JP2015177568A - Power transfer system and power transfer method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数のクラスタ(需要家)間で電力を融通する、電力融通システム、及び電力融通方法に関する。 The present invention relates to a power accommodation system and a power accommodation method for accommodating power among a plurality of clusters (customers).
近年、太陽光発電や風力発電のような自然エネルギーを利用した再生可能エネルギー利用の分散型電源の導入が活発に行われている。しかし、その発電電力は天候や気象状況に大きく左右されるため、需要電力とのマッチングがとりにくく、発電電力が需要電力より多い場合には再生可能エネルギー利用の分散型電源による発電を停止したり、擬似負荷で消費させたり、または商用系統に逆流させる必要があり、自然エネルギーを十分に利用できないことが多かった。そこで、複数のクラスタ(需要家間)間で電力のエネルギー需給を効率良くマッチングさせる電力融通システムが注目されている。 In recent years, the introduction of distributed power sources using renewable energy using natural energy such as solar power generation and wind power generation has been actively conducted. However, since the generated power greatly depends on the weather and weather conditions, it is difficult to match the demand power, and if the generated power is more than the demand power, the power generation by the distributed power source using renewable energy is stopped. In many cases, natural energy cannot be fully utilized because it is necessary to use a simulated load or to reversely flow back to a commercial system. Thus, an electric power interchange system that efficiently matches the energy supply and demand of electric power among a plurality of clusters (between customers) has been attracting attention.
例えば、電力システムの電力量融通制御方法が開示されている(特許文献1を参照)。この特許文献1に記載の電力システムの電力量融通制御方法では、複数の需要家間で電力量融通制御装置を介して電力量の融通制御を行う。複数の需要家間で融通する電力は、蓄電部に充電された電力である。蓄電部に充電された電力貯蔵残量に応じて蓄電部に充電された電力を直流で需要家内の負荷へ供給する電力供給、及び電力供給停止の制御を実行する。
For example, a power amount accommodation control method for a power system is disclosed (see Patent Document 1). In the power amount accommodation control method of the power system described in
特許文献1の電力量融通制御方法では、複数の需要家間における売電要求、及び該要求に対する受け入れ応答等の情報に基づいて電力量融通制御装置を介して電力量の融通制御が行われる。ところで、例えば、災害などによって商用電源系統が停電した場合には、自然エネルギーを利用した分散型エネルギー源の利用期待がより高くなる。しかしながら、災害や停電等によって、通信網の故障や渋滞が発生して各需用家の情報を取得できなくなり、電力量融通制御装置を介して電力量の融通制御を行えなくなることが想定される。このため、複数の需要家間において再生可能エネルギーの相互連携を図り、電力の利用効率を高める上での障害になっていた。
本発明は、斯かる実情に鑑みてなされたものであり、複数のクラスタ(需要家)間において電力の利用効率を高めることができる、電力融通システム、及び電力融通方法を提供するものである。
In the power amount interchange control method of
This invention is made | formed in view of such a situation, and provides the power interchange system and the power interchange method which can improve the utilization efficiency of electric power between several clusters (customer).
この発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、本発明の一態様は、商用電力系統の受電点となり該商用電力系統から商用電力の供給を受ける第1クラスタ部と、前記第1クラスタ部を経由して前記商用電力の供給を受ける1又は複数の第2クラスタ部と、で構成される電力融通システムであって、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とのそれぞれは、発電装置及び負荷装置、又は蓄電装置及び前記負荷装置を備え、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部との間、及び前記複数の第2クラスタ部の間において、共通の給電経路を介して互いに電力の融通を行う際に、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から通信網を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第1の制御モードと、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から前記給電経路を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第2の制御モードと、を所定の条件に基づいて選択することを特徴とする電力融通システムである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and one aspect of the present invention is a first cluster unit that serves as a power reception point of a commercial power system and receives supply of commercial power from the commercial power system, One or a plurality of second cluster units that receive supply of the commercial power via the first cluster unit, each of which is a power interchange system, each of the first cluster unit and the second cluster unit Includes a power generation device and a load device, or a power storage device and the load device, and provides a common power feeding path between the first cluster unit and the second cluster unit and between the plurality of second cluster units. A first control mode for controlling power interchange based on information acquired from the first cluster unit or the second cluster unit via a communication network when performing power interchange with each other, and the first Kula And a second control mode for controlling power accommodation based on information acquired from the data unit or the second cluster unit via the power supply path based on a predetermined condition. System.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とは、前記所定の条件として、前記通信網による通信状態が正常な場合に、前記第1の制御モードを選択することを特徴とする。 In addition, according to one aspect of the present invention, in the power interchange system, the first cluster unit and the second cluster unit may have the first condition when the communication state by the communication network is normal as the predetermined condition. The control mode is selected.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とは、前記所定の条件として、前記通信網による通信状態が異常な場合に、前記第2の制御モードを選択することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the power interchange system, the first cluster unit and the second cluster unit may be configured as the second condition when the communication state by the communication network is abnormal as the predetermined condition. The control mode is selected.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記第1の制御モードにおいて、前記第1クラスタ部及び前記第2クラスタ部のうち、他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部を示す情報と、他のクラスタ部からの受電を要求するクラスタ部を示す情報とを、それぞれのクラスタ部から取得するとともに、取得したそれぞれの情報に基づいて、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部との間、及び前記複数の第2クラスタ部の間における電力の融通を制御する給電管理部、を備えていることを特徴とする。 In addition, according to one aspect of the present invention, in the power accommodation system, a cluster unit capable of supplying power to another cluster unit among the first cluster unit and the second cluster unit in the first control mode. Information indicating a cluster unit that requests power reception from another cluster unit is acquired from each cluster unit, and the first cluster unit and the second cluster are acquired based on the acquired information. A power supply management unit that controls interchange of power between the plurality of second cluster units and the plurality of second cluster units.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記第2の制御モードにおいて、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とは、前記給電経路の電圧を変化させることにより、該電圧の変化に基づいて電力の融通を制御することを特徴とする。 Further, according to one aspect of the present invention, in the power interchange system, in the second control mode, the first cluster unit and the second cluster unit change the voltage of the power feeding path by changing the voltage of the power supply path. It is characterized by controlling the interchange of electric power based on the change of.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記第2の制御モードにおいて、前記第1クラスタ部及び前記複数の第2クラスタ部のうち他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部は、前記給電経路に対して給電することにより前記給電経路の電圧を上昇させ、前記他のクラスタ部は、前記給電経路の電圧を検出し、前記給電経路の電圧の上昇を検出した場合に前記給電経路から受電することを特徴とする。 In addition, according to one aspect of the present invention, in the power accommodation system, in the second control mode, a cluster unit capable of supplying power to the other cluster unit among the first cluster unit and the plurality of second cluster units. Increases the voltage of the power supply path by supplying power to the power supply path, and the other cluster unit detects the voltage of the power supply path and detects the increase of the voltage of the power supply path. Power is received from a power supply path.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記第2の制御モードにおいて、前記第1クラスタ部及び前記複数の第2クラスタ部のうち他のクラスタ部からの受電を要求するクラスタ部は、所定の期間において、前記給電経路の電圧を変化させ、前記第1クラスタ部及び前記複数の第2クラスタ部のうち他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部は、前記所定の期間において前記給電経路の電圧を検出し、該検出した結果に基づいて、前記所定の期間の後に前記給電経路に電力を供給し、前記受電を要求するクラスタ部は、前記所定の期間の後に前記給電経路に供給された電力を受電することを特徴とする。 In addition, according to one aspect of the present invention, in the power accommodation system, a cluster unit that requests power reception from another cluster unit among the first cluster unit and the plurality of second cluster units in the second control mode. Changes the voltage of the power supply path in a predetermined period, and the cluster part capable of supplying power to the other cluster part among the first cluster part and the plurality of second cluster parts is in the predetermined period. The cluster unit that detects the voltage of the power feeding path, supplies power to the power feeding path after the predetermined period based on the detected result, and requests the power reception is performed after the predetermined period. It is characterized by receiving the power supplied to.
また、本発明の一態様は、上記電力融通システムにおいて、前記給電経路は、交流電流の給電経路又は直流電力の給電経路を含み、前記第1の制御モードにおいて、前記交流電流又は前記直流電力の融通を行い、前記第2の制御モードにおいて、前記直流電力の融通を行うことを特徴とする。 According to another aspect of the present invention, in the power interchange system, the power feeding path includes an AC current feeding path or a DC power feeding path. In the first control mode, the AC current or the DC power In the second control mode, accommodation of the DC power is performed.
また、本発明の一態様は、商用電力系統の受電点となり該商用電力系統から商用電力の供給を受ける第1クラスタ部と、前記第1クラスタ部を経由して前記商用電力の供給を受ける1又は複数の第2クラスタ部と、で構成され、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部との間、及び前記複数の第2クラスタ部の間において、共通の給電経路を介して互いに電力の融通を行う電力融通システムにおける電力融通方法であって、前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とのそれぞれは、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から通信網を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第1の制御モードと、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から前記給電経路を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第2の制御モードと、を所定の条件で選択することを特徴とする電力融通方法である。 One embodiment of the present invention is a first cluster unit that serves as a power receiving point of a commercial power system and receives commercial power from the commercial power system, and receives the commercial power supplied via the first cluster unit. Or a plurality of second cluster units, and between the first cluster unit and the second cluster unit and between the plurality of second cluster units, the power of each other is shared via a common feeding path. A power accommodation method in a power accommodation system for accommodation, wherein each of the first cluster unit and the second cluster unit is information acquired from the first cluster unit or the second cluster unit via a communication network. And a second control mode for controlling power accommodation based on information acquired from the first cluster unit or the second cluster unit via the power feeding path. A power interchange method characterized by selecting the control mode, at a predetermined condition.
本発明によれば、複数のクラスタ(需要家)間において電力の利用効率を高めることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the utilization efficiency of electric power can be improved between several clusters (customer).
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
<第1の実施形態>
(電力融通システム1の概略構成)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る電力融通システム1の概略構成を示す構成図である。この電力融通システム1は、図1に示すように、親クラスタ部100と、この親クラスタ部100の配下に置かれる複数の子クラスタ部200及び子クラスタ部300とを、ACバス31とDCバス32とを介して接続し、電力を融通するようにしたものである。また、子クラスタ部300には、子クラスタ部400がカスケード接続されている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
<First Embodiment>
(Schematic configuration of the power interchange system 1)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a
なお、ACバス31は、親クラスタ部100と、複数の子クラスタ部200及び300とを共通接続して交流電力を融通するための給電バスとなる給電経路であり、以下の説明では、ACバス31を一次側ACバス31と呼ぶことがある。また、DCバス32は、親クラスタ部100と、複数の子クラスタ部200及び300とを共通接続して直流電力を融通するための給電バスとなる給電経路であり、以下の説明では、DCバス32を一次側DCバス32と呼ぶことがある。また、親クラスタ部100、子クラスタ部200、子クラスタ部300、及び子クラスタ部400の内部において、交流電力を配電する給電経路を二次側ACバスと呼び、直流電力を配電する給電経路を二次側DCバスと呼ぶことがある。
Note that the
この電力融通システム1において、親クラスタ部100、子クラスタ部200、子クラスタ部300、及び子クラスタ部400の各制御部は、通信網12を介して、エネルギー管理装置(EMS)11に接続されている。このエネルギー管理装置(EMS)11は、各クラスタ部における電力の給電状態を監視するとともに、各クラスタ部の制御部に指令信号を送信してその動作を制御する。例えば、エネルギー管理装置(EMS)11は、各クラスタにおける電力消費量と、発電装置の発電量と、蓄電装置の蓄電池残容量SOC(State Of Charge)の情報を収集し、この収集した情報に基づいて、各クラスタ部間における電力消費のバランスを取るように電力融通の制御を行う。
In the
なお、本実施形態における用語「クラスタ」とは、再生可能エネルギー利用の分散型電源から構成される発電装置及び負荷装置、又は蓄電装置及び負荷装置を備える需要家を1単位(例えば、ビル単位の需要家)とする電力クラスタ(Electricity Cluster)を意味している。
例えば、親クラスタ部100と、子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400とのそれぞれは、再生可能エネルギーを利用する発電装置(例えば、太陽光発電装置)と、エネルギー貯蔵システムとなる蓄電装置と、需要家の負荷装置とから成る。
Note that the term “cluster” in the present embodiment refers to one unit (for example, a building unit) that includes a power generation device and a load device configured from a distributed power source using renewable energy, or a power storage device and a load device. This means an electric power cluster (electricity cluster).
For example, each of the
上記電力融通システム1において、親クラスタ部100は、遮断器(CB)101、変圧器102、制御部110、変換装置A120、変換装置D130、発電装置141、発電装置142、交流負荷装置143、直流負荷装置144、蓄電装置145、パワーコンディショナ(PCSAC)150、パワーコンディショナ(PCSDC)150A、分電盤161、分電盤162、及び切替部160を備えている。
なお、以下の説明において、交流電力を出力するパワーコンディショナ(PCSAC)を、単に「PCSAC」と呼び、直流電力を出力するパワーコンディショナ(PCSDC)を、単に「PCSDC」と呼ぶことがある。
In the
In the following description, a power conditioner (PCSAC) that outputs AC power may be simply referred to as “PCSAC”, and a power conditioner (PCSDC) that outputs DC power may be simply referred to as “PCSDC”.
この親クラスタ部100において、変圧器102は、商用電力系統2から供給される高圧交流電圧(例えば、3相AC6600V)を所定の低圧交流電圧(例えば、3相AC400V)に降圧し、この低圧交流電圧を変換装置A120に供給する。
In the
制御部110は、この親クラスタ部100の全体の動作を統括して制御する制御部である。制御部110は、例えば、マイクロコンピュータとその周辺回路とを用いて構成されており、親クラスタ部100の各部に設置した図示していない電流や電圧の検知部で検知された電流や電圧の検知信号に応じて変換装置A120と変換装置D130と切替部160の動作を制御する。また、制御部110は、発電装置の発電量と、蓄電装置の蓄電池残容量SOCの情報を収集し、この収集した情報を、エネルギー管理装置(EMS)11に対して送信する。
The
変換装置A120は、交流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行う変換装置であり、変換装置D130は、直流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行う変換装置である。この変換装置A120と変換装置D130の構成については後述する。
この変換装置A120には給電経路175を介して分電盤161が接続され、また、給電経路172を介して分電盤162が接続される。分電盤161には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、一次側ACバス31と、交流負荷装置143と、切替部160の一端とが接続される。
また、分電盤162には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、蓄電装置145と、PCSDC150Aと、直流負荷装置144とが接続される。なお、直流負荷装置144は、直流電力によって動作する装置であり、例えば、直流家電、LED照明、パソコンやサーバなどの情報機器等である。
なお、分電盤161は、交流電力の分電盤であり、分電盤162は、直流電力の分電盤である。
The converter A120 is a converter that performs bidirectional power conversion between AC power and DC power, and the converter D130 is a converter that performs bidirectional power conversion between DC power and DC power. is there. The configurations of the conversion device A120 and the conversion device D130 will be described later.
