JP2014187780A - Method of operating power network system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To give an effective guide for planning an application of emergency power interchange performed at a power supply interruption of a trunk system, at an application of a power network.SOLUTION: A power network system comprises a plurality of power cells each having a power router for asynchronous connection with an external power system, and is configured by connecting the plurality of power cells with each other by a power transmission line. When power interchange at an interruption of a trunk power supply is planned, on the basis of information on an excessive power of each power cell and a connection relation between the power cells, a linear planning problem for maximizing a total sum of the excessive power after power interchange is resolved with respect to an aggregate of power cells with a negative excessive power before power interchange. Thereby, a direction and a magnitude of a power to be transmitted by each power transmission line at power interchange are calculated.

Description

本発明は、複数の電力セルを相互に非同期接続することで構成される電力ネットワークシステムに関し、より具体的には、この電力ネットワークシステムを運用する方法に関する。   The present invention relates to a power network system configured by asynchronously connecting a plurality of power cells to each other, and more specifically to a method of operating this power network system.

電力供給システムを構築するにあたっては、電力送電網をさらに安定的に拡張していくことはもちろん、今後は大量の自然エネルギーを導入できるシステムにすることも大事な課題となってきている。そこで、新たな電力網としてデジタルグリッド(登録商標)という電力ネットワークシステムが提案されている(特許文献1:特許4783453号、非特許文献1:デジタルグリッドコンソーシアムのウェブサイト参照、http://www.digitalgrid.org/index.php/jp/)。デジタルグリッド(登録商標)とは、電力網を小規模なセルに細分化し、それらを非同期に相互接続した電力ネットワークシステムである。各電力セルは、小さなものとしては一つの家やビル、商業施設であり、大きなものとしては県や市町村といった規模になる。各電力セルは、その中に負荷を有することはもちろん、発電設備や電力貯蔵設備を有する場合もある。発電設備としては、太陽光発電や風力発電、地熱発電などの自然エネルギーを利用する発電設備が例として挙げられる。   In constructing a power supply system, not only will the power transmission network be expanded more stably, but in the future it will become an important issue to make the system capable of introducing a large amount of natural energy. Therefore, a power network system called Digital Grid (registered trademark) has been proposed as a new power network (Patent Literature 1: Patent No. 4783453, Non-Patent Literature 1: Refer to the website of the Digital Grid Consortium, http: //www.digitalgrid). .Org / index.php / jp /). Digital Grid (registered trademark) is a power network system in which a power network is subdivided into small cells and these are interconnected asynchronously. Each power cell is a small house, a building, or a commercial facility, and a large one is a prefecture or a municipality. Each power cell may have a load therein, as well as a power generation facility and a power storage facility. Examples of power generation facilities include power generation facilities that use natural energy such as solar power generation, wind power generation, and geothermal power generation.

各電力セルの内部で自由に発電したり、さらに、電力セル間でスムースに電力を融通し合うようにしたりするため、電力セル同士は非同期で接続されている。(すなわち、複数の電力セルが相互に接続されているとしても、それぞれの電力セルで使用される電力の電圧、位相および周波数は他の電力セルとは非同期である。)図25に電力ネットワークシステム10の例を示す。図25において、基幹系統11は大規模発電所12からの基幹電力を送電する。そして、複数の電力セル21−24が配置されている。各電力セル21−24は、家31やビル32などの負荷や、発電設備33、34や、電力貯蔵設備35、を有している。発電設備としては、太陽光発電パネル33や風力発電機34などが例として挙げられる。電力貯蔵設備とは蓄電池34などのことである。本明細書では、発電設備と電力貯蔵設備とを総称して、分散型電源ということがある。   The power cells are connected asynchronously in order to freely generate power within each power cell and to allow the power cells to smoothly pass power. (In other words, even if a plurality of power cells are connected to each other, the voltage, phase, and frequency of power used in each power cell are asynchronous with other power cells.) FIG. Ten examples are shown. In FIG. 25, the backbone system 11 transmits the backbone power from the large-scale power plant 12. A plurality of power cells 21-24 are arranged. Each power cell 21-24 has loads such as a house 31 and a building 32, power generation facilities 33 and 34, and a power storage facility 35. Examples of power generation facilities include a solar power generation panel 33 and a wind power generator 34. The power storage facility is a storage battery 34 or the like. In this specification, the power generation facility and the power storage facility may be collectively referred to as a distributed power source.

さらに、各電力セル21−24は、他の電力セルや基幹系統11と接続されるための接続口(接続ポート)となる電力ルータ41−44を備えている。電力ルータ41−44は複数のレグ(LEG)を有している。(紙幅の都合上、図25中ではレグの符号を省略した。電力ルータ41−44に付属している白丸が各レグの接続端子であると解釈してほしい。)ここで、レグとは、接続端子と電力変換部とを有しており、各レグにはアドレスが付されている。なお、レグによる電力変換とは、交流から直流へまたは直流から交流への変換や、電力の電圧、周波数、位相を変化させることをいう。   Furthermore, each power cell 21-24 includes power routers 41-44 that serve as connection ports (connection ports) for connection to other power cells and the backbone system 11. The power routers 41-44 have a plurality of legs (LEGs). (For convenience of paper width, the reference numerals of the legs are omitted in FIG. 25. The white circles attached to the power routers 41-44 are to be interpreted as the connection terminals of each leg.) Here, It has a connection terminal and a power converter, and each leg is given an address. In addition, the power conversion by a leg means changing from alternating current to direct current or from direct current to alternating current, and changing the voltage, frequency, and phase of electric power.

すべての電力ルータ41−44は通信網51によって管理サーバ50に繋がっており、管理サーバ50によってすべての電力ルータ41−44は統合的に運用制御される。例えば、管理サーバ50から各電力ルータ41−44に対し、各レグに付されたアドレスを用いてレグごとに電力の送電または受電を指示する。これにより、電力ルータ41−44を介し、電力セル間での電力融通が行われる。   All the power routers 41-44 are connected to the management server 50 by the communication network 51, and all the power routers 41-44 are integrated and controlled by the management server 50. For example, the management server 50 instructs each power router 41-44 to transmit or receive power for each leg using the address assigned to each leg. Thereby, power interchange between power cells is performed via the power routers 41-44.

電力セル間での電力融通が実現することにより、例えば、一つの発電設備33、34や一つの電力貯蔵設備35を複数の電力セルで共有することができるようになる。電力セル間で互いに余剰電力を融通し合うようになれば、設備コストを大幅に削減しながらも電力需給バランスを安定的に保つことができるようになる。   By realizing power interchange between the power cells, for example, one power generation facility 33, 34 and one power storage facility 35 can be shared by a plurality of power cells. If surplus power can be interchanged between power cells, the power supply / demand balance can be stably maintained while greatly reducing the equipment cost.

特許4783453号Patent 4783453

デジタルグリッドコンソーシアムのウェブサイト(http://www.digitalgrid.org/index.php/jp/)Digital Grid Consortium website (http://www.digitalgrid.org/index.php/jp/)

電力セル間で電力融通ができることの利点の一つとして、停電時の対応が挙げられる。停電で基幹系統がダウンした場合であっても、電力セル間で余剰電力を融通し合うことにより大規模な停電に陥ることを回避できると期待される。電力ネットワークの運用にあたっては、基幹系統が停電した場合でも電力ネットワーク内にある電力を融通しあって最大限有効に活用し、例えば、停電に陥ってしまう電力セルの数を極力少なくしたいなどの要望は当然のことである。しかしながら、非常時に隣の電力セルから必ず電力融通を受けられるとは限らない。大半の電力セルに余剰電力が生じるほど発電設備や電力貯蔵設備を設置するというのはコストの点で現実的ではないので、隣の電力セルが必ず余剰電力を持っているとは全く限らない。基幹系統の停電時にはどの電力セルからどの電力セルに電力融通をすればよいのかを適切に計画しておくことが大切であるが、これまで緊急電力融通の運用計画を立てるのに有効な指針がなかった。   One of the advantages of having power interchange between power cells is to cope with power outages. Even when the main system goes down due to a power failure, it is expected that a large-scale power failure can be avoided by allowing excess power to be interchanged between power cells. When operating a power network, even if the main power system fails, the power in the power network must be used interchangeably and maximally effectively, for example, to reduce the number of power cells that will fall into a power outage as much as possible Is natural. However, it is not always possible to receive power interchange from the adjacent power cell in an emergency. Since it is not realistic in terms of cost to install power generation facilities and power storage facilities so that surplus power is generated in most power cells, the adjacent power cells do not always have surplus power. It is important to plan appropriately from which power cell to which power cell should be accommodated in the event of a power failure in the main system, but there are effective guidelines for making an operation plan for emergency power interchange so far. There wasn't.

本発明の目的は、電力ネットワークの運用にあたって、基幹系統の停電時に行う緊急電力融通の運用計画を立てるのに有効な指針を与えることにある。   An object of the present invention is to provide an effective guideline for preparing an operation plan for emergency power accommodation to be performed at the time of a power failure of a main system in operating a power network.

本発明の電力ネットワークシステムの運用方法は、
外部の電力系統に非同期に接続するための電力ルータを有する電力セルを複数具備し、これら複数の電力セル同士を互いに送電線によって接続してなる電力ネットワークシステムの運用方法であって、
基幹系統が停電した際の電力融通計画を求めるにあたり、
各電力セルの余剰電力の情報と、電力セル同士の接続関係と、に基づいて、
電力融通前に余剰電力がマイナスである電力セルの集合について、電力融通後の余剰電力の合計を最大化することを第1の目的とし、前記送電線で送電する電力の向きと大きさを求める
ことを特徴とする。
The operation method of the power network system of the present invention includes:
An operation method of a power network system comprising a plurality of power cells having power routers for asynchronous connection to an external power system, wherein the plurality of power cells are connected to each other by a transmission line,
In seeking a power interchange plan when the main system fails,
Based on the surplus power information of each power cell and the connection relationship between the power cells,
For a set of power cells in which surplus power is negative before power accommodation, the first purpose is to maximize the total surplus power after power accommodation, and the direction and magnitude of power transmitted through the transmission line are obtained. It is characterized by that.

適切な緊急電力融通の運用計画を得られるので、電力ネットワークの余剰電力を最大限有効に利用し、電力セルが停電に陥る事態を極力回避できるようになる。   Since an appropriate emergency power interchange operation plan can be obtained, the surplus power of the power network can be used to the maximum extent possible, and the situation where the power cell falls into a power outage can be avoided as much as possible.

電力ルータの概略構成を示す図。The figure which shows schematic structure of an electric power router. 電力ルータの内部構成を詳しく示す図。The figure which shows the internal structure of an electric power router in detail. 電力ルータを基幹系統、負荷および各種分散電源に接続した一例を示す図。The figure which shows an example which connected the electric power router to the backbone system, load, and various distributed power supplies. 電力ルータ同士の接続において、可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of a possible combination in the connection of electric power routers. 電力ルータ同士の接続において、可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of a possible combination in the connection of electric power routers. 電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the combination prohibited in the connection of electric power routers. 電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the combination prohibited in the connection of electric power routers. 電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the combination prohibited in the connection of electric power routers. 電力ルータ同士の接続において、禁止される組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the combination prohibited in the connection of electric power routers. ACスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the possible combination in the connection of electric power routers, when AC through leg is taken into consideration. ACスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the possible combination in the connection of electric power routers, when AC through leg is taken into consideration. ACスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the possible combination in the connection of electric power routers, when AC through leg is taken into consideration. ACスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the possible combination in the connection of electric power routers, when AC through leg is taken into consideration. ACスルーレグを考慮にいれた場合に、電力ルータ同士の接続において可能な組み合わせの例を示す図。The figure which shows the example of the possible combination in the connection of electric power routers, when AC through leg is taken into consideration. 電力ルータ同士の接続において、組み合わせのパターンをまとめた図。The figure which put together the pattern of the combination in the connection between electric power routers. 4つの電力ルータを相互に接続した場合の一例を挙げる。An example in which four power routers are connected to each other will be given. 複数の電力ルータをバス接続した様子の一例を示す図。The figure which shows an example of a mode that several electric power routers were bus-connected. 電力ルータ間に基幹系統が介在した接続形態の一例を示す図。The figure which shows an example of the connection form which the backbone system intervened between the power routers. 第1実施形態の全体処理手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the whole process sequence of 1st Embodiment. 電力ネットワークの情報テーブルの例を示す図。The figure which shows the example of the information table of an electric power network. 計算の実例を示すための図。The figure for showing the example of calculation. 計算の実例を示すための図。The figure for showing the example of calculation. 計算の実例を示すための図。The figure for showing the example of calculation. 第2実施形態として、優先度テーブルの例を示す図。The figure which shows the example of a priority table as 2nd Embodiment. 第2実施形態において、演算処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a calculation process in 2nd Embodiment. 第2実施形態において、演算処理の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a calculation process in 2nd Embodiment. 第3実施形態において、重みテーブルを示す図。The figure which shows a weight table in 3rd Embodiment. レグの運転モードの選択問題を説明するための図。The figure for demonstrating the selection problem of the operation mode of a leg. レグの運転モードの選択問題を説明するための図。The figure for demonstrating the selection problem of the operation mode of a leg. レグの運転モードの選択問題を説明するための図。The figure for demonstrating the selection problem of the operation mode of a leg. レグ運転モード設定工程の手順を示すフローチャート。The flowchart which shows the procedure of a leg operation mode setting process. 電力ネットワークシステムのシステム概要を説明するための図。The figure for demonstrating the system outline | summary of an electric power network system.

(電力ルータおよび電力ネットワークシステムの説明)
本発明は、電力セル間で電力を効率よく融通し、電力ネットワークシステムを最適に運用できるようにするためのものであるが、そのための前提として電力ルータを用いた電力ネットワークシステムの存在がある。しかし、電力ルータおよび電力ルータを用いた電力ネットワークシステムが未だ公知の技術ではないので、まず、電力ルータおよび電力ルータを用いた電力ネットワークシステムを説明しておく。
(Description of power router and power network system)
The present invention is intended to allow power to be efficiently exchanged between power cells so that the power network system can be optimally operated. As a prerequisite for this, there is a power network system using a power router. However, since the power router and the power network system using the power router are not yet known techniques, first, the power network system using the power router and the power router will be described.

図1は、電力ルータ100の概略構成を示す図である。また、図2は、電力ルータ100の内部構成をやや詳しく示す図である。電力ルータ100は、概略、直流母線101と、複数のレグ110−160と、制御部190と、を備えている。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of the power router 100. FIG. 2 is a diagram showing the internal configuration of the power router 100 in some detail. The power router 100 generally includes a DC bus 101, a plurality of legs 110-160, and a control unit 190.

電力ルータ100は直流母線101を有し、この直流母線101に複数のレグ110−160が並列に接続されている。直流母線101は直流電力を流すためのものであり、直流母線101の電圧が所定の一定を保つようにコントロールされる。(直流母線101の電圧がどのようにして一定に保たれるのかは後述する。)
各レグ110−160を介して電力ルータ100は外部に繋がるのであるが、外部とやり取りする電力を一旦総て直流に変換して直流母線101にのせる。このように一旦直流を介することにより、周波数や電圧、位相の違いが無関係になり、電力セル同士を非同期で接続することができるようになる。ここでは、直流母線101は、図2に示すように、平滑コンデンサー102を有する並列型であるとする。直流母線101には電圧センサ103が接続されており、この電圧センサ103によって検出された直流母線101の電圧値は制御部190に送られる。
The power router 100 has a DC bus 101, and a plurality of legs 110-160 are connected to the DC bus 101 in parallel. The DC bus 101 is for flowing DC power, and is controlled so that the voltage of the DC bus 101 is kept at a predetermined level. (How the voltage of the DC bus 101 is kept constant will be described later.)
Although the power router 100 is connected to the outside via each leg 110-160, all the power exchanged with the outside is once converted into direct current and placed on the direct current bus 101. Thus, once through the direct current, the difference in frequency, voltage, and phase becomes irrelevant, and the power cells can be connected asynchronously. Here, it is assumed that the DC bus 101 is a parallel type having a smoothing capacitor 102 as shown in FIG. A voltage sensor 103 is connected to the DC bus 101, and the voltage value of the DC bus 101 detected by the voltage sensor 103 is sent to the control unit 190.

次に、レグ110−160について説明する。
複数のレグ110−160が直流母線に対して並列に設けられている。
図1においては、6つのレグ110−160を示した。六つのレグ110−160を、図1に示すように、第1レグ110、第2レグ120・・・第6レグ160とする。なお、図1では、紙幅の都合上、第1レグ110はレグ1と示し、第2レグ120はレグ2のように示している。また、図2においては、第3レグ130と第4レグ140とを省略している。
Next, the legs 110-160 will be described.
A plurality of legs 110-160 are provided in parallel to the DC bus.
In FIG. 1, six legs 110-160 are shown. The six legs 110-160 are referred to as a first leg 110, a second leg 120,..., A sixth leg 160, as shown in FIG. In FIG. 1, the first leg 110 is shown as leg 1 and the second leg 120 is shown as leg 2 for the sake of paper width. In FIG. 2, the third leg 130 and the fourth leg 140 are omitted.

