JP2015162911A - 自立運転システム - Google Patents

自立運転システム Download PDF

Info

Publication number
JP2015162911A
JP2015162911A JP2014034908A JP2014034908A JP2015162911A JP 2015162911 A JP2015162911 A JP 2015162911A JP 2014034908 A JP2014034908 A JP 2014034908A JP 2014034908 A JP2014034908 A JP 2014034908A JP 2015162911 A JP2015162911 A JP 2015162911A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
power
charging
self
charge
discharging
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014034908A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6163121B2 (ja
Inventor
豊 末廣
Yutaka Suehiro
豊 末廣
上田　哲也
Tetsuya Ueda
哲也 上田
土屋　静男
Shizuo Tsuchiya
静男 土屋
農士 三瀬
Atsushi Mitsuse
農士 三瀬
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Sanken Electric Co Ltd
Original Assignee
Denso Corp
Sanken Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp, Sanken Electric Co Ltd filed Critical Denso Corp
Priority to JP2014034908A priority Critical patent/JP6163121B2/ja
Priority to DE102015203367.8A priority patent/DE102015203367A1/de
Priority to US14/630,758 priority patent/US9899871B2/en
Priority to CN201510088671.2A priority patent/CN104868523B/zh
Publication of JP2015162911A publication Critical patent/JP2015162911A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6163121B2 publication Critical patent/JP6163121B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
    • H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/34—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering
    • H02J7/35—Parallel operation in networks using both storage and other dc sources, e.g. providing buffering with light sensitive cells
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J9/00—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting
    • H02J9/04—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source
    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems
    • H02J9/061—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems for DC powered loads
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/30—The power source being a fuel cell
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2310/00—The network for supplying or distributing electric power characterised by its spatial reach or by the load
    • H02J2310/10—The network having a local or delimited stationary reach
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/388—Islanding, i.e. disconnection of local power supply from the network
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/0013—Circuit arrangements for charging or depolarising batteries or for supplying loads from batteries acting upon several batteries simultaneously or sequentially

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Business, Economics & Management (AREA)
  • Emergency Management (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

【課題】商用電源が異常時に商用電源を切り離して自立運転による低歪み電圧源を負荷に供給できる自立運転システム。【解決手段】商用電源1の異常を検出するモニタ2、電力系統に対して充放電動作を行う系統連系機能及び電力系統に定電圧定周波数の電力を供給する自立運転機能を有し蓄電池を備える充放電装置30,40、充放電装置30の電力の状態を検出し検出出力を第２充放電装置40に伝達するモニタ4、商用電源と電力系統との接続及び遮断を行う切替器SW1を備え、商用電源が正常時には，切替器は商用電源と電力系統とを接続し、充放電装置30,40は系統連系し、商用電源が異常時には、切替器は商用電源と電力系統とを切り離し、充放電装置30は自立運転し、充放電装置40はモニタ4の検出出力に応じて充放電動作し充放電装置30の自立運転電力が一定になるように制御する。【選択図】図１

