JP2013179737A - Output smoothing device, output smoothing method, and program - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置、出力平滑化方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an output smoothing device, an output smoothing method, and a program for smoothing power generated by a power generation device and outputting the smoothed power to an electric power system.
近年、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーを用いた発電装置の電力系統への大量導入が進んでいる。自然エネルギーを用いた発電は、クリーンであるというメリットがある。 In recent years, mass introduction of power generation apparatuses using natural energy such as solar power generation and wind power generation to power systems has been progressing. Power generation using natural energy has the advantage of being clean.
しかし、自然エネルギーを用いた発電は不安定であり、急激に発電電力が増減するため、電力系統への外乱を大量導入することになるというデメリットもある。そのため、電力系統の周波数、電圧等を制御・維持している電力会社にとっては好ましくない状況になりつつある。
この問題の解決手段として、電力系統と発電装置とに接続される二次電池を設け、当該二次電池への充放電を行うことで、電力系統へ出力する電力の変動を緩和することが提案されている。
However, power generation using natural energy is unstable, and the generated power rapidly increases and decreases, so there is a demerit that a large amount of disturbance is introduced into the power system. Therefore, the situation is becoming unfavorable for electric power companies that control and maintain the frequency, voltage, etc. of the power system.
As a means for solving this problem, it is proposed to provide a secondary battery connected to the power system and the power generation device, and to charge and discharge the secondary battery to reduce fluctuations in the power output to the power system. Has been.
ところで、二次電池により出力電力を制御する場合、インバータなどの電力変換装置の動作により二次電池の充放電をすることで少なからず電力のロスが発生する。これを解消する技術として、特許文献1には、電力系統に出力する電力の変化量が十分に小さい場合に二次電池の充放電を行わないことで、充放電ロスを小さくする技術が開示されている。 By the way, when the output power is controlled by the secondary battery, a loss of power is caused by charging / discharging the secondary battery by the operation of the power conversion device such as an inverter. As a technique for solving this problem, Patent Document 1 discloses a technique for reducing the charge / discharge loss by not charging / discharging the secondary battery when the amount of change in the power output to the power system is sufficiently small. ing.
ところで、二次電池により出力電力を制御する場合、二次電池の安全性及び寿命を確保するため、過充電及び過放電を防ぐ必要がある。しかしながら、特許文献1に記載の技術は、二次電池の充電率に基づく制御を行っていないため、充電率の運用範囲を超えて出力がなされてしまい、二次電池を劣化させるおそれがある。他方、特許文献1に記載の技術において、充電率の運用範囲を超える場合に二次電池の充放電を行わないよう制御する場合、充放電を停止したときに電力系統の電力の変化量が過大となるおそれがある。 By the way, when the output power is controlled by the secondary battery, it is necessary to prevent overcharge and overdischarge in order to ensure the safety and life of the secondary battery. However, since the technology described in Patent Document 1 does not perform control based on the charging rate of the secondary battery, output is performed beyond the operating range of the charging rate, and the secondary battery may be deteriorated. On the other hand, in the technique described in Patent Document 1, when control is performed so that the secondary battery is not charged / discharged when the operating range of the charging rate is exceeded, the amount of change in power of the power system is excessive when charging / discharging is stopped. There is a risk of becoming.
本発明の目的は、電力系統に出力する電力の変化量を所定の範囲内に抑え、かつ二次電池の過充電及び過放電を抑える出力平滑化装置、出力平滑化方法及びプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide an output smoothing device, an output smoothing method, and a program that suppress the amount of change in power output to a power system within a predetermined range and suppress overcharge and overdischarge of a secondary battery. It is in.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置であって、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の充電率に基づいて、当該二次電池の充電率に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部と、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部と、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部とを備えることを特徴とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and is an output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system, and is connected to the power generation device and the power system. Based on the charge rate of the secondary battery, the change rate specification that specifies the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonically non-decreasing with respect to the charge rate of the secondary battery A power calculation unit that calculates the upper limit value and the lower limit value of power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power that has been output to the power system in the past, and When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the power of the difference between the generated power and the upper limit value is charged in the secondary battery, and the generated power of the power generation device Is the power calculated by the power calculation unit. Is smaller than the lower limit of the, characterized in that it comprises a discharge control unit for discharging electric power of the difference between the generated power and the lower limit value from the secondary battery.
