JP2015061331A - 電圧変動抑制装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】有効電力と無効電力の双方を用いつつも、放電末や満充電を回避して効果的に電圧変動を抑制できる電圧変動抑制装置を提供する。【解決手段】電圧変動抑制装置は、電力系統に接続した電力貯蔵装置10と、電力貯蔵装置10の出力を制御する基本制御部11と、電力系統との接続点の電圧を計測する電圧検出器13と、基本制御部11へ出力する制御量を無効電力指令値Qrefと有効電力指令値Prefとに分けて出力する出力制御部12とを備える。出力制御部12は、無効電力上限値演算部Aと、無効電力演算・出力部Bと、有効電力演算・出力部Cを備えている。有効電力演算・出力部Cは、基本制御部11へ出力する制御量の絶対値が無効電力指令値の上限値Qref’の絶対値以下の場合は、Prefとして0を出力し、当該絶対値を超える場合は、Prefとして所定の式から演算した0でない値を出力する。【選択図】図1
Description
本発明の実施形態は、放電末や満充電を回避して効果的に電圧変動を抑制できる電圧変動抑制装置に関する。
太陽光発電(以下「PV」と記す)や風力発電といった、再生可能エネルギーを利用した発電機の系統への導入が進んでいるが、これらの電源は天候によって出力が変動するため、これに起因する電圧変動が発生する。電圧がある一定値を超過すると電気機器の破損を招くため、電圧変動を抑制する必要がある。
電圧の変動を抑制する方法として、STATCOM(static synchronous compensator:無効電力補償装置)やSVC(Static Var Compensator:静止型無効電力補償装置)といったパワエレ機器や、SVR(Step Voltage Regulator:自動電圧調整器)といった機器を利用するなど、数多くの方法がある。上記パワエレ機器を使う場合は、主に無効電力のみで電圧変動を抑制する。他の方法として、有効電力のみを使う方法、有効電力と無効電力の両方を使う方法が挙げられる。
しかしながら、蓄電池を代表としたエネルギー蓄積装置を利用し、有効電力を使用して電圧変動抑制を実施すると、充電可能な量が決まっていることから、放電末となった場合や満充電となった場合に、想定した性能を得られなくなってしまう。
本発明の実施形態は、有効電力と無効電力の双方を用いつつも、放電末や満充電を回避して効果的に電圧変動を抑制できる電圧変動抑制装置を提供することを目的とする。
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の電圧変動抑制装置は、電力系統に接続した電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置の出力を制御する基本制御部と、前記電力系統との接続点の電圧を計測する電圧検出器と、前記電圧検出器の出力を入力とし、前記基本制御部へ出力する制御量を無効電力指令値Qrefと有効電力指令値Prefとに分けて出力する出力制御部とを備え、前記出力制御部は、入力された任意の力率指令値PFrefに基づいて、前記無効電力指令値Qrefの上限値Qref’を演算する無効電力上限値演算部と、入力された任意の電圧指令値Vrefに基づいて、前記無効電力指令値Qrefを演算して出力する無効電力演算・出力部と、前記有効電力指令値Prefを演算して出力する有効電力演算・出力部であって、前記基本制御部へ出力する前記制御量の絶対値が前記無効電力指令値の上限値Qref’の絶対値以下の場合は、有効電力指令値Prefとして0を出力し、前記無効電力指令値の上限値Qref’の絶対値を超える場合は、有効電力指令値Prefとして所定の式から演算した0でない値を出力する前記有効電力演算・出力部と、を備えることを特徴とする。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照して具体的に説明する。
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。
(電圧変動抑制装置の全体構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
