JP2013192401A - 電力需給制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】実施形態によれば、電力需給制御装置は、電力系統内の各所に配置された分散電源の出力電力特性を計測する計測手段と、この計測した出力電力特性に基づいて、分散電源を所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを各所の分散電源のそれぞれについて判定する判定手段とをもつ。
【選択図】 図1
Description
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態について説明する。第1の実施形態における電力系統需給制御システムは、電力系統内の各所に配置された分散電源として、自然エネルギーを用いて発電を行なう自然エネルギー電源を複数サイトとして構築してなる分散型電源と、複数サイトの二次電池とが導入された電力系統において、例えば翌日などの所定の日の任意の時間帯における電力需給計画を立案する際に、複数の分散電源のそれぞれについて、電力需給計画に対する配分対象とするか否か、つまりこの需給計画に沿った電力供給のための稼働の対象とするか否かの判定を行ない、また、複数の二次電池のそれぞれについて、前述した需給計画に対する配分対象とするか否かの判定を行なうことで、安定した電力供給を行なうための需給計画の立案に寄与することを特徴とするものである。
PCS6は、分散型電源8に併設され、この分散型電源8により発電した電力の直流−交流変換を行なって送配電網に送出したり、出力電力変動による電圧変動を抑制したりする。また、蓄電装置7内のPCS11は、分散型電源8で発電した電力を当該蓄電装置7内の二次電池12に蓄電したり、この蓄電した電力の直流−交流変換を行なって送配電網に送出したりする。
出力計測装置2は、既設発電機1による出力電力の値を計測して発電量情報101として主制御装置5へ出力する。また、出力計測装置2は、それぞれの分散型電源8による出力電力の値を計測して発電量情報101として主制御装置5へ出力する。この分散型電源8による出力電力の値は、当該分散型電源8に併設されるPCS6により計測されて計測元の分散型電源8の識別情報とともに出力計測装置2に出力される。
図2に示すように、電力需給制御装置9内の主制御装置5は、装置全体の処理動作を司る制御部51、記憶装置52、通信インタフェース53、現在時刻を計時する計時部54、選択処理部55、発電量情報受信部56、充電情報受信部57、配分可否判定部58、配分優先度判定部59を有する。通信インタフェース53、計時部54、選択処理部55、発電量情報受信部56、充電情報受信部57、配分可否判定部58、配分優先度判定部59は、マイクロプロセッサ上のソフトウェアにて実行される処理部であり、図2のように各部間で情報の授受が可能となっている。
充電情報受信部57は、SOC計測装置3により計測した、二次電池12のSOCの値を示すSOC情報102を通信インタフェース53を介して受信する。
図3は、第1の実施形態における電力系統需給制御システムによる、分散型電源を需給計画に対する配分対象とするか否かの判定のための処理手順の一例を示すフローチャートである。
まず、電力需給制御装置9の出力計測装置2は、既設発電機1で発電された出力電力の値、および分散型電源8で発電された出力電力の値をそれぞれ計測して、これら計測された出力電力の値を、発電量情報101として、計測元の既設発電機1や分散型電源8に固有の識別情報とともに主制御装置5に送信する。
配分可否判定部58は、この認識した出力変動幅の値とステップS4で読み出した、選択済みの分散型電源8の出力電力の変動幅の規定値(A)とを比較して、認識済みの出力変動幅の値が規定値(A)以内であるか否かを判定する(ステップS5)。
そして、配分可否判定部58は、この決定した分散型電源8の識別情報を、所定時間帯における需給計画に対する配分対象とした分散型電源の一つとして、ステップS3で受信済みの発電量の値とともに記憶装置52に記憶する(ステップS6)。
この場合、配分可否判定部58は、この決定した分散型電源8の識別情報を、所定時間帯における需給計画に対する配分対象外とした分散型電源8の一つとして、ステップS3で受信済みの発電量の値とともに記憶装置52に記憶する(ステップS7)。
まず、電力需給制御装置9のSOC計測装置3は、二次電池12のSOCの値を、当該二次電池12を有する蓄電装置7のPCS11を介して計測して、この計測したSOCの値を、SOC情報102として、計測元の二次電池12に固有の識別情報とともに主制御装置5に送信する。
配分可否判定部58は、この決定した二次電池12の識別情報を、充電制御対象とした二次電池12の一つとして、ステップS12で受信済みのSOCの値とともに記憶装置52に記憶する(ステップS16)。この充電制御対象とされた二次電池12は、分散型電源8による出力電力の変動時における出力平準化のために使用されることになる。
配分可否判定部58は、この決定した二次電池12の識別情報を、所定時間帯における需給計画に対する配分対象とした二次電池12の一つとして、ステップS12で受信済みのSOCの値、ステップS17で受信済みの満充電容量の値とともにとともに記憶装置52に記憶する(ステップS21)。
配分可否判定部58は、この決定した二次電池12の識別情報を、所定時間帯における需給計画に対する配分対象外とした二次電池12の一つとして、ステップS12で受信済みのSOCの値、ステップS17で受信済みの満充電容量の値とともに記憶装置52に記憶する(ステップS22)。
