JP2015177628A - Power storage control method, control device and power storage control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池の充放電を制御する制御装置に関する。 The present invention relates to a control device that controls charging / discharging of a storage battery.
近年、電力契約の1つとして一括受電サービスが商業施設や集合住宅等で提供されている。一括受電サービスは、1以上の複数の世帯からなる需要家の電気をまとめ買いすることにより電気料金を削減するサービスである。 In recent years, a collective power receiving service has been provided in commercial facilities and apartment houses as one of the power contracts. The collective power receiving service is a service for reducing an electricity bill by purchasing electricity of a consumer who consists of one or more households.
この一括受電サービスでは、予め、単位時間における平均消費電力の基準を示す所定の契約電力(ピーク契約電力)が需要家とサービス提供者との間で定められる。需要家の単位時間における平均消費電力が契約電力を超えた場合は、需要家の電力使用における基本料金が高くなる。このため、単位時間あたりの需要家の平均消費電力のピークが所定の契約電力を超えないように制御することが望ましい。 In this collective power receiving service, a predetermined contract power (peak contract power) indicating a standard of average power consumption per unit time is determined in advance between the customer and the service provider. When the average power consumption per unit time of the consumer exceeds the contract power, the basic charge for using the power of the consumer is high. For this reason, it is desirable to control so that the peak of the average power consumption of the consumer per unit time does not exceed a predetermined contract power.
従来、電力を消費する電力負荷に蓄電池を接続し、蓄電池を放電させて電力負荷に電力を供給することにより、需要家の消費電力のピークを抑制する技術が知られている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a technique for suppressing a peak of power consumption of a consumer by connecting a storage battery to a power load that consumes power, discharging the storage battery, and supplying power to the power load.
例えば、特許文献1では、蓄電池の充放電を制御する制御装置は、夜間においては蓄電池を充電し、かつ、電力消費量の大きい昼間においては蓄電池を放電することにより、電力系統の消費電力のピークを抑制している。このように蓄電池の充放電を制御することにより電力契約に基づく所定の契約電力を低く抑えることで電力コストを削減する方法が開示されている。
For example, in
また、特許文献2では、電力系統の周波数変動を抑制するため二次電池の充放電を利用した周波数制御装置が開示されている。
特許文献2のように二次電池を電力系統に接続して電力の電圧や周波数変動を抑制するサービスをアンシラリーサービスと呼ぶ。特に系統周波数変動を抑制するサービスを周波数制御Frequency Regulation(以下、「FRと略す」)サービスと呼ぶ。
A service in which a secondary battery is connected to an electric power system as in
蓄電池を用いたFRサービスにおける周波数制御(FR制御)は、系統周波数がその平均値の基準周波数に対して高くなった場合には充電し、低くなった場合には放電する制御を実施するものである。 Frequency control (FR control) in an FR service using a storage battery performs control to charge when the system frequency is higher than the average reference frequency and to discharge when the system frequency is lower. is there.
しかしながら、特許文献1および2の技術では、蓄電池に対して周波数制御のための充放電制御を行っている間に、サービス提供者と需要家との間で定められた所定の契約電力を超える場合がある。
However, in the techniques of
そこで、本発明は、以上を鑑み、周波数制御のための充放電制御を行っている間であっても、所定の契約電力を超えることを低減できる、蓄電池の充放電を制御する蓄電池制御方法などを提供することを目的とする。 Therefore, in view of the above, the present invention is a storage battery control method for controlling charge / discharge of a storage battery, which can reduce exceeding a predetermined contract power even during charge / discharge control for frequency control. The purpose is to provide.
上記目的を達成するために、本発明の一態様に係る蓄電池制御方法は、電力系統および電力負荷に接続された蓄電システムの充放電を制御する蓄電池制御方法であって、前記電力系統の周波数である系統周波数を検出する周波数検出ステップと、前記系統周波数の変動成分の周波数変化を特定し、前記系統周波数から第一周波数より低い周波数領域に対応する前記系統周波数の変動成分をカットすることにより前記第一周波数よりも高い周波数領域における前記系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数を出力する高域抽出ステップと、前記第一差分周波数を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するために前記蓄電システムの充放電電力を制御するための制御指令値を生成する指令値生成ステップと、前記制御指令値を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するように前記蓄電システムの充放電を制御する周波数制御を行う充放電ステップと、を含み、前記高域抽出ステップにおいて、前記第一周波数が、所定の契約電力と比較される平均消費電力であって、前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の平均値である平均消費電力を算出するための単位時間の逆数より高い。 To achieve the above object, a storage battery control method according to an aspect of the present invention is a storage battery control method for controlling charging / discharging of a power storage system connected to a power system and a power load, and the frequency of the power system A frequency detection step for detecting a certain system frequency, and specifying a frequency change of the fluctuation component of the system frequency, and cutting the fluctuation component of the system frequency corresponding to a frequency region lower than the first frequency from the system frequency A high-frequency extraction step for outputting a first differential frequency including a fluctuation component of the system frequency in a frequency region higher than the first frequency, and using the first differential frequency, A command value generation step for generating a control command value for controlling charge / discharge power of the power storage system, and the system using the control command value A charge / discharge step of performing frequency control for controlling charge / discharge of the power storage system so as to suppress fluctuations in the wave number, wherein the first frequency is compared with predetermined contract power in the high-frequency extraction step Average power consumption, which is higher than the reciprocal of unit time for calculating average power consumption, which is an average value of power supplied from the power system to the power load and the power storage system.
なお、これらの全般的または具体的な態様は、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムおよび記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 These general or specific aspects may be realized by a system, a method, an integrated circuit, a computer program, or a recording medium such as a computer-readable CD-ROM. The system, method, integrated circuit, computer program And any combination of recording media.
本発明の蓄電池制御方法によれば、周波数制御のための充放電制御を行っている間であっても、所定の契約電力を超えることを低減できる。 According to the storage battery control method of the present invention, it is possible to reduce exceeding predetermined contract power even during charge / discharge control for frequency control.
(本発明の基礎となった知見)
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した制御装置に関し、以下の問題が生じることを見出した。
(Knowledge that became the basis of the present invention)
The present inventor has found that the following problems occur with respect to the control device described in the “Background Art” column.
特許文献1の技術を利用したピークシェービング制御により、電力系統で消費される電力ピークを抑制するシステムにおいて、特に複数世帯で一つの蓄電池を共有する場合には、1世帯あたり使用できる蓄電池の電力容量が低くなる。このため、例えば昼間の消費電力ピークを一つの蓄電池だけで抑制することが困難となる。そこで、消費電力ピークが所定の契約電力を超えないようにするために、所定の契約電力を高めに設定して所定の契約電力を超える時間帯をできるだけ少なくことが必要となる。
In the system that suppresses the power peak consumed in the power system by the peak shaving control using the technology of
しかし、この場合には、蓄電池は一日のうち短い時間帯のみ利用されることになり、蓄電池の有効活用ができない。 However, in this case, the storage battery is used only for a short time of the day, and the storage battery cannot be effectively used.
そこで、この蓄電池が使用されていない時間帯の一部において、例えば特許文献2に記載されている電力系統の周波数変動の抑制のために使用するアンシラリーサービスの提供をすることによって利益(収入)を生むことができるため、蓄電池の有効活用が可能となる。
Therefore, profit (income) is provided by providing an ancillary service used for suppressing frequency fluctuations of the power system described in
しかし、周波数制御のための充放電制御中は、複数世帯の電力負荷による消費電力と周波数制御による消費電力の総和が総消費電力となる。つまり、電力負荷による消費電力に、さらに、周波数制御により電力が消費されることになれば、周波数制御を実施することで所定の契約電力を超える可能性がある。なお、系統周波数変動は、需要家による電力消費量だけでなく電力会社の発電量にも起因しており、一般に予測が難しい。このため、周波数制御にかかる充放電制御に必要な電力を予測することは困難である。 However, during charge / discharge control for frequency control, the total power consumption is the sum of the power consumption due to the power load of multiple households and the power consumption due to frequency control. That is, if power is further consumed by frequency control in addition to power consumption by the power load, there is a possibility that predetermined contracted power will be exceeded by performing frequency control. The system frequency fluctuation is caused not only by the power consumption by the consumer but also by the power generation amount of the power company, and is generally difficult to predict. For this reason, it is difficult to predict the power required for charge / discharge control related to frequency control.
このような問題を解決するために、本発明の一態様に係る蓄電池制御方法は、電力系統および電力負荷に接続された蓄電システムの充放電を制御する蓄電池制御方法であって、前記電力系統の周波数である系統周波数を検出する周波数検出ステップと、前記系統周波数の変動成分の周波数変化を特定し、前記系統周波数から第一周波数より低い周波数領域に対応する前記系統周波数の変動成分をカットすることにより前記第一周波数よりも高い周波数領域における前記系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数を出力する高域抽出ステップと、前記第一差分周波数を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するために前記蓄電システムの充放電電力を制御するための制御指令値を生成する指令値生成ステップと、前記制御指令値を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するように前記蓄電システムの充放電を制御する周波数制御を行う充放電ステップと、を含み、前記高域抽出ステップにおいて、前記第一周波数が、所定の契約電力と比較される平均消費電力であって、前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の平均値である平均消費電力を算出するための単位時間の逆数より高い。 In order to solve such a problem, a storage battery control method according to an aspect of the present invention is a storage battery control method for controlling charging / discharging of a power storage system connected to a power system and a power load. A frequency detection step for detecting a system frequency, which is a frequency, and a frequency change of a fluctuation component of the system frequency is specified, and the fluctuation component of the system frequency corresponding to a frequency region lower than the first frequency is cut from the system frequency. In order to suppress fluctuations in the system frequency using the high-frequency extraction step of outputting a first differential frequency including a fluctuation component of the system frequency in a frequency region higher than the first frequency, and the first differential frequency A command value generation step for generating a control command value for controlling the charge / discharge power of the power storage system, and the control command value A charge / discharge step for performing frequency control for controlling charge / discharge of the power storage system so as to suppress fluctuations in system frequency, and in the high-frequency extraction step, the first frequency is compared with predetermined contract power. The average power consumption is higher than the reciprocal of unit time for calculating the average power consumption, which is an average value of power supplied from the power system to the power load and the power storage system.