第1の実施形態に係る電圧変動抑制装置は、送配電線1に接続された電力貯蔵装置10と、この電力貯蔵装置10の充電又は放電を制御する基本制御部11と、電力貯蔵装置10の連系点における電圧を計測する電圧検出器13と、電圧検出器13で検出した電圧値を入力して演算結果を基本制御部11に対して出力する出力制御部12と、を備えている。ここで、電力貯蔵装置10としては、蓄電池、コンデンサ、フライホイールなどが挙げられる。
本発明の第1の実施形態について、図1及び図2を用いて説明する。
(電圧変動抑制装置の全体構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
第1の実施形態に係る電圧変動抑制装置は、送配電線1に接続された電力貯蔵装置10と、この電力貯蔵装置10の充電又は放電を制御する基本制御部11と、電力貯蔵装置10の連系点における電圧を計測する電圧検出器13と、電圧検出器13で検出した電圧値を入力して演算結果を基本制御部11に対して出力する出力制御部12と、を備えている。ここで、電力貯蔵装置10としては、蓄電池、コンデンサ、フライホイールなどが挙げられる。
(出力制御部12)
出力制御部12は、電圧指令値Vrefから電圧検出器13による電圧検出値を減算する減算器20と、減算器20の出力を入力とするPI制御器21と、力率指令値PFrefを入力として所定の演算を行う演算器22と、演算器22の出力を正負反転させる乗算器23と、演算器22の出力を上限、乗算器23の出力を下限とする制限器24と、制限器24の出力を平方する演算器25と、PI制御器21の出力を平方する演算器26と、演算器26の出力から演算器25の出力を減算する減算器27と、減算器27の出力の平方根を出力する演算器28と、PI制御器21の出力の符号を演算する演算器29と、演算器29の出力と演算器28の出力を乗算する乗算器30と、から構成される。
出力制御部12は、電圧指令値Vrefから電圧検出器13による電圧検出値を減算する減算器20と、減算器20の出力を入力とするPI制御器21と、力率指令値PFrefを入力として所定の演算を行う演算器22と、演算器22の出力を正負反転させる乗算器23と、演算器22の出力を上限、乗算器23の出力を下限とする制限器24と、制限器24の出力を平方する演算器25と、PI制御器21の出力を平方する演算器26と、演算器26の出力から演算器25の出力を減算する減算器27と、減算器27の出力の平方根を出力する演算器28と、PI制御器21の出力の符号を演算する演算器29と、演算器29の出力と演算器28の出力を乗算する乗算器30と、から構成される。
上記構成要素は、機能面から分類すると、無効電力上限値演算部A(演算器22)、無効電力演算・出力部B(減算器20、PI制御器21、乗算器23、制限器24)、有効電力演算・出力部(位相θ演算部)C(演算器25、演算器26、減算器27、演算器28、演算器29、乗算器30)に区分される。
(力率指令値PFref、電圧指令値Vref)
力率指令値PFrefは、任意の値に設定される。力率指令値PFrefに関しては、電圧変動を最も効果的に抑制できる値があるので、その値に設定しておくと最も効果的に電圧変動を抑制できる。なお、最適な力率に関しては電力貯蔵装置10を接続する系統に依存する。
力率指令値PFrefは、任意の値に設定される。力率指令値PFrefに関しては、電圧変動を最も効果的に抑制できる値があるので、その値に設定しておくと最も効果的に電圧変動を抑制できる。なお、最適な力率に関しては電力貯蔵装置10を接続する系統に依存する。
また、電圧指令値Vrefは、任意の値に設定してもよいし、算出して得られた値など使用してもよい。後者としては、検出した電圧をローパスフィルタに通した検出電圧の低周波成分などを挙げることができる。
(作用)
まず、電圧指令値Vrefが減算器20に入力されると、減算器20は電圧検出器13による電圧検出値との差分をPI制御器21へ出力する。PI制御器21は、電力貯蔵装置10の接続点の電圧を電圧指令値Vrefと等しくするための制御量を出力する。この出力値を有効電力と無効電力に分割するが、演算器25と演算器26と減算器27と演算器28にて(1)式の演算を行う。(1)式において、Prefは基本制御部11へ出力する有効電力指令値、Qrefは基本制御部11へ出力する無効電力指令値、CはPI制御器21の出力である制御量を表す。また、有効電力は正を放電、負を充電、無効電力は正を容量性、負を誘導性の出力と定義する。
Pref=√(C2−Qref2)・・・(1)
