JP2015073411A - Voltage control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とする電圧制御システムに関する。 Embodiments described herein relate generally to a voltage control system that enables compensation for short-period fluctuations in addition to long-period fluctuations in voltage.
配電系統に設置されるタップ切換式変圧装置は、電圧変動に応じたタップ切り換えにより長周期的な電圧変動には対応できるが、再生可能エネルギーの発電電力や需要変動などに起因する電圧の短周期変動に追従させると、頻繁なタップ切り換えが必要となり、機器寿命を短縮する可能性がある。このため、短周期変動は、SVC(Static Var Compensator:静止型無効電力補償装置)などの高速制御可能な機器で対応させることがある。 Tap-switching transformers installed in the power distribution system can handle long-period voltage fluctuations by switching taps according to voltage fluctuations, but short-period voltage fluctuations caused by power generated by renewable energy, fluctuations in demand, etc. If the change is followed, frequent tap switching is required, which may shorten the life of the device. For this reason, short-cycle fluctuations may be dealt with by devices capable of high-speed control such as SVC (Static Var Compensator).
しかしながら、高速制御可能な機器で電圧変動を抑制しきれない場合には、タップ切換式変圧装置で対応することになり、条件によっては寿命に影響を与えることがある。その対策として、高速制御可能な機器を大容量化すればよいが、その分コストが増加してしまう。 However, when voltage fluctuations cannot be suppressed by a device that can be controlled at high speed, a tap-switching transformer is used, and depending on conditions, the life may be affected. As a countermeasure, it is only necessary to increase the capacity of a device capable of high-speed control, but the cost increases accordingly.
従来の電圧制御システムにおいては、タップ切換式変圧装置が設置されている箇所における電圧を検出して、タップ切り換えにより電圧を制御しているため、再生可能エネルギーの発電電力や需要変動などに起因する電圧の短周期変動に追従させると、頻繁なタップ切り換えが必要となり、機器寿命を短縮する可能性があった。 In the conventional voltage control system, the voltage at the location where the tap-switching transformer is installed is detected and the voltage is controlled by switching the tap, resulting in the generation of renewable energy or fluctuations in demand. When tracking short-term fluctuations in voltage, frequent tap switching is required, which may shorten the life of the equipment.
本発明の実施形態は、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とする電圧制御システムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a voltage control system that can compensate for short-period fluctuations in addition to long-period fluctuations in voltage.
上述の目的を達成するため、本発明の実施形態の電圧制御システムは、配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置と、前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電圧調整器と、前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、を備え、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換えることを特徴とする。 In order to achieve the above-described object, a voltage control system according to an embodiment of the present invention includes a tap switching transformer installed on a power distribution system, and a tap switching transformer installed on the secondary side of the tap switching transformer. A voltage regulator capable of responding at a higher speed than the voltage transformer, and a voltage detector for detecting the voltage of the distribution system, and switching the tap according to a long-period component of the voltage detected by the voltage detector The tap value of the voltage regulator is switched, and the tap value of the voltage regulator is switched according to a component having a shorter period than a long period component of the voltage.
また、本発明の他の実施形態の電圧制御システムは、配電系統上に設置されたタップ切換式変圧装置と、前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電力貯蔵装置と、前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、を備え、前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする。 The voltage control system according to another embodiment of the present invention includes a tap switching transformer installed on a distribution system, and a secondary side of the tap switching transformer. From the tap switching transformer, A power storage device that can respond at high speed, and a voltage detector that detects the voltage of the distribution system, and the tap-switchable transformer device according to the long-period component of the voltage detected by the voltage detector. The tap value is switched, and the power storage device outputs power according to a component having a shorter period than a long period component of the voltage.
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。 Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.