これによれば、系統周波数から第一周波数より低い周波数領域に対応する系統周波数の変動成分をカットして得られた第一周波数よりも高い周波数領域における系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数に応じて、周波数制御を行うための制御指令値が生成される。このため、FR信号生成部で生成される制御指令値は、平均消費電力を算出するための単位時間の逆数よりも高い周波数である第一周波数より低い周波数成分をカットされることにより得られた第一周波数より高い周波数領域における系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数に基づく。そして、当該制御指令値に基づいて周波数制御が行われるため、所定の契約電力と比較される平均消費電力を算出するための単位時間オーダーの変動成分を考慮しない周波数制御を行うことになる。つまり、周波数制御を行う時間帯で、上記単位時間オーダーの低周波数成分を除去しているため、平均消費電力が所定の契約電力を超えないように、周波数制御を行うことができる。 According to this, the first differential frequency including the fluctuation component of the system frequency in the frequency region higher than the first frequency obtained by cutting the fluctuation component of the system frequency corresponding to the frequency region lower than the first frequency from the system frequency Accordingly, a control command value for performing frequency control is generated. For this reason, the control command value generated by the FR signal generation unit is obtained by cutting a frequency component lower than the first frequency, which is a frequency higher than the reciprocal of unit time for calculating the average power consumption. Based on the first differential frequency including the fluctuation component of the system frequency in the frequency region higher than the first frequency. Since the frequency control is performed based on the control command value, the frequency control without considering the fluctuation component of the unit time order for calculating the average power consumption compared with the predetermined contract power is performed. That is, since the low frequency component of the unit time order is removed in the time zone in which the frequency control is performed, the frequency control can be performed so that the average power consumption does not exceed the predetermined contract power.
また、前記平均消費電力が前記所定の契約電力を超えた場合に前記蓄電システムを管理する需要家の電力料金が増加してもよい。 In addition, when the average power consumption exceeds the predetermined contract power, a power charge of a consumer who manages the power storage system may increase.
また、前記充放電ステップにおいて、さらに、前記平均消費電力が前記所定の契約電力以下になるように、前記蓄電システムの充放電を制御するピーク抑制制御を行ってもよい。 In the charging / discharging step, peak suppression control for controlling charging / discharging of the power storage system may be further performed so that the average power consumption is equal to or less than the predetermined contract power.
また、前記充放電ステップにおいて、前記周波数制御および前記ピーク抑制制御を異なる時間帯で行ってもよい。 In the charge / discharge step, the frequency control and the peak suppression control may be performed in different time zones.
また、さらに、前記平均消費電力が、前記所定の契約電力を超えるピーク時間帯を予測する予測ステップを含み、前記充放電ステップにおいて、前記ピーク時間帯では、前記ピーク抑制制御を行い、前記ピーク時間帯でない時間帯の少なくとも一部の時間帯で、前記周波数制御を行ってもよい。 Further, the method further includes a prediction step of predicting a peak time zone in which the average power consumption exceeds the predetermined contract power, and in the charge / discharge step, the peak suppression control is performed in the peak time zone, and the peak time The frequency control may be performed in at least a part of a time zone that is not a time zone.
また、さらに、前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の時間変化に基づく周波数変動から、前記第一周波数よりも高い周波数である第二周波数よりも高い周波数領域の変動成分をカットすることにより、前記第二周波数よりも低い周波数領域に対応する変動成分を含む差分周波数変動を出力する低域抽出ステップを含み、前記予測ステップにおいて、前記低域抽出ステップにおいて出力された前記差分周波数変動を用いて、前記ピーク時間帯を予測してもよい。 Furthermore, from a frequency variation based on a time variation of power supplied from the power system to the power load and the power storage system, a variation component in a frequency region higher than a second frequency that is a frequency higher than the first frequency. A low-frequency extraction step for outputting a differential frequency variation including a variation component corresponding to a frequency region lower than the second frequency by cutting, and in the prediction step, the low-frequency extraction step outputs the The peak time zone may be predicted using the difference frequency variation.
また、さらに、前記指令値生成ステップにおいて生成された前記制御指令値を含む周波数制御信号を増幅または減衰させる増幅ステップを含み、前記増幅ステップにおける増幅率を、前記第一周波数が低くなるにつれて小さくしてもよい。 The method further includes an amplifying step for amplifying or attenuating the frequency control signal including the control command value generated in the command value generating step, and the gain in the amplifying step is decreased as the first frequency is decreased. May be.
また、前記高域抽出ステップにおいて、前記第一周波数を可変としてもよい。 In the high frequency extraction step, the first frequency may be variable.
また、さらに、ネットワークを介して、遠隔指示を受け付け、前記第一周波数を当該遠隔指示で示される指示周波数に変更させるための変更指示を生成する指示生成ステップを含み、前記高域抽出ステップにおいて、前記変更指示に従って、前記第一周波数を前記指示周波数に変更してもよい。 Further, the method includes an instruction generation step of receiving a remote instruction via a network and generating a change instruction for changing the first frequency to an instruction frequency indicated by the remote instruction. The first frequency may be changed to the indicated frequency in accordance with the change instruction.
また、前記充放電ステップにおいて、前記ピーク抑制制御を行う時間帯の開始時刻よりも第一所定時間前の時刻から前記開始時刻までの間であり、かつ、前記系統周波数が前記系統周波数の基準周波数より高い場合、前記制御指令値を含む周波数制御信号に充電信号成分を加えた充電信号を生成し、当該充電信号に基づいて前記周波数制御を行ってもよい。 Further, in the charge / discharge step, a time period from a time before a first predetermined time to a start time before a start time of a time zone in which the peak suppression control is performed, and the system frequency is a reference frequency of the system frequency If higher, a charge signal obtained by adding a charge signal component to a frequency control signal including the control command value may be generated, and the frequency control may be performed based on the charge signal.
また、前記充電信号成分は、前記系統周波数の変動成分のうち前記単位時間の逆数より低い低周波数成分に比例してもよい。 The charging signal component may be proportional to a low frequency component lower than the reciprocal of the unit time among the fluctuation components of the system frequency.
また、前記充放電ステップにおいて、前記ピーク抑制制御と前記周波数制御とを同一時間帯で行い、前記ピーク抑制制御における充放電信号の変動成分の最大周波数は、前記第一周波数よりも低くてもよい。 In the charge / discharge step, the peak suppression control and the frequency control are performed in the same time zone, and the maximum frequency of the fluctuation component of the charge / discharge signal in the peak suppression control may be lower than the first frequency. .
また、さらに、前記制御指令値を計測する計測ステップを含み、前記計測ステップにおいて、前記蓄電システムの出力電力の時間変化を検出し、検出された前記出力電力の時間変化を記憶部に記憶し、前記記憶部に記憶された前記出力電力の時間変化の結果を受け取り、通信ネットワークを利用して外部の機器に送信してもよい。 Furthermore, the method further includes a measurement step of measuring the control command value, and in the measurement step, the time change of the output power of the power storage system is detected, and the time change of the detected output power is stored in a storage unit, You may receive the result of the time change of the said output electric power memorize | stored in the said memory | storage part, and may transmit to an external apparatus using a communication network.
また、前記計測ステップにおいて、検出された前記出力電力の時間変化に基づく周波数変動から、前記第一周波数以下であり、かつ、前記第二周波数以上である第三周波数より低い周波数領域の変動成分をカットすることにより前記第三周波数よりも高い周波数領域に対応する変動成分を含む第二差分周波数を出力し、前記記憶部に、前記第二差分周波数を記憶してもよい。 In the measurement step, a fluctuation component in a frequency region lower than the third frequency that is equal to or lower than the first frequency and equal to or higher than the second frequency is calculated from the frequency fluctuation based on the time change of the detected output power. A second differential frequency including a fluctuation component corresponding to a frequency region higher than the third frequency may be output by cutting, and the second differential frequency may be stored in the storage unit.
なお、これらの全般的または具体的な態様は、装置、システム、集積回路、コンピュータプログラムまたはコンピュータ読み取り可能なCD−ROMなどの記録媒体記録媒体で実現されてもよく、システム、方法、集積回路、コンピュータプログラムまたは記録媒体の任意な組み合わせで実現されてもよい。 These general or specific aspects may be realized by a recording medium recording medium such as an apparatus, a system, an integrated circuit, a computer program, or a computer-readable CD-ROM, and the system, method, integrated circuit, You may implement | achieve with arbitrary combinations of a computer program or a recording medium.
以下、本発明の一態様に係る制御装置および蓄電池制御システムについて、図面を参照しながら具体的に説明する。 Hereinafter, a control device and a storage battery control system according to one embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。 Note that each of the embodiments described below shows a specific example of the present invention. The numerical values, shapes, materials, constituent elements, arrangement positions and connecting forms of the constituent elements, steps, order of steps, and the like shown in the following embodiments are merely examples and are not intended to limit the present invention. In addition, among the constituent elements in the following embodiments, constituent elements that are not described in the independent claims indicating the highest concept are described as optional constituent elements.
<実施の形態1>
本実施の形態に係る蓄電池制御システムは、電力系統に接続された電力負荷に対して並列に接続された蓄電システムを用いて、電力系統の系統周波数の変動の抑制と電力負荷への補助電力の供給とを行うものである。
<
The storage battery control system according to the present embodiment uses a power storage system connected in parallel to an electric power load connected to the electric power system to suppress fluctuations in the system frequency of the electric power system and to provide auxiliary power to the electric power load. Supply.
以下、実施の形態1について説明する。 The first embodiment will be described below.
図1は、本実施の形態1に係る蓄電池制御システムの構成図である。 FIG. 1 is a configuration diagram of a storage battery control system according to the first embodiment.