第1レグ110から第5レグ150は同じ構成であるのに対し、第6レグ160は電力変換部を有していないという点で第1から第5レグ110−150と異なっている。まずは、第1レグ110から第5レグ150の構成について説明する。
第1レグ110から第5レグ150は同じ構成であるので、代表して第1レグ110の構成を説明する。
第1レグ110は、電力変換部111と、電流センサ112と、開閉器113と、電圧センサ114と、接続端子115と、を備えている。
電力変換部111は、交流電力を直流電力に、あるいは、直流電力を交流電力に変換する。直流母線101には直流電力が流れているので、電力変換部111は、直流母線101の直流電力を定められた周波数および電圧の交流電力に変換して、接続端子115から外部に流す。あるいは、電力変換部111は、接続端子115から流入する交流電力を直流電力に変換して、直流母線101に流す。
While the first leg 110 to the fifth leg 150 have the same configuration, the sixth leg 160 is different from the first to fifth legs 110-150 in that it does not have a power converter. First, the configuration of the first leg 110 to the fifth leg 150 will be described.
Since the first leg 110 to the fifth leg 150 have the same configuration, the configuration of the first leg 110 will be described as a representative.
The first leg 110 includes a power conversion unit 111, a current sensor 112, a switch 113, a voltage sensor 114, and a connection terminal 115.
The power conversion unit 111 converts AC power into DC power, or converts DC power into AC power. Since DC power is flowing through the DC bus 101, the power converter 111 converts the DC power of the DC bus 101 into AC power having a predetermined frequency and voltage, and flows the AC power from the connection terminal 115 to the outside. Alternatively, the power conversion unit 111 converts AC power flowing from the connection terminal 115 into DC power and flows the DC power to the DC bus 101.

電力変換部111は、インバータ回路の構成をとっており、すなわち、サイリスタ111Tと帰還ダイオード111Dとで構成される逆並列回路111Pを三相ブリッジ接続したものである。(すなわち、一のインバータ回路に対して6個の逆並列回路111Pが設けられる。)ここでは、三相交流を使用しているので三相インバータ回路としたが、場合によっては単相インバータ回路としてもよい。二つの逆並列回路111Pの間のノードから引き出され、前記ノードと接続端子とを結ぶ配線を支線BLと称することにする。
(三相交流であるので、一のレグは三つの支線BLを有する。)
The power conversion unit 111 has a configuration of an inverter circuit, that is, an antiparallel circuit 111P composed of a thyristor 111T and a feedback diode 111D is connected in a three-phase bridge. (That is, six anti-parallel circuits 111P are provided for one inverter circuit.) Here, since a three-phase AC is used, a three-phase inverter circuit is used. Also good. A wire drawn from a node between the two antiparallel circuits 111P and connecting the node and the connection terminal will be referred to as a branch line BL.
(Because it is a three-phase AC, one leg has three branch lines BL.)

電力の向きや交流電力の周波数等は制御部190によって制御される。すなわち、サイリスタ111Tのスイッチングは、制御部190によって制御される。制御部190による運転制御は後述する。   The direction of power, the frequency of AC power, and the like are controlled by the control unit 190. That is, the switching of the thyristor 111T is controlled by the control unit 190. Operation control by the control unit 190 will be described later.

電力変換部111と接続端子115との間には開閉器113が配設されている。この開閉器113の開閉によって、支線BLが開閉され、すなわち、外部と直流母線101とが遮断されたり、接続されたりする。また、支線BLの電圧は電圧センサ114によって検出され、支線BLを流れる電流の電流値は電流センサ112で検出される。開閉器113の開閉動作は制御部190によって制御され、電圧センサ114および電流センサ112による検出値は制御部190に出力される。   A switch 113 is disposed between the power conversion unit 111 and the connection terminal 115. By opening / closing the switch 113, the branch line BL is opened / closed, that is, the outside and the DC bus line 101 are cut off or connected. The voltage of the branch line BL is detected by the voltage sensor 114, and the current value of the current flowing through the branch line BL is detected by the current sensor 112. The opening / closing operation of the switch 113 is controlled by the control unit 190, and the detection values by the voltage sensor 114 and the current sensor 112 are output to the control unit 190.

上記説明では、電力変換部をインバータ回路とし、レグの接続相手は交流を使用するとしたが、レグの接続相手が蓄電池35のような直流を使用するものである場合もある。
(例えば図1中の第3レグ130は蓄電池35に接続している。)
この場合の電力変換とは、DC−DC変換ということになる。したがって、電力変換部にインバータ回路とコンバータ回路とを並列に設け、接続相手が交流か直流かに応じてインバータ回路とコンバータ回路と使い分けるようにしてもよい。あるいは、電力変換部がDC−DC変換部であるDC−DC変換専用のレグを設けるようにしてもよい。すべてのレグのなかにインバータ回路とコンバータ回路とを並列に設けるよりは、AC−DC変換専用のレグとDC−DC変換専用のレグとを併せ持つ電力ルータとする方がサイズやコスト面で有利な点も多々ある。
In the above description, the power conversion unit is an inverter circuit, and the connection partner of the leg uses alternating current. However, the connection partner of the leg may use direct current such as the storage battery 35 in some cases.
(For example, the third leg 130 in FIG. 1 is connected to the storage battery 35.)
The power conversion in this case is DC-DC conversion. Therefore, an inverter circuit and a converter circuit may be provided in parallel in the power conversion unit, and the inverter circuit and the converter circuit may be selectively used depending on whether the connection partner is AC or DC. Or you may make it provide a leg only for DC-DC conversion whose power conversion part is a DC-DC conversion part. Rather than providing an inverter circuit and a converter circuit in parallel in all the legs, it is more advantageous in terms of size and cost to use a power router that has both a leg dedicated to AC-DC conversion and a leg dedicated to DC-DC conversion. There are many points.

第1レグ110から第5レグ150の構成は以上の通りである。   The configuration of the first leg 110 to the fifth leg 150 is as described above.

次に、第6レグ160について説明する。
第6レグ160には、電力変換部がなく、すなわち、第6レグ160の接続端子165は、直流母線101に繋がっているわけではない。第6レグ160は、第5レグ150の支線BLに接続されているのである。第6レグ160の内部配線についても、支線BLと称することとする。第6レグ160の支線BLは、第5レグ150に対し、第5レグ150の接続端子155と開閉器153との間に接続されている。
Next, the sixth leg 160 will be described.
The sixth leg 160 does not have a power conversion unit, that is, the connection terminal 165 of the sixth leg 160 is not connected to the DC bus 101. The sixth leg 160 is connected to the branch line BL of the fifth leg 150. The internal wiring of the sixth leg 160 is also referred to as a branch line BL. The branch line BL of the sixth leg 160 is connected between the connection terminal 155 of the fifth leg 150 and the switch 153 with respect to the fifth leg 150.

第6レグ160は、開閉器163と、電圧センサ164と、電流センサ162と、接続端子165と、を備える。
第6レグ160の支線BLは、開閉器163を介して、第5レグ150の支線BLに繋がっている。すなわち、第6レグ160の接続端子165が第5レグ150の接続端子155に接続されている。第6レグ160の接続端子165と第5レグ150の接続端子155との間には開閉器163があるだけで、第6レグ160は電力変換器を持たないので、第6レグ160の接続端子165と第5レグ150の接続端子155との間では何等の変換も受けずに電力が導通することになる。
そこで、第6レグ160のように電力変換器を持たないレグのことをACスルーレグと称することがある。
The sixth leg 160 includes a switch 163, a voltage sensor 164, a current sensor 162, and a connection terminal 165.
The branch line BL of the sixth leg 160 is connected to the branch line BL of the fifth leg 150 via the switch 163. That is, the connection terminal 165 of the sixth leg 160 is connected to the connection terminal 155 of the fifth leg 150. There is only a switch 163 between the connection terminal 165 of the sixth leg 160 and the connection terminal 155 of the fifth leg 150, and the sixth leg 160 does not have a power converter, so the connection terminal of the sixth leg 160 Between 165 and the connection terminal 155 of the fifth leg 150, power is conducted without undergoing any conversion.
Therefore, a leg having no power converter like the sixth leg 160 may be referred to as an AC through leg.

電流センサ162および電圧センサ164は、支線BLの電流値および電圧値を検出し、制御部190に出力する。開閉器163の開閉動作は制御部190で制御される。   Current sensor 162 and voltage sensor 164 detect the current value and voltage value of branch line BL and output them to control unit 190. The opening / closing operation of the switch 163 is controlled by the control unit 190.

(レグの運転モードについて)
第1レグ110から第5レグ150は電力変換器111−151を有しており、電力変換器内のサイリスタは制御部190によってそのスイッチング動作を制御されるものであることは既に述べた。
ここで、電力ルータ100は、電力ネットワーク10のノードにあって、基幹系統11、負荷30、分散型電源および電力セルなどを互いに結びつける重要な役割を持つ。このとき、各レグ110−160の接続端子115−165がそれぞれ基幹系統11や負荷30、分散型電源、他の電力セルの電力ルータに接続されるわけである。本発明者らは、接続相手によって各レグ110−160の役割は異なるものであり、各レグ110−160が役割に応じた適切な運転を行わなければ電力ルータが成り立たないことに気付いた。
本発明者らは、レグの構造自体は同じであるが、接続相手によってレグの運転の仕方を変えるようにした。
レグの運転の仕方を、運転モードと称する。本発明者らは、レグの運転モードとして3種類を用意しておき、接続相手によってモードを切り換えるようにした。
レグの運転モードとしては、
マスターモードと、
自立モードと、
指定電力送受電モードと、がある。
以下、順番に説明する。
(Regal operation mode)
As described above, the first leg 110 to the fifth leg 150 have power converters 111-151, and the switching operation of the thyristor in the power converter is controlled by the control unit 190.
Here, the power router 100 is in a node of the power network 10 and has an important role of connecting the backbone system 11, the load 30, the distributed power source, the power cell, and the like. At this time, the connection terminals 115-165 of the legs 110-160 are respectively connected to the backbone system 11, the load 30, the distributed power source, and the power routers of other power cells. The present inventors have realized that the role of each leg 110-160 differs depending on the connection partner, and that the power router cannot be established unless each leg 110-160 performs an appropriate operation according to the role.
The inventors of the present invention have the same leg structure, but change the operation of the leg depending on the connection partner.
The manner of driving the leg is referred to as an operation mode. The present inventors prepared three types of leg operation modes, and switched the mode depending on the connection partner.
Leg operating modes include
Master mode,
Independent mode,
There are designated power transmission / reception modes.
Hereinafter, it demonstrates in order.

(マスターモード)
マスターモードとは、系統など安定した電力供給源に接続される場合の運転モードであり、直流母線101の電圧を維持するための運転モードである。
図1では、第1レグ110の接続端子115が基幹系統11に接続されている例を示している。図1の場合、第1レグ110は、マスターモードとして運転制御され、直流母線101の電圧を維持する役目を担うことになる。直流母線101には他の多くのレグ120−150が接続されているところ、レグ120−150から直流母線101に電力が流入することもあれば、レグ120−150から電力が流出することもある。マスターモードとなるレグ110は、直流母線101から電力が流出して直流母線101の電圧が定格から下がった場合、流出で不足した電力分を接続相手(ここでは基幹系統11)から補てんする。または、直流母線101に電力が流入して直流母線101の電圧が定格から上がった場合、流入で過剰になった電力分を接続相手(ここでは基幹系統11)に逃がす。このようにして、マスターモードとなるレグ110は、直流母線101の電圧を維持するのである。したがって、一の電力ルータにおいて、少なくとも一つのレグはマスターモードとして運転されなければならない。さもなくば、直流母線101の電圧が一定に維持されなくなるからである。
逆に、一の電力ルータにおいて二つ以上のレグがマスターモードで運転されてもよいが、やはり、マスターモードのレグは一つの電力ルータには一つであった方がよい。
また、マスターモードとなるレグは、基幹系統の他、例えば、自励式インバータを搭載する分散型電源(蓄電池も含む)に接続してもよい。
ただし、他励式インバータを搭載する分散型電源とマスターモードとなるレグとは接続できない。
(Master mode)
The master mode is an operation mode when connected to a stable power supply source such as a system, and is an operation mode for maintaining the voltage of the DC bus 101.
FIG. 1 shows an example in which the connection terminal 115 of the first leg 110 is connected to the backbone system 11. In the case of FIG. 1, the first leg 110 is operated and controlled as a master mode, and plays a role of maintaining the voltage of the DC bus 101. When many other legs 120-150 are connected to the DC bus 101, power may flow from the legs 120-150 to the DC bus 101, or power may flow from the legs 120-150. . When the power flows out from the DC bus 101 and the voltage of the DC bus 101 drops from the rating, the leg 110 that is in the master mode compensates for the power shortage due to the outflow from the connection partner (here, the main system 11). Alternatively, when power flows into the DC bus 101 and the voltage of the DC bus 101 rises from the rating, the excess power due to the inflow is released to the connection partner (here, the backbone system 11). In this way, the leg 110 in the master mode maintains the voltage of the DC bus 101. Thus, in one power router, at least one leg must be operated in master mode. Otherwise, the voltage of the DC bus 101 will not be maintained constant.
Conversely, two or more legs may be operated in the master mode in one power router, but it is better to have one master mode leg in one power router.
Moreover, you may connect the leg used as master mode to the distributed power supply (a storage battery is also included) which mounts a self-excited inverter other than a basic system, for example.
However, a distributed power source equipped with a separately excited inverter cannot be connected to a leg that becomes a master mode.

以下の説明において、マスターモードで運転されるレグのことを、マスターレグということがある。   In the following description, a leg operated in the master mode may be referred to as a master leg.

マスターレグの運転制御について説明する。
マスターレグを起動させる際には次のようにする。まず、開閉器113を開(遮断)状態にしておく。この状態で接続端子115を接続相手に繋ぐ。ここでは、接続相手は基幹系統11である。電圧センサ114によって接続先の系統の電圧を測定し、PLL(Phase−Locked−Loop)などを用いて系統の電圧の振幅、周波数および位相を求める。
その後、求めた振幅、周波数および位相の電圧が電力変換部111から出力されるように、電力変換部111の出力を調整する。すなわち、サイリスタ111Tのオン/オフパターンを決定する。この出力が安定するようになったら、開閉器113を投入し、電力変換部111と系統11とを接続する。この時点では、電力変換部111の出力と系統11の電圧とが同期しているため、電流は流れない。
The operation control of the master leg will be described.
When activating the master leg: First, the switch 113 is opened (cut off). In this state, the connection terminal 115 is connected to the connection partner. Here, the connection partner is the backbone system 11. The voltage of the connection destination system is measured by the voltage sensor 114, and the amplitude, frequency, and phase of the system voltage are obtained using a PLL (Phase-Locked-Loop) or the like.
Thereafter, the output of the power conversion unit 111 is adjusted so that the voltage of the obtained amplitude, frequency, and phase is output from the power conversion unit 111. That is, the on / off pattern of the thyristor 111T is determined. When this output becomes stable, the switch 113 is turned on to connect the power conversion unit 111 and the system 11. At this time, since the output of the power converter 111 and the voltage of the grid 11 are synchronized, no current flows.

マスターレグを運用する時の運転制御を説明する。
直流母線101の電圧を電圧センサ103によって測定する。直流母線101の電圧が所定の定格母線電圧を上回っていたら、マスターレグ110から系統に向けて送電が行われるように、電力変換部111を制御する。(電力変換部111から出る電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整して、マスターレグ110を介して直流母線101から系統11に向けて送電が行われるようにする。)なお、直流母線101の定格電圧は、予め設定によって定められているものである。
The operation control when operating the master leg will be described.
The voltage of the DC bus 101 is measured by the voltage sensor 103. If the voltage of the DC bus 101 exceeds the predetermined rated bus voltage, the power converter 111 is controlled so that power is transmitted from the master leg 110 toward the grid. (At least one of the amplitude and phase of the voltage output from the power converter 111 is adjusted so that power is transmitted from the DC bus 101 to the system 11 via the master leg 110.) The rated voltage 101 is determined in advance by setting.

一方、直流母線101の電圧が所定の定格母線電圧より下回っていたら、このマスターレグ110が系統11から受電できるように、電力変換部111を制御する。
(電力変換部111から出る電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整して、マスターレグ110を介して系統11から直流母線101に送電が行われるようにする。)
このようなマスターレグの運転が行われることにより、直流母線101の電圧が予め定められた定格を維持できるようになることが理解されるであろう。
On the other hand, if the voltage of the DC bus 101 is lower than a predetermined rated bus voltage, the power converter 111 is controlled so that the master leg 110 can receive power from the system 11.
(At least one of the amplitude and phase of the voltage output from the power converter 111 is adjusted so that power is transmitted from the system 11 to the DC bus 101 via the master leg 110.)
It will be understood that the operation of such a master leg enables the voltage of the DC bus 101 to maintain a predetermined rating.