[第1の実施形態]
本発明の第1の実施形態について、図1〜5を用いて説明する。
(電圧制御システム10の全体構成)
図1に示すように、本実施形態の電圧制御システム10は、配電線1に設けられたタップ切換式変圧装置2及びTVR(Thyristor Voltage Regukator:サイリスタスイッチを用いたタップ式の電圧調整器)3と、タップ切換式変圧装置2の二次側の電圧検出点から配電線1の電圧を検出する電圧検出器4と、タップ切換式変圧装置2のタップ切り換え制御を行うタップ切換式変圧装置制御手段6と、TVR3の二次側の電圧検出点から配電線1の電圧を検出する電圧検出器5と、TVR3のタップ切り換え制御を行うTVR制御手段7と、を備えている。このうち、タップ切換式変圧装置制御手段6及びTVR制御手段7は、需要家負荷8及び太陽光発電システムや風力発電システムなどの分散電源9の出力変動に起因する電圧変動を抑制するための手段であり、以下に詳しく説明する。
[First Embodiment]
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
(Overall configuration of voltage control system 10)
As shown in FIG. 1, a
(タップ切換式変圧装置制御手段6)
図2は、タップ切換式変圧装置制御手段6の詳細な構成を示す図である。
タップ切換式変圧装置制御手段6は、ローパスフィルタ11と、電圧比較器12と、タップ切換器13とを備えている。ここで、ローパスフィルタ11は、検出した電圧の短周期成分を除去し、電圧比較器12に検出電圧の長周期成分を渡す手段である。ローパスフィルタ11の遮断周波数は、任意に変更することが可能である。また、電圧比較器12は、設定された電圧の上閾値を逸脱した場合は電圧の下げ方向へ切り換え指令を出し、設定された電圧の下閾値を逸脱した場合は電圧の上げ方向にタップの切り換え指令を出す手段である。さらに、タップ切換器13は、電圧比較器12による切り換え指令に基づき、タップ切換式変圧装置2を制御する手段である。
(Tap switching type transformer control means 6)
FIG. 2 is a diagram showing a detailed configuration of the tap-switching transformer control means 6.
The tap-switching transformer control means 6 includes a low-
(TVR制御手段7)
図3はTVR制御手段7の詳細な構成を示す図である。TVR制御手段7は、図2に示すタップ切換式変圧装置制御手段6と同様、電圧比較器14と、タップ切換器15とを備え、電圧検出器5により検出された電圧を基にTVR3を制御する手段である。
(TVR control means 7)
FIG. 3 is a diagram showing a detailed configuration of the TVR control means 7. The TVR control means 7 is provided with a
電圧比較器14は、設定された電圧の上閾値を逸脱した場合は電圧の下げ方向へ切り換え指令を出し、設定された電圧の下閾値を逸脱した場合は電圧の上げ方向にタップの切り換え指令を出す手段である。また、タップ切換器15は、電圧比較器14による切り換え指令に基づき、TVR3を制御する手段である。このように構成された電圧制御システム10の動作について図1〜4を用いて説明する。
The
(作用)
まず、タップ切換式変圧装置2側において、電圧検出器4により、タップ切換式変圧装置2の二次側の電圧検出点から、配電線1の電圧を検出する。次に、タップ切換式変圧装置制御手段6のローパスフィルタ11は、検出した電圧の短周期成分を除去し、電圧比較器12に検出電圧の長周期成分を渡す。ローパスフィルタ11通過後の電圧成分を基に、電圧比較器12及びタップ切換器13がタップ切換式変圧装置2を制御する。
(Function)
First, on the tap
図4に、タップ切換式変圧装置制御手段6の制御動作を示す。図4では、電圧比較器12に入力される電圧成分の時間的変化と、タップ切換器13によるタップ切換式変圧装置2に対する基本的な制御動作を示している。電圧比較器12は、設定された電圧の上閾値を逸脱した場合は電圧の下げ方向へ切り換え指令を発し、設定された電圧の下閾値を逸脱した場合は電圧の上げ方向にタップの切り換え指令を発する。タップ切換器13は、電圧比較器12による切り換え指令によってタップ切換式変圧装置2のタップを切り換える。ただし、同じ切り換え方向に繰り返しタップを切り換え、タップの切り換え方向に切り換え余裕が無くなった場合は同方向へのタップの切り換えは行わない。