Description

本発明は、自立運転が可能な自立運転システムに関し、特に、商用電源異常時にも安定した電力を負荷に供給することができる分散型電源、蓄電池システム等で構成されるエネルギーマネージメントシステムに関する。
近年、太陽光発電システムや燃料電池システムに代表される創エネ分野の分散型電源の開発が進み、実用化へ向けて加速している。さらに分散型電源で発電された電力や夜間電力を貯蔵し、電力ピーク時に放電し、エネルギーの平準化を可能とする蓄電池システムが実用化されつつある。
図７は従来の自立運転システムの構成図である。図７では商用電源、電力メーター、分散型電源、負荷、制御部で構成されるHEMS（ホームエネルギーマネージメントシステム）やBEMS（ビルディングエネルギーマネージメントシステム）等のエネルギーマネージメント構成の１例が示されている。分散型電源は商用電源の位相に合わせて系統連系を行い、逆潮流可能な太陽光発電システムは日射量に応じて電力を放電し、負荷以上に発電した時は、系統へ逆潮流させて売電することが可能である (特許文献１) 。
また、逆潮流ができない燃料電池システムは発電した電力を負荷で消費し、蓄電池システムは分散型電源の余剰電量を貯蔵、放電しエネルギーを効率よく使用するようにマネージメントされている。
さらに、停電が発生した際、各分散電源の出力には特許文献１に公開されているような自立運転専用の出力が搭載されている。
特開２００９−１３１０５６号公報
図７の分散型電源は、商用電圧に同期して系統連系を行うため、商用電源が停電、過電圧、過周波数となった場合、系統連系動作が停止してしまう。また、停電の際には、分散電源に個別に設けられた系統連系とは別のコンセントに自立運転出力（主に単相２線交流１００Ｖ）を使用することができる。
しかしながら、停電時に自立運転出力を用いるためには、各分散電源の専用コンセントに負荷機器を接続しなければならない上に、商用電源受電時に行われていた最適なエネルギーマネージメントにより負荷機器を動作させることができない。
さらに、PWM 制御を行うCVCF （定電圧定周波数）インバータによる自立運転出力は、負荷が重くなり、非線形負荷が接続されると電圧歪みが大きくなり、他の分散型電源にも悪影響を与える。
本発明は、商用電源が異常時に商用電源を切り離して自立運転による低歪み電圧源を負荷に供給できる自立運転システムを提供することにある。
上記課題を解決させるために、商用電源からの電力を負荷に供給するための電力系統と、前記商用電源の異常を検出する第１モニタ手段と、前記電力系統に対して充放電動作を行う系統連系機能及び前記電力系統に定電圧定周波数の電力を供給する自立運転機能を有し、蓄電池を備える第１及び第２充放電装置と、前記第１充放電装置の電力の状態を検出し検出出力を前記第２充放電装置に伝達する第２モニタ手段と、前記商用電源と前記電力系統との接続及び遮断を行う切替手段とを備え、前記商用電源が正常時には，前記切替手段は、前記商用電源と前記電力系統とを接続し、前記第１及び第２充放電装置は、系統連系し、前記商用電源が異常時には、前記切替手段は、前記商用電源と前記電力系統とを切り離し、前記第１充放電装置は、自立運転し、前記第２充放電装置は、前記第２モニタ手段の検出出力に応じて充放電動作し前記第１充放電装置の自立運転電力が一定になるように制御することを特徴とする。
請求項２の発明は、前記電力系統に電力を供給する互いに異なる種類の複数の分散型電源を備え、前記第１及び第２充放電装置の各々は、系統連系時に前記電力系統に接続する連系開閉器と自立運転時に前記電力系統に接続する自立開閉器とを有し、前記電力系統は、前記複数の分散型電源と各々の前記連系開閉器と前記負荷とを接続した第１ラインと、各々の前記自立開閉器を接続した第２ラインとを有し、前記商用電源が正常時には、前記第１及び第２充放電装置は、前記自立開閉器を開き、前記連系開閉器を閉じて充放電動作させ、前記切替手段は、前記商用電源と前記第１ラインを接続し、前記商用電源が異常時には、前記第１充放電装置は、前記連系開閉器を開き、前記自立開閉器を閉じて自立運転により出力させ、前記第２充放電装置は、前記連系開閉器を閉じ自立開閉器を開き、前記第２モニタ手段により充放電動作させ、前記切替手段は、前記第１ラインと前記第２ラインとを接続することを特徴とする。
請求項３の発明は、前記商用電源が異常時には、前記第２充放電装置は、さらに、前記第１充放電装置の自立運転電力が低出力放電になるように動作することを特徴とする。
請求項４の発明は、前記第２充放電装置の電力の状態を検出し検出出力を前記第１充放電装置に伝達する第３モニタ手段を備え、前記第１及び前記第２充放電装置は、前記蓄電池の充電量に基づき前記自立運転動作と前記充放電動作を切り替えることを特徴とする。
請求項５の発明は、前記第１及び第２充放電装置の入出力と自立運転出力とをトランスにより接続したことを特徴とする。
請求項６の発明は、前記複数の分散型電源は、逆潮流可能な分散型発電システムと逆潮流不可である負荷追従型発電システムとを有し、前記逆潮流可能な分散型発電システムは、逆潮流するように前記第１及び第２充放電装置を制御することを特徴とする。
請求項７の発明は、前記第１モニタ手段に代えて、前記第１及び第２充放電装置の系統連系出力に前記商用電源と前記電力系統とのいずれかに接続切替できる第１及び第２切替スイッチを備えることを特徴とする。
請求項１の発明によれば、商用電源の異常時に、第２充放電装置は第１充放電装置の出力する電力が一定になるように制御するので、低歪みの自立運転電圧を負荷に供給できる。