(自立モード)
自立モードとは、管理サーバ50から指定された振幅・周波数の電圧を自ら作り出し、接続相手との間で送受電する運転モードである。例えば負荷30などの電力を消費するものに向けて電力を供給するための運転モードとなる。あるいは、接続相手から送電されてくる電力をそのまま受け取るための運転モードとなる。図1では、第2レグ120の接続端子125が負荷30に接続されている例を示している。第2レグ120が自立モードとして運転制御され、負荷30に電力を供給することになる。
また、第4レグ140や第5レグ150のように他の電力ルータと接続される場合に、他の電力ルータから要求される電力分を送電するためのモードとして第4レグ140や第5レグ150を自立モードで運転する場合もある。または、第4レグ140や第5レグ150のように他の電力ルータと接続される場合に、他の電力ルータから送電されてくる電力を受電するためのモードとして第4レグ140や第5レグ150を自立モードで運転する場合もある。また、図に示していないが、負荷30に代えて、第2レグを発電設備に接続する場合も第2レグを自立モードで運転することもできる。ただし、この場合には発電設備に他励式インバータを搭載するようにする。電力ルータ同士を接続する場合の運転モードについては後述する。
(Independent mode)
The self-supporting mode is an operation mode in which a voltage having an amplitude and frequency designated by the management server 50 is generated by itself and power is transmitted to and received from a connection partner. For example, the operation mode is for supplying power toward a power consuming device such as the load 30. Or it becomes an operation mode for receiving the electric power transmitted from the connection partner as it is. FIG. 1 shows an example in which the connection terminal 125 of the second leg 120 is connected to the load 30. The second leg 120 is controlled to operate in the self-supporting mode, and power is supplied to the load 30.
In addition, when connected to another power router, such as the fourth leg 140 or the fifth leg 150, the fourth leg 140 or the fifth leg is used as a mode for transmitting the power required by the other power router. In some cases, 150 is operated in a self-supporting mode. Alternatively, when connected to another power router like the fourth leg 140 or the fifth leg 150, the fourth leg 140 or the fifth leg is set as a mode for receiving the power transmitted from the other power router. In some cases, 150 is operated in a self-supporting mode. Although not shown in the figure, the second leg can be operated in the self-supporting mode even when the second leg is connected to the power generation facility instead of the load 30. However, in this case, a separately-excited inverter is mounted on the power generation facility. The operation mode when connecting power routers will be described later.

自立モードで運転されるレグを自立レグと称することにする。一つの電力ルータにおいて、自立レグは複数あってもよい。   A leg operated in the self-supporting mode is referred to as a self-supporting leg. There may be a plurality of independent legs in one power router.

自立レグの運転制御について説明する。
まず開閉器123を開(遮断)にしておく。接続端子125を負荷30に接続する。管理サーバ50から電力ルータ100に対し、負荷30に供給すべき電力(電圧)の振幅および周波数が指示される。そこで、制御部190は、指示された振幅および周波数の電力(電圧)が電力変換部121から負荷30に向けて出力されるようにする。(すなわち、サイリスタ121Tのオン/オフパターンを決定する。)
この出力が安定するようになったら、開閉器123を投入し、電力変換部121と負荷30とを接続する。あとは、負荷30で電力が消費されれば、その分の電力が自立レグ120から負荷30に流れ出すようになる。
The operation control of the independent leg will be described.
First, the switch 123 is opened (shut off). The connection terminal 125 is connected to the load 30. The management server 50 instructs the power router 100 on the amplitude and frequency of power (voltage) to be supplied to the load 30. Therefore, the control unit 190 causes the power (voltage) having the instructed amplitude and frequency to be output from the power conversion unit 121 toward the load 30. (That is, the on / off pattern of the thyristor 121T is determined.)
When this output becomes stable, the switch 123 is turned on to connect the power converter 121 and the load 30. After that, if power is consumed by the load 30, the corresponding power flows from the self-supporting leg 120 to the load 30.

(指定電力送受電モード)
指定電力送受電モードとは、指定によって定められた分の電力をやり取りするための運転モードである。すなわち、接続相手に指定電力を送電する場合と、接続相手から指定電力を受電する場合と、がある。
図1では、第4レグ140および第5レグ150が他の電力ルータと接続されている。
このような場合に、決まった分の電力を一方から他方へ融通するようなことが行われる。または、第3レグ130は蓄電池35に接続されている。
このような場合に、決まった分の電力を蓄電池35に向けて送電して、蓄電池35を充電するというようなことが行われる。また、自励式インバータを搭載する分散型電源(蓄電池も含む)と指定電力送受電レグとを接続してもよい。
ただし、他励式インバータを搭載する分散型電源と指定電力送受電レグとは接続できない。
(Designated power transmission / reception mode)
The designated power transmission / reception mode is an operation mode for exchanging the power determined by the designation. That is, there are a case where the designated power is transmitted to the connection partner and a case where the designated power is received from the connection partner.
In FIG. 1, the fourth leg 140 and the fifth leg 150 are connected to other power routers.
In such a case, a predetermined amount of power is interchanged from one to the other. Alternatively, the third leg 130 is connected to the storage battery 35.
In such a case, a predetermined amount of power is transmitted to the storage battery 35 and the storage battery 35 is charged. Further, a distributed power source (including a storage battery) equipped with a self-excited inverter and a designated power transmission / reception leg may be connected.
However, a distributed power source equipped with a separately-excited inverter cannot be connected to a designated power transmission / reception leg.

指定電力送受電モードで運転されるレグを指定電力送受電レグと称する。一つの電力ルータにおいて、指定電力送受電レグは複数あってもよい。   A leg operated in the designated power transmission / reception mode is referred to as a designated power transmission / reception leg. In one power router, there may be a plurality of designated power transmission / reception legs.

指定電力送受電レグの運転制御について説明する。起動時の制御についてはマスターレグと基本的に同じであるので、割愛する。   The operation control of the designated power transmission / reception leg will be described. Since the control at the time of starting is basically the same as that of the master leg, it is omitted.

指定電力送受電レグを運用する時の運転制御を説明する。
(説明には、第5レグ150に付した符号を使用する。)
電圧センサ154によって接続相手の系統の電圧を測定し、PLL(Phase−Locked−Loop)などを用いて接続相手の電圧の周波数・位相を求める。管理サーバ50から指定された有効電力値および無効電力値と、接続相手の電圧の周波数および位相と、に基づいて、電力変換器151が入出力する電流の目標値を求める。
電流センサ152によって電流の現在値を測定する。
目標値と現在値との差分に相当する電流が追加で出力されるように、電力変換器151を調整する。(電力変換部151から出る電圧の振幅および位相の少なくともいずれか一方を調整して、指定電力送受電レグと接続相手との間で所望の電力が流れるようにする。)
The operation control when operating the designated power transmission / reception leg will be described.
(In the description, the reference numerals attached to the fifth leg 150 are used.)
The voltage of the connection partner system is measured by the voltage sensor 154, and the frequency and phase of the connection partner voltage are obtained using a PLL (Phase-Locked-Loop) or the like. Based on the active power value and reactive power value specified from the management server 50 and the frequency and phase of the voltage of the connection partner, the target value of the current input / output by the power converter 151 is obtained.
The current value of the current is measured by the current sensor 152.
The power converter 151 is adjusted so that a current corresponding to the difference between the target value and the current value is additionally output. (At least one of the amplitude and phase of the voltage output from the power converter 151 is adjusted so that desired power flows between the designated power transmission / reception leg and the connection partner.)

以上の説明により、同じ構成である第1レグから第5レグが運転制御の仕方によって3パターンの役割を果たせることが理解されるであろう。   From the above description, it will be understood that the first to fifth legs having the same configuration can play the role of three patterns depending on the manner of operation control.

(接続制約)
運転モードの違いによってレグの働きが違ってくるので、接続相手の選択と運転モードの選択との間には自ずと制約が発生する。すなわち、接続相手が決まれば選択できる運転モードが決まり、逆に、運転モードが決まれば選択できる接続相手が決まる。(接続相手が変われば、それに合わせてレグの運転モードを変更する必要がある。)可能な接続組み合わせのパターンを説明する。
(Connection restrictions)
Since the operation of the leg differs depending on the operation mode, a restriction naturally occurs between the selection of the connection partner and the selection of the operation mode. That is, the operation mode that can be selected is determined when the connection partner is determined, and conversely, the connection partner that can be selected is determined when the operation mode is determined. (If the connection partner changes, it is necessary to change the operation mode of the leg accordingly.) A possible connection combination pattern will be described.

以後の説明にあたって、図中の表記を図3のように簡略化する。
すなわち、マスターレグをMで表す。
自立レグをSで表す。
指定電力送受電レグをDで表す。
ACスルーレグをACで表す。
また、必要に応じてレグの肩に「#1」のように番号を付してレグを区別することがある。
また、図3以降では、図面ごとに系統立てた符号を付すが、必ずしも図面を跨がって同じ要素に同じ符号を付しているわけではない。
例えば、図3の符号200と図4Aの符号200とが全く同じものを指しているわけではない。
In the following description, the notation in the figure is simplified as shown in FIG.
That is, the master leg is represented by M.
The self-supporting leg is represented by S.
The designated power transmission / reception leg is represented by D.
AC through leg is represented by AC.
Further, the legs may be distinguished by attaching a number such as “# 1” to the shoulders of the legs as necessary.
Further, in FIG. 3 and subsequent figures, systematic symbols are assigned for each drawing, but the same symbols are not necessarily assigned to the same elements across the drawings.
For example, the reference numeral 200 in FIG. 3 and the reference numeral 200 in FIG. 4A do not indicate exactly the same thing.

図3に示した接続組み合わせはいずれも可能な接続である。第1レグ210がマスターレグとして基幹系統11に接続されている。これは既に説明した通りである。第2レグ220が自立レグとして負荷30に接続されている。これも既に説明した通りである。第3レグ230および第4レグ240が指定電力送受電レグとして蓄電池35に接続されている。これも既に説明した通りである。   The connection combinations shown in FIG. 3 are all possible connections. The first leg 210 is connected to the backbone system 11 as a master leg. This is as already explained. The second leg 220 is connected to the load 30 as a self-supporting leg. This is also as already explained. The third leg 230 and the fourth leg 240 are connected to the storage battery 35 as designated power transmission / reception legs. This is also as already explained.

第5レグ250はACスルーレグである。
ACスルーレグ250が他の電力ルータ300の指定電力送受電レグと繋がり、ACスルーレグ250は第4レグ240の接続端子245を介して蓄電池35に繋がっている。ACスルーレグ250は電力変換部を持たないのであるから、この接続関係は、他の電力ルータ300の指定電力送受電レグが蓄電池35に直接に繋がっていることと等価になる。このような接続が許されることは理解されるであろう。
The fifth leg 250 is an AC through leg.
The AC through leg 250 is connected to the designated power transmission / reception leg of the other power router 300, and the AC through leg 250 is connected to the storage battery 35 via the connection terminal 245 of the fourth leg 240. Since the AC through leg 250 does not have a power conversion unit, this connection relationship is equivalent to that the designated power transmission / reception leg of the other power router 300 is directly connected to the storage battery 35. It will be appreciated that such a connection is allowed.

第6レグ260は、指定電力送受電レグとして基幹系統11に繋がっている。
第6レグ260を介して基幹系統11から決まった電力を受電するとすれば、このような接続が許容されるのは理解されるであろう。
なお、第1レグ210がマスターレグとなっていることの関係でいうと、第6レグ260による受電電力が直流母線201の定格維持に足りなければ、マスターレグ210は、基幹系統11から必要な電力を受電することになる。逆に、第6レグ260による受電電力が直流母線201の定格維持に必要な量を超過してしまった場合、マスターレグ210は、過剰な電力を基幹系統11に逃がすことになる。
The sixth leg 260 is connected to the backbone system 11 as a designated power transmission / reception leg.
It will be understood that such a connection is allowed if the predetermined power is received from the backbone system 11 via the sixth leg 260.
In addition, in relation to the fact that the first leg 210 is a master leg, the master leg 210 is necessary from the backbone system 11 if the power received by the sixth leg 260 is not sufficient to maintain the rating of the DC bus 201. Power will be received. On the contrary, when the power received by the sixth leg 260 exceeds the amount necessary for maintaining the rating of the DC bus 201, the master leg 210 releases excess power to the backbone system 11.

次に、電力ルータ同士を接続する場合を説明する。
電力ルータ同士を接続するということは、一の電力ルータのレグと他の電力ルータのレグとを接続するということである。レグ同士を接続する場合、組み合わせられる運転モードには制約がある。
Next, a case where power routers are connected will be described.
Connecting power routers means connecting a leg of one power router and a leg of another power router. When the legs are connected, there are restrictions on the operation modes that can be combined.

図4Aおよび図4Bに示す接続の組み合わせはいずれも可能な組み合わせの例である。
図4Aにおいては、第1電力ルータ100のマスターレグ110と第2電力ルータ200の自立レグ210とが接続されている。詳しく説明しないが、第2電力ルータ200のマスターレグ220は、基幹系統11に繋がり、これにより第2電力ルータ200の直流母線201の電圧が定格に維持されるものとする。
The connection combinations shown in FIGS. 4A and 4B are all examples of possible combinations.
In FIG. 4A, the master leg 110 of the first power router 100 and the self-supporting leg 210 of the second power router 200 are connected. Although not described in detail, it is assumed that the master leg 220 of the second power router 200 is connected to the backbone system 11 and thereby the voltage of the DC bus 201 of the second power router 200 is maintained at a rating.

図4Aにおいて、第1電力ルータ100から負荷30に対して電力供給を行うと、直流母線101の電圧が下がることになる。
マスターレグ110は、直流母線101の電圧を維持するように接続相手から電力を調達する。すなわち、マスターレグ110は、足りない分の電力を第2電力ルータ200の自立レグ210から引き込むことになる。
第2電力ルータ200の自立レグ210は、接続相手(ここではマスターレグ110)から要求される分の電力を送出する。
第2電力ルータ200の直流母線201では、自立レグ210から電力を送出した分だけ電圧が下がることになるが、これはマスターレグ220によって基幹系統11から補てんされる。このようにして、第1電力ルータ100は、必要な分を電力を第2電力ルータ200から融通してもらえる。
In FIG. 4A, when power is supplied from the first power router 100 to the load 30, the voltage of the DC bus 101 decreases.
The master leg 110 procures power from the connection partner so as to maintain the voltage of the DC bus 101. That is, the master leg 110 draws the insufficient power from the independent leg 210 of the second power router 200.
The independent leg 210 of the second power router 200 sends out the power required by the connection partner (here, the master leg 110).
In the DC bus 201 of the second power router 200, the voltage is reduced by the amount of power sent from the self-supporting leg 210, but this is compensated from the backbone system 11 by the master leg 220. In this manner, the first power router 100 allows the necessary power to be accommodated from the second power router 200.

このように、第1電力ルータ100のマスターレグ110と第2電力ルータ200の自立レグ210とを接続したとしても、マスターレグ110と自立レグ210とで役割が整合しているので、どちらの動作にも不都合は生じない。したがって、図4Aのようにマスターレグと自立レグとを接続してもよいことがわかる。   As described above, even if the master leg 110 of the first power router 100 and the self-supporting leg 210 of the second power router 200 are connected, the roles of the master leg 110 and the self-supporting leg 210 are matched. There is no inconvenience. Therefore, it can be seen that the master leg and the independent leg may be connected as shown in FIG. 4A.

図4Bにおいては、第3電力ルータ300の指定電力送受電レグ310と第4電力ルータ400の自立レグ410とが接続されている。詳しく説明しないが、第3電力ルータ300のマスターレグ320と第4電力ルータ400のマスターレグ420とはそれぞれ基幹系統11に繋がっており、これにより、第3電力ルータ300および第4電力ルータ400のそれぞれの直流母線301、401は定格の電圧を維持するものとする。   In FIG. 4B, the designated power transmission / reception leg 310 of the third power router 300 and the self-supporting leg 410 of the fourth power router 400 are connected. Although not described in detail, the master leg 320 of the third power router 300 and the master leg 420 of the fourth power router 400 are each connected to the backbone system 11, and thus the third power router 300 and the fourth power router 400 are connected to each other. Each DC bus 301, 401 is assumed to maintain a rated voltage.

ここで、管理サーバ50からの指示によって第3電力ルータ300の指定電力送受電レグ310は指定の電力を受電するように指示されているものとする。指定電力送受電レグ310が第4電力ルータ400の自立レグ410から指定の電力を引き込むようにする。
第4電力ルータ400の自立レグ410は、接続相手(ここでは指定電力送受電レグ310)から要求される分の電力を送出する。第4電力ルータ400の直流母線401では、自立レグ410から送出した電力分だけ電圧が下がることになるが、これはマスターレグ420によって基幹系統11から補てんされる。
Here, it is assumed that the designated power transmission / reception leg 310 of the third power router 300 is instructed to receive the designated power by an instruction from the management server 50. The designated power transmission / reception leg 310 draws the designated power from the self-supporting leg 410 of the fourth power router 400.
The self-supporting leg 410 of the fourth power router 400 transmits the power required by the connection partner (here, the designated power transmission / reception leg 310). On the DC bus 401 of the fourth power router 400, the voltage drops by the amount of power sent from the self-supporting leg 410, but this is compensated from the backbone system 11 by the master leg 420.