FIG. 4 shows the control operation of the tap switching type transformer control means 6. FIG. 4 shows the temporal change of the voltage component input to the
一方、TVR3側では、電圧検出器5がTVR3の二次側の電圧検出点から電圧を検出する。電圧検出器5により検出された電圧を基に電圧比較器14及びタップ切換器15がTVR3を制御する。TVR3の基本的な制御動作は、タップ切換式変圧装置2の場合と同様であり、図4に示すように電圧比較器14に入力される電圧成分と電圧上下閾値を比較して、上下閾値の逸脱時にタップの切り換えを行う。
On the other hand, on the TVR3 side, the
TVR3は高速スイッチを用いたスイッチングにより、タップの切り換えを高速で行うことが可能である。このため、タップ切換式変圧装置2にはローパスフィルタ11を用いることで電圧の長周期成分を分担させ、高速切り換え可能なTVR3にはタップ切換式変圧装置2よりも短周期成分を分担させることで、タップ切換式変圧装置2の機器寿命短縮の原因となる多頻度のタップ切り換えを抑制し、電圧変動抑制効果を向上させる。
The
(効果)
本実施形態の電圧制御システム10によれば、タップ切換式変圧装置2により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、TVR3により検出電圧のタップ切換式変圧装置2よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
(effect)
According to the
(第1の実施形態の変形例)
図3に示すTVR制御手段7の変形例として、図5に示すように、電圧検出器5と電圧比較器14の間に、ローパスフィルタ16を設けたTVR制御手段7’を用いることもできる。ローパスフィルタ16の時定数T1は、ローパスフィルタ10の時定数Tと比較してT>T1となるように、ローパスフィルタ10よりも時定数の短い遮断周波数に設定されている。このローパスフィルタ16によって、タップ切換式変圧装置2よりも短い周期の成分を電圧比較器14に渡し、TVR3に短周期成分を分担させることも可能である。
(Modification of the first embodiment)
As a modification of the TVR control means 7 shown in FIG. 3, as shown in FIG. 5, a TVR control means 7 ′ provided with a low-
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について、図6及び図7を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and the description regarding the overlapping structure and effect | action is abbreviate | omitted.
(電圧制御システム20)
図6に示すように、第2の実施形態の電圧制御システム20では、電圧の短周期成分を分担させる部分に、電力貯蔵装置17、電圧検出器18及び電力貯蔵装置制御手段I 19を設けた以外は、第1の実施形態の電圧制御システム10と同様に構成されている。
(Voltage control system 20)
As shown in FIG. 6, in the
(電力貯蔵装置17)
電力貯蔵装置17としては、一般的に、蓄電池や電気二重層キャパシタ、フライホイール等の制御応答の速い機器が挙げられる。このような機器は、貯蔵可能な電力量に制約があるため、電圧の長周期成分を含めて電圧補償を行うと、貯蔵電力量制約(SOC制約等)を逸脱し、制御できなくなることがある。このため、本実施形態では、後述するハイパスフィルタ22を用いて電圧の短周期成分のみを補償させることで、貯蔵電力量制約逸脱のリスクを低減し、電圧制御をより確実に行うものである。
(Power storage device 17)
In general, the
(電圧検出器18)
電圧検出器18は、電力貯蔵装置17の二次側の電圧検出点から配電線1の電圧を検出する手段である。