請求項２の発明によれば、商用電源と電力系統との間に２線を入り切りする遮断機ではなく、２線のうち１線を選択する切替手段を用いて、第１ラインを商用電源、第２ラインを充放電装置の自立運転出力とすることで、切替器に不具合があっても確実に商用バスと自立運転バスが接続されないため、電圧源の短絡が起こらない。また、充放電装置の出力に設けた開閉器と切替器を制御することにより、いずれかが溶着したアブノーマル状態にあっても、支障をきたさない。さらに、充放電装置の開閉器を制御することにより、バスを共通化でき、第１及び第２充放電装置の自立運転出力を最も選択数の小さい切替器で系統に連系できる。
請求項３の発明によれば、第１充放電装置の電力を微小な電力を放電するように第２充放電装置が動作することにより、歪みの極めて小さい自立運転電圧を出力できる。
請求項４の発明によれば、第１及び第２充放電装置の蓄電池のSOC（state of capacity） 状態に合わせて、動作モードを切り替えることにより、長時間安定した電力システム状態を維持することができる。
請求項５の発明によれば、第１及び第２充放電装置の自立運転出力が単相２線の場合に、単相２線―単相３線商用トランスを接続することによって、単相３線系統に接続が可能となる。また、トランスの単相３線側で片相のみ逆潮流が発生した場合においても、単相２線の電力変換されるため、インバータがフルブリッジ構成でも電力を吸い込むことができる。
請求項６の発明によれば、複数の分散型電源のうち、太陽光発電システムのような逆潮流可能な分散型発電システムの発電量が負荷に供給する電力よりも大きい場合は、第１及び第２充放電装置の充電電力を維持または増加させ逆潮流する電力を制御し、また、逆潮流不可である負荷追従型発電システムの発電量が負荷に供給する電力より大きい場合は、第１及び第２充放電装置は放電出力を減らして負荷追従型発電システムの発電量を負荷に供給させ、逆潮流を発生させないように制御することができる。
請求項７の発明によれば、第１充放電装置の電圧センサにより、商用電源状態を判別することができるため、第１モニタ手段を削除することができる。
本発明の実施例１の自立運転システムの構成図である。 本発明の実施例２の自立運転システムの構成図である。 本発明の実施例３の自立運転システムの構成図である。 本発明の実施例４の自立運転システムの構成図である。 本発明の実施例４の自立運転システム内のトランスの構成図である。 本発明の実施例５の自立運転システムの構成図である。 従来の自立運転システムの構成図である。
以下、本発明の自立運転システムの実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
（実施例１）
図１は本発明の実施例１の自立運転システムを示す構成図である。図１において、自立運転システムは、商用電源１、モニタ２〜７、分散型電源１０，２０、充放電装置３０，４０、切替器ＳＷ１を備える。逆潮流可能な分散型電源１０は、太陽電池ＰＶ１１、パワーコンデショナシステムＰＣＳ１２を備える。逆潮流不可の分散型電源２０は、ＦＣ２１、パワーコンデショナシステムＰＣＳ２２を備える。
充放電装置３０，４０は、商用電源１からの電力を負荷ＲＬに供給する電力系統に対して充放電動作を行う系統連系機能及び電力系統に定電圧定周波数の電力を供給する自立運転機能を有する。充放電装置３０(第１充放電手段)は、蓄電池３１、双方向インバータ(双方向ＩＮＶ)３２、連系リレー３３、自立リレー３４、制御部３５を備える。充放電装置(第２充放電手段)４０は、蓄電池４１、双方向ＩＮＶ４２、連系リレー４３、自立リレー４４、制御部４５を備える。連系リレー３３，４３は、系統連系時に電力系統に接続する連系開閉器からなる。自立リレー３４，４４は、自立運転時に電力系統に接続する自立開閉器からなる。
モニタ２(第１モニタ手段)は、商用電源１の電力を計測するとともに商用電源１の異常を検出する。モニタ６（第２モニタ手段）は、充放電装置３０の電力の状態を検出し検出出力を充放電装置４０に伝達する。モニタ３〜５は、切替器ＳＷ１と負荷ＲＬとの間に接続されている。モニタ３は、逆潮流不可の分散型電源２０の逆潮流を防止するため電力調整用の電力を計測する。
切替器(切替手段)ＳＷ１は、商用電源１と電力系統との接続及び遮断を行う。前記電力系統は、分散型電源１０，２０と各々の連系開閉器３３，４３と負荷ＲＬとを接続した第１ラインＬ１と、各々の自立開閉器３４，４４を接続した第２ラインＬ２とを有する。
商用電源１が正常時には、切替器ＳＷ１は、商用電源１と電力系統とを接続し、充放電装置３０，４０は、系統連系し、商用電源１が異常時には、切替器ＳＷ１は、商用電源１と電力系統とを切り離し、充放電装置３０は、自立運転し、充放電装置４０は、モニタ６の検出出力に応じて充放電動作し充放電装置３０の自立運転電力が一定になるように制御する。
また、商用電源１が正常時には、充放電装置３０，４０は、自立リレー３４，４４を開き、連系リレー３３，４３を閉じて充放電動作させ、切替器ＳＷ１は、商用電源１と第１ラインＬ１を接続する。
商用電源１が異常時には、充放電装置３０は、連系リレー３３を開き電力系統から切り離し、自立リレー３４を閉じて自立運転によりCVCF 動作による一定電圧を出力させ、充放電装置４０は、連系リレー４３を閉じ自立リレー４４を開き、モニタ６により充放電動作させ、切替器ＳＷ１は、第１ラインＬ１と第２ラインＬ２とを接続する。これにより、自立運転出力を外部に供給できる。