このように、第3電力ルータ300の指定電力送受電レグ310と第4電力ルータ400の自立レグ410とを接続したとしても、指定電力送受電レグ310と自立レグ410とで役割が整合するので、どちらの動作にも不都合は生じない。したがって、図4Bのように指定電力送受電レグと自立レグとを接続してもよいことがわかる。   As described above, even if the designated power transmission / reception leg 310 of the third power router 300 and the independent leg 410 of the fourth power router 400 are connected, the roles of the designated power transmission / reception leg 310 and the independent leg 410 are matched. There is no inconvenience in either operation. Therefore, it is understood that the designated power transmission / reception leg and the independent leg may be connected as shown in FIG. 4B.

なお、第3電力ルータ300が第4電力ルータ400から電力を融通してもらう場合を例に説明したが、逆に、第3電力ルータ300から第4電力ルータ400に向けて電力を融通する場合でも同じように不都合が無いことは理解されるであろう。   The case where the third power router 300 has the power exchanged from the fourth power router 400 has been described as an example, but conversely, the case where the power is exchanged from the third power router 300 toward the fourth power router 400. But it will be understood that there are no inconveniences as well.

このようにして、第3電力ルータ300と第4電力ルータ400との間で指定電力を融通し合うことができるわけである。   In this way, the designated power can be interchanged between the third power router 300 and the fourth power router 400.

電力変換部を有するレグ同士を直接に接続する場合には、図4Aと図4Bとに挙げた2パターンだけが許される。すなわち、マスターレグと自立レグとを接続する場合と、指定電力送受電レグと自立レグとを接続する場合と、だけが許される。   When the legs having the power conversion unit are directly connected, only the two patterns shown in FIGS. 4A and 4B are allowed. That is, only the case where the master leg and the independent leg are connected and the case where the designated power transmission / reception leg and the independent leg are connected are allowed.

次に、互いに接続できない組み合わせを挙げる。
図5Aから図5Dは、互いに接続してはいけないパターンである。
図5A、図5B、図5Cを見てわかるように、同じ運転モードのレグ同士を接続してはいけない。例えば、図5Aの場合、マスターレグ同士を接続している。マスターレグは、運転動作の説明で前述したように、接続相手の電圧、周波数および位相に同期した電力を作り出す処理をはじめに行う。
ここで、接続相手もマスターレグである場合、お互いに相手の電圧および周波数に同期しようとするが、マスターレグは電圧および周波数を自立的に確立しないため、このような同期処理は成功し得ない。従って、マスターレグ同士を接続できないのである。
またさらに、次のような理由もある。マスターレグは、直流母線の電圧を維持するために接続相手から電力を引き込まなければならない。
(あるいは、直流母線の電圧を維持するために、過剰な電力は接続相手に逃がさなければならない。)
マスターレグ同士が接続されてしまっては、互いに接続相手の要求を満たすことはできない。
(仮にマスターレグ同士を接続してしまうと、両方の電力ルータで直流母線の電圧を維持できなくなる。すると、それぞれの電力セル内で停電などの不具合が発生するかもしれない。)
このように、マスターレグ同士では互いの役割が衝突してしまうので(整合しないので)、マスターレグ同士を接続してはいけない。
Next, combinations that cannot be connected to each other are listed.
5A to 5D are patterns that should not be connected to each other.
As can be seen from FIGS. 5A, 5B, and 5C, legs in the same operation mode must not be connected to each other. For example, in the case of FIG. 5A, the master legs are connected to each other. As described above in the description of the driving operation, the master leg first performs a process of generating power synchronized with the voltage, frequency, and phase of the connection partner.
Here, if the connection partner is also a master leg, they try to synchronize with each other's voltage and frequency, but since the master leg does not establish voltage and frequency autonomously, such synchronization processing cannot succeed. . Therefore, the master legs cannot be connected to each other.
There are also the following reasons. The master leg must draw power from the connection partner to maintain the voltage on the DC bus.
(Alternatively, in order to maintain the voltage of the DC bus, excess power must be released to the connection partner.)
If the master legs are connected to each other, they cannot satisfy each other's request.
(If the master legs are connected to each other, the voltage of the DC bus cannot be maintained by both power routers. Then, a malfunction such as a power failure may occur in each power cell.)
Thus, since the roles of the master legs collide with each other (because they do not match), the master legs should not be connected to each other.

図5Bでは、指定電力送受電レグ同士を接続しているが、これも成り立たないことは理解できるであろう。
前記マスターレグと同じことであるが、運転動作の説明で前述したように、指定電力送受電レグも接続相手の電圧、周波数および位相に同期した電力を作り出す処理をはじめに行う。
ここで、接続相手も指定電力送受電レグである場合、お互いに相手の電圧および周波数に同期しようとするが、指定電力送受電レグは電圧および周波数を自立的に確立しないため、このような同期処理は成功し得ない。従って、指定電力送受電レグ同士を接続できないのである。
またさらに、次のような理由もある。仮に、一方の指定電力送受電レグ510が送電すべき指定送電電力と、他方の指定電力送受電レグ610が受電すべき指定受電電力と、を一致させたとしても、このような指定電力送受電レグ同士を接続してはいけない。
例えば、一方の指定電力送受電レグ510が指定送電電力を送電しようとして電力変換部を調整するとする。
(例えば、接続相手よりも所定値だけ出力電圧を高くする。)その一方、他方の指定電力送受電レグ610が指定受電電力を受電しようと電力変換部を調整する。(例えば、接続相手よりも所定値だけ出力電圧が低くなるようにする。)同時にこのような調整動作が両方の指定電力送受電レグ510、610で行われてしまっては、互いに制御不能に陥ってしまうことは理解されるであろう。
In FIG. 5B, the designated power transmission / reception legs are connected to each other, but it will be understood that this also does not hold.
Although it is the same as the master leg, as described above in the description of the driving operation, the designated power transmission / reception leg also first performs processing for generating power synchronized with the voltage, frequency, and phase of the connection partner.
Here, if the connection partner is also the designated power transmission / reception leg, they will try to synchronize with each other's voltage and frequency, but the specified power transmission / reception leg does not establish voltage and frequency autonomously. Processing cannot be successful. Therefore, the designated power transmission / reception legs cannot be connected to each other.
There are also the following reasons. Even if the designated transmission power to be transmitted by one designated power transmission / reception leg 510 and the designated reception power to be received by the other designated power transmission / reception leg 610 are matched, such designated power transmission / reception is performed. Do not connect the legs together.
For example, it is assumed that one designated power transmission / reception leg 510 adjusts the power conversion unit so as to transmit the designated transmission power.
(For example, the output voltage is set higher than the connection partner by a predetermined value.) On the other hand, the other designated power transmission / reception leg 610 adjusts the power conversion unit so as to receive the designated received power. (For example, the output voltage is set to be lower than the connection partner by a predetermined value.) At the same time, if such an adjustment operation is performed in both of the designated power transmission / reception legs 510 and 610, they will be out of control. It will be understood that

図5Cでは、自立レグ同士を接続しているが、このような接続はしてはいけない。
自立レグは自ら電圧・周波数を作り出すものである。
仮に自立レグ同士を繋いだ状態で2つの自立レグが作り出す電圧、周波数および位相のいずれかが少しでも乖離すると、2つの自立レグの間に意図しない電力が流れてしまうことになる。
2つの自立レグが作り出す電圧、周波数および位相を完全に一致させ続けるというのは無理なのであり、したがって、自立レグ同士を接続していけない。
In FIG. 5C, the independent legs are connected to each other, but such a connection should not be made.
A self-supporting leg creates its own voltage and frequency.
If any of the voltage, frequency, and phase generated by the two independent legs are slightly separated while the independent legs are connected to each other, unintended power flows between the two independent legs.
It is impossible to keep the voltage, frequency, and phase produced by the two free standing legs perfectly matched, so the free standing legs cannot be connected together.

図5Dにおいては、マスターレグと指定電力送受電レグとを接続している。
これまでの説明から、これも成り立たないことは理解できるであろう。
マスターレグ510が直流母線501の電圧を維持するように接続相手に対して電力を送受電しようとしても、指定電力送受電レグ610はマスターレグ510の要求に応じて送受電しない。したがって、マスターレグ510は直流母線501の電圧を維持できない。
また、指定電力送受電レグ610が接続相手(510)に指定電力を送受電しようとしても、マスターレグ510は指定電力送受電レグ610の要求に応じて送受電しない。したがって、指定電力送受電レグ610は接続相手(ここではマスターレグ510)に指定電力を送受電することはできない。
In FIG. 5D, the master leg and the designated power transmission / reception leg are connected.
It will be understood from the above explanation that this also does not hold.
Even if the master leg 510 attempts to transmit / receive power to the connection partner so as to maintain the voltage of the DC bus 501, the designated power transmission / reception leg 610 does not transmit / receive power according to the request of the master leg 510. Therefore, the master leg 510 cannot maintain the voltage of the DC bus 501.
Further, even if the designated power transmission / reception leg 610 attempts to send / receive the designated power to / from the connection partner (510), the master leg 510 does not transmit / receive power in response to a request from the designated power transmission / reception leg 610. Therefore, the designated power transmission / reception leg 610 cannot transmit / receive the designated power to / from the connection partner (here, the master leg 510).

ここまでは、電力変換部を有するレグ同士を接続する場合を考えたが、ACスルーレグを考慮にいれると、図6Aから図6Dのパターンも可能である。
ACスルーレグとは、電力変換部を有していないことから、単なるバイパスである。したがって、図6Aや図6Bのように、第1電力ルータ100のマスターレグ110が第2電力ルータ200のACスルーレグ250を介して基幹系統11に繋がるというのは、マスターレグ110が基幹系統11に直結していることと本質的に変わりがない。
同じように、図6Cや図6Dのように、第1電力ルータ100の指定電力送受電レグ110が第2電力ルータ200のACスルーレグ250を介して基幹系統11に繋がるというのは、指定電力送受電レグ110が基幹系統11に直結していることと本質的に変わりがない。
Up to this point, the case where the legs having the power conversion units are connected to each other has been considered. However, when the AC through leg is taken into consideration, the patterns of FIGS. 6A to 6D are also possible.
The AC through leg is simply a bypass because it does not have a power converter. Therefore, as shown in FIG. 6A and FIG. 6B, the master leg 110 of the first power router 100 is connected to the backbone system 11 via the AC through leg 250 of the second power router 200. It is essentially the same as being directly connected.
Similarly, as shown in FIGS. 6C and 6D, the designated power transmission / reception leg 110 of the first power router 100 is connected to the backbone system 11 via the AC through leg 250 of the second power router 200. This is essentially the same as that the power receiving leg 110 is directly connected to the backbone system 11.

それでも、ACスルーというのは設けておくと便利である。
例えば、図7のように、第1電力ルータ100から基幹系統11までの距離が非常に長く、第1電力ルータ100を基幹系統11に接続するためにはいくつかの電力ルータ200、300を経由しなければならないという場合が考えられる。
仮にACスルーレグが無いとすると、図4Aで示したように、一または複数の自立レグを経由しなければならなくなる。
電力変換部をもつレグを経由すると、交流電力から直流電力への変換および直流電力から交流電力への変換を経由することになる。
電力変換にはやはり数%とはいえどもエネルギーロスが発生するので、単に基幹系統に接続するためだけに複数回の電力変換を必要とするのは効率が悪い。したがって、電力ルータに電力変換部を有さないACスルーレグを設けておくことには意味があるのである。
Nevertheless, it is convenient to have AC through.
For example, as shown in FIG. 7, the distance from the first power router 100 to the main system 11 is very long, and in order to connect the first power router 100 to the main system 11, it passes through several power routers 200 and 300. There are cases where it is necessary to do this.
If there is no AC through leg, as shown in FIG. 4A, it is necessary to go through one or more independent legs.
When going through a leg having a power conversion unit, it goes through conversion from AC power to DC power and from DC power to AC power.
Although power loss still occurs in power conversion even if it is only a few percent, it is inefficient to require multiple times of power conversion just to connect to the backbone system. Therefore, it is meaningful to provide an AC through leg without a power conversion unit in the power router.

ここまでに説明したことを図8にまとめた。
また、図9に、4つの電力ルータ100−400を相互に接続した場合の一例を挙げる。いずれの接続関係もこれまでの説明中に登場したので、一つ一つの接続先を細かく説明することはしないが、いずれも許容される接続関係であることは理解されるであろう。
What has been described so far is summarized in FIG.
FIG. 9 shows an example in which four power routers 100-400 are connected to each other. Since any connection relation has appeared in the above description, each connection destination will not be described in detail, but it will be understood that both are permissible connection relations.

ここで、電力ルータと接続相手とを繋ぐ接続線について補足しておく。
電力ルータ同士を繋ぐ接続線を送電線と称するとすると、送電線は基幹系統の一部となっていてもよいし、基幹系統から切り離されていてもよい。
(図9においては、基幹系統の一部となっている送電線に71Aの符号を付し、基幹系統から切り離された送電線に71Bの符号を付した。)すなわち、基幹系統に対して複数の電力ルータが接続されていてもよい。このように基幹系統を介して二以上の電力ルータを接続することにより、複数の電力ルータ間で基幹系統を介した電力融通が可能となり、融通される電力の過不足を基幹系統で補填するようにもできる。その一方、基幹系統を介さないで二以上の電力ルータ同士を接続してもよい。
また、電力ルータと負荷(または分散型電源)とを繋ぐ接続線を配電線72と称するとすると、配電線72は基幹系統11から切り離されたものである。すなわち、電力ルータと負荷(または分散型電源)とを繋ぐ配電線72は基幹系統11に繋がらない。
Here, it supplements about the connection line which connects an electric power router and a connection other party.
If a connection line connecting the power routers is referred to as a power transmission line, the power transmission line may be a part of the backbone system or may be disconnected from the backbone system.
(In FIG. 9, a transmission line 71A is attached to a transmission line that is a part of the backbone system, and a transmission line 71B is attached to a transmission line cut off from the backbone system.) Power routers may be connected. By connecting two or more power routers via the backbone system in this way, it becomes possible to accommodate power between the plurality of power routers via the backbone system, and to compensate for excess or deficiency of the interchanged power in the backbone system. You can also. On the other hand, two or more power routers may be connected without going through the backbone system.
Further, if the connection line connecting the power router and the load (or distributed power source) is referred to as a distribution line 72, the distribution line 72 is disconnected from the backbone system 11. That is, the distribution line 72 that connects the power router and the load (or distributed power source) is not connected to the backbone system 11.

また、図10に図示するように、電力ルータ100−400をバス接続のようにして接続するようにしてもよい。
各レグの運転モードについては説明を省略するが、電力融通の方向とこれまでに説明した接続制約とを考慮して適切に各レグの運転モードを選択しなければならないことはもちろんである。
なお、図10において、基幹系統11を、蓄電池や発電設備などの分散型電源に代えてもよいことはもちろんである。すなわち、複数の電力ルータを分散型電源にバス接続してもよい。
Further, as illustrated in FIG. 10, the power routers 100 to 400 may be connected in a bus connection.
The description of the operation mode of each leg is omitted, but it is a matter of course that the operation mode of each leg must be appropriately selected in consideration of the direction of power interchange and the connection constraints described so far.
In FIG. 10, it goes without saying that the backbone system 11 may be replaced with a distributed power source such as a storage battery or a power generation facility. That is, a plurality of power routers may be bus-connected to the distributed power source.

また、図11に示す例は、二つの電力ルータ100、200を基幹系統11に接続した接続形態の一例である。
図11において、基幹系統11を分散型電源に代えてもよい。
The example shown in FIG. 11 is an example of a connection form in which two power routers 100 and 200 are connected to the backbone system 11.
In FIG. 11, the backbone system 11 may be replaced with a distributed power source.

これまで説明したように、電力ルータの接続相手としては、基幹系統、蓄電池や発電設備を含む分散型電源、および、他の電力ルータが挙げられるところ、本明細書および特許請求の範囲においてこれらを電力系統と称する。   As described so far, the power router connection partner includes a main system, a distributed power source including a storage battery and a power generation facility, and other power routers. It is called a power system.

電力ルータにより、電力セル同士を非同期に相互接続した電力ネットワークシステムを構築することができる。そして、本実施形態に説明した接続制約に従うことによって、互いの役割が矛盾しないようにレグ同士を接続していくことができる。これにより、電力ネットワークシステムを拡張し、また、全体を安定的に運用することができるようになる。   With the power router, a power network system in which power cells are asynchronously interconnected can be constructed. Then, by following the connection restrictions described in this embodiment, the legs can be connected so that their roles do not contradict each other. Thereby, the power network system can be expanded and the whole can be stably operated.