(Voltage detector 18)
The
(電力貯蔵装置制御手段I 19)
図7は電力貯蔵装置制御手段I 19の詳細な構成を示す図である。電力貯蔵装置制御手段I 19は、基準電圧を任意に設定する基準電圧器21と、電圧の短周期成分のみを通過させるハイパスフィルタ22と、受信した短周期成分にゲインを乗算するゲイン乗算器23と、受信した値から電力貯蔵装置17の制御量を計算する基本制御器24とを備えている。
(Power storage device control means I 19)
FIG. 7 is a diagram showing a detailed configuration of the power storage device control means I19. The power storage device control means I 19 includes a
基準電圧器21の基準電圧やハイパスフィルタ22の遮断周波数は、任意に変更可能である。また、基準電圧器21で設定する基準電圧は、一定値とするだけでなく、定期的に見直したり、電圧検出値の長周期成分としたりすることもできる。さらに、設定するゲインは、電力貯蔵装置17の制御応答速度や配電線上の電圧変動の感度等に応じて予め設定される。このように構成された電圧制御システム20の動作について図7を用いて説明する。
The reference voltage of the
(作用)
まず、電力貯蔵装置17の連系点を電圧検出点とし、電圧検出器18により配電線上の電圧を取得する。次に、電力貯蔵装置制御手段I 19の基準電圧器21により設定される基準電圧から、電圧検出器18から取得した電圧を引いた差分電圧を計算する。差分電圧の符号が正の場合は基準電圧より配電線上の電圧が低いため、電力貯蔵装置17の出力の有効電力を放電方向、無効電力を容量性とすることで電圧を上げる。一方、差分電圧の符号が負の場合は基準電圧より配電線上の電圧が高いので、電力貯蔵装置17の出力の有効電力を充電方向、無効電力を誘導性とすることで電圧を下げる。
(Function)
First, the connection point of the
差分電圧はハイパスフィルタ22へ送信され、ハイパスフィルタ22は受信した電圧の差分値の短周期成分のみを通過させ、ゲイン乗算器23に送信する。ゲイン乗算器23は、受信した短周期成分にゲインを乗算して基本制御器24に送信する。
The differential voltage is transmitted to the
基本制御器24は、ゲイン乗算器23から受信した値から、電力貯蔵装置17の制御量、すなわち電力貯蔵装置17の出力すべき有効電力および無効電力を計算し、電力貯蔵装置17へ制御指令を送信する。電力貯蔵装置17は制御指令にしたがって有効電力及び無効電力を出力する。
The
(効果)
本実施形態の電圧制御システム20によれば、タップ切換式変圧装置2により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、電力貯蔵装置17により検出電圧のタップ切換式変圧装置2よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
(effect)
According to the
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について、図8乃至図10を用いて説明する。なお、第2の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 2nd Embodiment, and the description regarding the overlapping structure and effect | action is abbreviate | omitted.
(電圧制御システム30)
図8に示すように、第3の実施形態の電圧制御システム30では、電圧の短周期成分を分担させる部分に、さらに電流検出器26及び電力算出器27を設け、電力貯蔵装置制御手段I 19の代わりに電力貯蔵装置制御手段II 25を設けた以外は、第2の実施形態の電圧制御システム20と同様に構成されている。
(Voltage control system 30)
As shown in FIG. 8, in the
(電力貯蔵装置制御手段II 25)