切替器ＳＷ１は、商用電源１が異常時に自立運転出力に切り替える。自立運転出力を連系リレー３３，４３から出力すれば、切替器ＳＷ１は開閉器で置き換えられるが、開閉器が閉路故障した場合、商用電源系統に電力が与えられてしまい、電源復旧者が感電の危険が伴う。切替器ＳＷ１及び自立運転出力を別に設けることにより、商用電源１が異常時にも商用電源１に電力が供給されるのを防止することができる。
次に、商用電源１が電源系統に接続された時の動作について説明する。負荷ＲＬには商用電源１から電力が供給されるが、太陽光発電による分散型電源１０により、分散型電源１０が発電されている時には、分散型電源１０の電力は負荷ＲＬへ供給され、商用電源１からの順潮流電力が小さくなる。また、負荷ＲＬの消費電力よりも分散型電源１０の発電電力が大きい場合には、充放電装置３０，４０に有する蓄電池３１，４１に充電し又は商用電源１へ逆潮流させることによって、売電が可能である。
燃料電池の分散型電源２０が発電された場合にも、その電力が負荷ＲＬへ供給され、商用電源１からの順潮流電力が小さくなる。発電量が負荷ＲＬよりも大きい場合、太陽光の場合は逆潮流が可能であるが、燃料電池は逆潮流することができない。このため、負荷量に応じて発電量を制御する必要があり、モニタ３によって逆潮流しないように制御する。
充放電装置３０，４０は、分散型電源２０と同様、逆潮流ができないため、モニタ３，４によって、逆潮流が起こらないように出力を低減する制御が行われる。蓄電池３１，４１を搭載しているため、太陽光や燃料電池が発電している時に充電したり、負荷量が大きい時に放電し、商用電源１のピークを減らすことができる。
次に、商用電源１が異常時の動作を説明する。商用電源１が異常状態（停電、過電圧、過不足周波数）となった場合、切替器ＳＷ１によって、商用電源１を切り離し、充放電装置３０，４０の自立運転出力に電力系統を接続する。充放電装置３０は、自立リレー３４を閉路し、CVCFの正弦波を出力し、充放電装置４０は連系リレー４３を閉路し、力率１の充電動作あるいは放電動作を行う。また、充放電装置３０の逆潮流を防止するために、モニタ６の情報を用いて、充放電装置４０を制御する。充放電装置４０の逆潮流を防止するために、モニタ７の情報を用いて、充放電装置３０を制御する。
充放電装置３０がCVCF 動作することによって、系統の役割を果たす。ただし、負荷容量＜分散型電源１０，２０の関係が成り立つ時、分散型電源１０，２０で発電された電力は充放電装置３０に逆潮流する。これは、蓄電池３１，４１に充電するが、逆潮流電力＞充放電装置３０の容量の関係となった時、充放電装置３０の蓄電池が満充電の場合、停止しなければならない。
そこで、充放電装置４０を用いて、充放電装置３０に逆潮流が発生しても、充放電装置４０が充電することにより、充放電装置３０が常に微小な電力を放電するようにモニタ６を用いて制御する。モニタ６により電力の向きがわかるため、充放電装置３０が放電する方向を正として、充放電装置３０の放電電力が微小放電電力量基準を下回り、逆潮流が発生した時、充放電装置４０は充電動作で充放電装置３０に逆潮流する電力を引き込んで、逆潮流を回避する。
このように分散型電源１０，２０の発電量が充放電装置容量よりも大きい時に、充放電装置４０で充電し、動作を継続することができる。
分散型電源１０，２０の発電量が小さく、負荷が大きく、負荷容量が充放電装置３０，４０の容量よりも大きい場合、自立運転出力が過負荷によって、停止する可能性がある。そこで、充放電装置４０が放電することにより、充放電装置３０が常に微小な電力を放電するようにモニタ６を用いて制御する。モニタ６により電力の向きがわかるため、充放電装置３０が放電する方向を正として、微小放電電力量基準を上回った時、充放電装置４０は、放電動作で充放電装置３０が放電する電力を小さくする。このように分散型電源１０，２０と負荷容量よりも充放電装置容量が大きい時に、充放電装置４０で放電し、動作を継続することができる。
また、充放電装置４０の充放電によって、充放電装置３０の自立運転出力を微小出力とする効果として、高品質な歪みの少ない正弦波電圧とすることができる。一般的なCVCF インバータは、負荷が重い程、正弦波波形に歪みが生じてしまうため、自立運転出力を充放電装置４０の制御により、常に軽負荷状態とすることによって歪みの少ない正弦波電圧を供給することができる。
なお、充放電装置４０を自立運転、充放電装置３０を充放電動作とすることも当然のことながら可能であり、蓄電池の充電量に応じて機能を変更することができる。
このように、実施例１によれば、商用電源１と電力系統にモニタ２を設置することで、系統の正常、異常判別が行うことができる。また、商用電源１が異常時には、切替器ＳＷ１は、商用電源１と電力系統とを切り離し、充放電装置３０は、自立運転し、充放電装置４０は、モニタ６の検出出力に応じて充放電動作し充放電装置３０の自立運転電力が一定になるように制御するので、低歪みの自立運転電圧を負荷ＲＬに供給できる。
また、商用電源１と電力系統との間に２線を入り切りする遮断機ではなく、２線のうち１線を選択する切替器ＳＷ１を用いて、第１ラインＬ１を商用電源１、第２ラインＬ２を充放電装置３０の自立運転出力とすることで、切替器ＳＷ１に不具合があっても確実に商用バスと自立運転バスが接続されないため、電圧源の短絡が起こらない。また、充放電装置３０，４０の開閉器３３，３４，４３，４４と切替器ＳＷ１を制御することにより、いずれかが溶着したアブノーマル状態にあっても、支障をきたさない。さらに、充放電装置３０，４０の開閉器３３，３４，４３，４４を制御することにより、バスを共通化でき、充放電装置３０，４０の自立運転出力を最も選択数の小さい切替器で系統に連系できる。