蓄電池制御システム1は、電力系統2に接続された電力負荷4と、電力負荷4に対して並列に接続された蓄電システム5と、制御装置6と、電力検出部3とから構成される。
The storage
電力負荷4は、1以上の世帯、1以上の部屋からなるアパート、マンション、ホテル等での電力負荷の合計を指す。ただし、電力負荷4は、上記の電力負荷の合計に限らずに、その他の電力負荷であっても構わない。
The
蓄電システム5は、充放電可能な二次電池と、パワーコンディショナ(図示は省略)とを少なくとも備える。このパワーコンディショナは、DC/DCコンバータあるいはDC/ACインバータを備え、電力系統2および電力負荷4および二次電池との間で電力を所望の電力に変換する。
The
制御装置6は、蓄電システム5の充放電を制御する。
The
電力検出部3は、電力負荷4および蓄電システム5で消費される電力の合計である総和電力の時間変化を計測する。つまり、電力検出部3は、電力系統2から電力負荷4および蓄電システム5に供給される電力(総和電力)を計測し、計測した結果から当該電力の時間変化を特定する。
The
なお、電力検出部3が、図1に示すように、電力系統2と、電力負荷4および蓄電システム5との間に配置されていれば、電力負荷4と蓄電システム5との総和電力を計測できるが、総和電力の検出には、この形態を採用しなくてもよい。つまり、電力負荷4および蓄電システム5で消費される総和電力を計測するのに、電力負荷4と蓄電システム5とのそれぞれの電力を検出する検出部を2台設け、2台の検出部により検出された電力の合計を、総和電力として計測しても構わない。
In addition, if the electric
ここで、電力量は、通常、所定の時間における電力の積算値を意味し、エネルギーに対応する。ここでは、電力の量を電力量と呼ぶ場合がある。また、電力(パワー)と電力量(エネルギー)とは互いに対応する。そのため、ここでは、電力が、電力量(エネルギー)の意味で用いられる場合があり、電力量が、電力(パワー)の意味で用いられる場合がある。また、電力および電力量は、それらの値を意味する場合がある。 Here, the electric energy usually means an integrated value of electric power in a predetermined time and corresponds to energy. Here, the amount of power may be referred to as power amount. Moreover, electric power (power) and electric energy (energy) correspond to each other. Therefore, here, electric power may be used in the meaning of electric energy (energy), and electric energy may be used in the meaning of electric power (power). Moreover, electric power and electric energy may mean those values.
電力負荷4および蓄電システム5の所有者または管理者は、電力検出部3で検出された総和電力に基づいて、電力系統の電力供給者から電力を購入する。
The owner or manager of the
一般的に、電気料金は、基本的に総消費電力量(kWh)に基づいて算出される。ここで、さらに、総和電力の所定の契約電力(以下、「ピーク契約電力」という)を事前に契約(一括受電契約)した場合、ピーク契約電力の値に応じて電気料金のレート(円/kWh)が変化する。ピーク契約電力の値が小さいほど電気料金のレートが低いので、ピーク契約電力を小さくすることで電気料金を安く購入することができる。つまり、平均消費電力がピーク契約電力を超えた場合に蓄電システムを管理する需要家に対する電力料金が増加する。 In general, the electricity bill is basically calculated based on the total power consumption (kWh). Here, when a predetermined contracted power (hereinafter referred to as “peak contracted power”) of the total power is contracted in advance (collective power receiving contract), the rate of electricity rate (yen / kWh) according to the value of the peak contracted power ) Will change. The smaller the value of the peak contract power, the lower the rate of electricity charges. Therefore, the electricity charges can be purchased cheaply by reducing the peak contract power. That is, when the average power consumption exceeds the peak contract power, the power charge for the consumer who manages the power storage system increases.
このピーク契約電力は、電力平均時間T1から定義される。ここで、電力平均時間T1は、ピーク契約電力と比較される平均消費電力であって、総和電力の平均消費電力を算出するための単位時間である。すなわち、電力検出部3で検出された総和電力を電力平均時間T1で平均化したときに、この平均消費電力がピーク契約電力を超えないことが必要である。電力平均時間は、通常、例えば30分から60分の範囲の時間であるが、これ以外の時間であっても構わない。
This peak contract power is defined from the power average time T1. Here, the power average time T1 is average power consumption compared with the peak contract power, and is a unit time for calculating the average power consumption of the total power. That is, when the total power detected by the
制御装置6は、充放電制御部7、ピーク予測部8、周波数検出部9、高域フィルタ部10、およびFR信号生成部11から構成される。
The
周波数検出部9は、電力系統2の周波数である系統周波数を検出する。具体的には、周波数検出部9は、電力系統2の系統周波数(=f(Hz)とする)の時間変化を検出する。周波数検出部9は、電力検出部3と蓄電システム5との間から系統周波数を検出しているが、系統周波数を計測できればどの場所から検出しても構わない。
The
高域フィルタ部10は、系統周波数偏差(Δf(t)=f−f0)、すなわち系統周波数から基準周波数(=f0とする)を引いた値の時間変化Δf(t)のうち、所定のカット周波数(=F(Hz)とする)より低い低周波数変動成分をカットする。ここで、低周波成分をカットした周波数偏差をΔfh(t)とする。つまり、高域フィルタ部10は、系統周波数の変動成分の周波数変化を特定し、系統周波数から第一周波数(カット周波数F)より低い周波数領域に対応する系統周波数の変動成分をカットすることにより第一周波数よりも高い周波数領域における系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数を出力する。ここで基準周波数f0とは、系統周波数の平均周波数であり、例えば日本国内の関東/東北地区ではf0=50Hzである。
The high-
FR信号生成部11では、高域フィルタ部10の出力信号から、蓄電システム5を周波数制御するためのFR信号FR(t)を生成して出力する。つまり、FR信号生成部11は、高域フィルタ部10により出力された第一差分周波数を用いて、系統周波数の変動を抑制するために蓄電システム5の充放電電力を制御するための制御指令値としてのFR信号FR(t)を生成する。このとき、FR信号は、(式1)のように表される。
The FR
FR(t)=−a・Δfh(t)(aは正の定数)・・・(式1) FR (t) = − a · Δfh (t) (a is a positive constant) (Equation 1)
なお、FR信号FR(t)は、正のときは放電電力、負のときは充電電力を示す。すなわち、FR信号FR(t)により周波数制御が行われる場合、蓄電システム5は、系統周波数fが基準周波数f0よりも高いときには充電、低いときには放電する。
The FR signal FR (t) indicates discharge power when positive and charge power when negative. That is, when frequency control is performed by the FR signal FR (t), the
図2は、系統周波数偏差の時間変化の一例を示すグラフである。具体的には、図2の(1)は、高域フィルタ部10が無い場合の従来の系統周波数偏差Δf(t)の時間変化の一例である。図2の(2)は、高域フィルタ部10がある場合の本発明の系統周波数偏差Δfh(t)の時間変化の一例を示す。なお、点線は電力平均時間T1で平均したときの値である。
FIG. 2 is a graph showing an example of a time change of the system frequency deviation. Specifically, (1) of FIG. 2 is an example of a time change of the conventional system frequency deviation Δf (t) when the high-
充放電制御部7は、上記FR信号生成部で生成された信号FR(t)を用いて、周波数制御を実施する。
The charge /
図3は、各信号の周波数成分のグラフと、高域フィルタ部のカット周波数Fの設定方法を示す。 FIG. 3 shows a graph of frequency components of each signal and a method for setting the cut frequency F of the high-pass filter section.
図3の点線の曲線は、系統周波数偏差の時間変化(Δf(t)=f−f0)に対する周波数変動成分の周波数依存性の一例であり、実線の曲線はカット周波数Fで低周波数成分をカットしたときの周波数依存性の一例を示す。 The dotted curve in FIG. 3 is an example of the frequency dependence of the frequency fluctuation component with respect to the time variation (Δf (t) = f−f0) of the system frequency deviation, and the solid curve cuts the low frequency component at the cut frequency F. An example of the frequency dependence at this time is shown.
図3に示すように、第一周波数としてのカット周波数Fは、電力平均時間T1の逆数、すなわち1/T1より高い値とする。電力平均時間T1が例えば30から60分の場合、1/T1は、2.8×10^(−4)〜5.6×10^(−4)(Hz)である。 As shown in FIG. 3, the cut frequency F as the first frequency is a reciprocal of the power average time T1, that is, a value higher than 1 / T1. When the power average time T1 is, for example, 30 to 60 minutes, 1 / T1 is 2.8 × 10 ^ (− 4) to 5.6 × 10 ^ (− 4) (Hz).
次に、周波数カットの計算方法の一例を説明する。図2の(1)の実線は系統周波数偏差Δf=f−f0であり、点線はΔfを時間1/Fで平均をとったもの(=Δf1)である。
Next, an example of a frequency cut calculation method will be described. The solid line in (1) of FIG. 2 is the system frequency deviation Δf = f−f0, and the dotted line is the average of Δf at
例えば、Δf1は以下のように算出する。 For example, Δf1 is calculated as follows.
Δtを電力検出部3で取得される総和電力のデータの時間間隔とし、t(n)=Δt×n (n=1,2,3、、、、)とした場合、t=t(n+1)におけるΔf1(t(n+1))は、Δf1(t(n))とΔf(t(n+1))とを用いて以下のような(式2)で求めるられる。
When Δt is the time interval of the total power data acquired by the
Δf1(t(n+1))=Δf1(t(n))・(N−1)/N+Δf(t(n+1))/N・・・(式2) Δf1 (t (n + 1)) = Δf1 (t (n)) · (N−1) / N + Δf (t (n + 1)) / N (Expression 2)
ここで、1/Fは(式3)とする。 Here, 1 / F is (Equation 3).
1/F=Δt・N・・・(式3) 1 / F = Δt · N (Expression 3)
(式2)および(式3)により、高域成分を平均化したΔf1(t)が得られ、さらにΔf(t)からΔf1(t)を引くことで低域をカットした信号(Δfh(t))が得られる。 (Equation 2) and (Equation 3) obtain Δf1 (t) obtained by averaging the high frequency components, and further subtract Δf1 (t) from Δf (t) to obtain a signal (Δfh (t )) Is obtained.
すなわち、Δfh(t)は(式4)のように求められる。 That is, Δfh (t) is obtained as in (Equation 4).