図9は電力貯蔵装置制御手段II 25の詳細な構成を示す図である。電力貯蔵装置制御手段II 25は、基準電力を任意に設定する基準電力器28と、電力の短周期成分のみを通過させるハイパスフィルタ29と、受信した短周期成分にゲインを乗算するゲイン乗算器31と、受信した値から電力貯蔵装置17の制御量を計算する基本制御器32とを備えている。ここで、基準電力器28の基準電力は任意に設定可能であり、一定値でも良いし、定期的に更新しても良いし、電力算出器27によって算出された有効電力潮流の長周期成分を設定しても良い。また、ハイパスフィルタ29の遮断周波数についても任意に変更可能である。さらに、設定するゲインは、電力貯蔵装置17の制御応答速度や配電線上の電圧変動の感度等に応じて設定される。
(Power storage device control means II 25)
FIG. 9 is a diagram showing a detailed configuration of the power storage device control means
(作用)
第2の実施形態では測定電圧を基に電力貯蔵装置17を制御したが、第3の実施形態では電流検出器26により配電線上の電流を、電圧検出器18により配電線上の電圧をそれぞれ検出し、検出した電圧・電流を基に電力算出器27によって配電線上の有効電力潮流を算出し、算出した配電線上の有効電力潮流に応じて電力貯蔵装置17を制御する。以下、この制御方式について図8乃至図10を用いて具体的に説明する。
(Function)
In the second embodiment, the
まず、配電線1上の電流検出器26により電流を検出する。電流検出器26は、電力算出器27に送信する電流を、電力貯蔵装置17から見て上位(電源)側の電流検出点から検出した電流か、電力貯蔵装置17から見て下位(負荷)側の電流検出点から検出した電流かを選択する機能を有する。この機能により、配電線の潮流が順潮流(上位側から下位側へ向く潮流)の場合は上位(電力系統)側の電流検出点から電流を検出し、配電線の潮流が逆潮流(下位側から上位側へ向く潮流)の場合は下位(電力系統)側の電流検出点から電流を検出することで、検出する電流が電力貯蔵装置17の出力電流の影響を受けなくなる。これにより、例えば移動平均法によって検出電流を平滑化した目標電流(図10参照)を設定し、電力貯蔵装置17には変動の速い電力成分を補償させることで、電力貯蔵装置17の必要容量を低減することが可能となる。
First, a current is detected by the
次に、図8に示す電圧検出器18により電圧を検出し、検出した電圧・電流を基に電力算出器27によって有効電力潮流を算出し、図9に示す基準電力器28によって設定された基準電力から差し引いた差分電力をハイパスフィルタ29へ送信する。ハイパスフィルタ29は受信した電力の差分値の短周期成分のみを通過させ、ゲイン乗算器31に送信する。
Next, the voltage is detected by the
ゲイン乗算器31は、受信した短周期成分にゲインを乗算して基本制御器32に送信する。基本制御器32は、ゲイン乗算器31から受信した値から、電力貯蔵装置17の制御量、すなわち電力貯蔵装置17の出力すべき有効電力および無効電力を計算し、電力貯蔵装置17へ制御指令を送信する。電力貯蔵装置17は、制御指令にしたがって有効電力及び無効電力を出力する。
The
(効果)
本実施形態の電圧制御システム30によれば、タップ切換式変圧装置2により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、電力貯蔵装置17により検出電圧のタップ切換式変圧装置2よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
(effect)
According to the
また、第3の実施形態では、配電線上の電力に応じて電力貯蔵装置17を制御するので、配電線上の電力変動に起因する電圧変動を抑制できるとともに、電力変動量や電力変動の速度を低減できるので、電力変動に起因する周波数変動の抑制に寄与することができる。
In the third embodiment, since the
[第4の実施形態]
次に、本発明の第4の実施形態について、図11を用いて説明する。なお、第3の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
[Fourth Embodiment]
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 3rd Embodiment, and the description regarding the overlapping structure and effect | action is abbreviate | omitted.