(本発明の課題)
本発明によって解決したい課題は次のようなことである。
停電で基幹系統がダウンした場合であっても、余剰電力を電力セル間で融通し合うことにより大規模な停電に陥ることを回避したい。単純には、基幹系統が停電した場合に電力ネットワーク内にある電力を融通し合えば良いのであるが、しかし、例えば、少数の電力セルが周囲の電力セルから電力を過剰にかき集めてしまった結果、他の多くの電力セルが停電に陥ってしまうという事態は避けなければならない。つまり、第1の要請として、電力ネットワーク内の電力を最適に分配して、救済できる電力セルの数を極力増やしたい、ということである。
また、遠くの電力セルで電力が余っているからといって無駄に長い距離を送電するという事態は避けたい。停電時には電力ロスを極力少なくするべきなのに、無駄に長距離送電を行っていては電力融通したが故に無駄な送電ロスが発生していることになる。
このことは、停電時に救済できる電力セルの数が同じであれば、全体としての送電量は極力少なくすべきである、と言い換えることもできる。これが第2の要請である。
上記第1、第2の要請を満たすような緊急電力融通の運用計画を立てることが必要である。
(Problem of the present invention)
Problems to be solved by the present invention are as follows.
Even if the main system goes down due to a power failure, we want to avoid falling into a large-scale power failure by sharing surplus power between power cells. Simply, if the main power system fails, it is sufficient to combine the power in the power network, but for example, a result of a small number of power cells collecting excessive power from surrounding power cells. , The situation where many other power cells fall into a power outage must be avoided. In other words, the first requirement is to optimally distribute the power in the power network and increase the number of power cells that can be relieved as much as possible.
In addition, we want to avoid the situation where power is transmitted unnecessarily for a long distance just because there is surplus power in a distant power cell. Although power loss should be reduced as much as possible at the time of a power outage, if long-distance transmission is performed unnecessarily, power transmission is lost due to power interchange.
In other words, if the number of power cells that can be relieved in the event of a power failure is the same, the overall amount of power transmission should be as small as possible. This is the second request.
It is necessary to make an emergency power interchange operation plan that satisfies the first and second requirements.

(第1実施形態)
本発明の第1実施形態を説明する。図12は、本実施形態の全体処理手順を示すフローチャートである。各工程を順に説明する。
(First embodiment)
A first embodiment of the present invention will be described. FIG. 12 is a flowchart showing the overall processing procedure of this embodiment. Each process is demonstrated in order.

まず、準備工程ST100として、電力ネットワークシステムの情報テーブルを更新する。
電力ネットワークの情報テーブルの例を図13に示す。電力ネットワークの情報テーブルは、すでに設置されている電力セルおよび送電線の情報をまとめたものである。
電力セルに関しては、電力セルごとにID番号が付され、電力セルごとに、需要電力、供給電力、余剰電力、および、場所などの情報がまとめられている。また送電線に関しては、送受電端、送電容量、および、送電効率などの情報がまとめられている。
First, as the preparation process ST100, the information table of the power network system is updated.
An example of the information table of the power network is shown in FIG. The information table of the power network is a summary of information on the power cells and transmission lines already installed.
Regarding the power cell, an ID number is assigned to each power cell, and information such as demand power, supply power, surplus power, and location is collected for each power cell. Regarding the power transmission line, information such as a power transmission / reception end, a power transmission capacity, and a power transmission efficiency is collected.

需要電力とは、その電力セル内の負荷が消費する電力で、単位ワット[W]で表される。例えば、電力セルに存在する世帯や工場、商業ビルごとに契約ワット数が定められているところ、それらの総計を需要電力としてもよい。あるいは、停電時(基幹系統のダウン時)であっても最低限必要とされる電力としてもよい。例えば、病院が絶対に必要とする電力や、ライフラインを維持するために必要な電力などを見積もって総計し、これを需要電力としてもよい。   The demand power is power consumed by a load in the power cell, and is expressed in unit watts [W]. For example, when the contracted wattage is determined for each household, factory, or commercial building existing in the power cell, the total of these may be used as demand power. Or it is good also as electric power required at the minimum even at the time of a power failure (at the time of a main system down). For example, power that is absolutely required by a hospital, power that is necessary to maintain a lifeline, and the like are estimated and totaled, and this may be used as demand power.

供給電力とは、その電力セル内の分散型電源が出力できる電力で、単位ワット[W]で表される。例えば、電力セル内には、発電設備や蓄電設備が設けられているところ、それらの最大出力の総計を供給電力としてもよい。要は、停電時(基幹系統のダウン時)であってもその電力セルの分散型電源が供給できる電力である。自然エネルギーを利用するような発電設備の場合、例えば、設計上の最大出力を用いてもよいし、過去の実績から発電可能電力を見積もってもよいであろう。   The supplied power is power that can be output from the distributed power source in the power cell, and is expressed in unit watts [W]. For example, a power generation facility and a power storage facility are provided in the power cell, and the total of their maximum outputs may be used as the supply power. In short, it is power that can be supplied by the distributed power source of the power cell even during a power failure (when the main system is down). In the case of a power generation facility that uses natural energy, for example, the maximum design output may be used, or the power that can be generated may be estimated from past performance.

余剰電力とは、停電時(基幹系統のダウン時)にその電力セルで余剰となる電力である。典型的には、供給電力から需要電力を引いた値を用いればよい。余剰電力が正の値となる場合、停電時(基幹系統のダウン時)でもその電力セルは電力が余っていることを意味する。
一方、余剰電力が負の値となる場合には、停電時(基幹系統のダウン時)、その電力セルは電力が足りないことを意味する。
Surplus power is power that becomes surplus in the power cell at the time of a power failure (when the main system is down). Typically, a value obtained by subtracting demand power from supply power may be used. When the surplus power is a positive value, it means that the power cell has surplus power even during a power failure (when the main system is down).
On the other hand, when the surplus power is a negative value, it means that the power cell has insufficient power during a power failure (when the main system is down).

送電線の情報としての送受電端とは、送電線によって互いに接続されたセルの情報であり、例えば、送電線1はセル1とセル2とを接続している、送電線2はセルKとセルNとを接続しているといった送電線の両端のセルを記録している。送電容量は、その送電線の送電容量のことである。送電効率は、その送電線による送電によって失われる電力の比率を表す。例えば、送電によって5%の電力が失われる場合、送電効率は0.95である。送電距離が長くなれば送電効率は低下する。(また、送電電圧によっても送電効率が変化することがある。)   The power transmission / reception end as the information of the power transmission line is information of the cells connected to each other by the power transmission line. For example, the power transmission line 1 connects the cell 1 and the cell 2, and the power transmission line 2 is the cell K. The cells at both ends of the transmission line such as being connected to the cell N are recorded. The transmission capacity is the transmission capacity of the transmission line. The power transmission efficiency represents a ratio of power lost by power transmission through the transmission line. For example, when 5% of power is lost due to power transmission, the power transmission efficiency is 0.95. As the transmission distance increases, the transmission efficiency decreases. (In addition, transmission efficiency may change depending on the transmission voltage.)

このように情報テーブルを作成できたところで準備工程ST100は終了となり、次に演算工程ST200を実行する。演算工程ST200は、要は、次のような線形計画問題を解くということである。   When the information table can be created in this way, the preparation process ST100 ends, and the calculation process ST200 is then executed. The main point of the calculation step ST200 is to solve the following linear programming problem.

まず、目的関数として次の二つがある。
(第1の目的関数)
電力融通前に余剰電力がマイナスである電力セルの集合をGSで表したとき、GSに含まれる電力セルの余剰電力の総和が電力融通後に最大化する(0に近づく)ようにする。
First, there are the following two objective functions.
(First objective function)
When a set of power cells whose surplus power is negative before power accommodation is represented by GS, the sum of the surplus power of the power cells included in the GS is maximized (approached to 0) after power accommodation.

(第2の目的関数)
電力融通時に送電される電力を最小化する。
(Second objective function)
Minimize the power transmitted during power interchange.

第1、第2の目的関数のうち、第1の目的関数の方を高優先とする。   Of the first and second objective functions, the first objective function is given higher priority.

次に、制約条件としては、次の5つがある。
(第1の制約条件)
ある電力セルに流入する電力と、この電力セルから流出する電力と、がバランスしている。
Next, there are the following five constraints.
(First constraint)
The power flowing into a certain power cell and the power flowing out from this power cell are balanced.

(第2の制約条件)
電力融通前に余剰電力が0以上であった電力セルについて、電力融通後の余剰電力が0未満にならない。
これは、他の電力セルを救済する代りに自分の電力セルが停電してしまわないようにする、ということである。
(Second constraint)
For power cells whose surplus power is 0 or more before power accommodation, the surplus power after power accommodation does not become less than 0.
This means that instead of relieving other power cells, their power cells will not fail.

(第3の制約条件)
電力融通前に余剰電力がマイナスであった電力セルについて、電力融通後の余剰電力が悪化しない。
例えば、電力融通前の余剰電力がマイナス100(kW)であった電力セルについて、電力融通後の余剰電力がマイナス150kWになるような事態は避ける、ということである。
(Third constraint)
For the power cell in which the surplus power is negative before the power interchange, the surplus power after the power interchange does not deteriorate.
For example, for a power cell in which the surplus power before power interchange is minus 100 (kW), a situation where the surplus power after power interchange becomes minus 150 kW is avoided.

(第4の制約条件)
電力融通前に余剰電力がマイナスであった電力セルについて、電力融通後の余剰電力がプラスにならない。
これは、必要以上の電力融通を受ける電力セルが無いようにする、ということである。
(Fourth constraint)
For power cells in which the surplus power is negative before power accommodation, the surplus power after power accommodation does not become positive.
This means that no power cells receive more power than necessary.

(第5の制約条件)
電力融通時に各送電線を流れる電力がそれぞれの送電線の送電容量以下である。
(Fifth constraint condition)
The power flowing through each transmission line during power interchange is less than or equal to the transmission capacity of each transmission line.

以上の第1、第2の目的関数と、第1から第5の制約条件と、をそれぞれ次のように立式する。まず、次のように定数と変数とを設定することとする。定数には大文字を使用し、変数には小文字を使用することにする。   The above first and second objective functions and the first to fifth constraint conditions are respectively formulated as follows. First, assume that constants and variables are set as follows. We will use uppercase for constants and lowercase for variables.

(定数)
G:全てのセルの集合
GE:電力融通前の余剰電力が0以上のセルの集合。
GS:電力融通前の余剰電力が0未満のセルの集合。
PO(i):電力融通前の電力セルiの余剰電力。
C(i、j):電力セルiから電力セルjに向かう送電線の送電容量。
L(i、j):電力セルiから電力セルjに向かう送電線の送電ロス。(例えば、送電によって5%のロスが生じるとき、L=0.95となる。)
(constant)
G: Set of all cells GE: Set of cells whose surplus power before power interchange is 0 or more.
GS: A set of cells whose surplus power before power interchange is less than zero.
PO (i): surplus power of power cell i before power interchange.
C (i, j): Transmission capacity of the transmission line from the power cell i to the power cell j.
L (i, j): Transmission loss of the transmission line from the power cell i to the power cell j. (For example, when a loss of 5% occurs due to power transmission, L = 0.95.)

(変数)
p(i):電力融通後の電力セルiの余剰電力。
e(i,j):電力セルiが電力セルjに向けて送電する電力。(電力セルiが送電する電力であって、電力セルjが受電する電力でない。送電ロスがあるため両者は異なることに留意して頂きたい。)
(variable)
p (i): surplus power of power cell i after power accommodation.
e (i, j): Electric power transmitted from the power cell i toward the power cell j. (It is the power transmitted by the power cell i and not the power received by the power cell j. Note that there is a transmission loss and the two are different.)

すると、第1、第2の目的関数と、第1から第5の制約条件と、はそれぞれ次のようになる。   Then, the first and second objective functions and the first to fifth constraint conditions are as follows.

(第1の目的関数)

Figure 2014187780
(First objective function)
Figure 2014187780

(第2の目的関数)

Figure 2014187780
(Second objective function)
Figure 2014187780

(第1の制約条件)

Figure 2014187780
(First constraint)
Figure 2014187780

(第2の制約条件)

Figure 2014187780
(Second constraint)
Figure 2014187780

(第3および第4の制約条件)

Figure 2014187780
(Third and fourth constraints)
Figure 2014187780

(第5の制約条件)

Figure 2014187780
(Fifth constraint condition)
Figure 2014187780

ここで、線形計画問題を解けるように、第1と第2の目的関数を次のようにまとめる。
(目的関数)

Figure 2014187780
Here, the first and second objective functions are summarized as follows so that the linear programming problem can be solved.
(Objective function)
Figure 2014187780

ここで、αは次の式を満たす任意の値である。

Figure 2014187780
Here, α is an arbitrary value satisfying the following expression.
Figure 2014187780

ここで、C(i、j)が、電力セルiから電力セルjに向かう送電線の最大送電容量であるので、このように定義されるαが第1の目的関数に掛かることにより、第1の目的関数の方が高優先になる。   Here, since C (i, j) is the maximum transmission capacity of the transmission line from the power cell i to the power cell j, α defined in this way is applied to the first objective function, so that the first The objective function is given higher priority.

制約条件のもとで目的関数を解くと、e(i,j)が求まる。つまり、基幹系統の停電時の緊急電力融通として、どの電力セルからどの電力セルに向けてどれだけの電力を送電すれば最適であるかが求められたことになる。したがって、e(i,j)に従った送電を行うための運転計画を緊急電力融通時の運転計画として記憶しておく(ST300)。
緊急電力融通計画は、例えば、管理サーバに記憶させておくことが一例として挙げられる。そして、基幹系統が停電した場合には(ST400:YES)、緊急電力融通計画に従って電力セル間で送電を行う(ST500)。
When the objective function is solved under the constraint conditions, e (i, j) is obtained. That is, it is required as to how much power is transmitted from which power cell to which power cell as emergency power interchange at the time of power failure of the main system. Therefore, an operation plan for performing power transmission according to e (i, j) is stored as an operation plan at the time of emergency power accommodation (ST300).
As an example, the emergency power accommodation plan may be stored in a management server, for example. Then, when the main system has a power failure (ST400: YES), power is transmitted between the power cells according to the emergency power interchange plan (ST500).

(変形例)
上記の説明では、e(i,j)に従って、どの電力セルからどの電力セルに向けてどれだけの電力を送電するかを緊急電力融通時の運連計画として記憶し、この計画に従って緊急電力融通を実行する、とした。これは、負荷の値が一定であるという前提のもと、e(i,j)に従った向きと大きさで電力融通を行うということを意味している。
ここで、負荷による消費電力は変動するのであるから、送電する電力の大きさまで固定する必要は無いという考え方もある。この場合、送電の向きだけを運転計画として記憶しておき、緊急電力融通を実行するにあたっては、実際の負荷の大きさに応じて送電電力の大きさを調整してもよい。なお、e(i,j)の符号(プラスかマイナスか0か)を見れば、停電時にどの電力セルからどの電力セルに向けて送電すれば良いかがわかることは言うまでもない。
(Modification)
In the above description, according to e (i, j), how much power is transmitted from which power cell to which power cell is stored as a run plan at the time of emergency power accommodation, and emergency power accommodation is performed according to this plan. Executed. This means that power interchange is performed in the direction and magnitude according to e (i, j) on the assumption that the value of the load is constant.
Here, since the power consumption due to the load fluctuates, there is also an idea that it is not necessary to fix the magnitude of the power to be transmitted. In this case, only the direction of power transmission may be stored as an operation plan, and the magnitude of transmitted power may be adjusted according to the actual load when executing emergency power interchange. Needless to say, from the sign of e (i, j) (plus or minus or 0), it can be understood from which power cell to which power cell power should be transmitted in the event of a power failure.

(計算の実例)
計算の実例を図14−図16を参照して説明する。まず、電力融通前の状態が図14であるとする。図15は、情報テーブルの例である。
電力セルとしては、電力セル1から電力セル4まである。つまり、G={1、2、3、4}である。
電力セル1および電力セル2は余剰電力を持っている。つまり、GE={1、2}である。
一方、電力セル3および電力セル4は余剰電力がマイナスであり、すなわち、基幹系統が停電してしまうと電力が不足する。つまり、GS={3、4}である。
各電力セルの余剰電力の値は図15に示す通りである。
送電線は、電力セル1と電力セル2との間、電力セル2と電力セル3との間、電力セル3と電力セル4との間、および、電力セル1と電力セル4との間に配線されている。それぞれの送電容量は図15に示す通りである。また、これら各送電線の送電効率も図15に示す通りである。
(Example of calculation)
An example of calculation will be described with reference to FIGS. First, it is assumed that the state before power interchange is shown in FIG. FIG. 15 is an example of an information table.
There are power cells 1 to 4 as power cells. That is, G = {1, 2, 3, 4}.
The power cell 1 and the power cell 2 have surplus power. That is, GE = {1, 2}.
On the other hand, the power cell 3 and the power cell 4 have a negative surplus power, that is, the power is insufficient when the main system fails. That is, GS = {3, 4}.
The value of the surplus power of each power cell is as shown in FIG.
The transmission line is between power cell 1 and power cell 2, between power cell 2 and power cell 3, between power cell 3 and power cell 4, and between power cell 1 and power cell 4. Wired. Each transmission capacity is as shown in FIG. Moreover, the power transmission efficiency of each of these power transmission lines is as shown in FIG.