Δfh(t)=Δf(t)−Δf1(t)・・・(式4) Δfh (t) = Δf (t) −Δf1 (t) (Expression 4)
図2の(2)に示すように、Δfh(t)は時間1/Fのオーダーの低域変動成分が除去されたグラフとなる。
As shown in (2) of FIG. 2, Δfh (t) is a graph from which low-frequency fluctuation components on the order of
なお、上記の計算方法の代わりに、他の計算方法を用いても構わないし、電力検出部3のアナログの出力信号に対して、ハードウェアの低域フィルタを用いて周波数カットしても構わない。
Instead of the above calculation method, other calculation methods may be used, and the frequency of the analog output signal of the
充放電制御部7は、蓄電システム5を充放電させて電力系統の周波数制御を行う。充放電制御部7は、FR信号生成部11により生成されたFR信号を用いて、電力系統2の周波数変動を抑制するように、蓄電システム5の充電または放電を制御する。
The charge /
また、充放電制御部7は、周波数制御に加え、ピーク抑制制御を行うことが可能である。ピーク抑制制御とは、蓄電システム5を放電させることによって需要家の平均消費電力を抑制する制御である。これにより、需要家の平均消費電力をピーク契約電力よりも小さくすることが期待できる。なお、充放電制御部7は、周波数制御を行うが、必ずしもピーク抑制制御を行わなくてもよい。
Moreover, the charge /
つまり、ピーク抑制制御によって電力系統から供給される電力消費量のピークを抑制できる。 That is, the peak of power consumption supplied from the power system can be suppressed by the peak suppression control.
本実施の形態1では、充放電制御部7は、ピーク抑制制御と周波数制御とを異なる時間帯で別々に行う。なお、ピーク抑制制御と周波数制御とを同時刻で行う方法もある。当該方法に関しては、後述の別の実施の形態で説明する。
In the first embodiment, the charge /
充放電制御部7は、ピーク予測部8により予測されたピーク時間帯とFR信号生成部11により生成されたFR信号とに基づいて、蓄電システム5のピーク抑制制御と周波数制御とを異なる時間帯に分けて行う。すなわち、充放電制御部7では、ピーク電力を超えるとピーク予測部8により予測されたピーク時間帯では、ピーク抑制制御で動作するように蓄電システム5を制御し、それ以外の時間帯の全てまたは一部は、FR信号生成部11からのFR信号に基づく周波数制御により蓄電システム5を制御する。つまり、充放電制御部7は、ピーク時間帯では、ピーク抑制制御を行い、ピーク時間帯ではない時間帯の少なくとも一部の時間帯で、周波数制御を行う。
The charging / discharging
次に、充放電制御部7のピーク予測制御について説明する。
Next, peak prediction control of the charge /
ピーク予測部8は、平均消費電力が、ピーク契約電力を超えるピーク時間帯を予測する。
The
ピーク予測部8は、電力検出部3により検出される、電力負荷4および蓄電システム5の総和電力P(t)の、過去から現在に至る時間変化の傾向や環境要因(気温予報や天気予報など)から、未来の時間tf(>t)における消費電力P’(tf)を予測し、ピーク抑制制御が必要な時間帯であるピーク時間帯を決定する。つまり、ピーク予測部8は、総和電力のピークの予測値であるピーク予測値とピーク時間帯とを予測する。ここでは詳細なピーク時間帯の予測方法は記載しないが、どのような予測方法であっても構わない。
The
ピーク予測部8は、電力契約時のピーク契約電力をPpとすると、P’(t)>Ppとなる時間帯txを予測し、その時間帯(tx)情報やピーク予測値等を充放電制御部7へ送信する。
The
なお、充放電制御部7が何らかの情報により、電力検出部3により検出される総和電力P(t)が、ピーク契約電力Ppを越えそうな時間帯や予測値が予めわかっている場合は、ピーク予測部8は無くても構わない。
In addition, when the charging / discharging
しかし、ピーク予測部8があったほうが、ピーク時間帯を正確に予測することができるため、ピーク抑制制御が不要であってもピーク抑制制御が行われる時間帯が減り、周波数制御に割り当てられる時間帯が増えるため、周波数制御による収入が増える。
However, since the
充放電制御部7は、ピーク予測部8の出力結果(ピーク時間帯(tx)情報やピーク予測値等)を保存する。そして、充放電制御部7は、保存した出力結果に基づいて、電力負荷4および蓄電システム5の総和電力のピーク時間帯(tx)の全てまたは一部において、ピーク契約電力Ppよりも超えないように、蓄電システム5から所定量の電力を放電させる。
The charge /
例えば、ピーク抑制制御において蓄電システム5から放電される放電電力は、ピーク予測部8により予測されたピーク予測値からピーク契約電力を引いた値とする。
For example, the discharge power discharged from the
なお、ピーク抑制制御における、蓄電システム5に放電させる所定量の放電電力(すなわち放電電流)は一定としてもよいし、ピーク予測値の変動等に応じて変動する値にしても構わない。
In the peak suppression control, a predetermined amount of discharge power (that is, discharge current) to be discharged to the
なお、ピーク抑制制御または周波数制御の時間帯は、一定間隔(例えば1時間等)で定義されたスロット時間を単位時間としてもよいし、不定期の時間帯としても構わない。つまり、ピーク抑制制御を行うピーク抑制制御時間帯(以下、「PS時間帯」という。)は、ピーク予測部8により予測されたピーク時間帯を基準とした時間帯であればよい。
The time zone for peak suppression control or frequency control may be a slot time defined at regular intervals (for example, 1 hour) as a unit time or an irregular time zone. That is, the peak suppression control time zone for performing peak suppression control (hereinafter referred to as “PS time zone”) may be a time zone based on the peak time zone predicted by the
図4は、高域フィルタ部により低周波数成分をカットした結果を用いた周波数制御を行った場合の、消費電力の時間変化を示す図である。 FIG. 4 is a diagram illustrating a temporal change in power consumption when frequency control is performed using the result of cutting low frequency components by the high-pass filter unit.
より具体的には、図4の(1)は、電力負荷4による消費電力PL(点線)と、周波数制御に係る蓄電システム5の充放電電力PF(実線)との時間変化を示すグラフである。また、図4の(2)は、ピーク抑制制御と周波数制御とを互いに異なる時間帯で行った場合の総和電力PT(=PL+PF)の時間変化を示すグラフである。
More specifically, (1) in FIG. 4 is a graph showing a time change between the power consumption PL (dotted line) by the
図4の時刻t1から時刻t2の時間帯は、周波数制御が行われる時間帯(FR時間帯)である。 The time zone from time t1 to time t2 in FIG. 4 is a time zone (FR time zone) in which frequency control is performed.
図4の(2)の時刻t1から時刻t2のFR時間帯における実線のグラフは、消費電力PLと充放電電力PFとの合計である総和電力PT(=PL+PF)を示し、太点線のグラフは、電力平均時間T1で平均化したときのグラフである。 The solid line graph in the FR time zone from time t1 to time t2 in (2) of FIG. 4 shows the total power PT (= PL + PF), which is the sum of the power consumption PL and the charge / discharge power PF, and the bold line graph is It is a graph when averaged by electric power average time T1.
消費電力PLに追加される、周波数制御による充放電電力PFは、電力平均時間T1のオーダーの変動成分が除去されている。つまり、ピーク予測部8により総和電力PTがピークを超えないと予測されているFR時間帯では、系統周波数の変動周波数成分のうち、電力平均時間T1の逆数である1/T1よりも高いカット周波数Fより低い低周波成分をカットしている。このため、FR信号生成部11で生成される、周波数制御を行うためのFR信号は、カット周波数Fより低い周波数領域に対応する変動成分をカットされたカット周波数Fより高い周波数領域に対応する変動成分を含むで構成される第一差分周波数に基づく。そして、当該FR信号に基づいて周波数制御が行われるため、ピーク契約電力と比較される平均消費電力として算出される電力平均時間T1オーダーの変動成分を考慮しない周波数制御を行うことになる。つまり、ピークを超えないと予測されているFR時間帯で、電力平均時間T1オーダーの低周波数成分を除去しているため、電力平均時間T1で平均化された総和電力(太点線)がピーク契約電力Ppを超えないように、周波数制御を行うことができる。
The charge / discharge power PF by frequency control added to the power consumption PL has a fluctuation component in the order of the power average time T1 removed. That is, in the FR time zone in which the total power PT is predicted not to exceed the peak by the
なお、時刻t1から時刻t2の間で総和電力PT(実線)が瞬間的にピーク契約電力Ppを越えている時間が存在するが、ピーク契約電力Ppと比較されるのは、電力平均時間T1で平均化された総和電力(太点線)であり、当該総和電力(太点線)はピーク契約電力Ppを超えていないため、問題はない。 Note that there is a time during which the total power PT (solid line) instantaneously exceeds the peak contract power Pp between the time t1 and the time t2, but it is the power average time T1 that is compared with the peak contract power Pp. There is no problem because it is the averaged total power (thick dotted line) and the total power (thick dotted line) does not exceed the peak contract power Pp.
なお、PS時間帯では、充放電制御部7により、上述したピーク抑制制御が行われる。具体的には、充放電制御部7は、時刻t2から時刻t3のPS時間帯において、蓄電システム5が一定量の放電電力を電力負荷4に供給することで、図4の(2)に示すように、時刻t2から時刻t3の時間帯の総和電力PT(実線)が契約電力Ppを超えないように制御することが可能となる。
In the PS time zone, the above-described peak suppression control is performed by the charge /
図5は、高域フィルタ部を用いない場合の、消費電力の時間変化を示す図である。 FIG. 5 is a diagram illustrating a temporal change in power consumption when the high-pass filter unit is not used.