また、本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置であって、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の電圧に基づいて、当該二次電池の電圧に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部と、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部と、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部とを備えることを特徴とする。 The present invention also relates to an output smoothing device that smoothes the electric power generated by the power generation device and outputs the smoothed power to the power system, based on the voltage of the secondary battery connected to the power generation device and the power system. A rate-of-change specifying unit for specifying an upper limit value and a lower limit value of an allowable change rate of power that can be output to the power system, and an upper limit value and a lower limit value of the allowable change rate that are monotonically non-decreasing with respect to the voltage of the secondary battery Is multiplied by the power output to the power system in the past to calculate an upper limit value and a lower limit value of the power that can be output to the power system, and the power calculation unit When the calculated power is larger than the upper limit value, the secondary battery is charged with the difference between the generated power and the upper limit value, and the generated power of the power generator is the lower limit value of the power calculated by the power calculation unit. If it is smaller, the generated power and Characterized in that it comprises a discharge control unit for discharging electric power of the difference between the lower limit value from the secondary battery.
また、本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置を用いた出力平滑化方法であって、変化率特定部は、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の充電率に基づいて、当該二次電池の充電率に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定し、電力算出部は、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出し、充放電制御部は、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させることを特徴とする。 Further, the present invention is an output smoothing method using an output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs the smoothed power to the power system, wherein the change rate specifying unit is connected to the power generation device and the power system. Based on the charging rate of the secondary battery, the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonously non-decreasing with respect to the charging rate of the secondary battery, The power calculation unit calculates the upper limit value and the lower limit value of the power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power that has been output to the power system in the past. When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the control unit charges the secondary battery with the difference between the generated power and the upper limit value, and The generated power of the device is the power calculated by the power calculation unit. It is smaller than the lower limit of the, and wherein the discharging power of the difference between the generated power and the lower limit value from the secondary battery.
また、本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置を用いた出力平滑化方法であって、変化率特定部は、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の電圧に基づいて、当該二次電池の電圧に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定し、電力算出部は、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出し、充放電制御部は、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させることを特徴とする。 Further, the present invention is an output smoothing method using an output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs the smoothed power to the power system, wherein the change rate specifying unit is connected to the power generation device and the power system. Based on the voltage of the secondary battery, the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate of the power that can be output to the power system, which is monotonically non-decreasing with respect to the voltage of the secondary battery, are specified, and the power calculation The unit calculates the upper limit value and the lower limit value of the power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past, and the charge / discharge control unit When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the power of the difference between the generated power and the upper limit value is charged in the secondary battery, The generated power is equal to the power calculated by the power calculation unit. It is smaller than the limit value, and wherein the discharging power of the difference between the generated power and the lower limit value from the secondary battery.
また、本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置を、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の充電率に基づいて、当該二次電池の充電率に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部として機能させるためのプログラムである。 Further, the present invention provides an output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system based on the charge rate of the secondary battery connected to the power generation device and the power system. A change rate specifying unit for specifying an upper limit value and a lower limit value of an allowable change rate of power that can be output to the electric power system, which is monotonically non-decreasing with respect to a battery charge rate, and an upper limit value and a lower limit value of the allowable change rate. A power calculation unit that calculates an upper limit value and a lower limit value of power that can be output to the power system by multiplying power that has been output to the power system in the past, and the generated power of the power generation device is calculated by the power calculation unit. When the power is greater than the upper limit value, the secondary battery is charged with the difference between the generated power and the upper limit value, and the generated power of the power generation device is smaller than the lower limit value of the power calculated by the power calculation unit. The generated power and The power of the difference value is a program for functioning as a charge-discharge control unit for discharging from the secondary battery.
また、本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統に出力させる出力平滑化装置を、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の電圧に基づいて、当該二次電池の電圧に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部として機能させるためのプログラムである。 Further, the present invention provides an output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system based on the voltage of the secondary battery connected to the power generation device and the power system. A rate-of-change specifying unit for specifying an upper limit value and a lower limit value of an allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonically non-decreasing with respect to the voltage of Multiplying the power output to the power system by calculating the upper limit value and the lower limit value of the power that can be output to the power system, the generated power of the power generation device is the power calculated by the power calculation unit When the power is larger than the upper limit value, the secondary battery is charged with the difference between the generated power and the upper limit value, and the generated power of the power generation device is smaller than the lower limit value of the power calculated by the power calculation unit. , The generated power and the lower limit The power difference is a program for functioning as a charge-discharge control unit for discharging from the secondary battery.