また、充放電装置３０の電力を微小な電力を放電するように充放電装置４０が動作することにより、歪みの極めて小さい自立運転電圧出力が可能となる。
また、一般的に充放電装置の自立運転出力の負荷が重いほど電圧歪みが大きくなり、自立運転出力と連系した分散型電源に悪影響を及ぼすため、他方の充放電電力調整によって、自立運転充放電装置がエネルギーを吸い込んでいる状態（Wr＜Wｐ Wr：負荷電力 Wp：分散型電源電力）は、充放電装置４０を充電モードとし、充放電装置３０の吸い込み状態を０に近づけることができる。
また、自立運転充放電装置がエネルギーを放電している状態（Wr＞Wｐ）では、充放電装置４０を放電モードとし、自立運転出力を無負荷に近づけて、電圧歪みを低減させることができる。
また、充放電装置３０，４０の蓄電池のSOC 状態に合わせて、自立運転動作モードと充放電動作モードとを切り替えることにより、長時間安定した電力システム状態を維持することができる。
また、複数の分散型電源１０，２０のうち、太陽光発電システムのような逆潮流可能な分散型発電システムの発電量が負荷に供給する電力よりも大きい場合は、充放電装置３０，４０の放電電力を維持または増加させ逆潮流する電力を制御し、また、逆潮流不可である負荷追従型発電システムの発電量が負荷に供給する電力より大きい場合は、充放電装置３０，４０は放電出力を減らして負荷追従型発電システムの発電量を負荷に供給させ、逆潮流を発生させないように制御することができる。
（実施例２）
図２は本発明の実施例２の自立運転システムを示す構成図である。図２において、商用電源１が異常となった場合について説明する。商用電源１が異常状態（停電、過電圧、過不足周波数）となった場合、切替ＳＷ１によって、商用電源１を切り離し、充放電装置３０，４０の自立運転出力に電力系統を接続する。充放電装置３０は自立リレー３４を閉路し、CVCFの正弦波を出力し、充放電装置４０は連系リレー４３を閉路し、力率１の充電動作あるいは放電動作を行う。
実施例１では、充放電装置３０に逆潮流が発生しても、充放電装置４０が充電することにより、充放電装置３０が常に微小な電力を放電するようにモニタ６を用いて制御していた。
これに対して、実施例２では、充放電装置３０を制御する制御部３５を充放電装置３０に設け、充放電装置４０を制御する制御部４５を充放電装置４０に設けている。制御部３５と制御部４５とは、互いに通信することによって双方の状態量を取得し、取得した状態量に基づき、充放電装置３０が常に微小な電力を放電するように充放電装置４０を制御する。
また、実施例２も実施例１と同様に、蓄電池の充電量に応じて充放電装置２を自立運転、充放電装置１を充放電動作とすることができる。
なお、実施例２は、制御部３５と制御部４５とが互いに通信することによって双方の状態量を取得するので、充放電装置３０，４０は互いに他方の動作状態を取得するためのモニタ６、モニタ７は必要ない。
（実施例３）
図３は本発明の実施例３の自立運転システムを示す構成図である。実施例２では制御部３５と制御部４５との通信によって双方の状態量を取得し、充放電装置３０が常に微小な電力を放電するように充放電装置４０を制御していた。
これに対して、実施例３では制御部５０を設けている。制御部５０はモニタ２から商用電源１の状態を検出した検出信号を入力し、充放電装置３０，４０の状態を判断し、充放電装置３０が常に微小な電力を放電するように充放電装置４０を制御する。
また、実施例３も実施例１及び実施例２と同様に、蓄電池の充電量に応じて充放電装置４０を自立運転、充放電装置３０を充放電動作とすることができる。
なお、実施例３は、制御部５０は、モニタ２からの信号を受けて、制御部３５，４５に制御信号を送出するので、充放電装置３０及び充放電装置４０は互いに他方の動作状態を取得するためのモニタ６、モニタ７は必要ではない。
（実施例４）
図４は本発明の実施例４の自立運転システムを示す構成図である。充放電装置３０，４０の自立運転出力に単相２線―単相３線商用トランス６０を接続する。図５は本発明の実施例４の自立運転システム内のトランス６０の構成図である。トランス６０は単相２線の一次巻線Ｐと単相３線の二次巻線Ｓ１，Ｓ２からなる。
実施例４によれば、トランス６０により単相３線系統に接続が可能となる。また、トランス６０の単相３線側で片相のみ逆潮流が発生した場合においても、単相２線で電力変換されるため、インバータがフルブリッジ構成でも電力を吸い込むことができる。
（実施例５）
図６は本発明の実施例５の自立運転システムを示す構成図である。実施例５は充放電装置３０，４０の系統連系出力に商用電源１と電力系統とのいずれかに接続切替できる切替スイッチＳＷ２，ＳＷ３を設けたことを特徴とする。
充放電装置３０が自立運転、充放電装置４０が充放電動作する時に、切替スイッチＳＷ２により充放電装置３０の系統連系出力を商用電源側に接続し、切替スイッチＳＷ３により充放電装置４０の系統連系出力を電力系統に切り替える。
一般的にパワーコンディショナシステムPCS には系統連系出力に電圧センサを設けているため、充放電装置３０の電圧センサにより、商用電源状態を判別することができるため、モニタ２を削除することができる。
１ 商用電源
２〜７ モニタ
１０，２０ 分散型電源
１１ ＰＶ
１２，２２ ＰＣＳ
２１ ＦＣ
３０，４０ 充放電装置
３１，４１ 蓄電池
３２，４２ 双方向ＩＮＶ
３３，４３ 連系リレー
３４，４４ 自立リレー
３５，４５，５０ 制御部
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ 切替器
ＲＬ 負荷
Ｔ トランス
Ｐ 一次巻線
Ｓ１，Ｓ２ 二次巻線