このような設定のもと、制約条件を考慮しつつ目的関数を解くと、次の結果が得られる。   Under these settings, solving the objective function while taking into account the constraint conditions gives the following results.

まず、融通電力の向きと大きさに関し、e(i、j)がそれぞれ次のように求められる。
e(1、2)=14.583333
e(2、1)=0.000000
e(2、3)=61.666667
e(3、2)=0.000000
e(3、4)=0.000000
e(4、3)=5.000000
e(4、1)=0.000000
e(1、4)=50.000000
First, e (i, j) is determined as follows with respect to the direction and magnitude of the interchanged power.
e (1,2) = 14.583333
e (2,1) = 0.0000
e (2,3) = 61.666667
e (3,2) = 0.0000
e (3, 4) = 0.000000
e (4,3) = 5.0000000
e (4,1) = 0.0000
e (1,4) = 50.000000

また、同時に、e(i、j)に従った電力融通を行う結果として、電力融通後の各電力セルの余剰電力p(i)が次のように求まる。
p(1)=25.416667
p(2)=0.000000
p(3)=0.000000
p(4)=0.000000
At the same time, as a result of performing power accommodation according to e (i, j), surplus power p (i) of each power cell after power accommodation is obtained as follows.
p (1) = 25.416667
p (2) = 0.0000
p (3) = 0.0000
p (4) = 0.0000

この結果(図16)を見てわかるように、すべての電力セルが停電から救済されていることがわかる。特に、電力セル3および電力セル4についてみると、電力融通が無ければ停電に陥っていたところ、電力融通によって余剰電力が0になっているので停電にならないことがわかる。   As can be seen from the result (FIG. 16), it can be seen that all the power cells are rescued from the power failure. In particular, regarding the power cell 3 and the power cell 4, it was found that if there was no power interchange, a power outage occurred, but the surplus power was 0 due to the power interchange, so no power outage occurred.

また、最大の余剰電力を持つ電力セル1から最も電力が不足している電力セル3に向けて送電しなければならないが、どのようなルートでどれだけの電力を送電すれば効率が良いかは案外難しい問題である。
例えば、電力セル1と電力セル2とを繋ぐ送電線の送電効率が低いので、電力セル1→2→3と送電するよりは、電力セル1→4→3と送電した方が送電効率は良い。しかし、電力セル1と電力セル2とを繋ぐ送電線の送電容量は50と小さい。この点、上記に説明した目的関数を解くことにより、最適な緊急電力融通の運転計画を立てることができる。
In addition, it is necessary to transmit power from the power cell 1 having the largest surplus power to the power cell 3 having the shortest power, but what kind of power is transmitted by what route is efficient. It is an unexpectedly difficult problem.
For example, since the transmission efficiency of the transmission line connecting the power cell 1 and the power cell 2 is low, the power transmission efficiency is better when the power cell 1 → 4 → 3 is transmitted than when the power cell 1 → 2 → 3 is transmitted. . However, the transmission capacity of the transmission line connecting the power cell 1 and the power cell 2 is as small as 50. In this regard, by solving the objective function described above, an optimal emergency power accommodation operation plan can be established.

(第2実施形態)
上記第1実施形態では、すべての電力セルの地位は等しいとした。
ここで、基幹系統の停電時に優先的に電力を融通し、優先的に停電から救済すべき電力セルがあり得る。
例えば、病院や、停電の影響が甚大な工場などがその例である。また、電力料金の差に応じて高品質な電力提供サービスが受けられる電力セルがあってもよい。そこで、第2実施形態では、基幹系統が停電しているとき、電力が不足している特定の電力セルに優先的に緊急電力融通することで、その電力セルが停電することを回避する場合を考える。
(Second Embodiment)
In the first embodiment, all power cells have the same status.
Here, there may be power cells that should be preferentially interchanged in the event of a power failure in the backbone system and preferentially rescued from the power failure.
For example, hospitals and factories that are greatly affected by power outages. Further, there may be a power cell that can receive a high-quality power providing service according to a difference in power rate. Therefore, in the second embodiment, when the main system has a power failure, emergency power interchange is preferentially performed to a specific power cell for which power is insufficient, thereby avoiding a power failure of the power cell. Think.

まず、図17のように、電力セルの優先度を設定する。優先電力セルは一つでなくてもよく、複数の電力セルを優先電力セルとしてもよい。ただし、電力セルの優先度として優先度順位Rを決めておく。図17において、Rは優先度順位である。つまり、優先度が最も高い電力セルに対しR=1を設定する。以下、同様にして、2番目(R=2)、三番目(R=3)、・・・・を設定する。このように設定された優先度を考慮に入れながら、第1実施形態で説明した線形計画問題を解くことを考える。
この際に考えるべきことは次のことである。
すなわち、余剰電力の合計は有限であるため、全ての優先電力セルを停電から救えるとは限らない。したがって、優先度が高い電力セルから順に救うようにする、ということである。
First, as shown in FIG. 17, the priority of the power cell is set. The number of priority power cells may not be one, and a plurality of power cells may be designated as priority power cells. However, the priority order R is determined as the power cell priority. In FIG. 17, R is a priority order. That is, R = 1 is set for the power cell with the highest priority. Hereinafter, similarly, the second (R = 2), the third (R = 3),... Are set. Considering the linear programming problem described in the first embodiment while taking into account the priorities set in this way.
The following should be considered in this case.
That is, since the total surplus power is finite, not all priority power cells can be saved from a power outage. Therefore, the power cells having higher priority are saved in order.

図18−図19は、演算処理の手順を示すフローチャートである。
まず、ST600において、制約条件および目的関数を立式する。基本的には第1実施形態と同じである。
但し、優先度が設定されている電力セルについては次のように考慮する。
すなわち、優先度が設定されている電力セルの余剰電力がマイナスであるかどうかを判定する。そして、優先度が設定されている電力セルの余剰電力がマイナスである場合、電力融通後のその電力セルの余剰電力を0に固定化する(定数として扱う)。優先度R位の電力セルのID番号をx(R)で表わすと、p(x(R))=0と置いてしまうということである。
また、このx(R)をGSから除いておく。
このとき、R=1の電力セルから順に考慮し、フローのループが戻ってくるたびにRをインクリメントしていく。
従って、一回目の処理では、R=1の電力セルだけを考慮に入れる。
18 to 19 are flowcharts showing the procedure of the arithmetic processing.
First, in ST600, a constraint condition and an objective function are formulated. Basically, it is the same as the first embodiment.
However, power cells for which priority is set are considered as follows.
That is, it is determined whether or not the surplus power of the power cell for which priority is set is negative. If the surplus power of the power cell for which priority is set is negative, the surplus power of the power cell after power accommodation is fixed to 0 (handled as a constant). If the ID number of the power cell with priority R is represented by x (R), it means that p (x (R)) = 0 is set.
Also, this x (R) is removed from GS.
At this time, the power cell of R = 1 is considered in order, and R is incremented every time the flow loop returns.
Therefore, in the first process, only R = 1 power cells are taken into account.

そして、計算を実行する(ST601)。
この場合、上記のように強制的にp(x(R))=0とおいてしまったところ、解が得られる場合と解が得られない場合とが生じてくる。
Then, the calculation is executed (ST601).
In this case, when p (x (R)) = 0 is forcibly set as described above, there are cases where a solution is obtained and a solution cannot be obtained.

解が得られれば(ST602:YES)、この解(p(i)、e(i、j))を一時保存する(ST603)。
一方、解が得られなければ(ST602:NO)、いくら優先度の高い電力セルであるとはいえ救済できないということになる。したがって、この電力セルx(R)については通常の(優先度が無い)電力セルと同じ取り扱いにする。具体的には、p(x(R))を変数に戻し(ST604)、x(R)をGSに加える(ST605)という処理を行う。
If a solution is obtained (ST602: YES), this solution (p (i), e (i, j)) is temporarily stored (ST603).
On the other hand, if no solution is obtained (ST602: NO), it cannot be relieved even though the power cell has a high priority. Therefore, the power cell x (R) is handled in the same manner as a normal (no priority) power cell. Specifically, p (x (R)) is returned to a variable (ST604), and x (R) is added to GS (ST605).

続いて、さらに優先電力セルがあるか否かを判定する(ST606)。
例えば、ST600においてR=1の電力セルを考慮したのであれば、次に、優先度が2番目(R=2)の電力セルがあるか否かを判定する。
次番の優先電力セルがあれば、その電力セルの余剰電力がマイナスであるかどうかを判定する(ST607)。
この電力セルの余剰電力がマイナスであれば(ST607:YES)、この電力セルを優先的に救済するように考慮する(ST608)。
すなわち、電力融通後のその電力セルの余剰電力を0に設定し(p(x(R)=0)、このx(R)をGSから除いておく。
Subsequently, it is further determined whether there is a priority power cell (ST606).
For example, if the power cell with R = 1 is considered in ST600, it is next determined whether or not there is a power cell with the second priority (R = 2).
If there is a next priority power cell, it is determined whether or not the surplus power of the power cell is negative (ST607).
If the surplus power of this power cell is negative (ST607: YES), the power cell is considered to be rescued preferentially (ST608).
That is, the surplus power of the power cell after the power interchange is set to 0 (p (x (R) = 0)), and this x (R) is excluded from GS.

なお、当然のことながら、優先電力セルの余剰電力が0かプラスであれば(ST607:NO)、特別に考慮しなくても、第1実施形態の線形計画問題をそのまま解けば電力融通後のその電力セルの余剰電力がマイナスになることはない。したがって、余剰電力がプラスの優先電力セルについてはスキップして、さらに次番の優先電力セルを考える(ST606)。   As a matter of course, if the surplus power of the priority power cell is 0 or positive (ST607: NO), the linear programming problem of the first embodiment can be solved as it is without any special consideration, after the power interchange. The surplus power of the power cell does not become negative. Therefore, the priority power cell with a positive surplus power is skipped, and the next priority power cell is considered (ST606).

そして、ST608の処理をしておいて、フローチャートの先頭に戻る(ST600)。
以下、優先度の順にフローチャートの処理を繰り返し、最後の優先度の電力セルの処理まで終わったときに記憶されている解(p(i)、e(i、j))が最終解である(ST606:NO、ST609)。
Then, the processing of ST608 is performed, and the process returns to the top of the flowchart (ST600).
Hereinafter, the processing of the flowchart is repeated in order of priority, and the solution (p (i), e (i, j)) stored when the processing of the power cell of the last priority is completed is the final solution ( ST606: NO, ST609).

以上の処理により、優先度の順に電力セルを救済することができる。   With the above processing, power cells can be relieved in order of priority.

(第3実施形態)
上記第2実施形態では、優先度を順位として設定した。したがって、優先度が高い電力セルから順に救済できるようにフローチャートのアルゴリズムを優先度順位に従って繰り返した。
ここで、優先度としては、順位付けではなく、相対的な重み付けとして設定することもできるので、これを第3実施形態として簡単に説明する。
(Third embodiment)
In the second embodiment, the priority is set as the order. Therefore, the algorithm of the flowchart is repeated according to the priority order so that power cells with higher priority can be relieved in order.
Here, since the priority can be set not as a ranking but as a relative weight, this will be briefly described as a third embodiment.

各電力セルに「重み」の情報を付与し、緊急電力融通によって停電を回避できる可能性を制御する。
図20において、Wは重みである。すなわち、電力セルのID番号と、その電力セルの重みWと、を関連付けて図19のテーブルに記憶させる。なお、重みWの値は1以上とし、重みWの値が大きいほど、対応する電力セルへの緊急電力融通が優先されるものとする。
Information on “weight” is given to each power cell, and the possibility of power failure being avoided by emergency power interchange is controlled.
In FIG. 20, W is a weight. That is, the power cell ID number and the power cell weight W are associated with each other and stored in the table of FIG. Note that the value of the weight W is 1 or more, and the greater the value of the weight W, the higher priority is given to emergency power accommodation to the corresponding power cell.

そして、このように設定した重みを線形計画問題に組み込む。
すなわち、第1の目的関数を次のように変更する。
Then, the weight set in this way is incorporated into the linear programming problem.
That is, the first objective function is changed as follows.

Figure 2014187780
Figure 2014187780

第1の目的関数を変更する以外は第1実施形態と同じである。   The second embodiment is the same as the first embodiment except that the first objective function is changed.

なお、第2実施形態と第3実施形態とを組み合わせてもよいことはもちろんである。   Of course, the second embodiment and the third embodiment may be combined.

以上、第1から第3実施形態により、適切な緊急電力融通の運用計画を得られ、電力ネットワークの余剰電力を最大限有効に利用し、電力セルが停電に陥る事態を極力回避できるようになる。
また、上記実施形態によれば、送電ロスができるだけ少なくなるように緊急電力融通の経路を選択できるので、電力を最大限有効に利用でき、結果として、全体の発電コストを抑制することができる。
As described above, according to the first to third embodiments, an appropriate emergency power interchange operation plan can be obtained, and the surplus power of the power network can be used as much as possible to avoid the situation where the power cell falls into a power outage as much as possible. .
Further, according to the above embodiment, the emergency power accommodation path can be selected so that the power transmission loss is as small as possible, so that the power can be used as effectively as possible, and as a result, the overall power generation cost can be suppressed.

第1から第3実施形態の結果を設備設計に利用してもよい。
例えば、計算の結果、融通後の余剰電力がマイナス100kWになる電力セルがあったとする。この場合、その電力セルの発電能力を100kW増やせば、その電力セルは停電にならないことが分かる。
また、既存の電力ネットワークに新規に電力セルを追加するとした場合、この新規電力セルをどの既存の電力セルと接続しておくのが一番効率が良いかという問題の解を得ることもできる。
具体的には、新規電力セルをある1つの既存電力セルに接続したと仮定して上記に説明した線形計画問題を解く。
この処理を全ての既存電力セルについて繰り返し、救済できる電力セルの個数が最大になる既存電力セルを見出し、その既存電力セルを新規電力セルの接続先とすればよい。
なお、電力の有効利用に加えて、送電線の設置コストなどコスト面も考慮に加えて、費用面と電力の利用効率とをバランスよく考慮するのは当然のことである。例えば、救済できる電力セルの個数が同数であれば、設置コストが低廉な方を選択するのは当然である。
The results of the first to third embodiments may be used for facility design.
For example, it is assumed that there is a power cell in which the surplus power after accommodation becomes minus 100 kW as a result of calculation. In this case, it can be seen that if the power generation capacity of the power cell is increased by 100 kW, the power cell will not fail.
In addition, when a new power cell is added to the existing power network, it is possible to obtain a solution to the problem of which existing power cell is most efficient to which the new power cell is connected.
Specifically, the linear programming problem described above is solved on the assumption that a new power cell is connected to one existing power cell.
This process may be repeated for all existing power cells to find an existing power cell that maximizes the number of power cells that can be relieved, and that existing power cell may be the connection destination of the new power cell.
In addition to the effective use of power, it is natural to consider the cost and power utilization efficiency in a well-balanced manner in addition to the cost such as the installation cost of the transmission line. For example, if the number of power cells that can be relieved is the same, it is natural to select the one with the lower installation cost.

(レグの運転モードの選択)
電力ルータ同士を接続するにあたっては単に配線が繋がっていればよいというものではなくて、正常運転ができるように制約を守った接続をしなければならない。
具体的には、電力ルータの各レグには運転モードが設定されるのであり、運転モードによってレグの動作は異なる。電力ルータ同士を接続するにあたってはレグの運転モードの組み合わせを考えなければならない。
レグの運転モード同士の接続制約については前述したところ、基幹系統がダウンした際に電力ルータ間でスムースな電力融通が実現されるように電力ルータ同士を接続しておかなければならないのである。
本発明者らは、電力セル同士を接続するにあたっては、あらかじめ停電時の対応を考えたうえで各レグの運転モードを設定しておかなければならないことに気がついた。さもなくば、配線自体は繋がっていたとしても正常な運転ができないために電力融通が行えず、結局は電力システムの維持ができなくなってしまうのである。
(Leg operation mode selection)
When connecting power routers, it is not just a matter of wiring being connected, but connections must be made in accordance with restrictions so that normal operation is possible.
Specifically, an operation mode is set for each leg of the power router, and the operation of the leg differs depending on the operation mode. When connecting power routers, you must consider the combination of leg operating modes.
Regarding the connection restrictions between the operation modes of the legs, as described above, the power routers must be connected so that smooth power interchange can be realized between the power routers when the backbone system goes down.
The inventors have realized that when connecting power cells, it is necessary to set the operation mode of each leg in advance in consideration of a response during a power failure. Otherwise, even if the wiring itself is connected, normal operation cannot be performed, so power interchange cannot be performed, and eventually the power system cannot be maintained.