より具体的には、図5の(1)は、高域フィルタ部10が存在しない場合の、電力負荷4による消費電力PL(点線)と、周波数制御に係る蓄電システム5の充放電電力PF(実線)とを示すグラフである。図5の(2)は、高域フィルタ部10が存在しない場合の、ピーク抑制制御と周波数制御とを互いに異なる時間帯で行った場合の総和電力PTを示すグラフである。高域フィルタ部10を用いない場合、周波数制御が低域の変動周波数成分が残ったままの周波数変動に基づいて行われるため、図5の(2)に示すように、電力平均時間で平均化された総和電力(太点線)はFR時間帯のうちの時刻t4から時刻t2の間でピーク契約電力Ppが超える場合がある。
More specifically, (1) in FIG. 5 shows the power consumption PL (dotted line) by the
なお、本実施の形態1では、周波数制御とピーク抑制制御とが互いに異なる時間帯で行われることを想定しているが、周波数制御とピーク抑制制御とが同一時間で制御される場合においても同様の効果を得る。すなわち、FR信号は、1/T1より大きい高周波成分しか含まないので、ピーク抑制制御に影響を与えず、周波数制御信号が原因でピーク電力を超えることはないと言える。 In the first embodiment, it is assumed that frequency control and peak suppression control are performed in different time zones, but the same applies when frequency control and peak suppression control are controlled in the same time. Get the effect. That is, since the FR signal contains only a high frequency component larger than 1 / T1, it can be said that the peak power is not exceeded due to the frequency control signal without affecting the peak suppression control.
さらに、カット周波数Fを1/T1より高くするだけでなく、例えば火力発電の応答時間(=T2)の逆数(1/T2)より低くすることにより(つまり、1/T1<F<1/T2)、制御装置6は、火力発電が対応できない高周波変動の抑制に寄与することができる周波数制御を行うことができる。ここで、一般に火力発電の応答時間は約5分から10分くらいであるため、例えばT2=10分とすると、1/T2は、約1.67×10^(−3)Hzである。
Furthermore, not only by making the cut frequency F higher than 1 / T1, but also by making it lower than the reciprocal (1 / T2) of the response time (= T2) of thermal power generation (that is, 1 / T1 <F <1 / T2). The
次に、図6のフローチャートを用いて、ピーク抑制制御と周波数制御のフローを説明する。 Next, the flow of peak suppression control and frequency control will be described using the flowchart of FIG.
図6は、実施の形態1に係る蓄電池制御システムの動作を示すフローチャートである。 FIG. 6 is a flowchart showing the operation of the storage battery control system according to the first embodiment.
ピーク予測部8は、需要家の消費電力(つまり、電力系統2により電力負荷4および蓄電システム5に供給される電力)を予測する(S1)。
The
次に、ピーク予測部8は、過去から現在(=時刻t)までの電力検出部3の出力値や環境要因(気温予報や天気予報など)から、未来のピーク時間帯を予測する(S2)。ピーク予測部8により予測されたピーク時間帯、ピーク予測値等は充放電制御部7で記憶される。
Next, the
FR信号生成部11は、周波数検出部9で検出した系統周波数から高域フィルタ部10により第一周波数よりも低い周波数領域に対応する系統周波数の変動成分がカットされることにより得られた第一周波数よりも高い周波数領域に対応する系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数を用いて周波数制御用のFR信号(制御指令値)を生成する(S3)。
The FR
次に、充放電制御部7は、現在時刻tがピーク抑制の時間帯(PS時間帯)であるか否かを判断する(S4)。
Next, the charge /
充放電制御部7は、PS時間帯であると判断すれば(S4:YES)、保存されたピーク予測値に基づき、例えば一定の放電電流で蓄電システム5を放電させる放電制御(ピーク制御)を実施する(S5)。ステップS5の実施後はステップS1に戻る。
If charging / discharging
一方で、充放電制御部7は、PS時間帯でないと判断すれば(S4:NO)、現在時刻tが周波数制御の時間帯(FR時間帯)であるか否かを判断する(S6)。
On the other hand, if the charge /
なお、ピーク制御の時間帯でない場合の少なくとも一部は、周波数制御を実施する。なお、周波数制御を行わない時間帯があっても構わない。 It should be noted that frequency control is performed at least partly when it is not the peak control time zone. There may be a time zone during which frequency control is not performed.
充放電制御部7は、現在時刻tがFR時間帯であると判定した場合(S6:YES)、ステップS3において生成されたFR信号により、蓄電システム5の周波数制御を実施し、ステップS1に戻る。
When it is determined that the current time t is the FR time zone (S6: YES), the charge /
充放電制御部7は、現在時刻tがFR時間帯でないと判定した場合(S6:NO)、ステップS1に戻る。
When determining that the current time t is not the FR time zone (S6: NO), the charge /
なお、図6は、ステップS1でピーク予測と、ステップS2でFR信号の生成とを常時実施するフローである。しかし、予めピーク抑制や周波数制御を実施しない時間帯が分かっている場合には、ステップS1のピーク予測やステップS2のFR信号生成を省略または一時中断しても構わない。 FIG. 6 is a flow in which peak prediction is always performed in step S1 and generation of an FR signal is performed in step S2. However, when the time period during which peak suppression and frequency control are not performed is known in advance, the peak prediction in step S1 and the FR signal generation in step S2 may be omitted or suspended.
なお、蓄電池制御システム1の動作では、ピーク抑制制御を行わなくてもよいため、次に示す各ステップが含まれていればよい。
In addition, in operation | movement of the storage
つまり、電力系統2および電力負荷4に接続された蓄電池制御システム1の充放電を制御する蓄電池制御方法であって、電力系統2の周波数である系統周波数を検出する周波数検出ステップと、系統周波数の変動成分の周波数変化を特定し、系統周波数から第一周波数より低い周波数領域に対応する系統周波数の変動成分をカットすることにより第一周波数よりも高い周波数領域における系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数を出力する高域抽出ステップと、第一差分周波数を用いて、系統周波数の変動を抑制するために蓄電システム5の充放電電力を制御するための制御指令値を生成する指令値生成ステップと、制御指令値を用いて、系統周波数の変動を抑制するように蓄電システム5の充放電を制御する周波数制御を行う充放電ステップと、を含んでいればよい。そして、高域抽出ステップにおいて、第一周波数が、所定の契約電力と比較される平均消費電力であって、電力系統2から電力負荷4および蓄電システム5に供給される電力の平均値である平均消費電力を算出するための単位時間の逆数より高い。
That is, a storage battery control method for controlling charging / discharging of the storage
また、充放電ステップにおいて、さらに、平均消費電力が所定の契約電力以下になるように、蓄電システム5の充放電を制御するピーク抑制制御を行ってもよい。
Further, in the charge / discharge step, peak suppression control for controlling charge / discharge of the
また、充放電ステップにおいて、周波数制御およびピーク抑制制御を異なる時間帯で行ってもよい。 Further, in the charge / discharge step, frequency control and peak suppression control may be performed in different time zones.
また、さらに、平均消費電力が、所定の契約電力を超えるピーク時間帯を予測する予測ステップを含み、充放電ステップにおいて、ピーク時間帯では、ピーク抑制制御を行い、ピーク時間帯でない時間帯の少なくとも一部の時間帯で、周波数制御を行ってもよい。 In addition, the method further includes a prediction step of predicting a peak time zone in which the average power consumption exceeds a predetermined contract power, and in the charge / discharge step, peak suppression control is performed in the peak time zone and Frequency control may be performed in some time zones.
<実施の形態2>
本実施の形態2に係る蓄電池制御システム1aの構成図を図7に示す。
<
FIG. 7 shows a configuration diagram of the storage battery control system 1a according to the second embodiment.
実施の形態2の蓄電池制御システム1aは、実施の形態1と同様、電力系統2に接続された電力負荷4と、それと並列に接続された蓄電システム5と、制御装置6aと、電力検出部3とから構成される。
As in the first embodiment, the storage battery control system 1a according to the second embodiment includes a
実施の形態2に係る蓄電池制御システム1aの実施の形態1に係る蓄電池制御システム1との構成上の差異は、制御装置6が、ピーク予測部8と電力検出部3との間に低域フィルタ部12を有していることである。なお、その他の構成要素及び符号等に関しては実施の形態1と変わらないため、詳細の記載は省略する。
The structural difference between the storage battery control system 1a according to
低域フィルタ部12は、電力検出部3の出力信号である、電力負荷4と蓄電システム5の総和電力P(t)の変動成分のうち、カット周波数FLより高い高周波数成分をカットした信号Ph(t)を出力する。つまり、低域フィルタ部12は、総和電力の時間変化に基づく周波数変動から、第二周波数(カット周波数FL)より高い周波数領域の変動成分をカットすることにより、第二周波数よりも低い周波数領域に対応する変動成分を含む差分周波数変動を出力する。ここでカット周波数FLは、電力平均時間の逆数1/T1(つまり、カット周波数F1)より低い。つまり、第二周波数は第一周波数よりも低い。
The low-
ピーク予測部8は、過去から現在に至るPh(t)の時間変化の仕方から、未来の時間tfにおける消費電力Ph’(tf)を予測する。つまり、ピーク予測部8は、低域フィルタ部12により出力された差分周波数変動を用いて、ピーク時間帯を予測する。さらにピーク予測部8は、電力契約で定められるピーク契約電力をPpとすると、Ph’(t)>Ppとなるピーク時間帯txを予測し、充放電制御部7へ予測したピーク時間帯txとピーク予測値とを送信する。
The
高周波の瞬間的なピークは、電力平均時間T1で平均することにより打ち消されるため、ピーク抑制制御を行う必要はない。そこで、上記のように電力検出部3により検出された総和電力の時間変化に基づく周波数変動から第二周波数変動成分(周波数FL以上)をカットすることにより、高周波の瞬間的な消費電力ピークを含めて予測する必要が無くなるため、ピーク時間帯を極力減らすことができ、その減らした時間帯を周波数制御の時間帯に割り当てることでFR収入を増やすことができる。