Claims (7)

  1. 商用電源からの電力を負荷に供給するための電力系統と、
    前記商用電源の異常を検出する第１モニタ手段と、
    前記電力系統に対して充放電動作を行う系統連系機能及び前記電力系統に定電圧定周波数の電力を供給する自立運転機能を有し、蓄電池を備える第１充放電装置と、
    前記電力系統に対して充放電動作を行う系統連系機能及び前記電力系統に定電圧定周波数の電力を供給する自立運転機能を有し、蓄電池を備える充放電装置を少なくとも１つ以上並列に接続して構成される第２充放電装置と、
    前記第１充放電装置の電力の状態を検出し検出出力を前記第２充放電装置に伝達する第２モニタ手段と、
    前記商用電源と前記電力系統との接続及び遮断を行う切替手段とを備え、
    前記商用電源が正常時には，前記切替手段は、前記商用電源と前記電力系統とを接続し、前記第１及び第２充放電装置は、系統連系し、
    前記商用電源が異常時には、前記切替手段は、前記商用電源と前記電力系統とを切り離し、前記第１充放電装置は、自立運転し、前記第２充放電装置は、前記第２モニタ手段の検出出力に応じて充放電動作し前記第１充放電装置の自立運転電力が一定になるように制御することを特徴とする自立運転システム。
  2. 前記電力系統に電力を供給する互いに異なる種類の複数の分散型電源を備え、
    前記第１及び第２充放電装置の各々は、系統連系時に前記電力系統に接続する連系開閉器と自立運転時に前記電力系統に接続する自立開閉器とを有し、
    前記電力系統は、前記複数の分散型電源と各々の前記連系開閉器と前記負荷とを接続した第１ラインと、各々の前記自立開閉器を接続した第２ラインとを有し、
    前記商用電源が正常時には、前記第１及び第２充放電装置は、前記自立開閉器を開き、前記連系開閉器を閉じて充放電動作させ、前記切替手段は、前記商用電源と前記第１ラインを接続し、
    前記商用電源が異常時には、前記第１充放電装置は、前記連系開閉器を開き、前記自立開閉器を閉じて自立運転により出力させ、前記第２充放電装置は、前記連系開閉器を閉じ自立開閉器を開き、前記第２モニタ手段により充放電動作させ、前記切替手段は、前記第１ラインと前記第２ラインとを接続することを特徴とする請求項１に記載の自立運転システム。
  3. 前記商用電源が異常時には、前記第２充放電装置は、さらに、前記第１充放電装置の自立運転電力が低出力放電になるように動作することを特徴とする請求項２に記載の自立運転システム。
  4. 前記第２充放電装置の電力の状態を検出し検出出力を前記第１充放電装置に伝達する第３モニタ手段を備え、
    前記第１及び前記第２充放電装置は、前記蓄電池の充電量に基づき前記自立運転動作と前記充放電動作を切り替えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の自立運転システム。
  5. 前記第１及び第２充放電装置の入出力と自立運転出力とをトランスにより接続したことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の自立運転システム。
  6. 前記複数の分散型電源は、逆潮流可能な分散型発電システムと逆潮流不可である負荷追従型発電システムとを有し、
    前記逆潮流可能な分散型発電システムは、逆潮流するように前記第１及び第２充放電装置を制御することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の自立運転システム。
  7. 前記第１モニタ手段に代えて、前記第１及び第２充放電装置の系統連系出力に前記商用電源と前記電力系統とのいずれかに接続切替できる第１及び第２切替スイッチを備えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の自立運転システム。
JP2014034908A 2014-02-26 2014-02-26 自立運転システム Active JP6163121B2 (ja)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014034908A JP6163121B2 (ja) 2014-02-26 2014-02-26 自立運転システム
DE102015203367.8A DE102015203367A1 (de) 2014-02-26 2015-02-25 Inselbetriebssystem
US14/630,758 US9899871B2 (en) 2014-02-26 2015-02-25 Islanded operating system
CN201510088671.2A CN104868523B (zh) 2014-02-26 2015-02-26 自主运转系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014034908A JP6163121B2 (ja) 2014-02-26 2014-02-26 自立運転システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015162911A true JP2015162911A (ja) 2015-09-07
JP6163121B2 JP6163121B2 (ja) 2017-07-12