本発明によれば、電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値として、二次電池の充電率に対して単調非減少となる許容変化率を設定する。そのため、二次電池の充電率が高いほど、電力系統に出力可能な電力の上限値が小さくなり、二次電池の充電率が低いほど、電力系統に出力可能な電力の下限値が大きくなる。つまり、二次電池の充電率が高いほど、二次電池を放電する機会が増え、二次電池の充電率が低いほど、二次電池を充電する機会が増える。これにより、電力系統に出力する電力の変化量を所定の範囲内に抑え、かつ二次電池の過充電及び過放電を抑えることができる。 According to the present invention, the allowable change rate that is monotonously non-decreasing with respect to the charge rate of the secondary battery is set as the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate of power that can be output to the power system. Therefore, the higher the charging rate of the secondary battery, the smaller the upper limit value of power that can be output to the power system, and the lower the charging rate of the secondary battery, the larger the lower limit value of power that can be output to the power system. In other words, the higher the charging rate of the secondary battery, the more opportunities to discharge the secondary battery, and the lower the charging rate of the secondary battery, the more opportunities to charge the secondary battery. Thereby, the variation | change_quantity of the electric power output to an electric power grid | system can be suppressed in a predetermined range, and the overcharge and overdischarge of a secondary battery can be suppressed.
以下、図面を参照しながら本発明の一実施形態について詳しく説明する。
図1は、本発明の一実施形態による出力平滑化装置140を備える発電システムの構成を示す概略ブロック図である。
発電システムは、発電装置110、電力変換装置120、二次電池130、出力平滑化装置140を備える。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic block diagram showing a configuration of a power generation system including an
The power generation system includes a
発電装置110は、太陽光発電や風力発電などの自然エネルギーを用いて発電を行う。また、発電装置110は、電力系統に接続され、電力変換装置120及び電力系統に発電した電力を供給する。
電力変換装置120は、電力系統に接続され、二次電池130が充放電する直流電力を交流電力に変換する。
二次電池130は、電力変換装置120が直流電力に変換した電力を充放電する。
出力平滑化装置140は、発電装置110の発電電力、二次電池130の充電率、及び過去に電力系統に出力した電力に基づいて二次電池130の充放電を制御することで、電力系統に出力する電力を平滑化する。具体的には、出力平滑化装置140は、発電装置110の発電電力と電力変換装置120が出力する電力の総和が電力系統に出力される際の電力の変化量が、所定の範囲内になるよう、電力の許容変化率を制御するレートリミット制御により、電力の平滑化を行う。
The
The
The
The
次に、出力平滑化装置140の構成について説明する。
出力平滑化装置140は、出力電力計測部141、出力電力記憶部142、発電電力計測部143、充電率推定部144、変化率記憶部145、変化率特定部146、電力算出部147、充放電制御部148を備える。
出力電力計測部141は、電力系統に出力される電力を計測する。
出力電力記憶部142は、直前に電力系統に出力された電力を記憶する。
発電電力計測部143は、発電装置110が発電した電力を計測する。
充電率推定部144は、二次電池130の充電率を推定する。
変化率記憶部145は、二次電池130の充電率と電力系統に出力可能な電力の許容変化率との関係を記憶する。
変化率特定部146は、充電率推定部144が推定した充電率と変化率記憶部145が記憶する関係とに基づいて、許容変化率の上限値及び下限値を特定する。
電力算出部147は、許容変化率の上限値及び下限値を、それぞれ出力電力記憶部142が記憶する電力に乗算することで、電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する。
充放電制御部148は、発電電力計測部143が計測した現在の発電電力Pg_now[W]と、出力電力記憶部142が記憶している現在よりも動作周期ΔT[秒]前に電力系統に出力された電力Pgb_now−1[W]を用いて、変化レート(Pg_now−Pgb_now−1)/ΔT[W/秒]を算出する。また、充放電制御部148は、電力算出部147が算出した上限値及び下限値とに基づいて、二次電池130の充放電を制御する。なお、時間ΔT[秒]前に電力系統に出力された電力Pgb_now−1[W]が計測できない場合は、電力変換装置120が現在よりも動作周期ΔT[秒]前に出力した電力Pb_now−1[W]と、発電装置110が現在よりも動作周期ΔT[秒]前に出力した電力Pg_now−1[W]の総和Pg_now−1+Pb_now−1として算出しても良い。
Next, the configuration of the
The
The output
The output
The generated
The charging
The change
The change
The
The charge /
ここで、変化率記憶部145が記憶する情報について説明する。
図2は、本発明の一実施形態における二次電池130の充電率と電力系統に出力可能な電力の許容変化率との関係を示す図である。
変化率記憶部145は、図2に示すように、二次電池130の充電率と電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値との関係を記憶する。許容変化率の上限値及び下限値は、二次電池130の充電率に対して単調非減少である。