Since the instantaneous high-frequency peak is canceled by averaging at the power average time T1, it is not necessary to perform peak suppression control. Therefore, by cutting the second frequency fluctuation component (frequency FL or higher) from the frequency fluctuation based on the time change of the total power detected by the
つまり、蓄電池制御システム1aの動作では、蓄電池制御システム1の動作での各ステップに加えて、さらに、電力系統2から電力負荷4および蓄電システム5に供給される電力の時間変化に基づく周波数変動から、第一周波数よりも高い周波数である第二周波数よりも高い周波数領域の変動成分をカットすることにより、第二周波数よりも低い周波数領域に対応する変動成分を含む差分周波数変動を出力する低域抽出ステップを含み、予測ステップにおいて、低域抽出ステップにおいて出力された差分周波数変動を用いて、ピーク時間帯を予測する。
That is, in the operation of the storage battery control system 1a, in addition to each step in the operation of the storage
<実施の形態3>
本実施の形態3に係る蓄電池制御システム1bの構成図を図8に示す。
<
FIG. 8 shows a configuration diagram of a storage
実施の形態3に係る蓄電池制御システム1bは、実施の形態1に係る蓄電池制御システム1の構成にさらに、FR信号計測部18を備えている点と、実施の形態1に係る制御装置6の高域フィルタ部10の代わりに制御装置6bが可変フィルタ部13を備えている点とが異なる。その他の構成要素及び符号等に関しては実施の形態1と変わらないため、詳細の記載は省略する。
The storage
可変フィルタ部13は、周波数検出部9の出力結果である周波数信号を受け取り、フィルタ処理結果をFR信号生成部11に出力する。可変フィルタ部13は、実施の形態1に記載された高域フィルタ機能と、低域フィルタ機能と、バンドパスフィルタ機能と、何もしない(フィルタリングしない)機能の一部または全部を切り替えることができる。または、上記フィルタ機能を特徴づけるカット周波数Fなどのフィルタ帯域情報を可変することができる。
The
これにより、可変フィルタ部13の機能を切り替えることで様々な状況に応じた機能を選択することが可能となる。例えば、高域フィルタ機能による周波数制御が許可されない時間帯ではフィルタ機能をオフで使用することができる。または例えば、周波数制御の実施中において、電力負荷4および蓄電システム5で消費される総和電力がピーク契約電力を超えそうになった場合のみ可変フィルタ部13の機能を高域フィルタ制御とすることで、周波数制御を低周波成分がカットされたFR信号で行うことで、周波数制御においてピーク抑制することができる。または例えば、入札条件が異なる複数のFR市場への入札に対応するため、カット周波数の変更等が実施できる。
Thereby, it becomes possible to select the function according to various situations by switching the function of the
次に、FR信号計測部18について説明する。
Next, the FR
一般にはFR市場において、周波数制御の実施結果はFR市場の管理者に報告する必要がある。FR信号計測部18はこの報告を実施するための手段である。
In general, in the FR market, it is necessary to report the results of frequency control to the manager of the FR market. The FR
FR信号計測部18は、電力検出部14と、記憶部15と、通信部16とから構成される。電力検出部14は、蓄電システム5の出力電力の時間変化を検出する蓄電池電力検出部である。電力検出部14は、検出した蓄電システム5の出力電力の時間変化を記憶部15に送信する。
The FR
記憶部15は電力検出部14により検出された出力電力の時間変化を記憶する。
The
通信部16は記憶部15で記憶された充放電電力の時間変化の結果を受け取り、例えばインターネット17の回線を利用して送信する。これにより、周波数制御の実施結果をFR市場の管理者へ送信することが可能となる。
The
つまり、蓄電池制御システム1bの動作では、蓄電池制御システム1の動作での各ステップに加えて、さらに、制御指令値を計測する計測ステップを含み、計測ステップにおいて、蓄電システム5の出力電力の時間変化を検出し、検出された出力電力の時間変化を記憶部15に記憶し、記憶部15に記憶された出力電力の時間変化の結果を受け取り、通信ネットワークであるインターネット17の回線を利用して外部の機器に送信する。
That is, in the operation of the storage
<実施の形態4>
本実施の形態4に係る蓄電池制御システム1cの構成図を図9に示す。
<
FIG. 9 shows a configuration diagram of a storage
実施の形態4の蓄電池制御システム1cは、実施の形態3に係る蓄電池制御システム1bの構成からFR信号計測部18を省いている点と、実施の形態3に係る制御装置6のFR信号生成部11と充放電制御部7との間に増幅部19を追加し、さらに、可変フィルタ部13を遠隔制御するための遠隔制御部20を追加した点とが異なる。その他の構成要素及び符号等に関しては実施の形態3と変わらないため、詳細の記載は省略する。
The storage
可変フィルタ部13は、実施の形態3に記載されたように、高域フィルタ機能と、低域フィルタ機能と、バンドパスフィルタ機能と、何もしない(フィルタリングしない)機能の一部または全部を切り替えることができる。または、上記フィルタ機能を特徴づけるカット周波数Fなどのフィルタ帯域情報を可変することができる。つまり、可変フィルタ部13は、第一周波数を可変である。
As described in the third embodiment, the
遠隔制御装置21は、可変フィルタ部13を遠隔で制御する装置である。遠隔制御装置21は、例えば電力供給者が制御することができる装置である。
The
遠隔制御部20は、遠隔制御装置21からの制御信号を受信し、可変フィルタ部13のフィルタ帯域情報を遠隔で制御する。遠隔に設置された遠隔制御装置21は、例えばインターネット17の回線を介して、カット周波数Fなどのフィルタ帯域情報を送信する。遠隔制御部20は、その制御信号を受信したのち、可変フィルタ部13にカット周波数Fなどのフィルタ帯域情報の制御信号を送信する。つまり、遠隔制御部20は、インターネット17等のネットワークを介して、遠隔指示を受け付け、第一周波数を当該遠隔指示で示される指示周波数に変更させるための変更指示を生成し、可変フィルタ部13に出力する。
The
可変フィルタ部13は、周波数検出部9により検出された系統周波数と遠隔制御部20からの変更指示とを受け取り、フィルタ処理結果をFR信号生成部11に出力するとともに、カット周波数F情報を増幅部19に出力する。つまり、可変フィルタ部13は、高域抽出ステップにおいて、変更指示に従って、第一周波数を指示周波数に変更する。
The
例えば、可変フィルタ部13が高域フィルタとして動作する場合は、周波数検出部9の出力信号のカット周波数F以下の低周波成分をカットする。このときの、高域フィルタのカット周波数Fは可変とする。
For example, when the
カット周波数Fは、実施の形態1と同様に例えば(式2)および(式3)から計算され、(式3)のΔtまたはNを変化させることで、カット周波数Fを可変にすることができる。 The cut frequency F is calculated from, for example, (Expression 2) and (Expression 3) as in the first embodiment, and the cut frequency F can be made variable by changing Δt or N in (Expression 3). .
なお、上記は可変フィルタ部13においてパラメータ(フィルタ帯域情報等)を可変にする方法のあくまで一例であり、ハードウェアの可変フィルタ等を用いても構わない。
Note that the above is just an example of a method for changing parameters (filter band information and the like) in the
このように、遠隔制御装置21により送信された制御信号に基づいて、可変フィルタ部13が例えば高域フィルタのカット周波数Fを変更可能である。したがって、電力供給者は、系統周波数の変動の周波数成分に応じて、周波数制御を実行する制御装置6cの変動成分を自由に変えることが可能となる。
Thus, based on the control signal transmitted by the
例えば、系統周波数の変動の周波数成分のうちの高域成分が、ある時間帯において大きくなった場合には、その時間帯は可変フィルタ部13を、カット周波数Fが高い高域フィルタとして制御することで、高域成分の変動に特化した抑制を実施することができる。
For example, when the high frequency component of the frequency component of the fluctuation of the system frequency becomes large in a certain time zone, the
また、系統周波数の変動の周波数成分のうちの低域成分が、ある時間帯において大きくなった場合には、可変フィルタ部を低域フィルタとして制御することで、低域成分の変動に特化した抑制を実施することもできる。 Also, when the low-frequency component of the frequency component of the system frequency fluctuation becomes large in a certain time zone, the variable filter unit is controlled as a low-pass filter, specializing in the fluctuation of the low-frequency component Suppression can also be implemented.
次に、増幅部19の動作について述べる。
Next, the operation of the amplifying
増幅部19は、FR信号生成部11の出力信号(=FR信号)の強度(大きさ)をA倍(A>0)するFR信号の増幅部である。つまり、増幅部19は、FR信号生成部11により生成されたFR信号を増幅または減衰させる。すなわち、FR信号の算出式を(式1)から下記の(式5)に変更する。
The amplifying
FR(t)=−A・a・Δfh(t)(aは正の定数)・・・(式5) FR (t) = − A · a · Δfh (t) (a is a positive constant) (Equation 5)
なお、増幅率Aが1以下の場合、増幅部19は増幅器ではなく減衰器として動作するが、ここでは減衰機能の場合であっても増幅部と呼ぶことにする。
When the amplification factor A is 1 or less, the amplifying
次に、可変フィルタ部13を高域フィルタとして使用した場合の増幅率Aの設定方法について説明する。
Next, a method for setting the amplification factor A when the
増幅部19は、可変フィルタ部13から出力されるカット周波数Fの情報を受け取り、カット周波数Fに応じて増幅率を変化させる。このときカット周波数Fが低くなるにつれて増幅率Aを小さくする。
The amplifying
図10は、高域フィルタとして機能する可変フィルタに増幅率を設定する場合について説明するための図である。具体的には、図10の(1)は、カット周波数Fに対する増幅部19の増幅率Aの設定方法の一例を示す。図10の(1)では、増幅率AがFの一次関数であるが、単調増加であれば一次関数でなくても構わない。また、図10の(2)および(3)は、周波数制御中の蓄電システム5の蓄電池残量すなわちSOC(State of Charge)の時間変化を示すグラフである。蓄電システム5の蓄電池残量の制御可能範囲は、例えば50%を中心に図に示す動作範囲Bと仮定する。
FIG. 10 is a diagram for describing a case where an amplification factor is set in a variable filter that functions as a high-pass filter. Specifically, (1) of FIG. 10 shows an example of a method for setting the amplification factor A of the
図10の(2)は例えばカット周波数F=FFの場合を示すグラフであり、図10の(3)はカット周波数FがFFよりも低い場合のグラフである。実線はSOCの変動分で、点線はSOC変動分のうち低周波成分を示す。 (2) in FIG. 10 is a graph showing a case where the cut frequency F = FF, for example, and (3) in FIG. 10 is a graph when the cut frequency F is lower than FF. The solid line represents the SOC variation, and the dotted line represents the low frequency component of the SOC variation.