Family

ID=53782724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014034908A Active JP6163121B2 (ja) 2014-02-26 2014-02-26 自立運転システム

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9899871B2 (ja)
JP (1) JP6163121B2 (ja)
CN (1) CN104868523B (ja)
DE (1) DE102015203367A1 (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015178016A1 (ja) * 2014-05-19 2017-04-20 京セラ株式会社 電力供給システム、電力供給システムの制御方法および電力供給装置
JP2017099113A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電システム、制御装置、運転方法
JP2017118736A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP2017163747A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP2017205007A (ja) * 2016-05-11 2017-11-16 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. 電気エネルギー蓄積装置
JP2018057152A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP2019041520A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 東京瓦斯株式会社 電源装置、電力供給制御装置
JP2020074682A (ja) * 2020-02-20 2020-05-14 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101792395B1 (ko) * 2016-02-15 2017-11-01 두산중공업 주식회사 에너지 저장 시스템 및 시스템 운용 방법
AU2017417148B2 (en) * 2017-06-01 2020-01-16 Abb Schweiz Ag Control of multiple energy storages in a microgrid
DE102017112936A1 (de) * 2017-06-13 2018-12-13 Wobben Properties Gmbh Verfahren zum Einspeisen elektrischer Leistung mittels einer umrichtergeführten Erzeugungseinheit, insbesondere Windenergieanlage
CN112531627B (zh) * 2020-11-26 2023-06-30 阳光电源股份有限公司 一种智能开关装置及发电系统

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008035665A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Toyota Motor Corp 電力システムおよび交流電力供給方法
JP2008278700A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Ntt Facilities Inc 分散型発電装置及び電力品質維持制御方法
JP2013121205A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Shimizu Corp 分散型電源の自立運転システム及びその方法
JP2013162686A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Tokyo Institute Of Technology 電力供給システム

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5994794A (en) * 1997-05-09 1999-11-30 Active Power, Inc. Methods and apparatus for providing protection to batteries in an uninterruptible power supply
US6930402B1 (en) * 2003-05-15 2005-08-16 Sprint Communications Company L.P. Power system for a telecommunication facility
CA2469768C (en) * 2004-06-22 2009-03-24 Brian R. Parisien A methodology for time-shifting electrical grid energy consumption to optimize cost rate and grid load level
JP4895735B2 (ja) * 2006-09-08 2012-03-14 清水建設株式会社 マイクログリッドシステムの構築方法
JP2009131056A (ja) 2007-11-22 2009-06-11 Aisin Seiki Co Ltd 自立運転機能付き系統連系電源装置
JP2011083089A (ja) * 2009-10-05 2011-04-21 Panasonic Electric Works Co Ltd 直流配電システム
KR101093956B1 (ko) * 2009-12-04 2011-12-15 삼성에스디아이 주식회사 에너지 저장 시스템
FR2957204B1 (fr) * 2010-03-02 2014-11-21 Bull Sas Systeme et procede d'alimentation en courant continu d'un systeme electrique
CN101931238A (zh) * 2010-04-29 2010-12-29 浙江省电力试验研究院 基于主从策略的微网系统协调控制方法
CN201654170U (zh) * 2010-04-29 2010-11-24 浙江省电力试验研究院 一种综合微网实验系统
CN202059185U (zh) * 2011-05-05 2011-11-30 许继集团有限公司 微电网并离网控制装置
JP5291763B2 (ja) * 2011-06-24 2013-09-18 ファナック株式会社 エネルギー蓄積部を有するモータ駆動装置
WO2013011758A1 (ja) * 2011-07-15 2013-01-24 日本電気株式会社 蓄電池システム及びその制御方法
SI2752955T1 (en) * 2011-08-30 2018-04-30 Hitachi, Ltd. SYSTEM FOR STABILIZATION OF THE ELECTRIC POWER SYSTEM
CN103828166B (zh) * 2011-09-26 2016-07-20 紫稳电机株式会社 直流电源利用系统和采用该系统的直流型微电网网络
EP2763265B1 (en) * 2011-09-28 2021-09-22 Kyocera Corporation Power conditioner system and storage battery power conditioner
US10169832B2 (en) * 2013-05-08 2019-01-01 Instant Access Networks, Llc Method and instrumentation for sustainable energy load flow management system performing as resilient adaptive microgrid system
JP2014082867A (ja) * 2012-10-16 2014-05-08 Toshiba Corp 電源制御システム、制御装置及び制御方法
JP6152844B2 (ja) * 2012-10-31 2017-06-28 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 分電盤及び電力制御方法
US9620994B2 (en) * 2013-01-17 2017-04-11 Eaton Corporation Method and system of anti-islanding of a microgrid in a grid-connected microgrid system
US9755430B2 (en) * 2013-04-11 2017-09-05 Solantro Semiconductor Corp. Virtual inverter for power generation units