A
In addition,
The
発電装置141及び142は、例えば、太陽光発電、風力発電等の自然エネルギー型の発電装置や、エンジン発電装置や、燃料電池等である。パワーコンディショナ(PCSAC)150は、発電装置141の発電電力を所定の交流電力に変換して出力する。また、パワーコンディショナ(PCSDC)150Aは、発電装置142の発電電力を所定の直流電力に変換して出力する。発電装置141及び142の構成と、PCSAC150及びPCSDC150Aの構成については後述する。
The
蓄電装置145は、分電盤162に接続される。この蓄電装置145は、例えば、リチウムイオン電池、鉛電池、ニッケル水素電池等の2次電池を備える。この蓄電装置145は、PCSDC150Aを介して発電装置142から出力される電力によって充電される。また、蓄電装置145は、変換装置A120から出力される直流電流Idcにより充電される。この蓄電装置145は、商用電力系統2から交流電圧(AC6600V)が供給されない停電時には、蓄えた電荷により、分電盤162を介して直流負荷装置144に電力を供給するとともに、分電盤162と変換装置A120とを介して、交流負荷装置143と一次側ACバス31とに電力を供給する。また、蓄電装置145は、分電盤162と変換装置D130を介して、一次側DCバス32に電力を供給することもできる。
The
切替部160は、1c接点で構成され、共通接点cと接点aとによりメーク接点が構成され、共通接点cと接点bとによりブレーク接点が構成されている。この切替部160における接点の開閉動作は制御部110から出力される開閉信号(不図示)により制御され、共通接点cと接点aが導通する状態(共通接点cと接点bは非導通)と、共通接点cと接点bが導通する状態(共通接点cと接点aは非導通)との何れかの状態が選択される。
そして、共通接点cには、発電装置141がPCSAC150を介して接続されており、接点bには、分電盤161に繋がる給電経路174が接続されており、接点aには、変圧器102の二次側に繋がる給電経路171が接続されている。
The
The
そして、切替部160において、接点bと共通接点cとが導通状態にされる場合、発電装置141で発電された電力が、給電経路174を介して分電盤161に出力される。また、切替部160において、接点aと共通接点cが導通状態にされる場合に、発電装置141で発電された電力が、余剰電力として、変圧器102を介して、商用電力系統2側に供給される。
なお、切替部160では、機械式接点を用いたスイッチの例を示しているが、実際には、切替部160は、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)等の半導体スイッチング素子を用いた半導体スイッチで構成されている。後述する親クラスタ部100の切替部160A(図5)や、子クラスタ部200の切替部260や、切替部260A(図5)や、子クラスタ部300の切替部360や、子クラスタ部400の切替部460等についても同様である。
In the
The
子クラスタ部200、子クラスタ部300、及び子クラスタ部400は、商用電力系統2の受電点を有しない点を除いて、基本的な構成は親クラスタ部100と同様である。
例えば、子クラスタ部200は、制御部210、変換装置B220、発電装置241、発電装置242、交流負荷装置243、直流負荷装置244、蓄電装置245、PCSAC250、PCSDC250A、切替部260、分電盤261、及び分電盤262を備えている。
The basic configuration of the
For example, the
この子クラスタ部200において、制御部210は、子クラスタ部200の全体の動作を統括して制御する制御部である。変換装置B220は、交流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行うとともに、直流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行う変換装置である。この変換装置B220の構成については後述する。
この変換装置B220には、クラスタ内部の二次側ACバス41を介して分電盤261が接続され、又、クラスタ内部の二次側DCバス42を介して分電盤262が接続される。この分電盤261には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、交流負荷装置243と、切替部260の一端とが接続される。
In the
A
この切替部260は、親クラスタ部100の切替部160と同様に1c接点で構成されており、共通接点cには、発電装置241がPCSAC250を介して接続されており、切替部260の接点b側は、分電盤261に接続されており、切替部260の接点a側は、一次側ACバス31に接続されている。
The
そして、切替部260において、接点bと共通接点cが導通状態とされる場合、発電装置241で発電された電力が、PCSAC250を介して分電盤261に出力される。また、切替部260において、接点aと共通接点cが導通状態とされる場合、発電装置241で発電された電力が、余剰電力として一次側ACバス31に出力される。
また、分電盤262には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、蓄電装置245と、PCSDC250Aと、直流負荷装置244とが接続されている。
When the contact point b and the common contact point c are brought into conduction in the
In addition, the
また、子クラスタ部300において、制御部310は、この子クラスタ部300の全体の動作を統括して制御する制御部である。変換装置E320は、交流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行うとともに、直流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行う変換装置である。この変換装置E320の構成については後述する。
この変換装置E320には、クラスタ内部の二次側ACバス51を介して分電盤361が接続され、又、二次側DCバス52を介して、分電盤362が接続される。この分電盤361には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、交流負荷装置343と、切替部360の一端とが接続されている。
In the
A distribution board 361 is connected to the converter E320 via the secondary AC bus 51 inside the cluster, and a
切替部360は、子クラスタ部200の切替部260と同様に、不図示の1c接点で構成されており、共通接点cには、発電装置341がPCSAC350を介して接続されており、切替部360の接点b側は、分電盤361に接続されており、切替部360の接点a側は、一次側ACバス31に接続されている。
Similarly to the
そして、切替部360において、不図示の接点bと共通接点cが導通状態とされる場合に、発電装置341で発電された電力が、分電盤361に出力される。また、切替部360において、不図示の接点aと共通接点cが導通状態とされる場合に、発電装置341で発電された電力が、余剰電力として一次側ACバス31に出力される。
また、分電盤362には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、蓄電装置345と、直流負荷装置344とが接続されている。
Then, in the
In addition, a
また、子クラスタ部400は、子クラスタ部300にカスケード接続されるクラスタである。この子クラスタ部400において、制御部410は、この子クラスタ部400の全体の動作を統括して制御する制御部である。変換装置C420は、交流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行うとともに、直流電力と直流電力との間で双方向に電力変換を行う変換装置である。この変換装置C420の構成については後述する。
この変換装置C420は、二次側ACバス61及び二次側DCバス62を介して、子クラスタ部300と接続される。なお、二次側ACバス61は、子クラスタ部300において、分電盤361を介して二次側ACバス51に接続されている。また、二次側DCバス62は、子クラスタ部300において、分電盤362を介して二次側DCバス52に接続されている。また、この変換装置C420には、分電盤461と、分電盤462とが接続される。また、分電盤461には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、交流負荷装置443と、切替部460の一端とが接続されている。また、分電盤462には、不図示の過電流遮断器(ブレーカ)を介して、蓄電装置445と直流負荷装置444とが接続されている。
The
The conversion device C420 is connected to the
切替部460は、子クラスタ部200の切替部260と同様に、不図示の1c接点で構成されており、共通接点cには、発電装置441がPCSAC450を介して接続されている。切替部460の接点bは、分電盤461に接続されており、切替部460の接点aは、二次側ACバス61に接続されている。
Similar to the
そして、切替部460において、不図示の接点bと共通接点cが導通状態とされる場合、発電装置441で発電された電力が、給電経路71を介して分電盤461に出力される。また、切替部460において、不図示の接点aと共通接点cが導通状態とされる場合、発電装置441で発電された電力が、余剰電力として、二次側ACバス61に出力される。
In the
(発電装置とパワーコンディショナの構成)
次に、親クラスタ部100の発電装置141とPCSAC150の構成について説明する。なお、子クラスタ部200の発電装置241とPCSAC250、子クラスタ部300の発電装置341とPCSAC350、及び子クラスタ部400の発電装置441とPCSAC450についても同様な構成である。
(Configuration of power generator and power conditioner)
Next, the configuration of the
図2は、発電装置141とPCSAC150の構成例を示す構成図である。この図2(A)に示す例は、発電装置141として、太陽電池アレイ141aを用いた例を示しており、PCSAC150は、発電量制御部151と、系統連系制御部152と、DC/ACコンバータ(インバータ)153と、変圧器154と、を備える。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the
発電量制御部151は、発電装置141から最大電力を取り出すために、太陽電池アレイ141aのI−V(電流−電圧)特性において、太陽電池アレイ141aの出力を最大とする動作点(最大電力点)を制御する。太陽電池アレイ141aは、接続されている負荷が実際に必要としている電圧によって最大電力点がずれる。I−V特性は、日射強度やモジュール温度や状態等によって変化することから、最大電力を得るためには、最適な電圧又は電流を自動で追従しなければならない。そこで、発電量制御部151は、太陽電池アレイ141aを、最大電力点で動作させるように制御する。
In order to extract the maximum power from the
また、系統連系制御部152は、DC/ACコンバータ(インバータ)153の出力電圧の位相を調整することにより、一次側ACバス31に対して連系させてPCSAC150から出力される電力を給電できるように制御する。このDC/ACコンバータ(インバータ)153は、太陽電池アレイ141aから出力される直流電圧を交流電圧に変換し、この交流電圧を、変圧器154を介して、一次側ACバス31に供給するためのインバータである。
Further, the grid
なお、PCSAC150は、商用電力系統2において停電が発生すると、一旦その動作を停止する。その後、バックアップ用の蓄電装置145から変換装置A120を介してACバス31への電力の供給が開始され、やがてこの蓄電装置145に蓄積された電荷が不足又は枯渇し、蓄電装置145からACバス31に電力を供給できなくなると、PCSAC150は、再び起動する。つまり、PCSAC150は、商用電力系統2の停電時において、蓄電装置145からACバス31に電力の供給ができなくなると起動し、発電装置141が発電した電力をACバス31に供給する。なお、この場合のPCSAC150は系統に連系する動作モードではなく、自立して電力を供給するモードで動作することは言うまでもない。
The
また、図2(B)は、発電装置142とPCSDC150Aの構成例を示す構成図である。なお、子クラスタ部200の発電装置242とPCSDC250Aについても同様な構成である。
この図2(B)に示す例では、図2(A)に示す例と同様に、発電装置142として太陽電池アレイ142aを用いた例を示している。そして、PCSDC150Aは、発電量制御部151と、系統連系制御部152Aと、DC/DCコンバータ155とを備える。
系統連系制御部152Aは、DC/DCコンバータ155の出力電圧を調整することにより、分電盤162に直流電力を供給する。
FIG. 2B is a configuration diagram illustrating a configuration example of the
In the example illustrated in FIG. 2B, an example in which a
The grid
(変換装置A120と変換装置D130の構成)
図3は、変換装置A120と変換装置D130の構成例を示す構成図である。
変換装置A120は、図3(A)に示すように、双方向交直変換部(双方向AC/DC変換部)121と、スイッチ部(SW)122とを備える。
この変換装置A120は、スイッチ部122が閉状態の場合、破線aに示す方向に沿って、変圧器102から出力される商用の交流電圧(例えば、AC400V)を、分電盤161を介して、一次側ACバス31に出力する。また、商用電力系統2に停電が発生した場合、制御部110は、スイッチ部122を遮断して、変換装置A120の負荷側を商用電力系統2から解列する(すなわち切り離す)。
(Configuration of Conversion Device A120 and Conversion Device D130)
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the conversion device A120 and the conversion device D130.
As illustrated in FIG. 3A, the
When the
また、双方向交直変換部121は、AC/DCコンバータ機能とDC/ACコンバータ(インバータ)機能とを備える。双方向交直変換部121は、AC/DCコンバータ機能により、破線bに示す方向に沿って、変圧器102から入力される交流電力を直流電力に変換し、クラスタ部内の直流電力の給電経路172を介して分電盤162に向けて出力する。
The bidirectional AC /
また、双方向交直変換部121は、DC/ACコンバータ(インバータ)機能により、破線cに示す方向に沿って、発電装置142及び蓄電装置145から供給される直流電力を一次側ACバス31に融通する交流電力に変換し、この交流電力を一次側ACバス31に出力する。
また、双方向交直変換部121は、AC/DCコンバータ機能により、破線dに示す方向に沿って、分電盤161を介して一次側ACバス31から入力される交流電力を直流電力に変換して、クラスタ部内の直流電力の給電経路172を介して分電盤162に出力する。
なお、親クラスタ部100内の発電装置141や発電装置142等の余剰電力を交流電力として一次側ACバス31に向けて出力する動作を「交流融通」又は「AC融通」と呼ぶことがある。子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400とについても同様である。
Further, the bidirectional AC /
The bidirectional AC /
The operation of outputting surplus power from the
また、図3(B)に示すように、変換装置D130は、双方向直流変換部(双方向DC/DC変換部)131を備え、一次側DCバス32と分電盤162との間で、双方向に直流電力を変換して直流電力の受け渡しを行う。例えば、双方向直流変換部131は、破線eに示す方向に沿って、発電装置142及び蓄電装置145から供給される直流電力を一次側DCバス32に融通する直流電力に変換し、この直流電力を一次側DCバス32に出力する。
また、双方向直流変換部131は、破線fに示す方向に沿って、一次側DCバス32から直流電力を入力し、この直流電力をクラスタ部内に配電する直流電力に変換し、給電経路173を介して分電盤162に出力する。
なお、親クラスタ部100内の発電装置142や蓄電装置145等の余剰電力を直流電力として一次側DCバス32に向けて出力する動作を「直流融通」又は「DC融通」と呼ぶことがある。子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400とについても同様である。
3B, the conversion device D130 includes a bidirectional DC converter (bidirectional DC / DC converter) 131, and between the
The bidirectional DC converter 131 receives DC power from the
The operation of outputting surplus power from the
(変換装置B220と変換装置E320と変換装置C420の構成)
次に、変換装置B220と変換装置E320と変換装置C420の構成について説明する。この変換装置B220と変換装置E320と変換装置C420とは、同じ構成の変換装置であるため、変換装置B220を代表として示し、この変換装置B220の構成について説明する。
図4は、変換装置B220の構成例を示す構成図である。
変換装置B220は、図4に示すように、双方向交直変換部(双方向AC/DC変換部)221と、スイッチ部(SW)222と、双方向直流変換部(双方向DC/DC変換部)223とスイッチ部(SW)224とを備えている。双方向交直変換部221は、交流電力を直流電力に変換する機能と、直流電力を交流電力に変換する機能を備えている。また、双方向直流変換部223は、DC/DCコンバータを備え、直流電力と直流電力との間で双方向に電力変換する機能を備えている。
(Configuration of Conversion Device B220, Conversion Device E320, and Conversion Device C420)
Next, the configuration of the conversion device B220, the conversion device E320, and the conversion device C420 will be described. Since the conversion device B220, the conversion device E320, and the conversion device C420 are conversion devices having the same configuration, the conversion device B220 is shown as a representative, and the configuration of the conversion device B220 will be described.
FIG. 4 is a configuration diagram illustrating a configuration example of the conversion device B220.
As shown in FIG. 4, the conversion device B220 includes a bidirectional AC / DC converter (bidirectional AC / DC converter) 221, a switch unit (SW) 222, and a bidirectional DC converter (bidirectional DC / DC converter). ) 223 and a switch unit (SW) 224. The bidirectional AC /
この変換装置B220は、スイッチ部222が閉状態の場合に、破線aに示す方向に沿って、一次側ACバス31から入力される交流電圧(例えば、AC400V)を、二次側ACバス41を介して分電盤261に出力する。また、変換装置B220は、スイッチ部222が閉状態の場合に、破線aに示す方向とは逆方向に、二次側ACバス41から一次側ACバス31に向けて交流電力を出力することができる。
また、双方向交直変換部(双方向AC/DC変換部)221は、スイッチ部222が閉状態の場合、破線bに示す方向に沿って、一次側ACバス31から供給される交流電力を直流電力に変換し、この直流電力を、二次側DCバス42を介して、分電盤262に出力することができる。
When the
Further, the bidirectional AC / DC converter (bidirectional AC / DC converter) 221 converts the AC power supplied from the
また、双方向交直変換部221は、破線cに示す方向に沿って、二次側DCバス42から入力される直流電力を交流電力に変換し、この交流電力を一次側ACバス31に供給することができる。また、双方向交直変換部221は、スイッチ部222が開状態の場合、破線dに示す方向に沿って、二次側DCバス42から入力される直流電力を交流電力に変換して二次側ACバス41に出力することができる。
Further, the bidirectional AC /
また、双方向直流変換部(双方向DC/DC変換部)223は、スイッチ部224が閉状態の場合に、破線eに示す方向に沿って、一次側DCバス32に供給されている直流電力をクラスタ部内の給電経路に配電する直流電力に変換し、二次側DCバス42に出力することができる。
また、双方向直流変換部223は、破線fに示す方向に沿って、二次側DCバス42に供給されている直流電力を一次側DCバス32に融通する直流電力に変換し、この変換した直流電力を一次側DCバス32に出力することができる。
In addition, the bidirectional DC converter (bidirectional DC / DC converter) 223 is the DC power supplied to the
Further, the
なお、図4において、変換装置B220内のスイッチ部222を開状態にし、切替部260の共通接点cと接点aとを導通させることにより、PCSAC250を一次側ACバス31に直接接続し、PCSAC250から一次側ACバス31に向けて交流電力を供給することができる。つまり、破線A1で示す経路に沿って、PCSAC250から一次側ACバス31に交流融通(AC融通)を行うことができる。このように、切替部260の共通接点cと接点aとを導通状態にすることにより、子クラスタ部200から一次側ACバス31にAC融通を行う際に、変換装置B220を経由することなく、PCSAC250から一次側ACバス31に直接電力を供給することができる。この切替部260を用いて交流融通を行う例については、後述する。
In FIG. 4, the
(電力融通システム1の変形例)
また、図5は、図1に示す電力融通システムの変形例を示す構成図である。
この図5に示す電力融通システム1Aは、図1に示す電力融通システム1と比較して、
親クラスタ部100Aにおいて、図1に示す親クラスタ部100内の変換装置D130を省略した点と、切替部160Aを新たに追加した点が構成上で異なる。また、図5に示す子クラスタ部200A内に、新たに切替部260Aを追加した点が構成上で異なる。他の構成は、図1に示す電力融通システム1と同様である。このため、同一の構成部分には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
(Modification of power interchange system 1)
FIG. 5 is a block diagram showing a modification of the power interchange system shown in FIG.