まず、電圧指令値Vrefが減算器20に入力されると、減算器20は電圧検出器13による電圧検出値との差分をPI制御器21へ出力する。PI制御器21は、電力貯蔵装置10の接続点の電圧を電圧指令値Vrefと等しくするための制御量を出力する。この出力値を有効電力と無効電力に分割するが、演算器25と演算器26と減算器27と演算器28にて(1)式の演算を行う。(1)式において、Prefは基本制御部11へ出力する有効電力指令値、Qrefは基本制御部11へ出力する無効電力指令値、CはPI制御器21の出力である制御量を表す。また、有効電力は正を放電、負を充電、無効電力は正を容量性、負を誘導性の出力と定義する。
Pref=√(C2−Qref2)・・・(1)
ここで、(1)式では正しか出力できないため、PI制御器21の出力を演算器29に入力することで、制御量Cが正であれば1、制御量Cが負であれば−1が得られ、この数値を乗算器30にて演算器28の出力に乗算することで制御量と同じ符号のPrefが得られる。この際、制限器24にて力率指令値PFrefを基にしたQrefの最大値Qref’を(2)式より求める(無効電力上限値演算部Aの動作)。
Qref’=√(1−PFref2)・・・(2)
この最大値Qref’と符号を反転させた最小値−Qref’を用いて、制御量がこの範囲内であるときは、無効電力のみを出力する(無効電力演算・出力部Bの動作)。一方、有効電力指令値Prefについては、以下のように出力する(有効電力演算・出力部Cの動作)。
|C|≦|Qref’|の場合
Pref=0
この最大値Qref’と符号を反転させた最小値−Qref’を用いて、制御量がこの範囲内であるときは、無効電力のみを出力する(無効電力演算・出力部Bの動作)。一方、有効電力指令値Prefについては、以下のように出力する(有効電力演算・出力部Cの動作)。
|C|≦|Qref’|の場合
Pref=0
|C|>|Qref’|の場合
Pref=√(C2−Qref’2)
Pref=√(C2−Qref’2)
即ち、制御量Cの値が小さい間は、制限器24による制限(|Qref’|)に達するまで、演算器25からの値と演算器26からの値と同じになるため、その差分は0となり、乗算器30から出力されるPrefは0となる。次に、制御量Cの値が制限器24による制限(|Qref’|)よりも大きくなると、演算器25からの値はQref’2の値で維持されるので、演算器26からの値と差分が生じることになる。この差分の平方根をPrefとすると、差分が大きくなるに従って、Prefが増大していく。
前記関係を図示すると、図2のようになる。制御量Cが0から徐々に大きくなっていくと原点から(1)、(2)の状態へと遷移し、|C|=|Qref’|となった状態が(2)である。さらにCが大きくなると(3)、(4)へと遷移し、C=1のときに(4)となる。
(効果)
本実施形態によれば、制御量Cが小さいときは無効電力のみで電圧変動を抑制し、制御量Cが一定値を超えたときのみ有効電力も使って電圧変動を抑制できる。すなわち、制御量が一定値を超えたときのみ電力貯蔵装置10が充放電することになり、充放電する期間を減らすことができる。このため、満充電、放電末となる可能性を大幅に減らすことが可能になるとともに、電力貯蔵装置10の必要な容量を減らすことが可能になる。
本実施形態によれば、制御量Cが小さいときは無効電力のみで電圧変動を抑制し、制御量Cが一定値を超えたときのみ有効電力も使って電圧変動を抑制できる。すなわち、制御量が一定値を超えたときのみ電力貯蔵装置10が充放電することになり、充放電する期間を減らすことができる。このため、満充電、放電末となる可能性を大幅に減らすことが可能になるとともに、電力貯蔵装置10の必要な容量を減らすことが可能になる。
また、制御量C=1の時には、従来通り電圧抑制効果の最も高い運転点で制御されるので、電圧変動の抑制効果も最大限に得ることが可能である。
[第2の実施形態]
本発明の第2の実施形態について、図3及び図4を用いて説明する。ここで、第1の実施形態と同じ構成部分に関しては同一符号を付し、説明を省略する。
本発明の第2の実施形態について、図3及び図4を用いて説明する。ここで、第1の実施形態と同じ構成部分に関しては同一符号を付し、説明を省略する。
(電圧変動抑制装置の全体構成)