Here, the information stored in the change
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the charging rate of the
As shown in FIG. 2, the change
具体的には、許容変化率の上限値は、二次電池130の充電率が目標充電率の下限値以上であるとき、常に最大レート(例えば、120%)となる。他方、二次電池130の充電率が運用幅の下限値であるとき、最小レート(例えば、80%)となる。そして、許容変化率の上限値は、二次電池130の充電率が運用幅の下限値より大きく目標充電率の下限値未満のとき、二次電池130の充電率に比例して単調増加する値であって、最小レートと最大レートの間の値となる。
Specifically, the upper limit value of the allowable change rate is always the maximum rate (for example, 120%) when the charging rate of the
また、許容変化率の下限値は、二次電池130の充電率が目標充電率の上限値以下であるとき、常に最小レートとなる。他方、二次電池130の充電率が運用幅の上限値であるとき、最大レートとなる。そして、許容変化率の下限値は、二次電池130の充電率が運用幅の上限値未満であって目標充電率の上限値より大きいとき、二次電池130の充電率に比例して単調増加する値であって、最小レートと最大レートの間の値となる。
Further, the lower limit value of the allowable change rate is always the minimum rate when the charging rate of the
次に、本実施形態による出力平滑化装置140の動作について説明する。
図3は、本発明の一実施形態による出力平滑化装置140の動作を示すフローチャートである。
まず、出力平滑化装置140の充電率推定部144は、二次電池130の電圧または電流を計測し、これに基づいて二次電池130の充電率を推定する(ステップS1)。次に、変化率特定部146は、充電率推定部144が推定した充電率と変化率記憶部145が記憶する関係とに基づいて、電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する(ステップS2)。
Next, the operation of the
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the
First, the charging
次に、電力算出部147は、出力電力記憶部142から、前回の制御において電力系統に出力した電力を読み出す(ステップS3)。次に、電力算出部147は、変化率特定部146が特定した上限値及び下限値を、それぞれ読み出した電力に乗じることで、今回の制御において電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する(ステップS4)。
Next, the
次に、発電電力計測部143は、発電装置110が発電した電力を計測する(ステップS5)。次に、充放電制御部148は、発電電力計測部143が計測した発電電力が、電力算出部147が算出した上限値を超えるか否かを判定する(ステップS6)。
充放電制御部148は、発電電力が上限値を超えると判定した場合(ステップS6:YES)、発電電力から上限値を減じて得られる電力を算出し、当該電力を二次電池130に充電するよう電力変換装置120を制御する(ステップS7)。
Next, the generated
When it is determined that the generated power exceeds the upper limit value (step S6: YES), the charge /
他方、充放電制御部148は、発電電力が上限値以下であると判定した場合(ステップS6:NO)、発電電力計測部143が計測した発電電力が、電力算出部147が算出した下限値未満であるか否かを判定する(ステップS8)。
充放電制御部148は、発電電力が下限値未満であると判定した場合(ステップS8:YES)、下限値から発電電力を減じて得られる電力を算出し、当該電力を二次電池130から放電させるよう電力変換装置120を制御する(ステップS9)。
On the other hand, when the charge /
When the charge /
他方、充放電制御部148は、発電電力が下限値以上であると判定した場合(ステップS8:NO)、充放電制御部148は、二次電池130の充放電を行わない(ステップS10)。
そして、ステップS7またはステップS9で二次電池130の充放電の制御をした場合、またはステップS10により充放電を行わなかった場合、出力電力計測部141は、電力系統に出力した電力を計測し、その値を出力電力記憶部142に記録する(ステップS11)。
以降、出力平滑化装置140の動作周期毎に上述した処理を実行する。
On the other hand, when the charge /
When the charging / discharging control of the
Thereafter, the above-described processing is executed every operation cycle of the
ここで、具体例を用いて、本実施形態による出力平滑化装置140の動作の説明をする。
図4は、二次電池130の充電率、発電装置110による発電電力、及び電力系統に出力する電力の推移の例を示す図である。
図4において、時刻t0〜時刻t8は、出力平滑化装置140の動作周期毎の時刻である。
まず、図4(A)に示すように、時刻t1において、二次電池130の充電率は目標充電率の下限値以上であるため、許容変化率の上限値及び下限値はそれぞれ最大レート、最小レートとなる。そのため、電力算出部147によって算出される電力の上限値は、図4(B)に示すように、時刻t0において出力された電力の120%の電力となり、下限値は、時刻t0において出力された電力の80%の電力になる。時刻t1において発電電力は、電力の上限値より大きいため、電力系統に出力される電力(出力電力)は、時刻t0において出力された電力の120%の電力となり、当該出力電力と発電電力との差の電力が二次電池130に充電される。
Here, the operation of the
FIG. 4 is a diagram illustrating an example of the transition of the charging rate of the
In FIG. 4, time t 0 to time t 8 are times for each operation cycle of the
First, as shown in FIG. 4 (A), at time t 1, the secondary since charging rate of the