図10の(3)に示すように、カット周波数FがFFよりも低いときには、図10の(2)のF=FFの場合に比べて、低周波成分(点線)の変動が大きくなるため、高周波成分と低周波成分との和が蓄電池残量(SOC)の制御可能範囲を超えやすくなる。このため、増幅部19は、第一周波数が低くなるにつれて増幅率を小さい値にする。従って、増幅率Aはカット周波数Fが低くなるにつれて小さく設定することによって、図10の(3)のようにSOC変動がSOC制御可能範囲を超えにくくすることができる。
As shown in (3) of FIG. 10, when the cut frequency F is lower than FF, the fluctuation of the low frequency component (dotted line) becomes larger than that in the case of F = FF in (2) of FIG. The sum of the high frequency component and the low frequency component easily exceeds the controllable range of the remaining battery level (SOC). For this reason, the
次に、可変フィルタ部13をバンドパスフィルタとして使用した場合の増幅率Aの設定方法について説明する。
Next, a method for setting the amplification factor A when the
なお、バンドパスフィルタの通過帯域をカット周波数F1からカット周波数FHとし、カット周波数FHが可変であるものとする。なお、カット周波数F1はゼロであっても構わない。 Note that the passband of the bandpass filter is changed from the cut frequency F1 to the cut frequency FH, and the cut frequency FH is variable. The cut frequency F1 may be zero.
増幅部19は可変フィルタ部13から出力されるカット周波数FHの情報を受け取り、カット周波数FHに応じて増幅率Aを変化させる。このときカット周波数FHが高くなるにつれて増幅率Aを小さくする。
The amplifying
図11は、バンドパスフィルタとして機能する可変フィルタに増幅率を設定する場合について説明するための図である。具体的には、図11の(1)は、カット周波数FHに対する増幅部19の増幅率Aの一例を示す。図11の(1)では、増幅率Aがカット周波数FHに対する一次関数であるが、単調減少であれば一次関数でなくても構わない。また、図11の(2)および(3)は、周波数制御中の蓄電システム5の蓄電池残量すなわちSOCの時間変化を示すグラフである。蓄電システム5の蓄電池残量の制御可能範囲は、例えば50%を中心に図に示す動作範囲Bとする。
FIG. 11 is a diagram for describing a case where an amplification factor is set in a variable filter that functions as a bandpass filter. Specifically, (1) of FIG. 11 shows an example of the amplification factor A of the
図11の(2)は例えばカット周波数FH=FFの場合で、図11の(3)はカット周波数FHがFFよりも低い場合のグラフである。実線はSOCの変動分で、点線はSOC変動分のうち低周波成分を示す。 (2) in FIG. 11 is a graph when the cut frequency FH = FF, for example, and (3) in FIG. 11 is a graph when the cut frequency FH is lower than FF. The solid line represents the SOC variation, and the dotted line represents the low frequency component of the SOC variation.
図11の(3)のようにカット周波数FHがFFよりも低いときには、図11の(2)のF=FFの場合に比べて、高周波成分の変動が小さくなるため、SOCがSOCの制御可能範囲を超えやすくなる。従って、カット周波数FHが高くなるにつれFR信号の高周波成分が多く、その変動幅が大きくなるため、増幅率のAを小さくするする。これにより、SOC変動がSOC制御可能範囲を超えにくくすることができる。 When the cut frequency FH is lower than FF as shown in (3) of FIG. 11, the fluctuation of the high frequency component is smaller than in the case of F = FF of (2) of FIG. 11, so that the SOC can control the SOC. It becomes easy to exceed the range. Therefore, as the cut frequency FH is increased, the high frequency component of the FR signal is increased and the fluctuation range thereof is increased. Therefore, the gain A is decreased. Thereby, it is possible to make it difficult for the SOC fluctuation to exceed the SOC controllable range.
つまり、蓄電池制御システム1cの動作では、蓄電池制御システム1bの動作での各ステップに加えて、さらに、指令値生成ステップにおいて生成された制御指令値を含むFR信号を増幅または減衰させる増幅ステップを含み、増幅ステップにおいて、増幅率を、第一周波数が低くなるにつれて小さくする。
That is, in the operation of the storage
<実施の形態5>
実施の形態5の蓄電池制御システム1では、充放電制御部7が、周波数制御の時間帯において、実施の形態1のFR信号に所定の充電信号を追加する機能を備える。なお、蓄電池制御システム1の構成は図1と同じである。
<
In the storage
図12は、充放電制御部の出力信号、すなわち蓄電池の充放電制御信号の生成方法を説明するための図である。 FIG. 12 is a diagram for explaining a method of generating an output signal of the charge / discharge control unit, that is, a charge / discharge control signal of the storage battery.
具体的には、図12の(1)は、周波数制御の時間帯(FR時間帯)とピーク抑制制御時間帯(PS時間帯)とにおける、系統周波数の時間変動を示すグラフである。ここで、PS時間帯は、時刻t103から時刻t104までの時間帯である。また、系統周波数の基準周波数は50Hzとする。 Specifically, (1) of FIG. 12 is a graph showing the time variation of the system frequency in the frequency control time zone (FR time zone) and the peak suppression control time zone (PS time zone). Here, the PS time zone is a time zone from time t103 to time t104. The reference frequency of the system frequency is 50 Hz.
図12の(2)は、時刻t101から時刻t103までのFR時間帯における、FR信号生成部11で生成されたFR信号(FR(t))を示すグラフである。図12の(3)の実線は(2)のFR信号に追加する充電信号(=FRA(t))を示すグラフである。ここで、充電信号は、PS時間帯の開始時刻t103の直前の所定時間(=TAとする)前からPS時間帯の開始時刻t103まで、すなわち時刻t101から時刻t103までの時間帯で、かつ、系統周波数が基準周波数(50Hz)よりも大きい時間帯、すなわち、時刻t101から時刻t102の間だけ正であり、それ以外はゼロとする。つまり、充放電制御部7は、ピーク抑制制御を行う時間帯(PS時間帯)の開始時刻t103よりも第一所定時間TA前の時刻t101から開始時刻t103までの間であり、かつ、系統周波数が系統周波数の基準周波数より高い場合、制御指令値を含むFR信号に充電信号成分を加えた充電信号を用いて、周波数制御を行う。この場合、充電信号成分は、系統周波数の変動成分のうち電力平均時間T1の逆数より低い低周波数成分に比例することが好ましい。このように充電信号を決定することにより、充電信号は系統周波数の周波数変動を抑制する方向に働く。
(2) of FIG. 12 is a graph showing the FR signal (FR (t)) generated by the FR
図13は、充電信号の周波数成分を示すグラフである。充電信号は、FR信号に比べて低周波で変動する低周波信号である。その低周波数信号の最大周波数をF1とすると、最大周波数F1は高域フィルタ部のカット周波数Fより低いことが好ましい。なお、図13において最大周波数F1は、1/T1より高いが、1/T1より低くてもよい。 FIG. 13 is a graph showing frequency components of the charging signal. The charging signal is a low-frequency signal that varies at a lower frequency than the FR signal. When the maximum frequency of the low-frequency signal is F1, the maximum frequency F1 is preferably lower than the cut frequency F of the high-pass filter section. In FIG. 13, the maximum frequency F1 is higher than 1 / T1, but may be lower than 1 / T1.
ここで、例えば、時刻t101から時刻t102における充電信号成分FRA(t)の算出方法は以下の通りである。系統周波数の変動信号Δf(t)(>0)を1/T1より低いカット周波数F2の低域フィルタでカットされた信号をΔfl(t)とした場合、充電信号成分FRA(t)は以下の(式6)で算出できる。 Here, for example, a method of calculating the charge signal component FRA (t) from time t101 to time t102 is as follows. When the fluctuation signal Δf (t) (> 0) of the system frequency is Δfl (t) that is a signal cut by a low-pass filter having a cut frequency F2 lower than 1 / T1, the charging signal component FRA (t) is It can be calculated by (Equation 6).
FRA(t)=−b・Δfl(t)(bは正の定数)・・・(式6) FRA (t) = − b · Δfl (t) (b is a positive constant) (Expression 6)
さらに、蓄電システム5を制御する充放電信号FRT(t)を以下の(式7)から算出できる。
Furthermore, the charge / discharge signal FRT (t) for controlling the
FRT(t)=FR(t)+FRA(t) ・・・(式7) FRT (t) = FR (t) + FRA (t) (Expression 7)
図12の(4)は蓄電池残量(SOC)の時間変化を示す。周波数制御を実施している通常の時間帯(時刻t101より前の時間帯)では、SOCの平均がほぼ50%に近くなるように制御する。これは蓄電池の寿命をできるだけ長くするためである。 (4) of FIG. 12 shows the time change of storage battery residual amount (SOC). In a normal time zone in which frequency control is performed (time zone before time t101), control is performed so that the average of SOC is close to approximately 50%. This is to make the life of the storage battery as long as possible.