The power accommodation system 1A shown in FIG. 5 is compared with the
In the
この電力融通システム1Aでは、親クラスタ部100Aに切替部160Aを追加することにより、PCSDC150Aの接続先を分電盤162するか、又は一次側DCバス32にするかを選択できるようにした点に特徴がある。また、子クラスタ部200A内に、新たに切替部260Aを追加することにより、PCSDC250Aの接続先を分電盤262にするか、又は一次側DCバス32にするかを選択できるようにした点に特徴がある。子クラスタ部300Aにおいても、子クラスタ部200Aと同様である。
In this power interchange system 1A, by adding a
この図5に示す電力融通システム1Aでは、親クラスタ部100A内に切替部160Aを設けることにより、発電装置142からPCSDC150Aを介して出力される直流電力を、切替部160Aを介して、一次側DCバス32に直接連系して出力できる効果がある。また、子クラスタ部200A内に切替部260Aを設けることにより、発電装置242からPCSDC250Aを介して出力される直流電力を、一次側DCバス32に直接連系して出力できる効果がある。
In the power interchange system 1A shown in FIG. 5, by providing the
(電力融通システム1における電力融通制御処理)
次に、電力融通システムにおける電力融通制御処理について説明する。
上記構成の電力融通システム1においては、商用電力系統2の受電点となり該商用電力系統2から商用電力の供給を受ける親クラスタ部100と、子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400との各クラスタ同士は、一次側ACバス31と一次側DCバス32とを介して、互いに交流電力及び直流電力を融通できるように構成されている。そして、親クラスタ部100と、子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400との間で電力を融通する場合の方法として、交流電力のみの融通、直流電力のみの融通、又は直流電力と交流電力との両方の融通との3通りの融通方法を選択可能としている。
(Power interchange control processing in the power interchange system 1)
Next, power interchange control processing in the power interchange system will be described.
In the
図6は、電力融通システムにおける電力融通の制御動作の概要を示す説明図である。
この図6では、親クラスタ部100を例にとり電力融通の制御動作について説明するが、子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400とにおいても同様な制御動作が行われる。
図6に示す親クラスタ部100において、交流融通を行う場合は、PSAC150を介して出力される発電装置141の交流発電量Pacが余った場合であり、かつ、蓄電装置145が満充電又は満充電に近い状態の場合である。つまり、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCが所定の閾値以上の場合である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an outline of a control operation of power accommodation in the power accommodation system.
In FIG. 6, the power interchange control operation will be described by taking the
In the
より具体的には、発電装置141の交流発電量Pacが交流負荷装置143の交流消費電力Loadacよりも大きく(Pac>Loadac)、変換装置A120から分電盤162に流れる電流Idcが、図に示す充電方向に流れ、かつ蓄電装置145の蓄電池残容量SOCが所定の閾値以上である場合に、親クラスタ部100から他のクラスタに対して一次側ACバス31を介して交流融通が行われる。子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400についても同様である。
なお、図6における電流Idcは、蓄電装置145が負極接地されている場合の電流Idcの向きを示しており、この直流電流Idcの向きが直流電力を融通する向きを示している。つまり、直流系を正極接地とするか負極接地とするかで、GNDに対となる接続線の電流の向きが変化する。図6では、蓄電装置145が負極接地であるという条件の基での電流Idcの向きを示し、直流電流Idcの向きが直流電力を融通する向きと一致する場合の例である。
More specifically, the AC power generation amount Pac of the
Note that current Idc in FIG. 6 indicates the direction of current Idc when
また、直流融通(DC融通)を行う場合は、PCSDC150Aを介して出力される発電装置142の直流発電量Pdcが余った場合であり、かつ、蓄電装置145が満充電又は満充電に近い状態の場合である。つまり、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCが所定の閾値以上の場合である。
より具体的には、発電装置142の直流発電量Pdcが直流負荷装置144の直流消費電力Loaddcよりも大きく(Pdc>Loaddc)、変換装置A120から分電盤162に流れる電流Idcが、図に示す放電方向に流れ、かつ蓄電装置145の蓄電池残容量SOCが所定の閾値以上である場合に、親クラスタ部100から他のクラスタに対して一次側DCバス32を介して直流融通が行われる。子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400についても同様である。
In addition, the DC interchange (DC interchange) is a case where the DC power generation amount Pdc of the
More specifically, the DC power generation amount Pdc of the
このように、各クラスタ部の間で、PCSAC150から出力される交流電力が大きい場合に、交流融通を行い、PCSDC150Aから出力される直流電力が大きい場合に、直流融通を行うことを基本にしている。また、後述するように、交流融通と直流融通とを同時に行うこともできる。
なお、一次側ACバス31には、商用電力系統2から電力が供給される他、発電装置141や発電装置142や蓄電装置145からも電力が供給されるため、商用電力系統2が停電になった場合でも、すぐに一次側ACバス31が停電になることなく給電可能状態が維持される。一方、一次側DCバス32は直流融通時に限り給電されるものである。
As described above, the AC interchange is performed when the AC power output from the
The
また、図7は、クラスタ部における電力融通動作について説明するための説明図である。この図7は、例えば、親クラスタ部100における交流発電量Pacと、交流負荷装置143の交流消費電力Loadacと、直流発電量Pdcと、直流負荷装置144の直流消費電力Loaddcと、電流Idcの方向と、蓄電装置145の状態と、に応じた電力の融通状態を表で示したものである。
FIG. 7 is an explanatory diagram for explaining a power interchange operation in the cluster unit. 7 shows, for example, the AC power generation amount Pac in the
なお、この表において、符号「CS」は、親クラスタ部100の場合は、商用電力系統2から供給される交流電力である。
なお、子クラスタ部200、300、400においても、親クラスタ部100の場合と同様に適用可能であり、それぞれの場合の符号「CS」は、子クラスタ部200と、子クラスタ部300とにおいては、一次側ACバス31から供給される交流電力であり、子クラスタ部400においては、子クラスタ部300の二次側ACバス61から供給される交流電力である。
また、この表において、電流Idcは、電流Idcの方向が「充電方向」の場合に、変換装置A120から直流系の分電盤162に向けて直流電力が融通される状態を示し、電流Idcの方向が「放電方向」の場合に、直流系の分電盤162から変換装置A120に向けて直流電力が融通される状態を示している。
In this table, the symbol “CS” is AC power supplied from the
The same applies to the
In this table, the current Idc indicates a state in which DC power is interchanged from the converter A120 toward the
この図7においては、後述する状態ST10及び状態ST11に示すように、例えば、親クラスタ部100の発電装置141のPCSAC150から出力される交流電力の発電量が交流負荷装置143の負荷電力よりも大きく、かつ、蓄電装置145が満充電の状態であり、さらに、電流Idcが充電方向(図6参照)に流れる場合に、一次側ACバス31を介して他クラスタ部に交流融通が行われる。
また、後述する状態ST13に示すように、発電装置142のPCSDC150Aから出力される直流電力の発電量が直流負荷装置144の負荷電力よりも大きく、かつ、蓄電装置145が満充電の状態であり、さらに電流Idcが放電方向(図6参照)に流れる場合に、一次側DCバス32を介して他クラスタ部に対して直流融通が行われる。子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400とにおいても同様である。
In FIG. 7, as shown in a state ST10 and a state ST11 described later, for example, the amount of AC power output from the
Further, as shown in a state ST13 to be described later, the power generation amount of the DC power output from the
以下、図7に示す表の状態ST1から状態ST14について説明する。
まず、状態ST1から状態ST3は、サブクラスタ消費の状態、つまり、クラスタ内の発電装置141から直流負荷装置144側に電力の融通が行われず、かつ、発電装置142と蓄電装置145から交流負荷装置143側に電力の融通が行われない状態を示している。
この状態ST1から状態ST3においては、交流発電量Pacと直流発電量Pdcに交流融通又は直流融通を行うほどの余裕がないため、交流融通と直流融通との両方とも行われない。
Hereinafter, the state ST1 to the state ST14 in the table shown in FIG. 7 will be described.
First, states ST1 to ST3 are sub-cluster consumption states, that is, no power is exchanged from the
In the state ST1 to the state ST3, the AC power generation amount Pac and the DC power generation amount Pdc do not have enough room for AC interchange or DC interchange. Therefore, neither AC interchange nor DC interchange is performed.
そして、状態ST1は、交流発電量Pacと商用電力CSとの合計値「Pac+CS」が、交流負荷装置143における交流消費電力Loadacと等しい場合であり(Pac+CS=Loadac)、また、直流発電量Pdcが、直流負荷装置144における直流消費電力Loaddcよりも小さい場合である(Pdc<Loaddc)。
この状態ST1においては、直流消費電力Loaddcの不足分を補うために、蓄電装置145から直流負荷装置144に向けて放電方向にバッテリ電流Ibattを流す。また、蓄電装置145から変換装置A120に向けて直流電流Idcが流れず、Idcは0である。
The state ST1 is a case where the total value “Pac + CS” of the AC power generation amount Pac and the commercial power CS is equal to the AC power consumption Loadac in the AC load device 143 (Pac + CS = Loadac), and the DC power generation amount Pdc is This is a case where the DC power consumption Loaddc is smaller than the DC load device 144 (Pdc <Loaddc).
In this state ST1, in order to compensate for the shortage of the DC power consumption Loaddc, the battery current Ibatt flows in the discharging direction from the
また、状態ST2は、「Pac+CS=Loadac」であり、かつ、直流発電量Pdcが、直流負荷装置144における直流消費電力Loaddcと等しい場合である(Pdc=Loaddc)。この状態ST2においては、電流Idcは0となり、また、蓄電装置145からの放電は行われない(Ibatt=0)。
また、状態ST3は、「Pac+CS=Loadac」であり、かつ、直流発電量Pdcが、直流負荷装置144における直流消費電力Loaddcよりも大きい場合である(Pdc>Loaddc)。この状態ST3においては、発電装置142から蓄電装置145に向けて充電方向の電流Ibattが流れる。
State ST2 is a case where “Pac + CS = Loadac” and the DC power generation amount Pdc is equal to the DC power consumption Loaddc in the DC load device 144 (Pdc = Loaddc). In this state ST2, current Idc is 0, and no discharge from
The state ST3 is a case where “Pac + CS = Loadac” and the DC power generation amount Pdc is larger than the DC power consumption Loaddc in the DC load device 144 (Pdc> Loaddc). In this state ST3, a current Ibatt in the charging direction flows from the
また、状態ST4から状態ST8は、クラスタ内で電力融通が行われる場合を示している。例えば、親クラスタ部100において、PCSAC150から直流負荷装置144側に電力が融通され、又、PCSDC150Aや蓄電装置145から交流負荷装置143側に電力が融通される場合を示している。この状態ST4から状態ST8においては、交流発電量Pacと直流発電量Pdcに交流融通又は直流融通を行うほどの余裕がないため、交流融通と直流融通とが両方とも行われない。
In addition, states ST4 to ST8 indicate a case where power interchange is performed in the cluster. For example, in the
そして、状態ST4から状態ST6は、発電装置141による交流発電量Pacと商用電力系統2から供給される電力CSとの合計の電力量「Pac+CS」が交流負荷装置143における交流消費電力Loadacよりも小さい場合を示している。つまり、親クラスタ部100の内部で、発電装置142及び蓄電装置145から交流負荷装置143に交流電力の融通が行われる状態を示している。
In states ST4 to ST6, the total power amount “Pac + CS” of the AC power generation amount Pac by the
そして、状態ST4は、交流発電量Pacと商用電力CSとの合計値「Pac+CS」が、交流負荷装置143における交流消費電力Loadacよりも小さく(Pac+CS<Loadac)、かつ、直流発電量Pdcが、直流負荷装置144における直流消費電力Loaddcよりも小さい場合である(Pdc<Loaddc)。
この状態ST4においては、交流電力と直流電力の不足分を補うために、蓄電装置145から交流負荷装置143及び直流負荷装置144に向けて放電方向にバッテリ電流Ibattを流す。このため、蓄電装置145から変換装置A120に向けて放電方向に直流電流Idcが流れる。
In the state ST4, the total value “Pac + CS” of the AC power generation amount Pac and the commercial power CS is smaller than the AC power consumption Loadac in the AC load device 143 (Pac + CS <Loadac), and the DC power generation amount Pdc is DC This is a case where the DC power consumption Loaddc in the
In this state ST4, in order to compensate for the shortage of AC power and DC power, battery current Ibatt is supplied in the discharge direction from
また、状態ST5においては、「Pac+CS<Loadac」であり、かつ、直流発電量Pdcと、直流負荷装置144における直流消費電力Loaddcと等しい場合である(Pdc=Loaddc)。この状態ST5においては、交流電力の不足分を補うために、蓄電装置145から交流負荷装置143に向けて放電方向にバッテリ電流Ibattを流す。このため、蓄電装置145から変換装置A120に向けて放電方向に直流電流Idcが流れる。
In the state ST5, “Pac + CS <Loadac” is satisfied, and the DC power generation amount Pdc is equal to the DC power consumption Loaddc in the DC load device 144 (Pdc = Loaddc). In this state ST5, in order to compensate for the shortage of AC power, battery current Ibatt is caused to flow in the discharge direction from
また、状態ST6においては、「Pac+CS<Loadac」であり、かつ、直流発電量Pdcが、直流負荷装置144における直流消費電力Loaddcよりも大きい場合である(Pdc>Loaddc)。この状態ST6においては、交流電力の不足分を補うために、発電装置142から交流負荷装置143に向けて電力を供給する。このため、発電装置142から変換装置A120に向けて放電方向に直流電流Idcが流れる。また、発電装置142から直流負荷装置144と交流負荷装置143とに電力を供給した状態において、さらに出力電力に余裕がある場合には、蓄電装置145に充電方向にバッテリ電流Ibattを流す。
In the state ST6, “Pac + CS <Loadac” and the DC power generation amount Pdc is larger than the DC power consumption Loaddc in the DC load device 144 (Pdc> Loaddc). In this state ST6, power is supplied from the
また、状態ST7と状態ST8は、発電装置141による交流発電量Pacが交流負荷装置143の消費電力よりも大きい場合を示している(Pac>Loadac)。
そして、状態ST7及び状態ST8においては、交流発電量Pacと消費電力Laodacとの差分の電力「Pac−Loadac」と発電装置142の直流発電量Pdcとの合計電力「Pdc+(Pac−Loadac)」が直流電力として利用可能となる。
In addition, the state ST7 and the state ST8 indicate a case where the AC power generation amount Pac by the
In the state ST7 and the state ST8, the total power “Pdc + (Pac−Loadac)” of the difference power “Pac−Loadac” between the AC power generation amount Pac and the power consumption Laodac and the DC power generation amount Pdc of the
そして、状態ST7は、「Pdc+(Pac−Loadac)<Loaddc」の場合であり、この場合、直流電力の不足を補うために、変換装置A120から直流負荷装置144に向けて充電方向に電流Idcが流れるとともに、蓄電装置145から直流負荷装置144に向けて放電方向にバッテリ電流Ibattを流す。
The state ST7 is a case of “Pdc + (Pac−Loadac) <Loaddc”. In this case, in order to compensate for the shortage of DC power, the current Idc in the charging direction from the converter A120 toward the
状態ST8は、「Pdc+(Pac−Loadac)=Loaddc」の場合であり、この場合、直流電力の不足を補うために、変換装置A120から直流負荷装置144に向けて充電方向に電流Idcを流す。なお、この場合、蓄電装置145のバッテリ電流Ibattは0となる(Ibatt=0)。
State ST8 is a case where “Pdc + (Pac−Loadac) = Loaddc”. In this case, in order to compensate for the shortage of DC power, current Idc is supplied from converter A120 toward
また、状態ST9から状態ST11は、発電装置141による交流発電量Pacが、交流負荷装置143の消費電力Laodacよりも大きい状態である。この場合、交流発電量Pacと消費電力Laodacとの差分の電力「Pac−Loadac」と発電装置142の直流発電量Pdcとの合計電力「Pdc+(Pac−Loadac)」が直流電力として利用可能となる。
Further, from state ST9 to state ST11, the AC power generation amount Pac by the
そして、状態ST9は、「Pdc+(Pac−Loadac)>Loaddc」の場合であり、この場合、変換装置A120から直流負荷装置144側に電流Idcを流すか否かは、PdcとLoaddcとの大小関係により決定される。
The state ST9 is a case where “Pdc + (Pac−Loadac)> Loaddc”. In this case, whether or not the current Idc is supplied from the converter A120 to the
また、状態ST10と状態ST11とは、蓄電装置145が満充電の状態であり、かつ、「Pac>Loadac」の場合であり、一次側ACバス31により交流融通を行う場合である。
換言すると、状態ST10は、「Pac>Loadac」であり、「Pdc+(Pac−Loadac)<Loaddc」の場合であり、かつ、蓄電装置145が「満充電」の場合である。この場合、直流電力の不足分を補うために、変換装置A120から直流負荷装置144に向けて充電方向に電流Idcを流すとともに、発電装置141の交流発電量Pacにさらに余裕のある場合は、一次側ACバス31に対して交流融通を行う。
The state ST10 and the state ST11 are cases where the
In other words, the state ST10 is “Pac> Loadac”, “Pdc + (Pac−Loadac) <Loaddc”, and the
また、状態ST11は、「Pac>Loadac」であり、「Pdc+(Pac−Loadac)=Loaddc」の場合であり、かつ、蓄電装置145が「満充電」の場合である。この場合、直流電力の不足分を補うために、変換装置A120から直流負荷装置144に向けて充電方向に電流Idcを流すとともに、発電装置141の発電力にさらに余裕のある場合は、一次側ACバス31に対して交流融通を行う。
The state ST11 is “Pac> Loadac”, “Pdc + (Pac−Loadac) = Loaddc”, and the
また、状態ST12は、「Pac>Loadac」の場合であり、かつ、「Pdc>Loaddc」の場合である。発電装置142や蓄電装置145の充電状態により、AC融通又は交流融通を行うか否かが決定される。
The state ST12 is a case of “Pac> Loadac” and a case of “Pdc> Loaddc”. Whether to perform AC accommodation or AC accommodation is determined depending on the state of charge of the
また、状態ST13は、「Pac+CS<Loadac」であり、「Pdc>Loaddc」であり、かつ、蓄電装置145が「満充電」の場合である。この場合、交流電力の不足分を補うために、蓄電装置145から変換装置A120に放電方向に電流Idcを流す。また、蓄電装置145が満充電であるために、一次側DCバス32に対して直流融通を行うことが可能になる。
The state ST13 is a case where “Pac + CS <Loadac”, “Pdc> Loaddc”, and the
また、状態ST14は、「Pac+CS=Loadac」であり、「Pdc>Loaddc」であり、かつ、蓄電装置145が「満充電」の場合である。この場合、「Pac+CS=Loadac」であるため、発電装置142から変換装置A120に向けて電流を流す必要はなく、また、「Pdc>Loaddc」かつ蓄電装置145が満充電であるために、一次側DCバス32に対して直流融通を行うことが可能になる。
The state ST14 is a case where “Pac + CS = Loadac”, “Pdc> Loaddc”, and the
以上、図7の表について説明したが、交流融通を行うか直流融通を行うかの実際の判定処理としては、蓄電装置145に流れるバッテリ電流Ibattを図示しない検出器によって検出して、制御部110は、検出されたバッテリ電流Ibattに基づいて満充電状態を判定する。また、分電盤162から変換装置A120に流れる電流Idcを図示しない検出器によって検出して、制御部110は、検出された電流Idcの方向を判定する。制御部110は、上記のバッテリ電流Ibattに基づいて判定した満充電の判定結果と、電流Idcの方向の判定結果とに基づいて、交流融通を行うか、又は、直流融通を行うか決定する。
As described above, the table of FIG. 7 has been described. As an actual determination process of whether to perform AC accommodation or DC accommodation, the battery current Ibatt flowing through the
(AC融通とDC融通とを蓄電池残容量SOCにより選択する例)
図7に示した表では、例えば、親クラスタ部100において、蓄電装置145が満充電の状態にある場合に、PCSAC150から出力される交流発電量Pacと、PCSDC150Aから出力される直流発電量Pdcと、変換装置A120と分電盤162との間に流れる電流Idcの向きとを基にして、交流融通か直流融通かを決める例を示したが、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCに応じて、交流融通を行うか直流融通を行うかを決めることもできる。
(Example in which AC interchange and DC interchange are selected by the remaining battery SOC)
In the table shown in FIG. 7, for example, when the
図8は、蓄電装置の蓄電池残容量SOCに応じてAC融通とDC融通を選択する例を示す説明図である。この図8に示す例では、蓄電装置145からAC融通を行うかDC融通を行うかを、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCに応じて切り替える例を示している。
この図8では、縦軸に蓄電池残容量SOCの大きさを取り、横軸に時間tを取り、蓄電池残容量SOCの変化と、蓄電池残容量SOCの変化に応じたAC融通期間とDC融通期間の変化を示している。
FIG. 8 is an explanatory diagram showing an example in which AC accommodation and DC accommodation are selected according to the storage battery remaining capacity SOC of the power storage device. In the example illustrated in FIG. 8, an example is illustrated in which switching between AC accommodation or DC accommodation from the
In FIG. 8, the vertical axis indicates the storage battery remaining capacity SOC, the horizontal axis indicates time t, the change in the remaining battery capacity SOC, and the AC interchange period and the DC interchange period corresponding to the change in the remaining battery capacity SOC. Shows changes.