図3は、本発明の第2の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電圧変動抑制装置では、第1の実施形態の構成に加えて、乗算器30の出力と任意の有効電力指令値Pref’を加算する加算器31と、制限器24の出力を入力とする演算器32と、演算器32の出力を正負反転する演算器33と、演算器32の出力を上限とし、演算器33の出力を下限とし、加算器31の出力を入力とする制限器34と、からなる有効電力上限値制御部Dを備えている。
図3は、本発明の第2の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電圧変動抑制装置では、第1の実施形態の構成に加えて、乗算器30の出力と任意の有効電力指令値Pref’を加算する加算器31と、制限器24の出力を入力とする演算器32と、演算器32の出力を正負反転する演算器33と、演算器32の出力を上限とし、演算器33の出力を下限とし、加算器31の出力を入力とする制限器34と、からなる有効電力上限値制御部Dを備えている。
有効電力指令値Pref’は任意に設定することができる。例えば、ピークシフト等で電力貯蔵装置10をA[pu]だけ使いたいのであれば、Aだけ充電すべく、Pref’=−Aと設定する。
(作用)
基本的な電圧制御部分は第1の実施形態で記載した通りであるが、乗算器31の出力に有効電力指令値Pref’を加算することで、任意の出力指令値Pref’分を出力することができる。有効電力の出力が増えた場合、接続点の電圧が上昇方向となるため、無効電力にて電圧上昇を抑えていた場合は制御量Cが大きくなり、無効電力にて電圧低下を抑えていた場合は制御量Cが小さくなる。逆に有効電力の出力が減った場合、接続点の電圧が低下方向となるため、無効電力にて電圧上昇を抑えていた場合は制御量Cが小さくなり、無効電力にて電圧低下を抑えていた場合は制御量Cが大きくなる。
基本的な電圧制御部分は第1の実施形態で記載した通りであるが、乗算器31の出力に有効電力指令値Pref’を加算することで、任意の出力指令値Pref’分を出力することができる。有効電力の出力が増えた場合、接続点の電圧が上昇方向となるため、無効電力にて電圧上昇を抑えていた場合は制御量Cが大きくなり、無効電力にて電圧低下を抑えていた場合は制御量Cが小さくなる。逆に有効電力の出力が減った場合、接続点の電圧が低下方向となるため、無効電力にて電圧上昇を抑えていた場合は制御量Cが小さくなり、無効電力にて電圧低下を抑えていた場合は制御量Cが大きくなる。
ここで、PI制御器21からの出力である制御量Cが大きくなり、制限器24にて無効電力指令値Qrefが制限されると、第1の実施形態と同様に、制限された分にて電圧制御用の有効電力制御分が乗算器30から出力される(有効電力演算・出力部Cの動作)。次に、この乗算器30からの出力と有効電力指令値Pref’の出力が加算器31にて加算される。この加算された有効電力指令値Pref’は制限器34の制限にかからない間はそのまま出力されるが、加算値が大きくなると、制限器34にて有効電力指令値が制限される(有効電力上限値制御部Dの動作)。そして、制御量C=1の時に、有効電力の2乗と無効電力の2乗の加算値の平方根が1[pu]となる。
(効果)
本実施形態によれば、無効電力のみによる電圧制御の上下限制約にかからない間は任意の有効電力指令値Pref’を出力しつつ電圧制御も同時に実現でき、無効電力のみで電圧制御できなくなった場合は、可能な限り任意の有効電力指令値Pref’を維持することができる。
本実施形態によれば、無効電力のみによる電圧制御の上下限制約にかからない間は任意の有効電力指令値Pref’を出力しつつ電圧制御も同時に実現でき、無効電力のみで電圧制御できなくなった場合は、可能な限り任意の有効電力指令値Pref’を維持することができる。
このため、電圧制御は第1の実施形態と同等の性能が得られ、さらに任意の有効電力指令値Pref’を可能な限り維持することができる。これにより、電圧変動抑制用の電力貯蔵装置10を別の制御用、例えば再生可能エネルギーを利用した電源の出力変動抑制制御用として同時に実現することも可能となる。
(第2の実施形態の変形例)
図3に示す第2の実施形態の変形例について、図4を用いて説明する。
この変型例では、図3に示す構成に加えて、加算器31の出力と制限器34の出力の差分を取る減算器61からなる誤差成分除去部Eを設けている。
図3に示す第2の実施形態の変形例について、図4を用いて説明する。