(電圧制御システム40)
図11に示すように、第4の実施形態の電圧制御システム40では、分散電源9の設置点における電流、電圧をそれぞれ検出する電流検出器34、電圧検出器18、及び検出された電流・電圧から分散電源9の発電電力を算出する電力算出器35を設けた以外は、第3の実施形態の電圧制御システム30と同様に構成されている。また、電力貯蔵装置制御手段III 33は、第3の実施形態の電力貯蔵装置制御手段II 25と同様の構成を有しているため、説明を省略する。
(Voltage control system 40)
As shown in FIG. 11, in the
需要家負荷8、分散電源9の接続場所は任意であり、図11に示す場所に限定されるものではない。また、需要家負荷8、分散電源9は、一つに限定するものではなく、複数存在しても良い。この場合、例えば、住宅用の太陽光発電システムなど、各分散電源の容量に大きく差がない場合は、各分散電源の設置点の電流・電圧の平均を電力算出器35に渡し、また、各分散電源の中に大規模な風力発電や太陽光発電など容量に大きい分散電源が遍在する場合は、容量に大きい分散電源の設置点の電流・電圧を代表値として電力算出器35に渡すこともできる。
The connection place of the
(作用)
本実施形態の電圧制御システム40では、分散電源9の設置点における電流を検出する電流検出器34により検出し、分散電源9の設置点における電圧を電圧検出器18により検出して、検出された電流・電圧を電力算出器35に入力して分散電源9の発電電力を算出して、算出された発電電力に応じて電力貯蔵装置17を制御する。
(Function)
In the
(効果)
本実施形態の電圧制御システム40によれば、タップ切換式変圧装置2により検出電圧の長周期成分に応じたタップ切り換え制御を分担し、電力貯蔵装置17により検出電圧のタップ切換式変圧装置2よりも短い周期の成分に応じたタップ切り換え制御を分担して行うことで、配電線全体の長周期的な変動に加え、短周期変動にも対応した電圧制御を行うことが可能となる。したがって、本実施形態によれば、電圧の長周期変動に加え、短周期変動に対する補償を可能とすることができる。
(effect)
According to the
また、本実施形態の電圧制御システム40によれば、例えば、大容量の太陽光発電システム等のメガソーラーや、大容量の風力発電システム等のウィンドファームなど出力の大きい分散電源9の付近の電力を検出して電力貯蔵装置17の制御を行うことで、分散電源9の出力変動を直接的に抑制可能であり、それに起因する電圧変動を効果的に抑制することが可能になる。
Further, according to the
[第5の実施形態]
本発明の第5の実施形態について、図12を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
[Fifth Embodiment]
A fifth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and the description regarding the overlapping structure and effect | action is abbreviate | omitted.
本実施形態では、第1の実施形態の電圧制御システム10と第2の実施形態の電圧制御システム20とを組み合わせたものである。即ち、タップ切換式変圧装置2及びTVR3を有する第1の実施形態の電圧制御システム10に対して、TVR3の二次側に、さらに、第2の実施形態の電力貯蔵装置17、電圧検出器18及び電力貯蔵装置制御手段I 19を設けたものである。
In the present embodiment, the
本実施形態の電圧制御システム50は、第1の実施形態と同様、電圧検出器4で検出した電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置2がタップ切換式変圧装置制御手段6によって制御され、電圧検出器5で検出した電圧に応じてTVR3がTVR制御手段7によって制御される。また、第2の実施形態と同様に、電圧検出器18の検出電圧に応じて電力貯蔵装置17が電力貯蔵装置制御手段I 19によって制御される。
In the
本実施形態の電圧制御システム50では、3種類の電圧変動抑制用の制御機器を導入し、数分単位の変動をタップ切換式変圧装置2で、数十秒単位の変動をTVR3で、ミリ秒〜数秒単位の変動を電力貯蔵装置16で分担制御するように、ローパスフィルタとハイパスフィルタを設定する。これにより、本実施形態によれば、各機器が協調して運転できるようになり、電力貯蔵装置17には短周期の電力成分のみ補償させることができるので、一般的に高価である電力貯蔵装置17の容量の低減が可能になる。
In the
[第6の実施形態]
本発明の第6の実施形態について、図13を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
[Sixth Embodiment]
A sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and the description regarding the overlapping structure and effect | action is abbreviate | omitted.