この図8において、基準値SOC1Aは、例えば、蓄電池残容量SOCが満充電に近い状態の蓄電池残容量SOCの値に対応する基準値である。また、基準値SOC1Bは、例えば、基準値SOC1Aより小さい値を有する基準値(すなわち基準値SOC1A>基準値SOC1Bである)であって、例えば、運用上、蓄電装置145に対して充電を開始させることが好ましい状態の蓄電池残容量SOCの値に対応する値に設定する。
また、図8において、基準値SOC2Aは、蓄電池残容量SOCが満充電の状態、又は運用上、発電装置142等から蓄電装置145にこれ以上充電させないことが好ましい状態の蓄電池残容量SOCの値に対応する基準値である。また、基準値SOC2Bは、例えば、基準値SOC2Aより小さい値を有する基準値(すなわち基準値SOC2A>基準値SOC2B)である。
In FIG. 8, the reference value SOC1A is a reference value corresponding to the value of the storage battery remaining capacity SOC in a state where the storage battery remaining capacity SOC is close to full charge, for example. Reference value SOC1B is, for example, a reference value having a value smaller than reference value SOC1A (that is, reference value SOC1A> reference value SOC1B). For example, in operation,
Further, in FIG. 8, the reference value SOC2A is a value of the remaining battery capacity SOC in a state where the remaining battery capacity SOC is in a fully charged state or in a state where it is preferable that the
例えば、親クラスタ部100の制御部110は、蓄電装置145の充放電電流の検出値の積算結果や、蓄電装置145の端子電圧の検知結果、あるいは蓄電装置145から受信した状態を表す信号等に基づいて、蓄電池残容量SOCを算出する。そして、制御部110は、この蓄電池残容量SOCと、基準値SOC1A及び基準値SOC1Bとの大小関係を比較するとともに、蓄電池残容量SOCと、基準値SOC2A及び基準値SOC2Bとの大小関係を比較する。
For example, the
そして、図8に示すように、PCSAC150から出力される交流発電量Pacや、PCSDC150Aから出力される直流発電量Pdcが大きい場合は、蓄電装置145に充電電流が流れることにより、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCが次第に増加する。
そして、制御部110は以下の処理をする。時刻t1において、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCが基準値SOC1A以上になる場合に、最初にAC融通モードを開始する。そして、時刻t1以降、さらに蓄電池残容量SOCが上昇し、時刻t2において、蓄電池残容量SOCが基準値SOC2Aを超える場合には、AC融通モードと合わせてDC融通モードを開始する。
その後、蓄電池残容量SOCが変化し、時刻t3において、蓄電池残容量SOCが基準値SOC2Bまで低下するとDC融通モードを停止する。
そして、時刻t3以降、時刻t4において、蓄電池残容量SOCが基準値SOC1Bまで低下するとAC融通モードを停止する。
As shown in FIG. 8, when the AC power generation amount Pac output from the
And the
Thereafter, the remaining battery capacity SOC changes, and when the remaining battery capacity SOC decreases to the reference value SOC2B at time t3, the DC interchange mode is stopped.
After time t3, at time t4, when the remaining storage battery SOC decreases to the reference value SOC1B, the AC interchange mode is stopped.
このように、制御部110は、時刻t1から時刻t2までの期間と時刻t3から時刻t4までの期間とにおいてAC融通モードを実行し、時刻t2から時刻t3までの期間においてAC融通モードとDC融通モードとの両方を実行する。つまり、制御部110は、蓄電装置145の蓄電池残容量SOCに応じて、AC融通モードを行う第1段階と、AC融通モードとDC融通モードの両方を実行する第2段階と、の2段階に分けて電力融通処理を行う。
これにより、制御部110は、蓄電装置145が満充電に近い状態になると、他のクラスタへ交流融通を行う。上記の交流融通を行う期間において、蓄電装置145が過充電になる恐れがある場合には、制御部110は、AC融通に合わせて直流融通を行わせることにより、他のクラスタへ融通する電力量を増やして、蓄電装置145が過充電されることを回避するように制御する。
As described above, the
Thus, when
(交流融通及び直流融通を行う場合に切替部を用いる例)
図9は、切替部を用いて交流融通及び直流融通を行う場合の例を示す説明図である。
例えば、図9に示す子クラスタ部200Aにおいて、制御部210が切替部260の共通接点cと接点aとを導通させることにより、PCSAC250を一次側ACバス31に直接接続し、PCSAC250から一次側ACバス31に向けて交流融通を行うことができる。つまり、破線A1で示す経路に沿って、PCSAC250から一次側ACバス31に交流融通を行うことができる。
(Example of using a switching unit for AC interchange and DC interchange)
FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating an example in the case of performing AC accommodation and DC accommodation using the switching unit.
For example, in the
また、制御部210が切替部260Aの共通接点cと接点aとを導通させることにより、PCSDC250Aを一次側DCバス32に直接接続し、PCSDC150Aから一次側DCバス32に向けて直流融通を行うことができる。つまり、破線A2で示す経路に沿って、PCSDC250Aから一次側DCバス32に直流融通を行うことができる。
これにより、子クラスタ部200Aから一次側ACバス31にAC融通を行う場合に、変換装置B220を経由することなく、切替部260を介して、一次側ACバス31に直接に交流電力を供給することができる。また、子クラスタ部200Aから一次側DCバス32にDC融通を行う場合に、変換装置B220を経由することなく、切替部260Aを介して一次側DCバス32に直接に直流電力を供給することができる。
In addition, the
Accordingly, when AC interchange is performed from the
(電力融通処理の手順)
図10は、電力融通処理の手順を示すフローチャートである。以下、図10のフローチャートを参照して、電力融通処理の手順について説明する。
なお、図10では、交流融通を「AC融通」と記載し、直流融通を「DC融通」と記載している。
(Power interchange processing procedure)
FIG. 10 is a flowchart showing a procedure of power accommodation processing. Hereinafter, the procedure of the power interchange process will be described with reference to the flowchart of FIG.
In FIG. 10, AC interchange is described as “AC interchange”, and DC interchange is described as “DC interchange”.
そして、例えば、親クラスタ部100の制御部110において、電力融通が必要であることが検知される(ステップS100)。例えば、制御部110は、発電装置141の交流発電量Pacと、発電装置142の直流発電量Pdcと、蓄電池残容量SOC等に基づいて、電力融通が必要であることを検知する。或いは、制御部110は、エネルギー管理装置(EMS)11から送られる電力融通の要請信号を受信して、電力融通が必要であることを検知する。
続いて、制御部110では、AC融通が必要な状態か否かを判定する(ステップS105)。例えば、制御部110が、蓄電装置145に流れるバッテリ電流Ibattを検出して満充電状態を判定するとともに、変換装置A120と分電盤162との間に流れる電流Idcの方向を判定して、交流融通を行うことが必要な状態であるか否かを判定する。
Then, for example, the
Subsequently, the
そして、ステップS105においてAC融通が必要な状態であると判定された場合(ステップS105:Yes)、制御部110は、PCSAC150を切替部160を介して一次側ACバス31に接続する(ステップS110)。そして、制御部110は、PCSAC150において一次側ACバス31に対する連系運転検出処理を行わせる(ステップS115)。
If it is determined in step S105 that AC accommodation is necessary (step S105: Yes), the
続いて、制御部110は、AC融通の可否情報を収集する(ステップS120)。例えば、制御部110は、AC融通を行う場合に電力会社との取り決めによる規制上の制約があるか否かを判定する(ステップS125)。
続いて、制御部110は、指定された電力供給モードに応じて交流電力(AC)又は直流電力(DC)の何れを融通するかを判定する(ステップS130)。
そして、ステップS130において、交流融通(AC融通)を行うと判定された場合(ステップS130:AC)、制御部110は、AC融通モードの起動処理を開始する(ステップS140)。
続いて、制御部110は、DC融通モードの起動が必要か否かを判定する(ステップS145)。そして、ステップS145において、DC融通モードの起動が必要でないと判定された場合(ステップS145:No)、AC融通モードの起動状態を維持するか否かを判定する(ステップS180)。
そして、ステップS180において、AC融通モードの起動状態を維持しないと判定された場合(ステップS180:No)、制御部110は、ステップS150に移行し、AC融通モードの終了処理を実行する(ステップS150)。
制御部110は、AC融通モードの終了処理に移行する(ステップS150)。そして、このステップS150の処理を実行した後に、制御部110は、この電力融通処理を終える。
一方、ステップS180において、AC融通モードの起動状態を維持すると判定された場合(ステップS180:Yes)、つまり、AC融通モードを維持したままにする場合、制御部110は、ステップS180の判定を繰り返す。
Subsequently, the
Subsequently, the
When it is determined in step S130 that AC interchange (AC interchange) is to be performed (step S130: AC), the
Subsequently, the
If it is determined in step S180 that the AC interchange mode activation state is not maintained (step S180: No), the
On the other hand, when it is determined in step S180 that the AC interchange mode activation state is maintained (step S180: Yes), that is, when the AC interchange mode is maintained, the
一方、ステップS105においてAC融通が必要でないと判定された場合(ステップS105:No)、ステップS125においてAC融通が可能でないと判定された場合(ステップS125:No)、ステップS130において直流融通(DC融通)を行うと判定された場合(ステップS130:DC)、及びステップS145においてDC融通モードの起動が必要と判定された場合(ステップS145:Yes)には、ステップS160に移行して、制御部110は、DC融通モードの起動処理を行う(ステップS160)。
On the other hand, if it is determined in step S105 that AC accommodation is not necessary (step S105: No), if it is determined in step S125 that AC accommodation is not possible (step S125: No), DC accommodation (DC accommodation) in step S130. ) (Step S130: DC) and when it is determined in step S145 that activation of the DC interchange mode is necessary (step S145: Yes), the process proceeds to step S160, and the
続いて、制御部110は、DC融通モードの終了指示を検出した場合、DC融通モードの終了処理を行い(ステップS170)、このステップS170の処理を終了した後に、ステップS180に進む。なお、DC融通モードの終了処理の詳細については後述する。
Subsequently, when detecting an instruction to end the DC accommodation mode, the
このように、電力融通システム1では、クラスタ間で交流融通及び直流融通を行うことにより複数のクラスタ間において電力の利用効率を高めることができる。
なお、図10のフローチャートでは、親クラスタ部100における電力融通処理の手順について説明したが、子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400とにおいても、同様な電力融通処理が行われる。
As described above, in the
In the flowchart of FIG. 10, the procedure for power interchange processing in the
(AC融通モードとDC融通モードの起動処理)
図11は、AC融通モードとDC融通モードの起動処理の例を示す説明図である。図11(A)は、AC融通モードの起動処理を、図11(B)は、DC融通モードの起動処理を示している。
(Start-up process of AC interchange mode and DC interchange mode)
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of activation processing in the AC interchange mode and the DC interchange mode. FIG. 11A shows the AC interchange mode startup process, and FIG. 11B shows the DC interchange mode start process.