この課題をもう少し詳しく説明する。
図21をご覧頂きたい。
図21において、第1電力セル1、第2電力セル2、および、第3電力セル3がある。
なお、第1電力セル1は、第1電力ルータ100と、負荷30と、蓄電池35と、を有している。
第2電力セル2は、第2電力ルータ200と、負荷30と、を有している。そして、第3電力セル3は、第3電力ルータ300と、負荷30と、を有している。
This problem will be explained in a little more detail.
Please see FIG.
In FIG. 21, there are a first power cell 1, a second power cell 2, and a third power cell 3.
The first power cell 1 includes a first power router 100, a load 30, and a storage battery 35.
The second power cell 2 has a second power router 200 and a load 30. The third power cell 3 includes a third power router 300 and a load 30.

第1電力ルータ100、第2電力ルータ200および第3電力ルータ300のマスターレグ110、210、310がそれぞれ基幹系統11に接続されている。
また、第1電力ルータ100の自立レグ120と第2電力ルータ200の指定電力送受電レグ220とが接続されている。
第1電力ルータ100の指定電力送受電レグ150が蓄電池35に接続されている。
第1電力ルータ100、第2電力ルータ200および第3電力ルータ300の自立レグ130、230、320がそれぞれ負荷30に接続されている。
ここで、第1電力ルータ100と第3電力ルータ300とを接続するにあたって、第1電力ルータ100の指定電力送受電レグ140と第3電力ルータ300の自立レグ330とを接続したとする。この接続関係が許容される組み合わせであることは、これまでに説明した通りである。
Master legs 110, 210, and 310 of the first power router 100, the second power router 200, and the third power router 300 are connected to the backbone system 11, respectively.
In addition, an independent leg 120 of the first power router 100 and a designated power transmission / reception leg 220 of the second power router 200 are connected.
The designated power transmission / reception leg 150 of the first power router 100 is connected to the storage battery 35.
The independent legs 130, 230, and 320 of the first power router 100, the second power router 200, and the third power router 300 are connected to the load 30, respectively.
Here, when connecting the first power router 100 and the third power router 300, it is assumed that the designated power transmission / reception leg 140 of the first power router 100 and the independent leg 330 of the third power router 300 are connected. As described above, this connection relationship is an allowable combination.

さて、基幹系統11がダウンしてしまったとする(図22参照)。基幹系統11がダウンしても、第1電力セル1の蓄電池35の電力を第2電力セル2と第3電力セル3に融通することで電力システム全体としては維持できるようにしたい。そのため、基幹系統11のダウンが検知された場合には、次のような運転切り換えを行う。(切り換えた状態を図22に示した。)   Now, it is assumed that the basic system 11 has gone down (see FIG. 22). Even if the main system 11 goes down, it is desired that the power of the storage battery 35 of the first power cell 1 can be maintained as the whole power system by accommodating the second power cell 2 and the third power cell 3. Therefore, when down of the main system 11 is detected, the following operation switching is performed. (The switched state is shown in FIG. 22.)

(なお、基幹系統11のダウンをどのように検知するのか、各電力ルータに対してどのように運転の切り換えを指示するのか、という点については様々な態様が考えられるであろう。
電力ルータごとにマスターレグの接続相手(ここでは基幹系統)から供給される電力量をモニタできるようにしておき、マスターレグの接続相手がダウンした場合には、予め決められた手順で各レグの運転モードを切り換えるようにしてもよい。あるいは、基幹系統11がダウンした場合には、管理サーバから各電力ルータにレグの運転モードの切り換え指示が出されるようにしてもよい。)
(It should be noted that various aspects may be considered as to how to detect the down of the main system 11 and how to instruct each power router to switch operation.
For each power router, the amount of power supplied from the master leg connection partner (here, the backbone system) can be monitored, and when the master leg connection partner goes down, a predetermined procedure is used for each leg. The operation mode may be switched. Alternatively, when the main system 11 is down, an instruction to switch the operation mode of the legs may be issued from the management server to each power router. )

まず、第1電力ルータ100に注目すると、第5レグ150は蓄電池35に繋がっており、その運転モードは指定電力送受電モードである。
第1電力ルータ100は、蓄電池35の電力を用いて直流母線の電圧を維持したいのであるから、第5レグ150の運転モードを指定電力送受電モードからマスターモードに切り換える。
第2電力ルータ200においては、第1電力ルータ100から電力を融通してもらいたいので、第2レグ220の運転モードを指定電力送受電モードからマスターモードに切り換える。
第3電力ルータ300においては、第1電力ルータ100から電力を融通してもらいたいので、第3レグ330の運転モードを自立モードからマスターモードに切り換える。
要するに、余剰電力を持っている相手に繋がっているレグをマスターレグにするということである。
First, paying attention to the first power router 100, the fifth leg 150 is connected to the storage battery 35, and its operation mode is the designated power transmission / reception mode.
The first power router 100 switches the operation mode of the fifth leg 150 from the specified power transmission / reception mode to the master mode because it wants to maintain the voltage of the DC bus using the power of the storage battery 35.
In the second power router 200, since the power is desired to be interchanged from the first power router 100, the operation mode of the second leg 220 is switched from the designated power transmission / reception mode to the master mode.
In the third power router 300, the operation mode of the third leg 330 is switched from the self-sustained mode to the master mode in order to obtain power from the first power router 100.
In short, the leg connected to the opponent with surplus power is made the master leg.

しかし、このように各レグの運転モードが切り替わったとしても、電力融通が正常に行えるとは限らない。
第1電力ルータ100と第2電力ルータ200との関係では、第1電力ルータ100から第2電力ルータ200に向けて正常な電力融通が行えるのは確かである。
第2電力ルータ200の第2レグ220が繋がっている相手は、第1電力ルータ100の第2レグ120であり、第1電力ルータ100の第2レグ120は自立モードで運転されている。したがって、第2電力ルータ200の第2レグ220が必要とする分だけ第1電力ルータ100の第2レグ120は電力を送電できる。
However, even if the operation mode of each leg is switched in this way, power interchange cannot always be performed normally.
In the relationship between the first power router 100 and the second power router 200, it is certain that normal power interchange can be performed from the first power router 100 to the second power router 200.
The other party to which the second leg 220 of the second power router 200 is connected is the second leg 120 of the first power router 100, and the second leg 120 of the first power router 100 is operated in the self-supporting mode. Accordingly, the second leg 120 of the first power router 100 can transmit power as much as the second leg 220 of the second power router 200 requires.

一方、第1電力ルータ100と第3電力ルータ300との間では、このままでは正常な電力融通を行うことができない。
第3電力ルータ300の第3レグ330がマスターレグであるが、このマスターレグ330の接続相手は第1電力ルータ100の第4ルータ140であり、この第1電力ルータ100の第4ルータ140は指定電力送受電レグである。
この接続は、前述のように、許容できない組み合わせである。したがって、第3電力ルータ300が第1電力ルータ100からの電力融通で動作を継続しようとしても、このままでは第1電力ルータ100から電力融通を受けられないのである。
On the other hand, normal power interchange cannot be performed between the first power router 100 and the third power router 300 as it is.
The third leg 330 of the third power router 300 is the master leg, and the connection partner of the master leg 330 is the fourth router 140 of the first power router 100, and the fourth router 140 of the first power router 100 is It is a designated power transmission / reception leg.
This connection is an unacceptable combination as described above. Therefore, even if the third power router 300 tries to continue the operation with the power interchange from the first power router 100, the power interchange from the first power router 100 cannot be received as it is.

なお、図22の状態において、さらに、第1電力ルータの第4レグ140の運転モードを指定電力送受電モードから自立モードに運転切り換えさせるという考え方もあり得る。
しかし、第1電力ルータと第3電力ルータとの両方でレグの運転モードを切り換えるというのは停電に備えた対応策としては望ましくない。
第1電力ルータ100の第4レグ140の運転モードを指定電力送受電モードから自立モードに切り換え、さらに、第3電力ルータ300の第3レグ330の運転モードを自立モードからマスターモードに切り換える、という作業には時間を要し、停電に対して迅速に対応するということができない可能性が高いからである。
In addition, in the state of FIG. 22, there may also be a concept of switching the operation mode of the fourth leg 140 of the first power router from the designated power transmission / reception mode to the self-sustaining mode.
However, switching the operation mode of the legs in both the first power router and the third power router is not desirable as a countermeasure against a power failure.
The operation mode of the fourth leg 140 of the first power router 100 is switched from the designated power transmission / reception mode to the autonomous mode, and the operation mode of the third leg 330 of the third power router 300 is switched from the autonomous mode to the master mode. This is because the work takes time and there is a high possibility that it will not be possible to respond quickly to power outages.

したがって、停電時の対応を考えておくならば、図23に示すように、第1電力ルータ100の第4レグ140と第3電力ルータの第3レグ330とを繋ぐにあたって、第1電力ルータ100の第4レグ140を自立レグにしておかなければならないということである。   Therefore, if the countermeasure at the time of power failure is considered, as shown in FIG. 23, the first power router 100 is connected to the fourth leg 140 of the first power router 100 and the third leg 330 of the third power router. The fourth leg 140 must be a self-supporting leg.

ここまで説明してきたように、基幹系統がダウンした際に電力ルータ間でスムースな電力融通が実現されるように電力ルータ同士を接続しておかなければならない。すなわち、レグの運転モードについても十分に考慮しておかなければならない。   As described so far, the power routers must be connected so that smooth power interchange is realized between the power routers when the main system goes down. That is, the operation mode of the leg must also be fully considered.

レグ運転モード設定工程の手順を示すフローチャートを図24に示す。
上記第1から第3実施形態の処理により、緊急電力融通にあたってどの電力セルからどの電力セルに送電するかが求まっている。電力セル間を繋ぐ送電線の一つ一つについて、緊急電力融通時に送電されるかどうかを判定する(ST710)。基幹系統の停電時に電力融通をしない場合(ST710:NO)、第1レグ運転設定ルールに従って各レグの運転モードを設定する(ST720)。
A flowchart showing the procedure of the leg operation mode setting step is shown in FIG.
Through the processing of the first to third embodiments, which power cell is transmitted to which power cell is determined for emergency power accommodation. It is determined whether or not each of the transmission lines connecting the power cells is transmitted during emergency power interchange (ST710). When power interchange is not performed at the time of power failure of the main system (ST710: NO), the operation mode of each leg is set according to the first leg operation setting rule (ST720).

第1レグ運転設定ルールとは、次のようなレグ運転ルールである。
電力セルXと電力セルYとが接続されているとする。
(すなわち、電力セルXの電力ルータXRと、電力セルYの電力ルータYRと、が接続されているということである。より具体的には、電力ルータXRのレグXRLと電力ルータYRのレグYRLとが接続されているということである。)
そして、基幹系統がダウンしていないときには、電力セルXから電力セルYに向けて電力融通をするとする。
このとき、電力ルータXRのレグXRLおよび電力ルータYRのレグYRLの運転モードを次のようにする。
「基幹系統がダウンしていないときには、電力ルータXRのレグXRLの運転モードを指定電力送受電モードとし、電力ルータYRのレグYRLの運転モードを自立モードとする。
そして、基幹系統がダウンして停電になったときには、電力ルータXRのレグXRLおよび電力ルータYRのレグYRLの運転を停止させる。
ただし、電力ルータXRおよび電力ルータYRにおいて、分散型電源に繋がっているレグがあれば、基幹系統の停電時には分散型電源に繋がっているレグの運転モードをマスターモードに変更する。」
The first leg operation setting rule is the following leg operation rule.
It is assumed that the power cell X and the power cell Y are connected.
(That is, the power router XR of the power cell X and the power router YR of the power cell Y are connected. More specifically, the leg XRL of the power router XR and the leg YRL of the power router YR are connected. And are connected.)
Then, when the backbone system is not down, it is assumed that power is exchanged from the power cell X to the power cell Y.
At this time, the operation mode of the leg XRL of the power router XR and the leg YRL of the power router YR is set as follows.
“When the main system is not down, the operation mode of the leg XRL of the power router XR is set as the designated power transmission / reception mode, and the operation mode of the leg YRL of the power router YR is set as the self-supporting mode.
Then, when the main system goes down and a power failure occurs, the operation of the leg XRL of the power router XR and the leg YRL of the power router YR is stopped.
However, in the power router XR and the power router YR, if there is a leg connected to the distributed power source, the operation mode of the leg connected to the distributed power source is changed to the master mode when a power failure occurs in the backbone system. "

要は、電力の送電側を指定電力送受電モードとし、受電側を自立モードとする、ということである。
また、基幹系統の停電時には電力融通をしないのであるから、基幹系統の停電時にはレグの運転を止める、ということである。
In short, the power transmission side is the designated power transmission / reception mode, and the power reception side is the self-sustaining mode.
In addition, since power is not interchanged during a power failure in the main system, the operation of the leg is stopped during a power outage in the main system.

なお、第1レグ運転設定ルールにおいて、電力の送電側を指定電力送受電モードとし、受電側を自立モードとする、としたのは、この方が送電効率が良いからである。
電力の送電側を自立モードとし、受電側を指定電力送受電モードとしても運転は可能であり、このような運転モードの設定が本発明から除外されるわけではない。
In the first leg operation setting rule, the power transmission side is set to the designated power transmission / reception mode and the power reception side is set to the self-sustaining mode because this is more efficient in power transmission.
Operation is possible even when the power transmission side is set to the self-sustained mode and the power reception side is set to the designated power transmission / reception mode, and such setting of the operation mode is not excluded from the present invention.

一方、基幹系統の停電時に電力融通をする場合(ST710:YES)、第2レグ運転設定ルールに従って各レグの運転モードを設定する(ST730)。
第2レグ運転設定ルールとは、次のようなレグ運転ルールである。
電力セルJと電力セルKとが接続されているとする。
(すなわち、電力セルJの電力ルータJRと、電力セルKの電力ルータKRと、が接続されているということである。
より具体的には、電力ルータJRのレグJRLと電力ルータKRのレグKRLとが接続されているということである。)
そして、基幹系統が停電したときには、電力セルJから電力セルKに向けて電力融通をするとする。
このとき、電力ルータJRのレグJRLおよび電力ルータKRのレグKRLの運転モードを次のようにする。
「電力ルータJRのレグJRLの運転モードを自立モードとする。
電力ルータKRのレグKRLの運転モードについては、基幹系統が停電していないときには、指定電力送受電モードとする。
基幹系統が停電したときには、電力ルータKRのレグKRLの運転モードを指定電力送受電モードからマスターモードに変更する。
(基幹系統が停電したときでも、電力ルータJRのレグJRLの運転モードは自立モードのままでよい。
電力ルータJRにおいて、分散型電源に繋がっているレグがあれば、基幹系統の停電時には分散型電源に繋がっているレグの運転モードをマスターモードにする。)」
On the other hand, when power interchange is performed at the time of power failure of the main system (ST710: YES), the operation mode of each leg is set according to the second leg operation setting rule (ST730).
The second leg operation setting rule is the following leg operation rule.
It is assumed that the power cell J and the power cell K are connected.
(That is, the power router JR of the power cell J and the power router KR of the power cell K are connected.
More specifically, the leg JRL of the power router JR and the leg KRL of the power router KR are connected. )
Then, when the main system fails, it is assumed that power is exchanged from the power cell J to the power cell K.
At this time, the operation modes of the leg JRL of the power router JR and the leg KRL of the power router KR are set as follows.
“The operation mode of the leg JRL of the power router JR is set to the self-supporting mode.
The operation mode of the leg KRL of the power router KR is set to the designated power transmission / reception mode when the main system is not out of power.
When the main system fails, the operation mode of the leg KRL of the power router KR is changed from the designated power transmission / reception mode to the master mode.
(Even when the main system fails, the operation mode of the leg JRL of the power router JR may remain in the self-sustaining mode.
In the power router JR, if there is a leg connected to the distributed power supply, the operation mode of the leg connected to the distributed power supply is set to the master mode in the event of a power failure in the main system. ) "

第2レグ運転設定ルールに従って各レグの運転モードを設定すれば、停電時の対応が迅速に行える。
すなわち、基幹系統がダウンしたとしても、受電側の電力ルータ(電力ルータKR)においてのみ、レグKRLの運転モードを指定電力送受電モードからマスターモードに変更するだけでよい。
(送電側ではレグの運転モードを変更しなくてもよい。)
したがって、電力セルKが余剰電力を持たないとしても、基幹系統が停電したときには、電力セルJから融通してもらう電力で電力ルータKの直流母線の電圧を定格に維持でき、電力セルKが停電に陥ってしまうという事態を回避できるようになる。
If the operation mode of each leg is set according to the second leg operation setting rule, it is possible to quickly cope with a power failure.
That is, even if the main system goes down, only the operation mode of the leg KRL needs to be changed from the designated power transmission / reception mode to the master mode only at the power router (power router KR) on the power receiving side.
(It is not necessary to change the operation mode of the leg on the power transmission side.)
Therefore, even if the power cell K does not have surplus power, when the main power system fails, the power cell K can maintain the voltage of the DC bus of the power router K at the rated power with the power received from the power cell J. It will be possible to avoid the situation of falling into.