次に、図4(A)に示すように、時刻t2において、二次電池130の充電率は目標充電率の下限値以上であるため、許容変化率の上限値及び下限値はそれぞれ最大レート、最小レートとなる。そのため、電力算出部147によって算出される電力の上限値は、図4(B)に示すように、時刻t1において出力された電力の120%の電力となり、下限値は、時刻t1において出力された電力の80%の電力になる。時刻t2において発電電力は、電力の下限値より小さいため、出力電力は、時刻t1において出力された電力の80%の電力となり、当該出力電力と発電電力との差の電力が二次電池130に充電される。
なお、出力平滑化装置140は、時刻t3、t4においても同様の動作を行う。
Next, as shown in FIG. 4 (A), at time t 2, the secondary charging rate of the
Note that the
次に、図4(A)に示すように、時刻t5において、二次電池130の充電率は目標充電率の下限値と運用幅の下限値との中間にあるため、図2に示す関係から、許容変化率の上限値は100%となり、下限値は最小レートとなる。そのため、電力算出部147によって算出される電力の上限値は、図4(B)に示すように、時刻t4において出力された電力と等しい電力となり、下限値は、時刻t4において出力された電力の80%の電力になる。時刻t5において発電電力は、電力の下限値より小さいため、出力電力は、時刻t4において出力された電力の80%の電力となり、当該出力電力と発電電力との差の電力が二次電池130に充電される。
Next, as shown in FIG. 4 (A), at time t 5, the charging rate of the
次に、図4(A)に示すように、時刻t6において、二次電池130の充電率は運用幅の下限値と同値となるため、許容変化率の上限値及び下限値はいずれも最小レートとなる。そのため、電力算出部147によって算出される電力の上限値及び下限値はいずれも時刻t5において出力された電力の80%の電力になる。したがって出力電力は、時刻t5において出力された電力の80%の電力となり、当該出力電力と発電電力との差の電力が二次電池130に充電される。
Min Next, as shown in FIG. 4 (A), at time t 6, since the charging rate of the
次に、図4(A)に示すように、時刻t7において、二次電池130の充電率は目標充電率の下限値以上であるため、許容変化率の上限値及び下限値はそれぞれ最大レート、最小レートとなる。そのため、電力算出部147によって算出される電力の上限値は、図4(B)に示すように、時刻t6において出力された電力の120%の電力となり、下限値は、時刻t6において出力された電力の80%の電力になる。時刻t7において発電電力は、電力の下限値より小さいため、出力電力は、時刻t6において出力された電力の80%の電力となり、当該出力電力と発電電力との差の電力が二次電池130に充電される。
なお、出力平滑化装置140は、時刻t8についても同様の動作を行う。
Next, as shown in FIG. 4 (A), at time t 7, the secondary charging rate of the
The
ところで、時刻t6において出力平滑化装置140が、図2に示す関係によらず、一律に最小レート以上最大レート以下の許容変化率を用いて制御を行うと、出力電力は、図4(B)の点線部に示すように、時刻t5において出力された電力の120%の電力となる。そのため、時刻t5において二次電池130に充電される電力は、上述した本実施形態による制御によって充電される電力と比較して少なくなる。したがって、図2に示す関係によらないで充放電を制御する場合、図4(A)に示すように、上述した本実施形態による制御と比較して、時刻t5以降の二次電池130の充電率が低くなる。このことから、本実施形態によれば、出力平滑化装置140が二次電池130の充電率に応じて許容変化率の上限値及び下限値を変化させることで、二次電池130の充電率を目標充電率に近づけることができることが分かる。
Meanwhile, the
このように、本実施形態によれば、出力平滑化装置140は、電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値として、二次電池130の充電率に対して単調非減少となる許容変化率を設定する。そのため、二次電池130の充電率が高いほど、電力系統に出力可能な電力の上限値が小さくなり、二次電池130の充電率が低いほど、電力系統に出力可能な電力の下限値が大きくなる。つまり、二次電池130の充電率が高いほど、二次電池130を放電する機会が増え、二次電池130の充電率が低いほど、二次電池130を充電する機会が増える。これにより、電力系統に出力する電力の変化量を所定の範囲内に抑え、かつ二次電池130の過充電及び過放電を抑えることができる。
Thus, according to the present embodiment, the
以上、図面を参照してこの発明の一実施形態について詳しく説明してきたが、具体的な構成は上述のものに限られることはなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲内において様々な設計変更等をすることが可能である。 As described above, the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to the above, and various design changes and the like can be made without departing from the scope of the present invention. It is possible to
図5は、本発明の他の実施形態による出力平滑化装置140を備える発電システムの構成を示す概略ブロック図である。
例えば、本実施形態では、変化率特定部146が二次電池130の充電率に基づいて許容変化率の上限値及び下限値を特定する場合について説明したが、これに限られない。図5に示すように、出力平滑化装置140が充電率推定部144に代えて電圧計測部149を備え、変化率特定部146が、電圧計測部149が計測した電圧に基づいて許容変化率の上限値及び下限値を特定しても良い。なお、この場合、変化率記憶部145は、図2に示す関係に代えて、二次電池130の電圧と電力系統に出力可能な電力の許容変化率との関係を記憶する。
FIG. 5 is a schematic block diagram showing a configuration of a power generation system including an
For example, in the present embodiment, the case where the change
図6は、二次電池130の充電率と電力系統に出力可能な電力の許容変化率との関係のバリエーションを示す図である。
また、本実施形態では、変化率記憶部145が記憶する二次電池130の充電率と電力系統に出力可能な電力の許容変化率との関係として図2に示す関係を用いて説明したが、これに限られない。例えば、変化率記憶部145は、図6(A)〜図6(G)に示すようなその他の関係を記憶していても良い。なお、図2及び図6に示す何れの関係も、許容変化率の上限値及び下限値は、二次電池130の充電率に対して単調非減少となる関係にある。
FIG. 6 is a diagram showing variations in the relationship between the charging rate of the