この図11(A)では、横方向に時間tの経過を示し、縦方向に、一次側ACバス31の給電状態と、PCSAC150の動作状態とを並べて示している。
この図11(A)に示すように、時刻t1において、PCSAC150は制御部110から送られる融通モードの起動指示を検出すると、PCSAC150は、一旦、その動作を停止する。そして、時刻t2において、一次側ACバス31との連系動作を開始し、時刻t3から一次側ACバス31への交流電力の供給を開始する。
In FIG. 11A, the elapse of time t is shown in the horizontal direction, and the power supply state of the primary
As shown in FIG. 11A, when the
また、図11(B)では、横方向に時間tの経過を示し、縦方向に、一次側DCバス32の給電状態と、双方向直流変換部131(図3(B)参照)の動作状態とを並べて示している。
この図11(B)に示すように、時刻t1において、双方向直流変換部131は、制御部110から送られる融通モードの起動指示を検出すると、双方向直流変換部131は、一次側DCバス32との連系動作を開始し、時刻t3から一次側DCバス32への直流電力の供給を開始する。
なお、図5に示す電力融通システム1Aにおいて、PCSDC150Aを切替部160Aを介して一次側DCバス32に接続する場合のDC融通モードの起動処理は、図11(A)に示すPCSAC150を一次側ACバス31に接続する起動処理に準じた処理が行われる。
In FIG. 11B, the time t has elapsed in the horizontal direction, and the power supply state of the
As shown in FIG. 11 (B), when the bidirectional DC converter 131 detects an interchange mode start instruction sent from the
In the power accommodation system 1A shown in FIG. 5, when the
(DC融通モードの終了処理)
図12は、DC融通モードの終了処理の手順を示すフローチャートである。この図12に示すDC融通モードの終了処理は、DC融通を変換装置D130を用いて行う場合の例である。
例えば、親クラスタ部100において、制御部110は、DC融通モードの実行中に、DC融通モードの終了指示の検出を行う(ステップS171)。例えば、制御部110は、エネルギー管理装置(EMS)11から送られるDC融通モードの終了指示の信号の検出を行う。そして、制御部110は、終了指示を検出したか否かを判定する(ステップS172)。
そして、制御部110は、DC融通モードの終了指示を検出した場合(ステップS172:Yes)、制御部110は、融通先の給電状態と、自系統の給電状態とを検出し(ステップS173)、DC融通モードの終了が可能か否かを判定する(ステップS174)。
(End processing of DC interchange mode)
FIG. 12 is a flowchart illustrating a procedure of DC termination mode end processing. The termination process of the DC accommodation mode shown in FIG. 12 is an example in the case where DC accommodation is performed using the conversion device D130.
For example, in the
And the
そして、ステップS174においてDC融通モードの終了が可能でないと判定された場合(ステップS174:No)、制御部110は、DC融通モードの終了が可能となるまで待機する。
そして、ステップS174においてDC融通モードの終了が可能であると判定された場合(ステップS174:Yes)、制御部110は、双方向直流変換部(双方向DC/DC変換部)131(図3(B)参照)の出力を遮断する(ステップS175)。
そして、制御部110は、ステップS175の処理を実行した後に、このDC融通モードの終了処理を終える。
If it is determined in step S174 that the DC accommodation mode cannot be ended (step S174: No), the
When it is determined in step S174 that the DC interchange mode can be ended (step S174: Yes), the
And the
なお、上述したDC融通モードの終了処理は、DC融通モードの終了時に双方向交直変換部121の出力を遮断する例を示したが、図5に示す親クラスタ部100Aのように、PCSDC150Aから切替部160Aを介して一次側DCバス32に直流電力を供給している場合は、PCSDC150Aの動作を停止させるようにしてもよい。
In the above-described DC interchange mode end processing, an example in which the output of the bidirectional AC /
(AC融通モードの終了処理)
図13は、AC融通モードの終了処理の手順を示すフローチャートである。なお、この図13に示す例は、図4に示すように、PCSAC250から切替部260を介して一次側DCバス32に交流電力を出力する場合の例である。
以下、子クラスタ部200を例にして、AC融通モードの終了処理について説明する。
まず、子クラスタ部200において、制御部210は、AC融通モードの実行中に、AC融通モードの終了指示の検出を行っている(ステップS151)。例えば、制御部210は、エネルギー管理装置(EMS)11から送られるAC融通モードの終了指示の検出を行う。そして、制御部210は、終了指示を検出したか否かを判定する(ステップS152)。
(End processing of AC interchange mode)
FIG. 13 is a flowchart showing the procedure of the AC interchange mode end process. Note that the example shown in FIG. 13 is an example in which AC power is output from the
Hereinafter, the termination process of the AC interchange mode will be described using the
First, in the
そして、ステップS152において、AC融通モードの終了指示を検出しなかった場合(ステップS152:No)、制御部210は、AC融通モードの終了処理が検出されるまで待機する。
そして、ステップS152において、AC融通モードの終了指示を検出した場合(ステップS152:Yes)、制御部210は、融通先の状態と、自系統の状態を検出し(ステップS153)、AC融通モードの終了が可能か否かを判定する(ステップS154)。
In step S152, if an AC interchange mode end instruction has not been detected (step S152: No),
In step S152, when an instruction to end the AC accommodation mode is detected (step S152: Yes), the
そして、ステップS154においてAC融通モードの終了が可能でないと判定された場合(ステップS154:No)、制御部210は、AC融通モードの終了が可能となるまで待機する。
そして、ステップS154においてAC融通モードの終了が可能であると判定された場合(ステップS154:Yes)、制御部210は、PCSAC250の出力を停止する(ステップS155)。
続いて、制御部210は、PCSAC250の接続先を一次側ACバス31から子クラスタ部200の二次側ACバス41に変更する(ステップS156)。そして、制御部210は、PCSAC250の出力を二次側ACバス41に連系させ(ステップS157)、この連系が完了した後、PCSAC250から二次側ACバス41に電力を出力させる(ステップS158)。
そして、制御部210は、ステップS158の処理の実行後に、このAC融通モードの終了処理を終える。
If it is determined in step S154 that the AC accommodation mode cannot be ended (step S154: No), the
When it is determined in step S154 that the AC interchange mode can be terminated (step S154: Yes), the
Subsequently, the
And the
なお、図9に示す子クラスタ部200Aのように、PCSDC250Aを一次側DCバス32に接続する構成の場合において、DC融通モードを終了する際には、上記のAC融通モードの処理に準じた処理が行われる。
In the case of a configuration in which the
また、図14は、AC融通モードの終了処理の例を示す説明図である。この図14に示す終了処理は、上述した図13のフローチャートで説明した処理手順をタイムチャートで示したものである。
この図14では、横方向に時間tの経過を示し、縦方向に、一次側ACバス31の給電状態と、PCSAC250の動作状態とを並べて示している。
この図14に示すように、時刻t1以前において、一次側ACバス31にはPCSAC250から電力が供給されている。そして、時刻t1において、制御部210は、AC融通モードの終了指示を検出し、その後の時刻t2において、融通先の状態と、自系統の状態を検出する。続いて、時刻t3において、制御部210は、AC融通モードの終了が可能か否かを判定する。そして、AC融通モードの終了が可能と判定された場合に、時刻t3の後の時刻t4において、制御部210は、PCSAC150の出力を停止し、PCSAC250から一次側ACバス31への電力の供給を停止する。
FIG. 14 is an explanatory diagram showing an example of the AC interchange mode end processing. The end process shown in FIG. 14 is a time chart showing the processing procedure described in the flowchart of FIG. 13 described above.
In FIG. 14, the elapse of time t is shown in the horizontal direction, and the power supply state of the
As shown in FIG. 14, power is supplied from the
そして、続く時刻t5において、切替部260により、PCSAC250と一次側ACバス31との接続を遮断し、そして、時刻t5に続く時刻t6において、制御部210は、PCSAC250を二次側ACバス41に接続する。そして、時刻t6に続く時刻t7において、制御部210は、PCSAC250を二次側ACバス41に連系させ、その後の時刻t8から、制御部210は、PCSAC250から二次側ACバス41に交流電力を供給させる。
Then, at time t5, the
なお、DC融通モードにおいて、図5の親クラスタ部100Aに示すように、PCSDC150Aを切替部160Aを介して一次側DCバス32に接続する構成の場合には、DC融通モード終了処理は、上述したAC融通モード終了処理に準じた処理となる。
In the DC interchange mode, as shown in the
以上、説明したように、本実施形態による電力融通システム1において、親クラスタ部100、子クラスタ部200、子クラスタ部300、及び子クラスタ部400の各制御部は、通信網12を介して、エネルギー管理装置(EMS)11に接続されている。このエネルギー管理装置(EMS)11は、各クラスタ部における電力の給電状態を監視するとともに、各クラスタ部の制御部に指令信号を送信してその動作を制御する。例えば、エネルギー管理装置(EMS)11は、各クラスタにおける電力消費量と、発電装置の発電量と、蓄電装置の蓄電池残容量SOCの情報を収集し、この収集した情報に基づいて、各クラスタ部間における電力消費のバランスを取るように電力融通の制御を行う。
As described above, in the
例えば、各クラスタ部の制御部は、エネルギー管理装置(EMS)11から送られる電力融通の要請信号を受信して、電力融通が必要であることを検知する。これにより、電力融通システム1において、電力融通の制御が開始される。また、各クラスタ部の制御部は、DC融通モードの実行中又はAC融通モードの実行中に、エネルギー管理装置(EMS)11から送られるDC融通モードの終了指示の信号、又はAC融通モードの終了指示の信号を検出すると、DC融通モードの終了処理又はAC融通モードの終了処理を実行する。
For example, the control unit of each cluster unit receives a power interchange request signal sent from the energy management device (EMS) 11 and detects that power interchange is necessary. Thereby, in the
このように、本実施形態による電力融通システム1によれば、例えば、エネルギー管理装置(EMS)11が、各クラスタ部の情報を通信網12を介して収集し、この収集した情報に基づいて電力融通の要請信号や電力融通の終了指示を通信網12を介して各クラスタ部に送ることにより、各クラスタ部の間における電力融通の制御を行う。
As described above, according to the
<第2の実施形態>
次に、本発明の第2の実施形態を説明する。本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)の構成は、第1の実施形態と同様であるので、本実施形態において特徴的な処理について説明する。上記第1の実施形態では、例えば、エネルギー管理装置(EMS)11が、各クラスタにおける電力消費量と、発電装置の発電量と、蓄電装置の蓄電池残容量SOCの情報を収集し、この収集した情報に基づいて、各クラスタ部間における電力消費のバランスを取るように電力融通の制御を行う例を説明した。本実施形態では、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに、各クラスタ間で電力融通を行う場合の処理について説明する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Since the configuration of the power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) of this embodiment is the same as that of the first embodiment, characteristic processing in this embodiment will be described. In the first embodiment, for example, the energy management device (EMS) 11 collects information on the power consumption in each cluster, the power generation amount of the power generation device, and the storage battery remaining capacity SOC of the power storage device. An example in which power interchange control is performed based on information so as to balance power consumption among the cluster units has been described. In the present embodiment, a process in the case where power interchange is performed between clusters without using information transmitted from the energy management apparatus (EMS) 11 or information transmitted from the control unit of each cluster unit will be described.
(第2の実施形態による電力融通処理の手順)
ここでは、図1に示す電力融通システム1において、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300との間で、一次側DCバス32を介して直流融通(「DC融通」)する場合を例として説明する。
(Procedure for power interchange processing according to the second embodiment)
Here, in the
具体的には、例えば、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300とのうち他のクラスタ部に対して給電可能(すなわち電力を融通可能)なクラスタ部は、一次側DCバス32に対して給電を開始することにより、一次側DCバス32の電圧を変化させる。一方、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300とのうち融通電力を必要としているクラスタ部は、一次側DCバス32の電圧を検出し、該検出した結果に基づいて一次側DCバス32から受電する。これにより、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに電力融通処理が可能である。
Specifically, for example, of the
図15及び図16は、本実施形態の電力融通処理の手順を示すフローチャートである。
図15は、電力を融通する側の処理の手順(手順1)を示しており、図16は、融通電力を受け取る側の処理の手順(手順2)を示している。
まず、図15を参照して、電力を融通する側の処理の手順(手順1)について説明する。
ここでは、親クラスタ部100が、他のクラスタ部に対して給電可能(すなわち、DC融通が可能)なクラスタ部であるとして説明する。
FIG. 15 and FIG. 16 are flowcharts showing the procedure of the power interchange process of this embodiment.
FIG. 15 shows a processing procedure (procedure 1) on the side that accommodates power, and FIG. 16 shows a processing procedure (procedure 2) on the side that receives the accommodation power.
First, with reference to FIG. 15, a procedure (procedure 1) of processing on the side where power is accommodated will be described.
Here, description will be made assuming that
親クラスタ部100の制御部110は、自クラスタ部内における発電状態、給電状態、又は蓄電状態等として、発電装置141の交流発電量Pac、発電装置142の直流発電量Pdc、電流Idcの方向、蓄電装置145に流れるバッテリ電流Ibatt、又は蓄電池残容量SOC等を図示しない検出器によって検出する(ステップS211)。そして、制御部110は、ステップS211において検出した結果に基づいて、他のクラスタ部に対してDC融通が可能(給電可能)であるか否かを判定する(ステップS212)。ステップS212においてDC融通が可能でないと判定された場合(ステップS212:No)、制御部110は、ステップS211に処理を戻す。
The
一方、ステップS212においてDC融通が可能であると判定された場合(ステップS212:Yes)、制御部110は、自クラスタ部内における発電状態、給電状態、又は蓄電状態等に基づいて、変換装置A120、分電盤162、及び変換装置D130を制御して、他のクラスタ部に融通するための直流電力を、一次側DCバス32に供給する(ステップS213)。すなわち、親クラスタ部100は、一次側DCバス32に給電を開始することよりDC融通モードを開始する。例えば、親クラスタ部100から一次側DCバス32に給電が開始されると、一次側DCバス32の電圧が、融通電力が供給されていない電圧(例えば、0V)から、融通電力が供給されている電圧に上昇する。
On the other hand, when it is determined in step S212 that DC interchange is possible (step S212: Yes), the
ここで、親クラスタ部100から一次側DCバス32への給電が開始されると、受電要求のあるクラスタ部は、一次側DCバス32の電圧が上昇したことを検出することにより、受電を開始する。例えば、受電要求のあるクラスタ部は、一次側DCバス32の電圧が所定の第1の閾値よりも高いことを検出すると、受電を開始する。この第1の閾値は、一次側DCバス32からの受電を開始可能であるか否かを判定するための電圧の閾値として予め設定されている。以下、この第1の閾値を「閾値Vth1」とも呼ぶことがある。一次側DCバス32の電圧が閾値Vth1より高い場合、一次側DCバス32からの受電が開始される。この融通電力を受け取る側の処理は、図16を参照して後述する。
Here, when power supply from the
次に、親クラスタ部100の制御部110は、一次側DCバス32の電圧を図示しない検出器によって検出し、継続してDC融通が可能であるか否か(すなわち、給電余裕があるか否か)を判定する(ステップS214)。例えば、制御部110は、一次側DCバス32の電圧が所定の第2の閾値以下であるか否かを判定することにより、継続してDC融通が可能であるか否かを判定する。この第2の閾値は、一次側DCバス32からの受電を継続することが可能であるか否かを判定するための電圧の閾値として予め設定されている。以下、この第2の閾値を「閾値Vth2」とも呼ぶことがある。一次側DCバス32からの受電中に、一次側DCバス32の電圧が閾値Vth2以下になった場合、一次側DCバス32からの受電が停止される。
Next, the
また、親クラスタ部100の制御部110は、ステップS213において一次側DCバス32に給電を開始してからの経過時間である給電時間を内部に備える計時部によって計時し、この給電時間が所定の制限時間内であるか否かを判定する(ステップS215)。ここで、この所定の制限時間は、DC融通するための給電を継続する最大時間として予め設定されている。給電時間がこの制限時間を超えた場合には、まだ一次側DCバス32の電圧が受電を継続することが可能な電圧であったとしても、一次側DCバス32への給電が停止される。
In addition, the
つまり、ステップS214においてDC融通が可能であると判定され(ステップS214:Yes)、かつ、ステップS215において給電時間が所定の制限時間内であると判定された場合(ステップS215:Yes)、親クラスタ部100の制御部110は、ステップS214に処理を戻し、一次側DCバス32への給電を継続する。
That is, if it is determined in step S214 that DC interchange is possible (step S214: Yes) and it is determined in step S215 that the power supply time is within a predetermined time limit (step S215: Yes), the parent cluster The
一方、ステップS214においてDC融通が可能でないと判定された場合(ステップS214:No)、又は、ステップS215において給電時間が所定の制限時間を越えたと判定された場合(ステップS215:No)、親クラスタ部100の制御部110は、一次側DCバス32への給電を停止して、DC融通モードを終了する(ステップS216)。
On the other hand, if it is determined in step S214 that DC interchange is not possible (step S214: No), or if it is determined in step S215 that the power supply time has exceeded a predetermined time limit (step S215: No), the parent cluster The
なお、ステップS215において給電時間が所定の制限時間を越えたと判定された場合(ステップS215:No)であっても、何れかのクラスタ部が一次側DCバス32から受電中である場合には、一次側DCバス32への給電を停止しないように制御し、この受電が停止された後に、一次側DCバス32への給電を停止するように制御してもよい。ここで、親クラスタ部100は、一次側DCバス32の電圧に基づいて、何れかのクラスタ部が一次側DCバス32から受電中であることを検出してもよい。例えば、受電中の状態では、受電されていない状態に対して一次側DCバス32に電圧降下が生じるため、この電圧降下を利用して、何れかのクラスタ部が一次側DCバス32から受電中であることを検出してもよい。
Even if it is determined in step S215 that the power supply time has exceeded the predetermined time limit (step S215: No), if any cluster unit is receiving power from the primary
次に、図16を参照して、融通電力を受け取る側の処理の手順(手順2)について説明する。
ここでは、子クラスタ部200が、受電要求のあるクラスタ部(すなわち、融通電力を必要としているクラスタ部)であるとして説明する。なお、以下の説明において、一次側DCバス32の電圧を電圧Vbdcとも呼ぶことがある。
Next, with reference to FIG. 16, the procedure (procedure 2) of the process on the side that receives the accommodation power will be described.