この変型例では、図3に示す構成に加えて、加算器31の出力と制限器34の出力の差分を取る減算器61からなる誤差成分除去部Eを設けている。
この変型例では、加算器31の出力と制限器34の出力を減算器61で差分を取り、減算器61の出力が0以外、つまり加算器31の出力と制限器34の出力が一致していないときに制限がかかったものと判定し、PI制御器21の出力値を前値(前段階での出力値)に保持しておく(誤差成分除去部Eの動作)。
これによりPI制御器21に制限がかかり、制御偏差が残ってPI制御器21の出力が増加し続けることを抑制できるため、制御性を向上させることができる。なお、本実施形態は上記方法に限定するものではなく、同等の結果を得られる他の方法を用いることもできる。
[第3の実施形態]
本発明の第3の実施形態について、図5を用いて説明する。ここで、第2の実施形態と同じ構成部分に関しては同一符号を付し、説明を省略する。
本発明の第3の実施形態について、図5を用いて説明する。ここで、第2の実施形態と同じ構成部分に関しては同一符号を付し、説明を省略する。
(電圧変動抑制装置の全体構成)
図5は、本発明の第3の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電圧変動抑制装置では、第2の実施形態の構成に加えて、電力貯蔵装置10の蓄電量を検出する蓄電量検出部14と、任意の蓄電量目標値SOCrefと蓄電量検出部14の出力を加算する加算器41と、加算器41の出力を入力として一定のゲインを乗算する演算器42と、を備えている。ここで、本実施形態では、第2の実施形態の有効電力指令値Pref’の代わりに演算器42からの出力を用いるものであり、加算器41と演算器42とで蓄電量が一定になるように制御する蓄電量制御部Fを構成している。
図5は、本発明の第3の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電圧変動抑制装置では、第2の実施形態の構成に加えて、電力貯蔵装置10の蓄電量を検出する蓄電量検出部14と、任意の蓄電量目標値SOCrefと蓄電量検出部14の出力を加算する加算器41と、加算器41の出力を入力として一定のゲインを乗算する演算器42と、を備えている。ここで、本実施形態では、第2の実施形態の有効電力指令値Pref’の代わりに演算器42からの出力を用いるものであり、加算器41と演算器42とで蓄電量が一定になるように制御する蓄電量制御部Fを構成している。
(作用)
電力貯蔵装置10の蓄電量が蓄電量目標値SOCrefからずれた場合に、蓄電量制御部Fにおいて、ずれが0となるように充放電する制御が行われる。充放電量は蓄電量目標値SOCrefからずれた分を0となるように充放電し、無効電力のみで電圧制御できなくなった場合は蓄電量目標値SOCrefからずれた分を0にする量を可能な限り維持しつつ、電圧制御を実現する。本実施形態では、第2の実施形態の有効電力指令値Pref’の代わりに蓄電量制御部Fを用いたものであるため、その動作原理は第2の実施形態と同様である。
電力貯蔵装置10の蓄電量が蓄電量目標値SOCrefからずれた場合に、蓄電量制御部Fにおいて、ずれが0となるように充放電する制御が行われる。充放電量は蓄電量目標値SOCrefからずれた分を0となるように充放電し、無効電力のみで電圧制御できなくなった場合は蓄電量目標値SOCrefからずれた分を0にする量を可能な限り維持しつつ、電圧制御を実現する。本実施形態では、第2の実施形態の有効電力指令値Pref’の代わりに蓄電量制御部Fを用いたものであるため、その動作原理は第2の実施形態と同様である。
(効果)
本実施形態によれば、電力貯蔵装置10の蓄電量が任意の蓄電量目標値SOCrefとなるように自動的に充放電が行われ、蓄電量がSOCrefに維持できるので、電圧変動抑制用の電力貯蔵装置10が放電末、満充電となる可能性を第1の実施形態よりもさらに低下させることができる。
本実施形態によれば、電力貯蔵装置10の蓄電量が任意の蓄電量目標値SOCrefとなるように自動的に充放電が行われ、蓄電量がSOCrefに維持できるので、電圧変動抑制用の電力貯蔵装置10が放電末、満充電となる可能性を第1の実施形態よりもさらに低下させることができる。
また、電圧変動抑制の性能は第1の実施形態と同等であるが、放電末、満充電となる期間が少なくなるので、第1の実施形態よりも機器の信頼度を向上することができる。
[第4の実施形態]