Moreover, in this embodiment, although demonstrated using the relationship shown in FIG. 2 as a relationship between the charging rate of the
上述の出力平滑化装置140は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した各処理部の動作は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。
The
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル(差分プログラム)であっても良い。 The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, what is called a difference file (difference program) may be sufficient.
110…発電装置 120…電力変換装置 130…二次電池 140…出力平滑化装置 141…出力電力計測部 142…出力電力記憶部 143…発電電力計測部 144…充電率推定部 145…変化率記憶部 146…変化率特定部 147…電力算出部 148…充放電制御部 149…電圧計測部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の充電率に基づいて、当該二次電池の充電率に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部と、
前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部と、
前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部と
を備えることを特徴とする出力平滑化装置。 An output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system,
Based on the charging rate of the secondary battery connected to the power generation device and the power system, the upper limit of the allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonously non-decreasing with respect to the charging rate of the secondary battery A change rate specifying unit for specifying a value and a lower limit,
A power calculation unit that calculates the upper limit value and the lower limit value of power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past;
When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the power of the difference between the generated power and the upper limit value is charged in the secondary battery, and the generated power of the power generation device A charge / discharge control unit that discharges the generated power and the difference between the lower limit values from the secondary battery when the power calculation unit is smaller than the lower limit value of the calculated power. Smoothing device.
前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の電圧に基づいて、当該二次電池の電圧に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部と、
前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部と、
前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部と
を備えることを特徴とする出力平滑化装置。 An output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system,
Based on the voltage of the secondary battery connected to the power generation device and the power system, the upper limit value of the allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonously non-decreasing with respect to the voltage of the secondary battery, and A rate-of-change specifying unit that specifies a lower limit
A power calculation unit that calculates the upper limit value and the lower limit value of power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past;
When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the power of the difference between the generated power and the upper limit value is charged in the secondary battery, and the generated power of the power generation device A charge / discharge control unit that discharges the generated power and the difference between the lower limit values from the secondary battery when the power calculation unit is smaller than the lower limit value of the calculated power. Smoothing device.