Here, a description will be given assuming that the
子クラスタ部200の制御部210は、一次側DCバス32の電圧Vbdcを図示しない検出器によって検出する(ステップS221)。次に、制御部210は、検出した一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定する(ステップS222)。ステップS222において、検出した電圧Vbdcが閾値Vth1以下であると判定された場合(ステップS222:No)、一次側DCバス32に受電可能な融通電力が供給されていない状態である。そのため、制御部210は、一次側DCバス32から受電しないでステップS221に処理を戻す。
The
一方、ステップS222において、検出した電圧Vbdcが閾値Vth1より高いと判定された場合(ステップS222:Yes)、一次側DCバス32に受電可能な融通電力が供給されている状態である。そこで、制御部210は、自クラスタ部内における発電状態、給電状態、又は蓄電状態等として、発電装置241の交流発電量、発電装置242の直流発電量、給電経路41、42に流れる電流の方向、蓄電装置245に流れるバッテリ電流、又は蓄電池残容量SOC等を図示しない検出器によって検出する(ステップS223)。そして、制御部210は、ステップS223において検出した結果に基づいて、受電要求があるか否か、すなわち、自クラスタ部が融通電力を必要としているか否かを判定する(ステップS224)。
On the other hand, when it is determined in step S222 that the detected voltage Vbdc is higher than the threshold value Vth1 (step S222: Yes), interchangeable power that can be received is supplied to the
ステップS224において、受電要求がないと判定された場合(ステップS224:No)、制御部210は、融通電力が不要であるため、ステップS221に処理を戻す。一方、ステップS224において、受電要求があると判定された場合(ステップS224:Yes)、制御部210は、変換装置B220を制御して、一次側DCバス32からの受電を開始する(ステップS225)。すなわち、子クラスタ部200は、一次側DCバス32から受電を開始することよりDC融通モードを開始する。
If it is determined in step S224 that there is no power reception request (step S224: No), the
次に、制御部210は、一次側DCバス32の電圧Vbdcを検出する(ステップS226)し、検出した一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下であるか否かを判定する(ステップS227)。ステップS227において、検出した電圧Vbdcが閾値Vth2以下であると判定された場合(ステップS227:Yes)、DC融通が不可能である状態であるため、制御部210は、一次側DCバス32からの受電を停止して、DC融通モードを終了する(ステップS229)。
Next, the
一方、ステップS227において、検出した電圧Vbdcが閾値Vth2より高いと判定された場合(ステップS227:No)、制御部210は、自クラスタ内の各部の状態を検出して、検出結果に基づいて、継続して受電要求があるか否かを判定する(ステップS228)。
On the other hand, when it is determined in step S227 that the detected voltage Vbdc is higher than the threshold value Vth2 (step S227: No), the
ステップS228において、受電要求があると判定された場合(ステップS228:Yes)、制御部210は、ステップS226に処理を戻し、一次側DCバス32からの受電を継続する。一方、ステップS228において、受電要求がないと判定された場合(ステップS228:No)、制御部210は、一次側DCバス32からの受電を停止して、DC融通モードを終了する(ステップS229)。
If it is determined in step S228 that there is a power reception request (step S228: Yes), the
なお、図16に示す例では、ステップS221からステップS224において、子クラスタ部200は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定した後に、電圧Vbdcが閾値Vth1より高い場合、受電要求があるか否かを判定したが、受電要求があるか否かを判定した後に一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定する処理としてもよい。
また、同様に、ステップS226からステップS227において、子クラスタ部200は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下であるか否かを判定した後に、電圧Vbdcが閾値Vth2以下である場合、受電要求があるか否かを判定したが、受電要求があるか否かを判定した後に一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下である否かを判定する処理としてもよい。
In the example illustrated in FIG. 16, in steps S221 to S224, the
Similarly, in steps S226 to S227, the
(第2の実施形態による電力融通処理の流れ)
次に、図17を参照して、本実施形態による電力融通処理の流れについて詳しく説明する。図17は、本実施形態による電力融通処理の流れの一例を示す説明図である。
ここでは、図15及び図16を参照して説明した例と同様に、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300との間で、一次側DCバス32を介して直流融通(「DC融通」)する場合を例として、親クラスタ部100が、他のクラスタ部に対して給電可能(すなわち、DC融通が可能)なクラスタ部であり、子クラスタ部200が、受電要求のあるクラスタ部(すなわち、融通電力を必要としているクラスタ部)であるとして説明する。
(Flow of power interchange processing according to the second embodiment)
Next, with reference to FIG. 17, the flow of power interchange processing according to the present embodiment will be described in detail. FIG. 17 is an explanatory diagram illustrating an example of a flow of power accommodation processing according to the present embodiment.
Here, as in the example described with reference to FIG. 15 and FIG. 16, direct current interchange (“” between the
この図17では、横方向に時間tの経過を示し、縦方向に、親クラスタ部100の一次側DCバス32への給電状態(図(a))と、各クラスタ部の受電要求状態(図(b))と、一次側DCバス32の電圧Vbdc(図(c))と、一次側DCバス32の電流Idc(図(d))と、を並べて示した図である。
In FIG. 17, the time t has elapsed in the horizontal direction, and the power supply state to the primary
時刻t11以前においては、一次側DCバス32に電力が供給されていない状態(給電停止状態)であり、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、電圧V0(例えば、0V)である(図(c))。
Before time t11, power is not supplied to the primary side DC bus 32 (power supply is stopped), and the voltage Vbdc of the primary
時刻t11において、親クラスタ部100の制御部110は、DC融通が可能(給電可能)である場合、変換装置D130等を制御して、一次側DCバス32に対する給電を開始させる。これにより、変換装置D130の一次側DCバス32に対する給電状態が、給電停止状態から給電されている状態(給電状態)に遷移する(図(a))。この給電に応じて、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、電圧V0(例えば、0V)から閾値Vth1より高い電圧になる(図(c))。なお、このときは、何れのクラスタ部も一次側DCバス32から受電をしておらず融通電流が流れないため、一次側DCバス32の電流Ibdcは、電流I0(例えば、0A)である(図(d))。
At time t <b> 11, when DC interchange is possible (power can be supplied), the
次に、親クラスタ部100が一次側DCバス32に給電したことに応じて、各クラスタ部は、それぞれに予め設定された互いに異なる期間において、受電を行うか否かを判定する。つまり、クラスタ部毎に、受電の判定処理を行うための区切られた時間(タイムスロット)が割り当てられている。ここでは、予め設定された受電の優先度に基づいて、親クラスタ部100(時刻t12から時刻t13)、子クラスタ部200(時刻t13から時刻t14)、子クラスタ部300(時刻t14から時刻t15)の順に、受電を行うか否かの判定処理を行うためのタイムスロットが割り当てられている。
Next, in response to the
時刻t12から時刻t13において、親クラスタ部100(制御部110)は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定する。この例では、親クラスタ部100は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いと判定するが、自クラスタ部が電力を融通する側であって受電する必要がないため、受電要求を行わない(図(b))。
From time t12 to time t13, the parent cluster unit 100 (control unit 110) determines whether or not the voltage Vbdc of the
次に、時刻t13から時刻t14において、子クラスタ部200(制御部210)は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定する。この例では、時刻t13において、子クラスタ部200は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いと判定し、かつ、自クラスタ部が融通電力を必要としているため、受電要求を検出して受電要求を行う(図(b))。この受電要求に基づいて、子クラスタ部200の制御部210は、変換装置B220等を制御して受電を開始させる。この時刻t13において、子クラスタ部200が受電を開始すると、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、子クラスタ部200への電力の融通が開始されたことにより電圧降下が生じ、閾値Vth1以下(閾値Vth2よりは高い電圧)になる(図(c))。また、受電が開始されたことにより、一次側DCバス32には融通電流が流れる(図(d))。
Next, from time t13 to time t14, the child cluster unit 200 (control unit 210) determines whether or not the voltage Vbdc of the
続いて、時刻t14から時刻t15において、子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定する。この例では、子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1以下であると判定するため、自クラスタ部が融通電力を必要としているか否かによらず、受電要求を行わない(図(b))。
Subsequently, from time t14 to time t15, the
なお、子クラスタ部200が一次側DCバス32から融通電力を受電している状態であっても、まだ融通電力に余裕があり、他のクラスタ部に対してさらに電力を融通可能な状態である場合もある。さらに電力を融通可能な状態とは、すなわち、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高い場合である。このとき、子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高く、かつ自クラスタ部が融通電力を必要としている場合には、この子クラスタ部300も受電を開始する。
Note that even when the
次に、時刻t21において、子クラスタ部200(制御部210)は、融通電力を必要としなくなったため、受電要求を解除し、受電を停止する(図(b))。これにより、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、閾値Vth1より高い電圧に戻り(図(c))、一次側DCバス32には融通電流が流れなくなる(図(d))。
Next, at time t21, the child cluster unit 200 (the control unit 210) does not need the interchangeable power, so cancels the power reception request and stops the power reception (FIG. (B)). As a result, the voltage Vbdc of the primary
次に、時刻t22は、時刻t11から開始された給電時間の制限時間が到来したタイミングである。
時刻t22において、親クラスタ部100の制御部110は、給電時間の制限時間が到来したため、変換装置D130等を制御して、一次側DCバス32に対する給電を停止させる(図(a))。これにより、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、電圧V0(例えば、0V)になる(図(c))。
Next, time t22 is the timing when the time limit for power supply time started from time t11 has arrived.
At time t22, the
なお、上述の図17を参照して説明した例では、親クラスタ部100、子クラスタ部200、子クラスタ部300のそれぞれは、それぞれに割り当てられた時間(タイムスロット)において、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定する処理と、自クラスタ部の受電要求を検出する処理とを行う例を説明したが、これに限られるものではない。例えば、親クラスタ部100、子クラスタ部200、子クラスタ部300のそれぞれは、それぞれに割り当てられた時間(タイムスロット)の前に自クラスタ部の受電要求を検出しておき、受電要求がある場合のみ、それぞれに割り当てられた時間(タイムスロット)において、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いか否かを判定してもよい。
In the example described with reference to FIG. 17 described above, each of the
(第2の実施形態による電力融通処理の流れの別の例)
図18は、本実施形態による電力融通処理の流れの別の一例を示す説明図である。この図18では、子クラスタ部200の、一次側DCバス32からの受電が終了する前に、親クラスタ部100からの融通電力の供給不足となった点が、図17に示す電力融通処理の流れと異なる。この図18は、図17と同様に、横方向に時間tの経過を示し、縦方向に、親クラスタ部100の一次側DCバス32への給電状態(図(a))と、各クラスタ部の受電要求状態(図(b))と、一次側DCバス32の電圧Vbdc(図(c))と、一次側DCバス32の電流Idc(図(d))と、を並べて示した図である。
(Another example of the flow of power interchange processing according to the second embodiment)
FIG. 18 is an explanatory diagram showing another example of the flow of power accommodation processing according to the present embodiment. In FIG. 18, before the power reception from the
時刻t11から時刻t15までの処理の流れは、図17を参照して説明した処理の流れと同様であり、その説明を省略する。時刻t13において子クラスタ部200が受電を開始した後、子クラスタ部200が受電要求を解除する前に、時刻t20において親クラスタ部100からの融通電力が供給不足になり、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下に降下したとする(図(c))。子クラスタ部200(制御部210)は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になったと判定することにより、受電要求を解除して受電を停止する(図(b))。そして、一次側DCバス32には融通電流が流れなくなる(図(d))。
The flow of processing from time t11 to time t15 is the same as the flow of processing described with reference to FIG. After the
また、時刻t20において、親クラスタ部100の制御部110は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になったと判定することにより、変換装置D130等を制御して、一次側DCバス32に対する給電を停止させる制御をする(図(a))。これにより、変換装置D130の一次側DCバス32に対する給電状態が、給電状態(供給不足のため実際には給電できていない状態)から給電停止状態に遷移する。
Further, at time t20, the
このように、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)によれば、各クラスタ部が共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧を検出して、その検出結果に基づいて電力を互いに融通するため、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに電力融通処理を行うことができる。例えば、災害や交流電源系統2の停電などによってエネルギー管理装置(EMS)11が機能しなくなること、又は通信網12の故障や渋滞が発生してエネルギー管理装置(EMS)11及び各クラスタ間で情報を送受信できなくなることがあっても、各クラスタ間で相互に電力を融通することができる。
したがって、本実施形態によれば、複数のクラスタ(需要家)間において電力の利用効率を高めることができる。
Thus, according to the power accommodation system (for example, power accommodation system 1) of this embodiment, each cluster part detects the voltage of a common electric power feeding path (for example, primary side DC bus 32), and the detection result Therefore, the power interchange process can be performed without using the information transmitted from the energy management apparatus (EMS) 11 or the information transmitted from the control unit of each cluster unit. For example, when the energy management device (EMS) 11 stops functioning due to a disaster, a power failure of the AC
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to increase the power use efficiency among a plurality of clusters (customers).