本発明の第4の実施形態について、図6を用いて説明する。ここで、第3の実施形態と同じ構成部分に関しては同一符号を付し、説明を省略する。
本発明の第4の実施形態について、図6を用いて説明する。ここで、第3の実施形態と同じ構成部分に関しては同一符号を付し、説明を省略する。
(電圧変動抑制装置の全体構成)
図6は、本発明の第4の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電圧変動抑制装置では、第3の実施形態の構成に加えて、変圧器2の近傍に設けられ送配電線1の電流を検出する電流検出器15と、電流検出器15の出力を入力とし、低周波成分のみを抽出するローパスフィルタ51と、ローパスフィルタ51の出力に一定のゲインを乗算する演算器52と、蓄電量目標値SOCrefから演算器52の出力を減算する減算器53を備えている。ここで、ローパスフィルタ51と、演算器52と、減算器53とは、SOCと外部電力との差分値を補正する機能を有するSOC補正部Gを構成している。
図6は、本発明の第4の実施形態に係る電圧変動抑制装置の全体構成を示すブロック図である。
本実施形態に係る電圧変動抑制装置では、第3の実施形態の構成に加えて、変圧器2の近傍に設けられ送配電線1の電流を検出する電流検出器15と、電流検出器15の出力を入力とし、低周波成分のみを抽出するローパスフィルタ51と、ローパスフィルタ51の出力に一定のゲインを乗算する演算器52と、蓄電量目標値SOCrefから演算器52の出力を減算する減算器53を備えている。ここで、ローパスフィルタ51と、演算器52と、減算器53とは、SOCと外部電力との差分値を補正する機能を有するSOC補正部Gを構成している。
(作用)
配電系統のように、変圧器2から需要家へと電力が流れる系統において、電力貯蔵装置10の接続点からみて変圧器2と反対側へと電流が流れる場合、該当する側の電圧は下がり気味になり、電流の向きが逆の場合は該当する側の電圧は上がり気味になる。そのため、電流検出器15で電流を検出してローパスフィルタ51を通すことによって、長期的に電流が増える方向なのか、減る方向なのか判別できる。
配電系統のように、変圧器2から需要家へと電力が流れる系統において、電力貯蔵装置10の接続点からみて変圧器2と反対側へと電流が流れる場合、該当する側の電圧は下がり気味になり、電流の向きが逆の場合は該当する側の電圧は上がり気味になる。そのため、電流検出器15で電流を検出してローパスフィルタ51を通すことによって、長期的に電流が増える方向なのか、減る方向なのか判別できる。
電流が増える方向の場合、電圧は今後高くなっていくので、電力貯蔵装置10は電圧制御で充電を行おうとするため、蓄電量目標値SOCrefが小さくなるよう補正する。減る方向の場合はこれと逆のことが発生するので、蓄電量目標値SOCrefが大きくなるよう補正する(SOC補正部Gの動作)。
(効果)
本実施形態によれば、系統の状態を反映して蓄電量目標値SOCrefを放電末、満充電になりにくくなる方向へ補正し、補正された蓄電量目標値SOCrefとなるように自動的に充放電を行えるようになる。このため、電圧変動抑制用の電力貯蔵装置10が放電末、満充電となる可能性を第3の実施形態よりも低下させることができる。
本実施形態によれば、系統の状態を反映して蓄電量目標値SOCrefを放電末、満充電になりにくくなる方向へ補正し、補正された蓄電量目標値SOCrefとなるように自動的に充放電を行えるようになる。このため、電圧変動抑制用の電力貯蔵装置10が放電末、満充電となる可能性を第3の実施形態よりも低下させることができる。
また、電圧変動抑制の性能は第1の実施形態と同等であるが、放電末、満充電となる期間が少なくなるので、第3の実施形態よりも機器の信頼度を向上することができる。
[他の実施形態]
(1)第1の実施形態(図1)では、制限器24において、力率指令値PFrefを基にしたQrefの最大値Qref’又は最小値−Qref’により制限器24の上下限を指定したが、力率指令値PFrefではなく、直接無効電力最大値を入力してもよいし、有効電力最大値から無効電力最大値を算出したものを入力してもよい。
(1)第1の実施形態(図1)では、制限器24において、力率指令値PFrefを基にしたQrefの最大値Qref’又は最小値−Qref’により制限器24の上下限を指定したが、力率指令値PFrefではなく、直接無効電力最大値を入力してもよいし、有効電力最大値から無効電力最大値を算出したものを入力してもよい。