この経済負荷配分制御により、既設発電機1、複数の分散型電源8や二次電池12への経済的な出力配分が決定される。
ここでは、電力系統に属するそれぞれの分散型電源8や二次電池12について、前述した所定時間帯における需給計画に対する配分対象とするか否かの判定を行なって、この判定結果が主制御装置5の記憶装置52に記憶された状態であるとする。
以上の処理動作により、主制御装置5は、電力系統内の既設発電機1、分散型電源8、二次電池12のそれぞれについて経済負荷配分制御の配分優先度を設定できる。
次に、第2の実施形態について説明する。なお、本実施形態における電力系統需給制御システムの構成のうち第1の実施形態と同一部分の説明は省略する。
この第2の実施形態における電力系統需給制御システムは、さらなる特徴として、翌日以降の気象条件を考慮し、この日の分散型電源8による、電力需要に対する必要十分な電力供給が行えないことが見込まれる場合に、この分散型電源8の代わりに二次電池12から必要十分な電力供給を行なえるように、ベース供給力分を除いた最大系統容量の予測値、つまり年間を通じたピーク時における、既設発電機1以外の分散型電源8または二次電池12からの電力供給によりカバーする必要がある電力需要の二倍以上の電力の出力が可能な二次電池サイトを構築しておく。そして、この電力系統需給制御システムは、二次電池の総充電量(単位:Wh)が、電力需給計画にかかる所定の日の総発電量、つまり電力需要の時間特性のグラフの総需要の面積(単位:Wh)の予測値に満たない場合に、この所定の日において、他の電力事業者からの融通や、分散型電源を別途保有する電力需要家からの電力の買取りなどを行なって、必要な電力を確保する必要があることを管理者に通知することを特徴とする。
本実施形態では、電力需給制御装置9の主制御装置5は、第1の実施形態で説明した制御部51、記憶装置52、通信インタフェース53、計時部54、選択処理部55、発電量情報受信部56、充電情報受信部57、配分可否判定部58、配分優先度判定部59に加え、気象情報取得部71、電力供給可否判定部72をさらに有する。
電力供給可否判定部72は、気象情報取得部71により取得した気象予測情報で示される気象条件が晴れ以外であって、この日の分散型電源8による必要十分な電力供給が行えないことが見込まれる場合に、この日における需給計画に対する配分対象と判定された二次電池12の総充電量を計算して、前述した所定の日における1日の総発電量の予測値と比較する事で、当該所定の日において、分散型電源8の代わりに二次電池12から必要十分な電力供給を行なえるか否かを判定する。
ここでは、電力系統内の分散型電源8は太陽光発電システムや太陽熱発電システムであるとする。また、ここでは、立案しようとする需給計画に関わる所定の日における、SOCの規定値(B)や満充電容量の規定値(C)を用いることにより、所定の日における需給計画に対する配分対象の分散型電源8が配分可否判定部58により判定済みであり、記憶装置52に記憶される過去の総需要電力の蓄積情報に基づいた、前述した所定の日における電力系統内の1日の総発電量の予測値が記憶装置52に記憶されているとする。
本実施形態では、電力需給制御装置9の主制御装置5は、第2の実施形態で説明した制御部51、記憶装置52、通信インタフェース53、計時部54、選択処理部55、発電量情報受信部56、充電情報受信部57、配分可否判定部58、配分優先度判定部59、気象情報取得部71、電力供給可否判定部72に加え、規定値変更部81をさらに有する。
ここでは、電力供給可否判定部72が、第2の実施形態で説明したステップS55の処理において比較した総充電量が総発電量の予測値に満たないために、所定の日における電力需要に対する分散型電源8からの必要十分な電力供給が見込めず、かつ、電力系統内の二次電池12からの放電により、電力需要を必要十分にカバーするための電力供給が行えないために、この所定の日における他の電力事業者からの電力融通や電力需要家からの電力の買取りが必要であると判定した事を前提とする。
この場合は、ステップS71に戻って、電力供給への支障を生じさせるおそれがない範囲で規定値(B)をさらに減少させてステップS72に移る。
発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
Claims (8)
- 電力系統内の各所に配置された分散電源の出力電力特性を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測した出力電力特性に基づいて、前記分散電源を所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを前記各所の分散電源のそれぞれについて判定する判定手段と
を備えたことを特徴とする電力需給制御装置。 - 前記分散電源は、
自然エネルギーを受けて発電を行なう自然エネルギー電源、および前記自然エネルギー電源により発電した電力を蓄電する電力貯蔵装置であり、
前記計測手段は、
前記自然エネルギー電源の発電量の特性の情報および前記電力貯蔵装置の充電状態および性能劣化の特性を計測し、
前記判定手段は、
前記計測手段により計測した情報で示される発電量の変動幅に基づいて、当該発電量をなす電力を発電している前記自然エネルギー電源を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを前記各所の自然エネルギー電源のそれぞれについて判定する第1の判定手段と、