なお、図17と図18とを参照して、電力融通の途中に供給不足にならずに電力の融通が充足された場合と供給不足になった場合の例を説明したが、例えば、各クラスタ部において、一次側DCバス32の電圧Vbdcに基づいて電力の融通が充足されたか否かを判定することができる。
In addition, with reference to FIG. 17 and FIG. 18, although the example when the accommodation of electric power was satisfied without becoming insufficient supply in the middle of electric power accommodation and the case where supply became insufficient was explained, for example, each cluster In the section, it is possible to determine whether or not the power accommodation is satisfied based on the voltage Vbdc of the primary
例えば、親クラスタ部100、子クラスタ部200、又は子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth1より高いと判定した後、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になる前の電圧に基づいて、一次側DCバス32から受電したクラスタ部への電力の融通が充足されたか否かを判定してもよい。つまり、親クラスタ部100、子クラスタ部200、又は子クラスタ部300は、何れかのクラスタ部が融通電力の受電を停止したときの電圧の変化に基づいて、そのクラスタ部への電力の融通が充足された否かを判定してもよい。
For example, after the
例えば、電力の融通が充足された場合には、図17に示すように、子クラスタ部200の受電が停止した後も、親クラスタ部100から継続して融通電力が一次側DCバス32に供給されている。そのため、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、一旦、閾値Vth1より高い電圧に戻ってから、親クラスタ部100からの給電が停止されるとともに閾値Vth2以下になる。
For example, when the power interchange is satisfied, the interchange power is continuously supplied from the
一方、電力融通の途中に供給不足になった場合には、図18に示すように、供給不足とともに子クラスタ部200の受電が停止するため、一次側DCバス32の電圧Vbdcは、回復しないまま(上昇することなく)閾値Vth2以下になる。
On the other hand, when the supply becomes insufficient during the power interchange, as shown in FIG. 18, since the power reception of the
したがって、親クラスタ部100、子クラスタ部200、又は子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になる前に閾値Vth1以下の電圧であって、閾値Vth1以下の電圧から閾値Vth2以下の電圧に変化した場合には、一次側DCバス32から受電したクラスタ部(ここでは、子クラスタ部200)への電力の融通が不足したと判定する。
Therefore, the
また、親クラスタ部100、子クラスタ部200、又は子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になる前に閾値Vth1以下の電圧であって、閾値Vth1以下の電圧から閾値Vth2より高い電圧に変化した後、閾値Vth2以下の電圧に変化した場合、一次側DCバス32から受電したクラスタ部(ここでは、子クラスタ部200)への電力の融通が充足したと判定してもよい。
Further, the
なお、親クラスタ部100、子クラスタ部200、又は子クラスタ部300は、電力の融通が充足したか否かを判定することにより、その後の処理を判定結果に基づいて制御してもよい。例えば、電力の融通が不足した場合には、給電可能な他のクラスタ部が、次に融通電力の給電を開始するタイミングを早めるように制御してもよいし、その不足したクラスタ部が最優先で受電を行うように優先度を制御してもよい。
In addition, the
なお、図17及び図18では、一次側DCバス32の電圧Vbdcに基づいて、電力の融通が充足されたか否かを判定する例を説明したが、一次側DCバス32の電圧Vbdcと一次側DCバス32の電流Ibdcとを用いて判定してもよい。
例えば、一次側DCバス32の電流Ibdcが閾値Ith1より大きい場合、融通電流が流れている状態であるとする。一方、一次側DCバス32の電流Ibdcが閾値Ith2以下の場合、融通電流が流れていない状態であるとする。これらの閾値Ith1と閾値Ith2とは、例えば、融通電流が流れている状態と融通電流が流れていない状態とを判定するための閾値として、予め設定されている。
電力の融通が充足された場合には、図17に示すように、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になる前に一次側DCバス32の電流Ibdcが閾値Ith2以下になっている。一方、電力融通の途中に供給不足になった場合には、図18に示すように、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になるタイミングで、一次側DCバス32の電流Ibdcが閾値Ith2以下になる。したがって、親クラスタ部100、子クラスタ部200、又は子クラスタ部300は、一次側DCバス32の電圧Vbdcが閾値Vth2以下になるタイミングと、一次側DCバス32の電流Ibdcが閾値Ith2以下になるタイミングとに基づいて、電力の融通が充足されたか否かを判定することもできる。
17 and 18, the example in which it is determined whether or not the power interchange is satisfied based on the voltage Vbdc of the
For example, when the current Ibdc of the
When the power interchange is satisfied, as shown in FIG. 17, the current Ibdc of the
以上説明したように、本実施形態によれば、共通の給電経路の電圧の変化に基づいて、各クラスタ部が互いに電力の融通を行うため、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに電力融通処理を行うことができる。例えば、災害や商用電源系統2の停電などによってエネルギー管理装置(EMS)11が機能しなくなること、又は通信網12の故障や渋滞(障害)が発生してエネルギー管理装置(EMS)11及び各クラスタ間で情報を送受信できなくなることがあっても、各クラスタ間で互いに電力を融通することができる。
As described above, according to the present embodiment, since each cluster unit exchanges power with each other based on a change in voltage of a common power supply path, information transmitted from the energy management device (EMS) 11 and Power interchange processing can be performed without using information transmitted from the control unit of each cluster unit. For example, the energy management device (EMS) 11 may not function due to a disaster or a power failure of the commercial
なお、本実施形態では、給電可能なクラスタ部(すなわち、電力を融通する側のクラスタ部)が、まず一次側DCバス32に対して給電を開始することに応じて、電力融通処理が開始される例を説明したが、受電を要求するクラスタ部(すなわち、融通電力を必要としているクラスタ部)が、一次側DCバス32を介して受電要求を行うことに応じて、電力融通処理が開始されるようにしてもよい。
例えば、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300とのうち他のクラスタ部からの融通電力を必要としているクラスタ部は、所定の期間において、受電要求として一次側DCバス32に対して給電することにより一次側DCバス32の電圧を変化させる。一方、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300とのうち他のクラスタ部に対して給電可能(すなわち電力を融通可能)なクラスタ部は、上記所定の期間における一次側DCバス32の電圧を検出し、該検出した結果に基づいて上記所定の期間の後に一次側DCバス32に対して融通電力を給電する。その後の処理については、上述した本実施形態と同様に、融通電力を必要としているクラスタ部が、上記所定の期間の後に一次側DCバス32の電圧を検出し、該検出した結果に基づいて一次側DCバス32から受電する。このように、受電を要求するクラスタ部(すなわち、融通電力を必要としているクラスタ部)がまず受電要求を行う処理としても、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに電力融通処理が可能である。
In the present embodiment, the power interchange process is started in response to the start of power supply to the primary
For example, among the
また、本実施形態では、給電可能なクラスタ部が親クラスタ部100である場合を一例として説明したが、親クラスタ部100以外のクラスタ部(例えば、子クラスタ部200、子クラスタ部300等)が給電可能なクラスタ部であることもある。また、複数のクラスタ部が給電可能な状態であることもある。そこで、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)において、複数のクラスタ部が給電可能な状態である場合には、複数のクラスタ部が重複して融通電力を給電しないように制御してもよい。
例えば、複数の給電可能なクラスタ部のそれぞれが、一次側DCバス32の電圧を検出し、一次側DCバス32に給電されていない場合のみ融通電力を供給することにより、複数のクラスタ部が重複して融通電力を給電しないように制御してもよい。
In the present embodiment, the case where the cluster unit capable of supplying power is the
For example, a plurality of cluster units overlap each other by detecting the voltage of the primary
また、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)において、子クラスタ部の間における電力融通がまず優先して行われ、子クラスタ部の間における電力融通が行えない場合に親クラスタ部100からの電力融通が行われるように制御してもよい。例えば、給電可能なクラスタ部が融通電力を供給開始する際の処理において、子クラスタ部200、子クラスタ部300、親クラスタ部100の順に、融通電力を供給するか否かの判定を行うためのタイムスロットが割り当てられていてもよい。すなわち、融通電力を供給するクラスタ部として、子クラスタ部200及び300が親クラスタ部100よりも優先されるように設定されている。各クラスタ部は、この優先度に基づく順に従って、一次側DCバス32の電圧を検出し、一次側DCバス32に給電されていない場合のみ融通電力を供給してもよい。
このように、優先度に基づく順に従って、子クラスタ部200、子クラスタ部300、親クラスタ部100の順に一次側DCバス32の電圧を検出し、一次側DCバス32に給電されていない場合のみ融通電力を供給することにより、子クラスタ部の間における電力融通がまず優先して行われ、子クラスタ部の間における電力融通が行えない場合に親クラスタ部100からの電力融通が行われるようにすることができる。
Further, in the power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) of the present embodiment, when power interchange between the child cluster units is performed first and power interchange cannot be performed between the child cluster units, the parent cluster can be used. You may control so that the electric power interchange from the
As described above, only when the voltage of the
<第3の実施形態>
次に、本発明の第3の実施形態を説明する。上述の第1の実施形態では、例えば、エネルギー管理装置(EMS)11から通信網12を介して送信される情報に基づいて各クラスタ間で電力融通を行う制御(以下、この制御を「EMS制御モード」とも呼ぶことがある)の例を説明した。また、上述の第2の実施形態では、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報を用いずに、共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧変化に基づいて各クラスタ間で電力融通を行う制御(以下、この制御を「ローカル制御モード」とも呼ぶことがある)の例を説明した。
<Third Embodiment>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the first embodiment described above, for example, control for performing power interchange between the clusters based on information transmitted from the energy management apparatus (EMS) 11 via the communication network 12 (hereinafter, this control is referred to as “EMS control”). An example of “mode” may also be described. Further, in the above-described second embodiment, the information transmitted from the energy management device (EMS) 11 is not used, and each cluster is based on the voltage change of the common power supply path (for example, the primary DC bus 32). In the above, an example of control for power interchange (hereinafter, this control may be referred to as “local control mode”) has been described.
本実施形態では、エネルギー管理装置(EMS)11を用いて、各クラスタ部から通信網12を介して取得した情報に基づいて電力融通を行うEMS制御モードと、エネルギー管理装置(EMS)11を用いずに、共通の給電経路を介して取得した情報に基づいて電力融通を行うローカル制御モードとを、所定の条件に基づいて選択する処理について説明する。
In the present embodiment, using the energy management device (EMS) 11, an EMS control mode for performing power interchange based on information acquired from each cluster unit via the
ここで、EMS制御モードとローカル制御モードとを選択する所定の条件とは、例えば、各クラスタ部の制御部とエネルギー管理装置(EMS)11との通信網12を介した通信状態が正常であるか否かである。例えば、各クラスタ部は、エネルギー管理装置(EMS)11との通信状態が正常な場合(例えば、通信網12を介して通信可能な状態である場合)にはEMS制御モードを選択する。一方、各クラスタ部は、エネルギー管理装置(EMS)11との通信状態が異常な場合、(例えば、通信網12を介して通信ができない状態の場合)にはローカル制御モードを選択する。
Here, the predetermined condition for selecting the EMS control mode and the local control mode is, for example, that the communication state between the control unit of each cluster unit and the energy management device (EMS) 11 via the
なお、通信状態が異常な場合とは、例えば、災害や商用電源系統2の停電などによってエネルギー管理装置(EMS)11が機能しなくなったり、通信網12の故障や渋滞(障害)が発生したりすることにより、エネルギー管理装置(EMS)11及び各クラスタ間で情報を正常に通信できない状態である。一方、通信状態が正常な場合とは、例えば、通信網12を介した通信が可能な平常時の状態である。
Note that when the communication state is abnormal, for example, the energy management device (EMS) 11 may not function due to a disaster or a power failure of the commercial
(電力融通の制御モードの選択処理の手順)
図19は、本実施形態による電力融通の制御モードの選択処理の手順を示すフローチャートである。この図19を参照して、制御モードの選択処理の手順の一例について説明する。
ここでは、図1に示す電力融通システム1において、親クラスタ部100と子クラスタ部200と子クラスタ部300との間で、一次側DCバス32を介して直流融通(「DC融通」)する場合を例として説明する。
(Procedure for selecting a control mode for power interchange)
FIG. 19 is a flowchart illustrating a procedure of a process for selecting a control mode for power interchange according to the present embodiment. With reference to FIG. 19, an example of the procedure of the control mode selection process will be described.
Here, in the
親クラスタ部100、子クラスタ部200、及び子クラスタ部300のそれぞれの制御部(制御部110、制御部210、及び制御部310)は、エネルギー管理装置(EMS)11との通信状態を確認する(ステップS301)。例えば、各クラスタ部の制御部は、通信網12を介して、エネルギー管理装置(EMS)11に対して通信接続を確認するコマンドを送り、該コマンドに応じた応答を受け取るか否か、又は該コマンドに応じた応答を受け取るまでの時間に基づいて通信状態を確認する。
Each control unit (
そして、各クラスタ部の制御部は、通信状態を確認した結果が正常であるか否かを判定する(ステップS302)。例えば、各クラスタ部の制御部は、通信網12を介して、通信接続を確認するコマンドに応じた応答を規定の時間内に受け取った場合には、通信状態が正常であると判定する。一方、各クラスタ部の制御部は、通信網12を介して、通信接続を確認するコマンドに応じた応答を規定の時間内に受け取れなかった場合には、通信状態が異常であると判定する。
And the control part of each cluster part determines whether the result of having confirmed the communication state is normal (step S302). For example, the control unit of each cluster unit determines that the communication state is normal when a response corresponding to a command for confirming communication connection is received within a specified time via the
ステップS302において通信状態が正常であると判定された場合(ステップS302:Yes)、各クラスタ部の制御部は、EMS制御モードを選択する(S303)。一方、ステップS302において通信状態が異常であると判定された場合(ステップS302:No)、各クラスタ部の制御部は、ローカル制御モードを選択する(S304)。 When it is determined in step S302 that the communication state is normal (step S302: Yes), the control unit of each cluster unit selects the EMS control mode (S303). On the other hand, when it is determined in step S302 that the communication state is abnormal (step S302: No), the control unit of each cluster unit selects the local control mode (S304).
なお、この制御モードの選択処理は、電力融通システム1において、各クラスタ部の制御部により所定の時間間隔(例えば、10分間隔)で繰り返し実行され、通信状態に応じた電力融通の制御モードが常に選択されている。
This control mode selection process is repeatedly executed at predetermined time intervals (for example, every 10 minutes) by the control unit of each cluster unit in the
このように、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)によれば、通信状態に応じてEMS制御モードとローカル制御モードとを切り替えることにより、各クラスタ間における電力融通を適切に制御することができる。 As described above, according to the power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) of the present embodiment, by appropriately switching between the EMS control mode and the local control mode according to the communication state, the power accommodation between the clusters is appropriately performed. Can be controlled.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態において、親クラスタ部100内の制御部110と、子クラスタ部200内の制御部210と、子クラスタ部300内の制御部310と、子クラスタ部400内の制御部410とは、内部にコンピュータシステムを有している。そして、上述した処理に関する一連の処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここで、コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、CD−ROM、DVD−ROM、半導体メモリ等をいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。また、ここでいう「コンピュータシステム」とは、OSや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。
The embodiment of the present invention has been described above. In the above embodiment, the
なお、ここで、本発明と上述した実施形態との対応関係について補足して説明する。すなわち、本発明における電力融通システムは、図1に示す電力融通システム1、又は図5に示す電力融通システム1Aが対応する。また、本発明における第1クラスタ部は、親クラスタ部100又は親クラスタ部100A(図5)が対応し、本発明における第2クラスタ部は、例えば、子クラスタ部200又は子クラスタ部200A(図5)が対応する。また、本発明における給電管理部は、エネルギー管理装置(EMS)11が対応する。
Here, the correspondence between the present invention and the above-described embodiment will be supplementarily described. That is, the power interchange system in the present invention corresponds to the
(1)上記実施形態において、電力融通システム(例えば、電力融通システム1)は、商用電力系統2の受電点となり該商用電力系統2から商用電力の供給を受ける親クラスタ部100(第1クラスタ部)と、親クラスタ部100を経由して商用電力の供給を受ける一又は複数の子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)と、で構成される。この電力融通システム1において、親クラスタ部100と子クラスタ部200及び300等とのそれぞれは、発電装置及び負荷装置、又は蓄電装置及び負荷装置を備え、親クラスタ部100と子クラスタ部200及び300等との間、及び複数の子クラスタ部200及び300等の間において、共通の給電経路を介して互いに電力の融通を行う。また、第3の実施形態では、親クラスタ部100と複数の子クラスタ部200及び300等とは、EMS制御モード(第1の制御モードの一例)と、ローカル制御モード(第2の制御モードの一例)と、を所定の条件に基づいて選択する。ここで、EMS制御モードは、親クラスタ部100又は複数の子クラスタ部200及び300等から通信網12を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第1の制御モードの一例である。一方、ローカル制御モードは、親クラスタ部100又は複数の子クラスタ部200及び300等から上記共通の給電経路を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第2の制御モードの一例である。
(1) In the above embodiment, the power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) is a power receiving point of the
このように、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)によれば、EMS制御モードとローカル制御モードとを所定の条件に基づいて選択可能に構成されているため、所定の条件(例えば、通信網12を介した通信状態等)に応じて、各クラスタ間における電力融通を適切に制御することができる。
したがって、本実施形態によれば、複数のクラスタ(需要家)間において電力の利用効率を高めることができる。
As described above, according to the power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) of the present embodiment, the EMS control mode and the local control mode are configured to be selectable based on the predetermined condition. Depending on (for example, the communication state via the communication network 12), the power interchange between the clusters can be appropriately controlled.
Therefore, according to the present embodiment, it is possible to increase the power use efficiency among a plurality of clusters (customers).
なお、上記第1の制御モードの一例として、親クラスタ部100又は複数の子クラスタ部200及び300等から通信網12を介して取得した情報に基づいて、エネルギー管理装置(EMS)11が電力の融通を制御するEMS制御モードについて説明したが、これに限られるものではない、例えば、第1の制御モードとして、親クラスタ部100又は複数の子クラスタ部200及び300等から通信網12を介して取得した情報に基づいて、各クラスタ部のそれぞれの制御部、又はいずれかの制御部(例えば、親クラスタ部100の制御部110)が電力の融通を制御する制御モードとしてもよい。
Note that, as an example of the first control mode, the energy management device (EMS) 11 is configured to transmit power based on information acquired from the
(2)親クラスタ部100(第1クラスタ部)と子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)とは、上述の所定の条件として、通信網12による通信状態が正常な場合に、EMS制御モード(第1の制御モードの一例)を選択する。
(2) The parent cluster unit 100 (first cluster unit) and the
これにより、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)では、各クラスタ部とエネルギー管理装置(EMS)11とが通信可能な平常時の場合には、各クラスタ部から通信網12を介して取得した情報に基づいて、各クラスタ間の電力融通を詳細に制御することができる。
Thereby, in the power accommodation system (for example, power accommodation system 1) of this embodiment, in the case of normal time when each cluster part and the energy management apparatus (EMS) 11 can communicate, from each cluster part to the
(3)親クラスタ部100(第1クラスタ部)と子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)とは、上述の所定の条件として、通信網12による通信状態が異常な場合に、ローカル制御モード(第2の制御モードの一例)を選択する。
(3) The parent cluster unit 100 (first cluster unit) and the
これにより、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)では、各クラスタ部とエネルギー管理装置(EMS)11とが正常に通信できない場合であっても、各クラスタ間において電力を融通することができる。 Thereby, in the power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) of this embodiment, even if each cluster part and the energy management apparatus (EMS) 11 cannot communicate normally, power is interchanged between each cluster. can do.