(2)上記実施形態ではPI制御器21を使用したが、PI制御器21に代えて、P制御やPID制御を行う他の制御器を用いてもよい。
(3)以上、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
1…送配電線
2…変圧器
10…電力貯蔵装置
11…基本制御部
12…出力制御部
13…電圧検出器
14…蓄電量検出部
15…電流検出器
20…減算器
21…PI制御器
22…演算器
23…乗算器
24…制限器
25…演算器
26…演算器
27…減算器
28…演算器
29…演算器
30…乗算器
31…加算器
32…演算器
33…演算器
34…制限器
41…加算器
42…演算器
51…ローパスフィルタ
52…演算器
53…減算器
61…減算器
A…無効電力上限値演算部
B…無効電力演算・出力部
C…有効電力演算・出力部
D…有効電力上限値制御部
E…誤差成分除去部
F…蓄電量制御部
G…SOC補正部
2…変圧器
10…電力貯蔵装置
11…基本制御部
12…出力制御部
13…電圧検出器
14…蓄電量検出部
15…電流検出器
20…減算器
21…PI制御器
22…演算器
23…乗算器
24…制限器
25…演算器
26…演算器
27…減算器
28…演算器
29…演算器
30…乗算器
31…加算器
32…演算器
33…演算器
34…制限器
41…加算器
42…演算器
51…ローパスフィルタ
52…演算器
53…減算器
61…減算器
A…無効電力上限値演算部
B…無効電力演算・出力部
C…有効電力演算・出力部
D…有効電力上限値制御部
E…誤差成分除去部
F…蓄電量制御部
G…SOC補正部
Claims (5)
- 電力系統に接続した電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置の出力を制御する基本制御部と、前記電力系統との接続点の電圧を計測する電圧検出器と、前記電圧検出器の出力を入力とし、前記基本制御部へ出力する制御量を無効電力指令値Qrefと有効電力指令値Prefとに分けて出力する出力制御部とを備え、前記出力制御部は、
入力された任意の力率指令値PFrefに基づいて、前記無効電力指令値Qrefの上限値Qref’を演算する無効電力上限値演算部と、
入力された任意の電圧指令値Vrefに基づいて、前記無効電力指令値Qrefを演算して出力する無効電力演算・出力部と、
前記有効電力指令値Prefを演算して出力する有効電力演算・出力部であって、前記基本制御部へ出力する前記制御量の絶対値が前記無効電力指令値の上限値Qref’の絶対値以下の場合は、有効電力指令値Prefとして0を出力し、前記無効電力指令値の上限値Qref’の絶対値を超える場合は、有効電力指令値Prefとして所定の式から演算した0でない値を出力する前記有効電力演算・出力部と、
を備えることを特徴とする電圧変動抑制装置。 - 前記有効電力演算・出力部の後段に、さらに、入力された任意の有効電力指令値Pref’を加算した有効電力指令値Prefの上限値を制御する有効電力上限値制御部を備えることを特徴とする請求項1に記載の電圧変動抑制装置。
- 前記有効電力演算・出力部の後段と前記有効電力上限値制御部の後段とに接続され、前記有効電力演算・出力部の出力値と、前記有効電力上限値制御部の出力値の差分を取り、前記差分が0以外の場合は、前値保持を行う誤差成分除去部を備えることを特徴とする請求項2に記載の電圧変動抑制装置。
- 前記電力貯蔵装置に、蓄電量を検出する蓄電量検出部を設け、かつ、前記有効電力指令値Pref’を入力する箇所に、入力された任意の蓄電量目標値SOCrefと前記蓄電量検出部で検出した検出量とがずれた場合に、ずれが0となるように充放電する制御を行う蓄電量制御部をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の電圧変動抑制装置。
- 前記電力系統に、電流を検出する電流検出器を設け、かつ、前記蓄電量目標値SOCrefを入力する箇所に、前記電流検出器の出力から系統の状態を反映して前記蓄電量目標値SOCrefを放電末、満充電になりにくくなる方向へ補正するSOC補正部を備えることを特徴とする請求項4に記載の電圧変動抑制装置。
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