前記計測手段により計測した情報で示される前記電力貯蔵装置の充電状態および性能劣化の程度に基づいて、前記電力貯蔵装置を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを前記各所の電力貯蔵装置のそれぞれについて判定する第2の判定手段とを有する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力需給制御装置。 - 前記計測手段は、
前記電力貯蔵装置の満充電容量に対する現在使用可能な電力の割合を計測し、
前記第2の判定手段は、
前記計測手段により計測した、前記電力貯蔵装置の満充電容量に対する現在使用可能な電力の割合が前記割合の規定値以上である場合に、前記電力貯蔵装置を前記所定の日時における電力需給計画に沿った電力供給のための放電制御対象であると判定し、前記電力貯蔵装置の満充電容量に対する現在使用可能な電力の割合が前記割合の所定値未満である場合に、前記電力貯蔵装置を充電制御対象であると判定し、
また、前記第2の判定手段は、
前記放電制御対象であると判定した前記電力貯蔵装置のそれぞれについて、前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを前記性能劣化の程度に基づいて判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需給制御装置。 - 前記第1の判定手段は、
前記自然エネルギー電源や前記電力貯蔵装置を有する電力系統の系統容量に対する前記計測した発電量の前記変動幅の割合に基づいて、当該発電量をなす電力を発電している前記自然エネルギー電源を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需給制御装置。 - 前記第1の判定手段は、
前記自然エネルギー電源の定格出力に対する前記計測した発電量の前記変動幅の割合に基づいて、当該発電量をなす電力を発電している前記自然エネルギー電源を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とするか否かを判定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需給制御装置。 - 前記自然エネルギー電源は、
太陽光エネルギーを受けて発電を行なう太陽光発電システム、太陽熱エネルギーを受けて発電を行なう太陽熱発電システム、風力エネルギーを受けて発電を行なう風力発電システム、水力エネルギーを受けて発電を行なう水力発電システム、地熱エネルギーを受けて発電を行なう地熱発電システムの少なくとも一種である
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需給制御装置。 - 所定の日における気象条件が、前記自然エネルギー電源による電力供給が見込めない気象条件であることが予測される場合に、前記電力貯蔵装置の充電量と前記所定の日における電力系統内の総発電量の予測値とを比較する事で、当該所定の日において、前記電力系統でない他の電力供給源からの電力を前記電力系統への電力として引き込む必要があるか否かを判定する第3の判定手段をさらに備えた
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需給制御装置。 - 自然エネルギー以外のエネルギーにより発電を行なう第2の発電システムをさらに備え、
前記所定の日時において前記第2の発電システムにより発電する電力を前記所定の日時における経済負荷配分制御による電力供給の第1優先に指定し、
また、前記第1の判定手段により前記自然エネルギー電源を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象と判定し、かつ、前記第2の判定手段により前記電力貯蔵装置を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象と判定した場合に、前記所定の日時において当該自然エネルギー電源により発電する電力を経済負荷配分制御による電力供給の前記第1優先より低い第2優先に指定し、さらに、前記所定の日時において当該電力貯蔵装置により発電する電力を前記所定の日時における経済負荷配分制御による電力供給の前記第2優先より低い第2優先に指定し、
また、前記第2の判定手段により前記電力貯蔵装置を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象と判定しない状態で、前記第1の判定手段により前記自然エネルギー電源を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象とすると判定した場合、または、前記第1の判定手段により前記自然エネルギー電源を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象と判定しない状態で、前記第2の判定手段により前記電力貯蔵装置を前記所定の日時における電力需給計画に対する配分対象と判定した場合に、前記配分対象と判定した電源により出力する電力を前記所定の日時における経済負荷配分制御による電力供給の第2優先に指定する
ことを特徴とする請求項2に記載の電力需給制御装置。
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