変化率特定部は、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の充電率に基づいて、当該二次電池の充電率に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定し、
電力算出部は、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出し、
充放電制御部は、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる
ことを特徴とする出力平滑化方法。 An output smoothing method using an output smoothing device for smoothing the power generated by the power generation device and outputting it to the power system,
The rate-of-change specifying unit is a monotonous non-decreasing power with respect to the charging rate of the secondary battery based on the charging rate of the secondary battery connected to the power generation device and the power system. Identify the upper and lower limits of the allowable change rate of
The power calculation unit calculates the upper limit value and the lower limit value of power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past,
The charge / discharge control unit, when the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, charges the secondary battery with the difference between the generated power and the upper limit value, When the generated power of the power generation device is smaller than the lower limit value of the power calculated by the power calculation unit, the difference between the generated power and the lower limit value is discharged from the secondary battery. Method.
変化率特定部は、前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の電圧に基づいて、当該二次電池の電圧に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定し、
電力算出部は、前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出し、
充放電制御部は、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる
ことを特徴とする出力平滑化方法。 An output smoothing method using an output smoothing device for smoothing the power generated by the power generation device and outputting it to the power system,
Based on the voltage of the secondary battery connected to the power generation device and the power system, the rate-of-change specifying unit monotonously non-decreases with respect to the voltage of the secondary battery, and allows the power that can be output to the power system. Identify the upper and lower limits of the rate of change,
The power calculation unit calculates the upper limit value and the lower limit value of power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past,
The charge / discharge control unit, when the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, charges the secondary battery with the difference between the generated power and the upper limit value, When the generated power of the power generation device is smaller than the lower limit value of the power calculated by the power calculation unit, the difference between the generated power and the lower limit value is discharged from the secondary battery. Method.
前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の充電率に基づいて、当該二次電池の充電率に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部、
前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部、
前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部
として機能させるためのプログラム。 An output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system,
Based on the charging rate of the secondary battery connected to the power generation device and the power system, the upper limit of the allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonously non-decreasing with respect to the charging rate of the secondary battery Change rate specifying part for specifying the value and the lower limit,
A power calculation unit that calculates the upper limit value and the lower limit value of the power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past,
When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the power of the difference between the generated power and the upper limit value is charged in the secondary battery, and the generated power of the power generation device Is a program for causing the secondary battery to function as a charge / discharge control unit that discharges the power of the difference between the generated power and the lower limit value when the power calculation unit is smaller than the lower limit value of the calculated power.
前記発電装置及び電力系統に接続される二次電池の電圧に基づいて、当該二次電池の電圧に対して単調非減少となる、前記電力系統に出力可能な電力の許容変化率の上限値及び下限値を特定する変化率特定部、
前記許容変化率の上限値及び下限値を、過去に電力系統に出力した電力に乗じることで、前記電力系統に出力可能な電力の上限値及び下限値を算出する電力算出部、
前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の上限値より大きい場合に、前記発電電力と当該上限値の差の電力を前記二次電池に充電し、前記発電装置の発電電力が、前記電力算出部が算出した電力の下限値より小さい場合に、前記発電電力と当該下限値の差の電力を前記二次電池から放電させる充放電制御部
として機能させるためのプログラム。 An output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system,
Based on the voltage of the secondary battery connected to the power generation device and the power system, the upper limit value of the allowable change rate of power that can be output to the power system, which is monotonously non-decreasing with respect to the voltage of the secondary battery, and Change rate specifying part for specifying the lower limit value,
A power calculation unit that calculates the upper limit value and the lower limit value of the power that can be output to the power system by multiplying the upper limit value and the lower limit value of the allowable change rate by the power output to the power system in the past,
When the generated power of the power generation device is larger than the upper limit value of the power calculated by the power calculation unit, the power of the difference between the generated power and the upper limit value is charged in the secondary battery, and the generated power of the power generation device Is a program for causing the secondary battery to function as a charge / discharge control unit that discharges the power of the difference between the generated power and the lower limit value when the power calculation unit is smaller than the lower limit value of the calculated power.
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