、パワーコンディショナを設備する受電電源設備に適用した場合を示すが、自家用発電機を連系運転する受電電源設備など、電力計の設置を必要とする受電電源設備の受電電力量計測装置として利用して同等の作用効果を得ることができる。

本発明の実施形態を示す受電電源設備の要部構成図。実施形態における受電電力量測定装置のブロック構成図。電力貯蔵システムの構成図。他の電力貯蔵システムの構成図。電力貯蔵システムの基本的な構成図。

符号の説明

１負荷
２パワーコンディショナ
３電池設備
４受電設備
５自家用発電機
６電力量演算部
１２Ａ監視制御盤
１４Ａ積算電力量計
１６Ａ〜１６Ｅ電力量演算要素

Claims

電力系統から受電する受電設備と、この受電設備の受電電力量に比例した周波数のパルス信号を生成し、このパルス数を時間単位で積算し、この積算値を電力量にスケール換算して積算電力量を求める積算電力量計とを備えた受電電源設備における受電電力量測定装置であって、
前記積算電力量計が生成するパルス信号を、複数の電力量演算要素に互いに遅延時間Ｔｄを有して並列的にかつ繰り返し取り込み、前記各電力量演算要素は一定時間Ｔ毎に前記パルス信号のパルス数をカウントし、このパルス数に積算電力計スケールを乗じて時間Ｔで除することで受電電力量として順次取り出す電力量演算手段を備えたことを特徴とする受電電力量測定装置。
電力系統から受電する受電設備と、この受電設備の受電電力量に比例した周波数のパルス信号を生成し、このパルス数を時間単位で積算し、この積算値を電力量にスケール換算して積算電力量を求める積算電力量計と、電力貯蔵用蓄電池と電力変換用パワーコンディショナで構成する電力貯蔵システムとを備えた受電電源設備において、
前記受電設備の受電電力量を使用して前記パワーコンディショナを制御する監視制御盤は、
前記積算電力量計が生成するパルス信号を、複数の電力量演算要素に互いに遅延時間Ｔｄを有して並列的にかつ繰り返し取り込み、前記各電力量演算要素は一定時間Ｔ毎に前記パルス信号のパルス数をカウントし、このパルス数に積算電力計スケールを乗じて時間Ｔで除することで受電電力量として順次取り出す電力量演算手段を備えたことを特徴とする受電電源設備。