本実施形態では、第1の実施形態の電圧制御システム10と第3の実施形態の電圧制御システム30とを組み合わせたものである。即ち、タップ切換式変圧装置2及びTVR3を有する第1の実施形態の電圧制御システム10に対して、TVR3の二次側に、さらに、第3の実施形態の電流検出器26、電力算出器27、電力貯蔵装置17、電圧検出器18及び電力貯蔵装置制御手段II 25を設けたものである。
In the present embodiment, the
第5の実施形態では、電力貯蔵装置17が配電線上の電圧に応じて制御されるのに対し、第6の実施形態では、電力貯蔵装置17が電流検出器26で検出した配電線上の電流と、電圧検出器18で検出した配電線上の電圧から、電力算出器27によって算出される配電線上の電力に応じて制御される。
In the fifth embodiment, the
本実施形態の電圧制御システム60は、第1の実施形態と同様、電圧検出器4で検出した電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置2がタップ切換式変圧装置制御手段6によって制御され、電圧検出器5で検出した電圧に応じてTVR3がTVR制御手段7によって制御される。また、第3の実施形態と同様に、電流検出器26で検出した配電線上の電流と、電圧検出器18で検出した配電線上の電圧から、電力算出器27によって算出される配電線1上の電力に応じて、電力貯蔵装置17が電力貯蔵装置制御手段II 25によって制御される。
In the
本実施形態の電圧制御システム60によれば、第5の実施形態の電圧制御システム50のように、3種類の電圧変動抑制用の制御機器を導入し、制御機ごとに異なる時間オーダーの変動成分を分担し協調制御することで、電力貯蔵装置17の容量低減と変動抑制効果の向上が可能である。
According to the
さらに、本実施形態の電圧制御システム60では、第3の実施形態と同様、電力貯蔵装置17により電力変動量や電力変動の速度を低減できるので、電力変動に起因する周波数変動の抑制に寄与することができる。
Furthermore, in the
[第7の実施形態]
本発明の第7の実施形態について、図14を用いて説明する。なお、第1の実施形態と同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する構成及び作用に関する説明は省略する。
[Seventh Embodiment]
A seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the same component as 1st Embodiment, and the description regarding the overlapping structure and effect | action is abbreviate | omitted.
本実施形態では、第1の実施形態の電圧制御システム10と第4の実施形態の電圧制御システム40とを組み合わせたものである。即ち、タップ切換式変圧装置2及びTVR3を有する第1の実施形態の電圧制御システム10に対して、TVR3の二次側に、さらに、第4の実施形態の電流検出器34、電力貯蔵装置17、電圧検出器18、電力算出器35及び電力貯蔵装置制御手段III 33を設けたものである。
In the present embodiment, the
第5の実施形態では、電力貯蔵装置17が配電線上の電圧に応じて制御されるのに対し、第7の実施形態では、分散電源の発電電力に応じて制御される。
In the fifth embodiment, the
本実施形態の電圧制御システム70は、第1の実施形態と同様、電圧検出器4で検出した電圧の長周期成分に応じてタップ切換式変圧装置2がタップ切換式変圧装置制御手段6によって制御され、電圧検出器5で検出した電圧に応じてTVR3がTVR制御手段7によって制御される。また、第4の実施形態と同様に、分散電源9の設置点における電流を電流検出器34により検出し、分散電源9の設置点における電圧を電圧検出器18により検出して、検出された電流・電圧を電力算出器35に入力して分散電源9の発電電力を算出し、算出された発電電力に応じて電力貯蔵装置17が電力貯蔵装置制御手段III 33によって制御される。
In the
本実施形態の電圧制御システム70によれば、第5の実施形態の電圧制御システム50のように、3種類の電圧変動抑制用の制御機器を導入し、制御機ごとに異なる時間オーダーの変動成分を分担し協調制御することで、電力貯蔵装置17の容量低減と変動抑制効果の向上が可能である。
According to the
さらに、本実施形態の電圧制御システム70では、第4の実施形態と同様、例えば、大容量の太陽光発電システム等のメガソーラーや、大容量の風力発電システム等のウィンドファームなど出力の大きい分散電源9の付近の電力を検出して電力貯蔵装置17の制御を行うことで、分散電源9の出力変動を直接的に抑制可能であり、それに起因する電圧変動を効果的に抑制することが可能になる。
Further, in the
[他の実施形態]
(1)第1の実施形態におけるローパスフィルタ11(図2)、16(図5)では、それぞれ1/(1+TS)、1/(1+T1S)のような伝達関数を用いたが、他には、例えば、移動平均を用いてもよい。移動平均を用いる場合は、タップ切換式変圧装置2にはTVR3よりも移動平均を算出する際の時間窓を長く設定すればよい。
[Other embodiments]
(1) In the low-pass filters 11 (FIG. 2) and 16 (FIG. 5) in the first embodiment, transfer functions such as 1 / (1 + TS) and 1 / (1 + T 1 S) are used. For example, a moving average may be used. When the moving average is used, the tap switching
(2)図5に示すTVR制御手段7’においては、ローパスフィルタ16を用いたが、これ以外に、バンドパスフィルタを用いることもできる。
(2) In the TVR control means 7 ′ shown in FIG. 5, the low-
(3)第2の実施形態において、電力貯蔵装置17は、有効電力及び無効電力により制御可能な機器の例として説明したが、SVC(静止型無効電力補償装置)等の無効電力のみ制御可能な機器でも良い。この場合、有効電力は0となるため、図7に示した電力貯蔵装置制御手段I 19の構成を用いて無効電力のみを計算することになる。
(3) In the second embodiment, the