以上の処理によって、仮に基幹系統がダウンしたとしても電力セル間での電力融通を適切に実行でき、電力ネットワークの全体あるいは広範囲で大規模な停電に陥ってしまうような事態を回避することができるようになる。
また、停電時には電力セル間で電力融通を行えるようにしているのであるから、すべての電力セルに蓄電池や発電設備などの分散型電源設備を設けるなどの過剰な設備投資も必要なくなる。
そして、レグの運転モードを適切に設定することによって、停電時対応が迅速に行えるようになり、電力セルが停電に陥る事態を極力回避できるようになる。
With the above processing, even if the backbone system goes down, power interchange between the power cells can be executed appropriately, and a situation where a large-scale power outage occurs in the entire power network or in a wide area can be avoided. It becomes like this.
In addition, since power interchange is possible between power cells in the event of a power failure, excessive capital investment such as providing distributed power supply facilities such as storage batteries and power generation facilities in all power cells is not necessary.
Then, by appropriately setting the operation mode of the leg, it becomes possible to quickly cope with a power failure and to avoid the situation where the power cell falls into a power failure as much as possible.

電力ネットワークの情報テーブルを作成したり記憶したりする機能は、管理サーバ50に設けておくのがシステム設計上最も効率的であると考えられるが、管理サーバ50以外のコンピュータを用いて、前記のテーブルを作成、記憶させるようにしてもよい。
上記で説明した処理フローの各工程は、人(オペレータ)が決められたマニュアルにしたがって計算、判断してもよく、もちろん、予め電力ネットワークシステムの運用プログラムなどを組んでおいて、上記に説明した各工程が自動的にコンピュータによって実行されるようにしてもよい。
前記電力ネットワークシステムの運用プログラムはコンピュータ読み取り可能な不揮発性記録媒体に記録された状態で配布されてもよく、有線または無線でダウンロードできるようにしておいてコンピュータにインストールするようにしてもよい。
The function to create and store the information table of the power network is considered to be most efficient in terms of system design to be provided in the management server 50. A table may be created and stored.
Each process of the processing flow described above may be calculated and judged according to a manual determined by a person (operator). Of course, an operation program of the power network system is previously set up and described above. Each process may be automatically executed by a computer.
The operation program of the power network system may be distributed in a state of being recorded on a computer-readable non-volatile recording medium, or may be downloaded to the computer in a wired or wireless manner and installed in the computer.

蓄電池を発電設備等を含む分散型電源に読み替えてもよい。
上記説明では、すべての電力セルは基幹系統に繋がっており、電力セルは、通常時は基幹系統から電力をもらうこととした。そして、基幹系統がダウンした状態を停電と称していた。
通常時に基幹系統から電力をもらうのではなく、通常時でも複数の電力セルが(大きな)分散型電源から電力をもらうような場合も考えられ、そのような場合に停電とは、この電力供給元である(大きな)分散型電源がダウンしたことを意味する。
The storage battery may be read as a distributed power source including power generation equipment.
In the above description, all the power cells are connected to the main system, and the power cell normally receives power from the main system. And the state where the main system went down was called a power outage.
It is also possible that multiple power cells receive power from a (large) distributed power source even during normal times, rather than receiving power from the main grid during normal times. This means that the (large) distributed power source is down.

10・・・電力ネットワークシステム、11・・・基幹系統、12・・・大規模発電所、21・・・電力セル、30・・・負荷、31・・・家、32・・・ビル、33・・・太陽光発電パネル、34・・・風力発電機、35・・・電力貯蔵設備(蓄電池)、41・・・電力ルータ、50・・・管理サーバ、51・・・通信網、100・・・電力ルータ、101・・・直流母線、102・・・平滑コンデンサー、103・・・電圧センサ、110・・・レグ、111・・・電力変換部、111D・・・帰還ダイオード、111P・・・逆並列回路、111T・・・サイリスタ、112・・・電流センサ、113・・・開閉器、114・・・電圧センサ、115・・・接続端子。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Electric power network system, 11 ... Core system, 12 ... Large-scale power plant, 21 ... Power cell, 30 ... Load, 31 ... House, 32 ... Building, 33 ... Solar power generation panel, 34 ... Wind generator, 35 ... Power storage facility (storage battery), 41 ... Power router, 50 ... Management server, 51 ... Communication network, 100. ..Power router, 101 ... DC bus, 102 ... smoothing capacitor, 103 ... voltage sensor, 110 ... leg, 111 ... power converter, 111D ... feedback diode, 111P Anti-parallel circuit, 111T: thyristor, 112 ... current sensor, 113 ... switch, 114 ... voltage sensor, 115 ... connection terminal.

Claims (12)

外部の電力系統に非同期に接続するための電力ルータを有する電力セルを複数具備し、これら複数の電力セル同士を互いに送電線によって接続してなる電力ネットワークシステムの運用方法であって、
基幹系統が停電した際の電力融通計画を求めるにあたり、
各電力セルの余剰電力の情報と、電力セル同士の接続関係と、に基づいて、
電力融通前に余剰電力がマイナスである電力セルの集合について、電力融通後の余剰電力の合計を最大化することを第1の目的とし、前記送電線で送電する電力の向きと大きさを求める
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
An operation method of a power network system comprising a plurality of power cells having power routers for asynchronous connection to an external power system, wherein the plurality of power cells are connected to each other by a transmission line,
In seeking a power interchange plan when the main system fails,
Based on the surplus power information of each power cell and the connection relationship between the power cells,
For a set of power cells in which surplus power is negative before power accommodation, the first purpose is to maximize the total surplus power after power accommodation, and the direction and magnitude of power transmitted through the transmission line are obtained. A method of operating a power network characterized by the above.
請求項1に記載の電力ネットワークの運用方法において、
さらに、電力融通時に前記送電線で送電する電力の合計を最小化することを第2の目的とする
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
The operation method of the power network according to claim 1,
Furthermore, the second object is to minimize the total power transmitted through the transmission line during power interchange. A method for operating an electric power network.
請求項1または請求項2に記載の電力ネットワークの運用方法において、
電力融通前に余剰電力が0以上であった電力セルについては、電力融通後にその余剰電力がマイナスにならないことを制約条件とする
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
In the operation method of the power network according to claim 1 or claim 2,
A power network operating method characterized in that, for a power cell whose surplus power is 0 or more before power interchange, the surplus power does not become negative after power interchange.
請求項1から請求項3のいずれかに記載の電力ネットワークの運用方法において、
電力融通前に余剰電力がマイナスであった電力セルについては、電力融通後にその余剰電力がさらに減少しないことを制約条件とする
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
In the operation method of the electric power network according to any one of claims 1 to 3,
A power network operating method, characterized in that, for power cells whose surplus power is negative before power accommodation, a constraint is that the surplus power does not decrease further after power accommodation.
請求項1から請求項4のいずれかに記載の電力ネットワークの運用方法において、
電力融通前に余剰電力がマイナスであった電力セルについては、電力融通後にその余剰電力がプラスに転じないことを制約条件とする
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
In the operation method of the electric power network according to any one of claims 1 to 4,
A method of operating an electric power network, characterized in that, for power cells whose surplus power is negative before power interchange, the constraint is that the surplus power does not turn positive after power interchange.
請求項1から請求項5のいずれかに記載の電力ネットワークの運用方法において、
基幹系統が停電した際に優先的に電力融通を行って停電から救済すべき電力セルを優先電力セルとして設定し、
この優先電力セルの電力融通後の余剰電力を0に固定して前記電力融通計画を求める
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
In the operation method of the electric power network according to any one of claims 1 to 5,
Set the power cell that should be saved as a priority power cell by performing power interchange preferentially when the main system fails.
A method for operating a power network, characterized in that the power accommodation plan is obtained by fixing surplus power after power accommodation of the priority power cell to zero.
請求項1から請求項6のいずれかに記載の電力ネットワークの運用方法において、
基幹系統の停電時に停電から救済すべき優先度に応じて相対的な重みを電力セルごとに設定し、
前記第1の目的を次のように立式する
ことを特徴とする電力ネットワークの運用方法。
Figure 2014187780
ここで、
GSは、電力融通前に余剰電力がマイナスである電力セルの集合、
iは、電力セルの識別番号、
p(i)は、電力融通後の電力セルiの余剰電力、
W(i)は、電力セルiの重み、
である。
In the operation method of the electric power network according to any one of claims 1 to 6,
Set a relative weight for each power cell according to the priority that should be remedied from the power outage at the time of power outage of the main system,
The first object is established as follows. A method for operating an electric power network.
Figure 2014187780
here,
GS is a set of power cells whose surplus power is negative before power interchange,
i is the identification number of the power cell,
p (i) is the surplus power of the power cell i after power interchange,
W (i) is the weight of power cell i,
It is.
請求項1から請求項7のいずれかに記載の電力ネットワークの運用方法において、
前記電力ルータは、
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する電力変換レグと、を備え、
前記電力変換レグは、
前記直流母線の電圧が定格から下がった場合、不足分の電力を接続相手から補填し、前記直流母線の電圧が定格から上がった場合、過剰分の電力を接続相手に送出するマスターモードと、
指定された電力を接続相手に送電するか、または、指定された電力を接続相手から受電する指定電力送受電モードと、
指定された振幅・周波数の電圧を自ら作り出し、接続相手との間で送受電する自立モードと、
のいずれかの運転モードで運転制御されるものであり、
第1電力ルータの第1電力変換レグと、第2電力ルータの第2電力変換レグと、が接続され、前記第1電力ルータおよび前記第2電力ルータが基幹系統からの電力供給が受けられないときに、前記第1電力ルータの前記第1電力変換レグから前記第2電力ルータの前記第2電力変換レグに送電することで電力を融通する場合、
前記基幹系統からの電力供給があるときは、
前記第1電力ルータの前記第1電力変換レグの運転モードを前記自立モードとし、
前記第2電力ルータの前記第2電力変換レグの運転モードを前記指定電力送受電モードとし、
前記基幹系統からの電力供給が受けられないときは、
前記第1電力ルータの前記第1電力変換レグの運転モードを前記自立モードとし、
前記第2電力ルータの前記第2電力変換レグの運転モードを前記マスターモードとする
ことを特徴とする電力ネットワークシステムの運用方法。
In the operation method of the electric power network according to any one of claims 1 to 7,
The power router
A DC bus that maintains the voltage at a predetermined rating;
One connection end is connected to the DC bus, the other connection end is connected to an external connection partner as an external connection terminal, and power is bidirectionally converted between the one connection end and the other connection end. A power conversion leg having a function to
The power conversion leg is
When the voltage of the DC bus drops from the rating, the shortage of power is compensated from the connection partner, and when the voltage of the DC bus rises from the rating, the master mode sends the excess power to the connection partner,
A designated power transmission / reception mode in which the designated power is transmitted to the connection partner or the designated power is received from the connection partner; and
A self-sustained mode that creates voltage of specified amplitude and frequency by itself and transmits and receives power to and from the connection partner,
The operation is controlled in one of the operation modes of
The first power conversion leg of the first power router and the second power conversion leg of the second power router are connected, and the first power router and the second power router cannot receive power supply from the backbone system. Sometimes when power is accommodated by transmitting power from the first power conversion leg of the first power router to the second power conversion leg of the second power router,
When there is power supply from the backbone system,
The operation mode of the first power conversion leg of the first power router is the self-supporting mode,
The operation mode of the second power conversion leg of the second power router is the designated power transmission / reception mode,
When power supply from the backbone system is not received,
The operation mode of the first power conversion leg of the first power router is the self-supporting mode,
The operation mode of the second power conversion leg of the second power router is the master mode.
請求項8に記載の電力ネットワークシステムの運用方法において、
前記第1電力ルータにおいて、前記基幹系統から電力供給を受けられない場合には、分散型電源に繋がっている前記電力変換レグの運転モードを前記マスターモードにする
ことを特徴とする電力ネットワークシステムの運用方法。
The operation method of the power network system according to claim 8,
In the first power router, when the power supply from the backbone system cannot be received, the operation mode of the power conversion leg connected to the distributed power source is set to the master mode. Operation method.
請求項1から請求項7のいずれかに記載の電力ネットワークの運用方法において、
前記電力ルータは、
所定の定格に電圧が維持される直流母線と、
一方の接続端が前記直流母線に接続され、他方の接続端が外部接続端子として外部の接続相手に接続され、前記一方の接続端と前記他方の接続端との間で電力を双方向に変換する機能を有する電力変換レグと、を備え、
前記電力変換レグは、
前記直流母線の電圧が定格から下がった場合、不足分の電力を接続相手から補填し、前記直流母線の電圧が定格から上がった場合、過剰分の電力を接続相手に送出するマスターモードと、
指定された電力を接続相手に送電するか、または、指定された電力を接続相手から受電する指定電力送受電モードと、
指定された振幅・周波数の電圧を自ら作り出し、接続相手との間で送受電する自立モードと、
のいずれかの運転モードで運転制御されるものであり、
第3電力ルータの第3電力変換レグと、第4電力ルータの第4電力変換レグと、が接続され、
前記第3電力ルータおよび前記第4電力ルータが基幹系統から電力供給を受けられる場合には、前記第3電力ルータの前記第3電力変換レグから前記第4電力ルータの前記第4電力変換レグに電力を送電し、前記第3電力ルータおよび前記第4電力ルータが基幹系統から電力供給を受けられない場合には、前記第3電力ルータの前記第3電力変換レグから前記第4電力ルータの前記第4電力変換レグに電力を送電しないとする場合、
前記基幹系統からの電力供給があるときは、
前記第3電力ルータの前記第3電力変換レグの運転モードを前記指定電力送受電モードとし、
前記第4電力ルータの前記第4電力変換レグの運転モードを前記自立モードとし、
前記基幹系統からの電力供給が受けられないときは、
前記第3電力ルータの前記第3電力変換レグおよび前記第4電力ルータの前記第4電力変換レグの運転を停止させる。
In the operation method of the electric power network according to any one of claims 1 to 7,
The power router
A DC bus that maintains the voltage at a predetermined rating;
One connection end is connected to the DC bus, the other connection end is connected to an external connection partner as an external connection terminal, and power is bidirectionally converted between the one connection end and the other connection end. A power conversion leg having a function to
The power conversion leg is
When the voltage of the DC bus drops from the rating, the shortage of power is compensated from the connection partner, and when the voltage of the DC bus rises from the rating, the master mode sends the excess power to the connection partner,
A designated power transmission / reception mode in which the designated power is transmitted to the connection partner or the designated power is received from the connection partner; and
A self-sustained mode that creates voltage of specified amplitude and frequency by itself and transmits and receives power to and from the connection partner,
The operation is controlled in one of the operation modes of
The third power conversion leg of the third power router and the fourth power conversion leg of the fourth power router are connected,
When the third power router and the fourth power router can receive power supply from the backbone system, the third power conversion leg of the third power router changes to the fourth power conversion leg of the fourth power router. When power is transmitted and the third power router and the fourth power router cannot receive power supply from the backbone system, the third power conversion leg of the third power router is used to transmit the power of the fourth power router. When not transmitting power to the fourth power conversion leg,
When there is power supply from the backbone system,
The operation mode of the third power conversion leg of the third power router is the designated power transmission / reception mode,
The operation mode of the fourth power conversion leg of the fourth power router is the independent mode,
When power supply from the backbone system is not received,
The operation of the third power conversion leg of the third power router and the fourth power conversion leg of the fourth power router are stopped.
請求項10に記載の電力ネットワークシステムの運用方法において、
前記第3電力ルータおよび前記第4電力ルータにおいて、前記基幹系統から電力供給を受けられない場合には、分散型電源に繋がっている前記電力変換レグの運転モードを前記マスターモードにする
ことを特徴とする電力ネットワークシステムの運用方法。
The operation method of the power network system according to claim 10,
When the third power router and the fourth power router cannot receive power supply from the backbone system, the operation mode of the power conversion leg connected to the distributed power source is set to the master mode. Operation method of the power network system.
外部の電力系統に非同期に接続するための電力ルータを有する電力セルを複数具備し、これら複数の電力セル同士を互いに送電線によって接続してなる電力ネットワークシステムの運用プログラムであって、
基幹系統が停電した際の電力融通計画を求めるにあたり、
コンピュータに、
各電力セルの余剰電力の情報と、電力セル同士の接続関係と、を入力として、
電力融通前に余剰電力がマイナスである電力セルの集合について、電力融通後の余剰電力の合計を最大化することを第1の目的とし、前記送電線で送電する電力の向きと大きさを求めさせる
ことを特徴とする電力ネットワークシステムの運用プログラム。
An operation program for a power network system comprising a plurality of power cells having power routers for asynchronous connection to an external power system, wherein the plurality of power cells are connected to each other by a transmission line,
In seeking a power interchange plan when the main system fails,
On the computer,
With the input of surplus power information of each power cell and the connection relationship between the power cells,
For a set of power cells in which surplus power is negative before power accommodation, the first purpose is to maximize the total surplus power after power accommodation, and the direction and magnitude of power transmitted through the transmission line is obtained. A power network system operation program characterized by
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2019033565A (en) * 2017-08-04 2019-02-28 日本電信電話株式会社 Power control system, supply source power system, control device, and power control method

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