(4)本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)は、エネルギー管理装置(EMS)11(給電管理部)を備えている。エネルギー管理装置(EMS)11は、EMS制御モードにおいて、親クラスタ部100(第1クラスタ部)と子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)とのうち、他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部を示す情報と、他のクラスタ部からの受電を要求するクラスタ部を示す情報とを、それぞれのクラスタ部から取得する。そして、エネルギー管理装置(EMS)11は、取得したそれぞれの情報に基づいて、親クラスタ部100と子クラスタ部200及び300等との間、及び複数の子クラスタ部200及び300等の間における電力の融通を制御する。
(4) The power accommodation system (for example, the power accommodation system 1) of this embodiment is provided with the energy management apparatus (EMS) 11 (power supply management part). In the EMS control mode, the energy management device (EMS) 11 supplies power to other cluster units among the parent cluster unit 100 (first cluster unit) and the
これにより、本実施形態の電力融通システム(例えば、電力融通システム1)では、各クラスタ部とエネルギー管理装置(EMS)11とが通信可能な平常時の場合には、各クラスタ部から送信された情報に基づいてエネルギー管理装置(EMS)11が制御することにより、各クラスタ間における電力融通を詳細に制御することができる。 Thereby, in the power accommodation system (for example, power accommodation system 1) of this embodiment, in the case of the normal time when each cluster part and the energy management apparatus (EMS) 11 can communicate, it transmitted from each cluster part. By controlling the energy management apparatus (EMS) 11 based on the information, it is possible to control the power interchange between the clusters in detail.
(5)ローカル制御モードにおいて、親クラスタ部100(第1クラスタ部)と子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)とは、上記共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧を変化させることにより、該電圧の変化に基づいて電力の融通を制御する。
(5) In the local control mode, the parent cluster unit 100 (first cluster unit) and the
このように、本実施形態によれば、ローカル制御モードにおいては、共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧の変化に基づいて各クラスタ部が互いに電力の融通を行うため、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに電力融通処理を行うことができる。例えば、災害や商用電源系統2の停電などによってエネルギー管理装置(EMS)11が機能しなくなること、又は通信網12の故障や渋滞が発生してエネルギー管理装置(EMS)11及び各クラスタ間で情報を送受信できなくなることがあっても、ローカル制御モードを選択することにより、各クラスタ間で互いに電力を融通することができる。
As described above, according to the present embodiment, in the local control mode, the cluster units perform power interchange with each other based on a change in the voltage of the common power supply path (for example, the primary side DC bus 32). Power interchange processing can be performed without using information transmitted from the management device (EMS) 11 or information transmitted from the control unit of each cluster unit. For example, when the energy management device (EMS) 11 stops functioning due to a disaster or a power failure of the commercial
(6)ローカル制御モードにおいて、親クラスタ部100(第1クラスタ部)と子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)とのうち他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部は、上記共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)に対して給電することにより上記共通の給電経路の電圧を上昇させる。一方、上述の他のクラスタ部は、上記共通の給電経路の電圧を検出し、上記共通の給電経路の電圧の上昇を検出した場合に上記共通の給電経路から受電する。
(6) In the local control mode, the cluster unit capable of supplying power to the other cluster units among the parent cluster unit 100 (first cluster unit) and the
これにより、給電可能なクラスタ部は、共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧を上昇させることによって、受電要求のあるクラスタ部に対して、融通電力を供給していることを通知することができる。また、受電要求のあるクラスタ部は、共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧の上昇を検出することにより、この共通の給電経路から受電可能なことを検出することができる。 As a result, the cluster unit capable of supplying power supplies the interchangeable power to the cluster unit having a power reception request by increasing the voltage of the common power supply path (for example, the primary DC bus 32). You can be notified. Further, the cluster unit having a power reception request can detect that power can be received from the common power supply path by detecting an increase in the voltage of the common power supply path (for example, the primary side DC bus 32).
(7)なお、ローカル制御モード(第2の制御モード)において、親クラスタ部100(第1クラスタ部)及び複数の子クラスタ部200及び300等(第2クラスタ部)のうち他のクラスタ部からの受電を要求するクラスタ部は、所定の期間において、上記共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧を変化させてもよい。また、親クラスタ部100及び複数の子クラスタ部200及び300等のうち他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部は、上記所定の期間において上記共通の給電経路の電圧を検出し、該検出した結果に基づいて、上記所定の期間の後に上記共通の給電経路に電力を供給してもよい。そして、上述の受電を要求するクラスタ部は、上記所定の期間の後に上記共通の給電経路に供給された電力を受電してもよい。
(7) In the local control mode (second control mode), from the other cluster unit among the parent cluster unit 100 (first cluster unit) and the plurality of
これにより、融通電力を必要としているクラスタ部は、共通の給電経路(例えば、一次側DCバス32)の電圧を変化させることによって、給電可能なクラスタ部に対して、受電要求を通知することができる。また、給電可能なクラスタ部は、受電要求の通知があったときに、この共通の給電経路に対して融通電力を供給することができる。 As a result, the cluster unit requiring the interchangeable power can notify the power receiving cluster unit of the power receiving request by changing the voltage of the common power supply path (for example, the primary DC bus 32). it can. In addition, the cluster unit that can supply power can supply the interchanged power to the common power supply path when a power reception request is notified.
(8)上記共通の給電経路は、交流電流の給電経路となる一次側ACバス31、又は直流電力の給電経路となる一次側DCバス32を含む。EMS制御モード(第1の制御モードの一例)においては、交流電流又は直流電力の融通を行う。一方、ローカル制御モード(第2の制御モードの一例)においては、直流電力の融通を行う。
(8) The common power supply path includes a
これにより、EMS制御モードでは、エネルギー管理装置(EMS)11の制御に基づいて、一次側ACバス31又は一次側DCバス32を介して交流電流又は直流電力の融通を行うことができる。一方、ローカル制御モード(第2の制御モード)では、エネルギー管理装置(EMS)11から送信される情報や各クラスタ部の制御部から送信される情報を用いずに、各クラスタ間で互いに直流電力を融通することができる。
Thus, in the EMS control mode, AC current or DC power can be interchanged via the primary
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明の電力融通システム1、及び電力融通システム1Aは、上述の図示例にのみに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。
例えば、親クラスタ部100の蓄電装置145は、親クラスタ部100とは独立して設けられていてもよい。子クラスタ部200と、子クラスタ部300と、子クラスタ部400の蓄電装置においても同様である。
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the electric
For example, the
また、上記第2、第3の実施形態において、一次側DCバス32の電圧を予め設定された閾値と比較することにより、一次側DCバス32からの受電を開始可能であるか否か、又は、一次側DCバス32からの受電を継続することが可能であるか否かを判定する例を説明したが、一次側DCバス32の電圧を閾値と比較することに代えて、一次側DCバス32の電圧の変化量に基づいて、上述の判定を行うようにしてもよい。
Further, in the second and third embodiments, whether the power reception from the
また、上記第3の実施形態において、一次側DCバス32の電圧を予め設定された閾値と比較することにより、いずれかのクラスタ部からの受電要求があるか否かを判定する例を説明したが、一次側DCバス32の電圧を閾値と比較することに代えて、一次側DCバス32の電圧の変化量に基づいて、上述の判定を行うようにしてもよい。
In the third embodiment, the example in which it is determined whether or not there is a power reception request from any cluster unit by comparing the voltage of the primary
なお、上記実施形態による電力融通システム1(1A)において、一次側DCバス32を介して融通する電力の給電開始時に、この融通する電力が徐々に給電されるように所謂「ソフトスタート」の制御を行ってもよい。例えば、他のクラスタ部に対して電力を融通するクラスタ部は、一次側DCバス32の電圧の立ち上がりがなだらかになるように、給電開始時の所定の時間において徐々に給電電圧を上げるように制御してもよい。また、電力を融通するクラスタ部は、給電開始時の所定の時間において間欠的に給電するように制御してもよい。なお、電力を融通するクラスタ部は、給電開始時の所定の時間において給電する電流値を制限するよう制御してもよい。
このように、ソフトスタートの制御を行うことにより、給電電圧の電圧降下や給電停止などの原因となる給電開始時の突入電流の発生を抑制することができる。
In the power accommodation system 1 (1A) according to the above-described embodiment, the so-called “soft start” control is performed so that the interchanged power is gradually fed at the start of feeding the electricity to be accommodated via the
In this way, by performing the soft start control, it is possible to suppress the occurrence of an inrush current at the start of power supply that causes a voltage drop of the power supply voltage or power supply stop.
1,1A・・・電力融通システム、2・・・商用電力系統、
11・・・エネルギー管理装置(EMS)、12・・・通信網、
31・・・一次側ACバス、32・・・一次側DCバス、
100,100A・・・親クラスタ部(第1クラスタ部)、102・・・変圧器、
200,200A,300,300A・・・子クラスタ部(第2クラスタ部)、
110,210,310,410・・・制御部、
121,221・・・双方向交直変換部、
131,223・・・双方向直流変換部、
141・・・発電装置(第1発電装置)、142・・・発電装置(第2発電装置)、
241・・・発電装置(第3発電装置)、
242・・・発電装置(第4発電装置)、
143,243,343,443・・・交流負荷装置、
144,244,344,444・・・直流負荷装置、
145,245,345,445・・・蓄電装置、
150・・・パワーコンディショナ(第1パワーコンディショナ)、
150A・・・パワーコンディショナ(第2パワーコンディショナ)、
250・・・パワーコンディショナ(第3パワーコンディショナ)、
250A・・・パワーコンディショナ(第4パワーコンディショナ)、
160・・・切替部(第1切替部),160A・・・切替部(第2切替部)、
260・・・切替部(第3切替部)、
260A・・・切替部(第4切替部)、
161,261,361,461・・・分電盤、
162,262,362,462・・・分電盤
1, 1A ... Power interchange system, 2 ... Commercial power system,
11 ... Energy management device (EMS), 12 ... Communication network,
31 ... Primary side AC bus, 32 ... Primary side DC bus,
100, 100A ... parent cluster part (first cluster part), 102 ... transformer,
200, 200A, 300, 300A ... child cluster part (second cluster part),
110, 210, 310, 410 ... control unit,
121, 221... Bidirectional AC / DC converter
131, 223 ... Bidirectional DC converter,
141 ... power generation device (first power generation device), 142 ... power generation device (second power generation device),
241 ... Power generation device (third power generation device),
242 ... Power generation device (fourth power generation device),
143, 243, 343, 443 ... AC load device,
144, 244, 344, 444 ... DC load device,
145, 245, 345, 445 ... power storage device,
150 ... power conditioner (first power conditioner),
150A ... Power conditioner (second power conditioner),
250 ... power conditioner (third power conditioner),
250A ... power conditioner (fourth power conditioner),
160 ... switching unit (first switching unit), 160A ... switching unit (second switching unit),
260 ... switching unit (third switching unit),
260A ... switching unit (fourth switching unit),
161,261,361,461 ... distribution panel,
162, 262, 362, 462 ... distribution board
Claims (9)
前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とのそれぞれは、発電装置及び負荷装置、又は蓄電装置及び前記負荷装置を備え、
前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部との間、及び前記複数の第2クラスタ部の間において、共通の給電経路を介して互いに電力の融通を行う際に、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から通信網を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第1の制御モードと、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から前記給電経路を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第2の制御モードと、を所定の条件に基づいて選択する
ことを特徴とする電力融通システム。 A first cluster unit that serves as a power reception point of the commercial power system and receives supply of commercial power from the commercial power system; and one or a plurality of second cluster units that receive supply of the commercial power via the first cluster unit; A power interchange system comprising:
Each of the first cluster unit and the second cluster unit includes a power generation device and a load device, or a power storage device and the load device,
When power is exchanged between the first cluster unit and the second cluster unit and between the plurality of second cluster units through a common power supply path, the first cluster unit or the A first control mode for controlling power interchange based on information acquired from the second cluster unit via a communication network, and information acquired from the first cluster unit or the second cluster unit via the power supply path And a second control mode for controlling power accommodation based on a predetermined condition, based on a predetermined condition.
前記所定の条件として、前記通信網による通信状態が正常な場合に、前記第1の制御モードを選択する
ことを特徴とする請求項1に記載の電力融通システム。 The first cluster part and the second cluster part are:
The power interchange system according to claim 1, wherein the first control mode is selected when the communication state by the communication network is normal as the predetermined condition.
前記所定の条件として、前記通信網による通信状態が異常な場合に、前記第2の制御モードを選択する
ことを特徴とする請求項1または2に記載の電力融通システム。 The first cluster part and the second cluster part are:
The power interchange system according to claim 1 or 2, wherein, as the predetermined condition, the second control mode is selected when a communication state by the communication network is abnormal.
を備えていることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の電力融通システム。 In the first control mode, of the first cluster unit and the second cluster unit, information indicating a cluster unit that can supply power to another cluster unit and a cluster that requests power reception from the other cluster unit Information indicating a part is acquired from each cluster part, and based on each acquired information, between the first cluster part and the second cluster part, and between the plurality of second cluster parts. Power supply management unit for controlling the interchange of power in
The power interchange system according to any one of claims 1 to 3, further comprising:
前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部とは、前記給電経路の電圧を変化させることにより、該電圧の変化に基づいて電力の融通を制御する
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の電力融通システム。 In the second control mode,
The said 1st cluster part and the said 2nd cluster part control the interchange of electric power based on the change of this voltage by changing the voltage of the said electric power feeding path | route, The any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned. The power interchange system according to claim 1.
前記第1クラスタ部及び前記複数の第2クラスタ部のうち他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部は、前記給電経路に対して給電することにより前記給電経路の電圧を上昇させ、
前記他のクラスタ部は、前記給電経路の電圧を検出し、前記給電経路の電圧の上昇を検出した場合に前記給電経路から受電する
ことを特徴とする請求項5に記載の電力融通システム。 In the second control mode,
The cluster part capable of supplying power to the other cluster part among the first cluster part and the plurality of second cluster parts increases the voltage of the power supply path by supplying power to the power supply path,
The power interchange system according to claim 5, wherein the other cluster unit detects the voltage of the power supply path and receives power from the power supply path when detecting an increase in the voltage of the power supply path.
前記第1クラスタ部及び前記複数の第2クラスタ部のうち他のクラスタ部からの受電を要求するクラスタ部は、所定の期間において、前記給電経路の電圧を変化させ、
前記第1クラスタ部及び前記複数の第2クラスタ部のうち他のクラスタ部に対して給電可能なクラスタ部は、前記所定の期間において前記給電経路の電圧を検出し、該検出した結果に基づいて、前記所定の期間の後に前記給電経路に電力を供給し、
前記受電を要求するクラスタ部は、前記所定の期間の後に前記給電経路に供給された電力を受電する
ことを特徴とする請求項5に記載の電力融通システム。 In the second control mode,
The cluster unit that requests power reception from another cluster unit among the first cluster unit and the plurality of second cluster units changes the voltage of the power supply path in a predetermined period,
The cluster unit capable of supplying power to the other cluster unit among the first cluster unit and the plurality of second cluster units detects the voltage of the power supply path in the predetermined period, and based on the detected result Supplying power to the power supply path after the predetermined period;
The power interchange system according to claim 5, wherein the cluster unit that requests power reception receives power supplied to the power supply path after the predetermined period.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれか一項に記載の電力融通システム。 The power feeding path includes an AC current feeding path or a DC power feeding path, performs interchange of the AC current or the DC power in the first control mode, and performs the DC power feeding in the second control mode. The power accommodation system according to any one of claims 1 to 7, wherein the electricity accommodation system is performed.
前記第1クラスタ部と前記第2クラスタ部との間、及び前記複数の第2クラスタ部の間において、共通の給電経路を介して互いに電力の融通を行う際に、
前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から通信網を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第1の制御モードと、前記第1クラスタ部又は前記第2クラスタ部から前記給電経路を介して取得した情報に基づいて電力の融通を制御する第2の制御モードと、を所定の条件で選択する
ことを特徴とする電力融通方法。 A first cluster unit that serves as a power receiving point of the commercial power system and receives commercial power from the commercial power system, and a plurality of second cluster units that receive the commercial power via the first cluster unit In addition, each of the first cluster unit and the second cluster unit is a power interchange method in a power interchange system including a power generation device and a load device, or a power storage device and the load device,
When performing interchange of power between the first cluster unit and the second cluster unit and between the plurality of second cluster units via a common feeding path,
A first control mode for controlling power interchange based on information acquired from the first cluster unit or the second cluster unit via a communication network; and the power supply from the first cluster unit or the second cluster unit. A power accommodation method comprising: selecting, under a predetermined condition, a second control mode for controlling power accommodation based on information acquired via a route.
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