(4)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。 (4) Although several embodiments of the present invention have been described above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…配電線
2…タップ切換式変圧装置
3…TVR
4…電圧検出器
5…電圧検出器
6…タップ切換式変圧装置制御手段
7、7’…TVR制御手段
8…需要家負荷
9…分散電源
10、20、30、40、50、60、70…電圧制御システム
11…ローパスフィルタ
12…電圧比較器
13…タップ切換器
14…電圧比較器
15…タップ切換器
16…ローパスフィルタ
17…電力貯蔵装置
18…電圧検出器
19…電力貯蔵装置制御手段I
21…基準電圧器
22…ハイパスフィルタ
23…ゲイン乗算器
24…基本制御器
25…電力貯蔵装置制御手段II
26…電流検出器
27…電力算出器
28…基準電力器
29…ハイパスフィルタ
31…ゲイン乗算器
32…基本制御器
33…電力貯蔵装置制御手段III
34…電流検出器
35…電力算出器
DESCRIPTION OF
4 ...
21 ...
26 ...
34 ...
Claims (8)
前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電圧調整器と、
前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、
を備え、
前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電圧調整器のタップ値を切り換えることを特徴とする電圧制御システム。 A tap-switching transformer installed on the power distribution system;
A voltage regulator installed on the secondary side of the tap-switching transformer, and capable of responding at a higher speed than the tap-switching transformer;
A voltage detector for detecting the voltage of the distribution system;
With
The tap value of the tap-switching transformer is switched according to the long-period component of the voltage detected by the voltage detector, and the tap value of the voltage regulator according to a component having a shorter period than the long-period component of the voltage. A voltage control system characterized by switching.
前記タップ切換式変圧装置の二次側に設置され、前記タップ切換式変圧装置よりも高速で応答可能な電力貯蔵装置と、
前記配電系統の電圧を検出する電圧検出器と、
を備え、
前記電圧検出器により検出された電圧の長周期成分に応じて前記タップ切換式変圧装置のタップ値を切り換え、前記電圧の長周期成分よりも短周期の成分に応じて前記電力貯蔵装置が電力を出力することを特徴とする電圧制御システム。 A tap-switching transformer installed on the power distribution system;
A power storage device installed on the secondary side of the tap-switching transformer, and capable of responding at a higher speed than the tap-switching transformer;
A voltage detector for detecting the voltage of the distribution system;
With
The tap value of the tap-switching transformer is switched according to a long-period component of the voltage detected by the voltage detector, and the power storage device supplies power according to a component having a shorter period than the long-period component of the voltage. A voltage control system characterized by output.
A voltage regulator is further provided between the tap switching transformer and the power storage device, which responds at a higher speed than the tap switching transformer and at a lower speed than the power storage device. Switching the tap value of the tap-switching transformer according to the long-period component of the voltage detected by the voltage regulator, switching the tap value of the voltage regulator according to a component of a shorter period than the long-period component of the voltage, The voltage control system according to claim 5, wherein the power storage device outputs power in accordance with output power of the distributed power source calculated by the power calculator.
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