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008035665A (ja) * 2006-07-31 2008-02-14 Toyota Motor Corp 電力システムおよび交流電力供給方法
JP2008278700A (ja) * 2007-05-02 2008-11-13 Ntt Facilities Inc 分散型発電装置及び電力品質維持制御方法
JP2013121205A (ja) * 2011-12-06 2013-06-17 Shimizu Corp 分散型電源の自立運転システム及びその方法
JP2013162686A (ja) * 2012-02-07 2013-08-19 Tokyo Institute Of Technology 電力供給システム

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2015178016A1 (ja) * 2014-05-19 2017-04-20 京セラ株式会社 電力供給システム、電力供給システムの制御方法および電力供給装置
JP2017099113A (ja) * 2015-11-20 2017-06-01 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電システム、制御装置、運転方法
JP2017118736A (ja) * 2015-12-25 2017-06-29 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP2017163747A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP2017205007A (ja) * 2016-05-11 2017-11-16 エルエス産電株式会社Lsis Co., Ltd. 電気エネルギー蓄積装置
US10177586B2 (en) 2016-05-11 2019-01-08 Lsis Co., Ltd. Electric energy storage apparatus
JP2018057152A (ja) * 2016-09-29 2018-04-05 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム
JP2019041520A (ja) * 2017-08-28 2019-03-14 東京瓦斯株式会社 電源装置、電力供給制御装置
JP7011907B2 (ja) 2017-08-28 2022-01-27 東京瓦斯株式会社 電源装置、電力供給制御装置
JP2020074682A (ja) * 2020-02-20 2020-05-14 大和ハウス工業株式会社 電力供給システム

Also Published As

Publication number Publication date
CN104868523B (zh) 2019-03-12
US9899871B2 (en) 2018-02-20
CN104868523A (zh) 2015-08-26
US20150244209A1 (en) 2015-08-27
DE102015203367A1 (de) 2015-08-27
JP6163121B2 (ja) 2017-07-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6163121B2 (ja) 自立運転システム
US9819218B2 (en) Power conditioner system and power-storage power conditioner
EP3190682B1 (en) Power supply system and method
KR101793579B1 (ko) 직류-교류 공통 모선형 하이브리드 전원 시스템
JP2013123355A (ja) 電力管理装置およびその制御方法
JP6194527B2 (ja) 系統連系電源装置
JP6190224B2 (ja) 電力貯蔵システム
JP5475387B2 (ja) 電力供給システムの電源最適化装置
CN103390929A (zh) 不间断电源自适应输出电压控制系统
KR20170074631A (ko) 스마트 그리드 환경에서 에너지 분전 시스템
EP3042429A1 (en) Redundant point of common coupling (pcc) to reduce risk of microgrid's islanding
JP7311564B2 (ja) インテリジェントスイッチ装置及び発電システム
KR20140087930A (ko) 배터리 에너지 저장 시스템 및 그의 제어 방법
JP2017055508A (ja) 系統連系装置
JP2011062067A (ja) 直流配電システム
RU2533204C1 (ru) Модульная система бесперебойного электропитания потребителей постоянным током
JPH10248180A (ja) 電力変換装置
JP2021005978A (ja) 自立電源システム及びその制御方法
JP2022190765A (ja) 充放電装置および分散電源システム
JP6572057B2 (ja) 電力供給システム
JP6258774B2 (ja) 電力制御システム、電力制御装置、および電力制御システムの制御方法
JP2017099183A (ja) 開閉切替ユニット、及びこれを備える充放電制御装置、並びにそれらの切替制御システム
JP2021097462A (ja) 電源システム
JP2024112543A (ja) 分散型電源制御システム
JP2020018095A (ja) 電源システム及び電力の系統連系システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20160427

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170127

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170407

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20170606

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20170616

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6163121

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250