一方、PS時間帯の開始時刻の第一所定時間TA前からは、図12の(3)の充電信号によりSOCが50%よりも大きくなり、ピーク抑制制御の開始直前には50%以上となる。これによりPS時間帯が終了したのち、蓄電システム5の蓄電池残量(SOC)が極端に低下して以降の周波数制御の開始が遅くなることを避けることができる。
On the other hand, from the first predetermined time TA before the start time of the PS time zone, the SOC is greater than 50% by the charge signal of (3) in FIG. 12, and is 50% or more immediately before the start of peak suppression control. . As a result, after the PS time period ends, it can be avoided that the remaining battery charge (SOC) of the
つまり、実施の形態5に係る蓄電池制御システム1の動作では、実施の形態1に係る蓄電池制御システム1の動作での充放電ステップにおいて、ピーク抑制制御を行う時間帯の開始時刻よりも第一所定時間前の時刻から開始時刻までの間であり、かつ、系統周波数が系統周波数の基準周波数より高い場合、制御指令値を含む周波数制御信号に充電信号成分を加えた充電信号を生成し、当該充電信号に基づいて周波数制御を行ってもよい。
That is, in the operation of the storage
<実施の形態6>
実施の形態6の蓄電池制御システム1では、充放電制御部7が、周波数制御の時間帯において、ピーク抑制制御も同時刻で行う。なお、蓄電池制御システム1の構成は図1と同じである。
<
In the storage
FR信号は、高域フィルタ部10の出力から生成された高周波信号である。一方、ピーク抑制制御のためのピーク抑制信号は、FR信号よりも低域の周波数成分を有する低周波信号である。その低周波信号の最大周波数をF2とすると、最大周波数F2は高域フィルタ部のカット周波数Fより低い。
The FR signal is a high-frequency signal generated from the output of the high-
図14は、ピーク抑制信号の周波数成分を示すグラフである。なお、図14において最大周波数F2は1/T1よりも小さいが、1/T1より小さくてもよい。図14の太点線は、FR信号生成部11の出力信号の高周波信号である。図14の実線は、ピーク抑制信号の低周波信号の一例である。周波数制御信号は高周波信号であり、カット周波数Fが1/T1よりも大きいので周波数制御が原因でピーク契約電力を越えることはない。一方、ピーク抑制制御の低周波信号は、カット周波数Fより低い成分しか存在しないので、FR信号帯域に影響を及ぼさない。これにより、FR信号とピーク抑制信号は周波数軸上で完全に分離されているため、各制御信号が影響しあうことなく、周波数制御とピーク抑制制御を独立に実施することができる。
FIG. 14 is a graph showing frequency components of the peak suppression signal. In FIG. 14, the maximum frequency F2 is smaller than 1 / T1, but may be smaller than 1 / T1. A thick dotted line in FIG. 14 is a high-frequency signal that is an output signal of the FR
実施の形態1のようにピーク抑制制御中であったとしても周波数制御を止める必要がないため、FRサービスによる収入が増える場合もある。しかしながら、FRとピーク抑制を同時に実施する場合には、蓄電システム5の充放電信号に低周波成分が加わるため、蓄電池残量(SOC)の動作範囲を超えやすくなる。このため、周波数制御における充放電電力(電流)の最大値は実施の形態1に比べて低めに設定する必要がある。
Even if peak suppression control is being performed as in the first embodiment, it is not necessary to stop frequency control, and thus revenue from the FR service may increase. However, when FR and peak suppression are performed simultaneously, a low-frequency component is added to the charge / discharge signal of the
これがFR収入は減る要因となるため、実施の形態6が実施の形態1よりFR収入が減る場合もある。 Since this causes a decrease in the FR revenue, the sixth embodiment may have a lower FR revenue than the first embodiment.
図15は、周波数制御とピーク抑制制御とを同一の時間帯に行う場合の周波数制御およびピーク抑制制御のそれぞれに係る充放電電流の最大値の配分例を示す図である。 FIG. 15 is a diagram illustrating an example of distribution of the maximum value of the charge / discharge current according to each of the frequency control and the peak suppression control when the frequency control and the peak suppression control are performed in the same time zone.
図15の(1)は、全ての時間帯において周波数制御とピーク抑制制御とを行う場合の周波数制御およびピーク抑制制御のそれぞれに係るの充放電電流の最大値の配分例を示す。ピーク抑制制御のための最大充放電電流の設定値をA1、周波数制御時の最大充放電電流の設定値をA2とする。周波数制御とピーク抑制制御とは同時に実施されるが、最大充放電電流の和(A1+A2)が蓄電システム5の制御可能な最大充放電電流を越えないように設定される。なお、図15の(1)ではA1とA2を固定値にしているが時間帯に応じてその配分値が可変となるようにしても構わない。
(1) of FIG. 15 shows an example of distribution of the maximum value of the charge / discharge current according to each of frequency control and peak suppression control when frequency control and peak suppression control are performed in all time zones. The set value of the maximum charge / discharge current for peak suppression control is A1, and the set value of the maximum charge / discharge current during frequency control is A2. Although the frequency control and the peak suppression control are performed simultaneously, the sum of the maximum charge / discharge current (A1 + A2) is set so as not to exceed the controllable maximum charge / discharge current of the
また、ピーク抑制制御と周波数制御とを同時に行わない時間帯があっても構わない。 Also, there may be a time period during which peak suppression control and frequency control are not performed simultaneously.
図15の(2)に示すように、電力負荷の消費電力がピーク契約電力を超えそうな時間帯では、ピーク抑圧制御と周波数制御とを同時に行い、それ以外の時間の少なくとも一部は周波数制御のみとしてもよい。これにより、周波数制御のみの場合は最大放電電流A3を大きくすることができ、FRの収入を増やすことができる。 As shown in (2) of FIG. 15, peak suppression control and frequency control are performed simultaneously in a time zone in which the power consumption of the power load is likely to exceed the peak contract power, and at least a part of the other time is frequency control. It is good only as well. Thereby, in the case of only frequency control, the maximum discharge current A3 can be increased, and the income of FR can be increased.
つまり、実施の形態6に係る蓄電池制御システム1の動作では、実施の形態1に係る蓄電池制御システム1の動作での充放電ステップにおいて、ピーク抑制制御と周波数制御とを同一時間帯で行ってもよい。この場合、ピーク抑制制御における充放電信号の変動成分の最大周波数は、第一周波数よりも低いことが好ましい。
That is, in the operation of the storage
<実施の形態7>
本実施の形態7に係る蓄電池制御システム1dの構成図を図16に示す。
<
FIG. 16 shows a configuration diagram of a storage
実施の形態7の蓄電池制御システム1dは、実施の形態3の蓄電池制御システム1bのFR信号計測部18の構成にさらに高域フィルタ部22を追加したFR信号計測部23が採用されている。また、実施の形態7に係る蓄電池制御システム1dの制御装置6は、実施の形態1に係る蓄電池制御システム1の制御装置6と同じ構成である。
The storage
電力検出部14は、蓄電システム5の出力の充放電電力の時間変化を検出する蓄電池電力検出部である。電力検出部14は、検出した蓄電システム5の出力電力の時間変化を高域フィルタ部22に送信する。
The
高域フィルタ部22は、充放電電力の時間変動信号のうち低周波成分をカットしたのち、記憶部15に送信する。高域フィルタ部22のカット周波数をF3とする。F3は実施の形態6で定義されたF2よりも大きく、Fよりも小さい値とする。これにより、周波数Fより大きい成分を有する周波数制御信号のみを分離して取り出すことが可能となる。つまり、高域フィルタ部22は、電力検出部14により検出された出力電力の時間変化に基づく周波数変動から、第一周波数以下であり、かつ、第二周波数以上である第三周波数より低い周波数領域の変動成分をカットすることにより第三周波数よりも高い周波数領域に対応する変動成分を含む第二差分周波数を出力する。なお、高域フィルタ部22の実現方法は、実施の形態1の(式4)の計算方法と同様で実現してもよいし、ハードウェアの高域フィルタを用いても構わない。
The high-
記憶部15は、高域フィルタ部22の出力信号である第二差分周波数を保存する。
The
通信部16は記憶部15で保存された充放電電力の時間変化の結果を受け取り、例えばインターネット17の回線を利用して送信する機能を備える。
The
これにより、周波数制御の実施結果をFR市場の管理者へ送信することが可能となる。 Thereby, it becomes possible to transmit the frequency control implementation result to the manager of the FR market.
つまり、実施の形態7に係る蓄電池制御システム1dの動作では、実施の形態3に係る蓄電池制御システム1bの動作での計測ステップにおいて、さらに、検出ステップにおいてより検出された出力電力の時間変化に基づく周波数変動から、第一周波数以下であり、かつ、第二周波数以上である第三周波数より低い周波数領域の変動成分をカットすることにより第三周波数よりも高い周波数領域に対応する変動成分を含む第二差分周波数を出力し、記憶部15に、第二差分周波数を記憶してもよい。
That is, in the operation of the storage
(他の実施の形態)
上記実施の形態1〜7に係る蓄電池制御システム1、1a〜1fでは、制御装置6、6a〜6eは、特に言及していないが、電力負荷4および蓄電システム5が設置されている建物に設置されていてもよいし、当該建物から遠隔の場所に設けられていてもよい。つまり、制御装置6、6a〜6eは、電力検出部3からの出力信号が受信でき、蓄電システム5に帯する充放電制御の指令信号を送信でき、かつ、電力系統の周波数を取得できれば、電力負荷4および蓄電システム5が設置されている場所と同じ場所に設置されていなくてもよい。つまり、例えば、制御装置6、6a〜6eは、ネットワークを介して蓄電システム5の充放電を制御するサーバとして機能する物であってもよい。
(Other embodiments)
In storage
本発明に係る蓄電池制御方法、制御装置、および蓄電池制御システムは、集合住宅、宿泊施設、病院等において蓄電システムを用いた蓄電池制御方法、制御装置、および蓄電池制御システムなどとして、利用可能である。 The storage battery control method, the control device, and the storage battery control system according to the present invention can be used as a storage battery control method, a control device, a storage battery control system, and the like using a power storage system in an apartment house, an accommodation facility, a hospital, and the like.
1、1a〜1d 蓄電池制御システム
2 電力系統
3、14 電力検出部
4 電力負荷
5 蓄電システム
6、6a〜6c 制御装置
7 充放電制御部
8 ピーク予測部
9 周波数検出部
10、22 高域フィルタ部
11 FR信号生成部
12 低域フィルタ部
13 可変フィルタ部
15 記憶部
16 通信部
17 インターネット
18、23 FR信号計測部
19 増幅部
20 遠隔制御部
21 遠隔制御装置
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記電力系統の周波数である系統周波数を検出する周波数検出ステップと、
前記系統周波数の変動成分の周波数変化を特定し、前記系統周波数から第一周波数より低い周波数領域に対応する前記系統周波数の変動成分をカットすることにより前記第一周波数よりも高い周波数領域における前記系統周波数の変動成分を含む第一差分周波数を出力する高域抽出ステップと、
前記第一差分周波数を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するために前記蓄電システムの充放電電力を制御するための制御指令値を生成する指令値生成ステップと、
前記制御指令値を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するように前記蓄電システムの充放電を制御する周波数制御を行う充放電ステップと、を含み、
前記高域抽出ステップにおいて、前記第一周波数が、所定の契約電力と比較される平均消費電力であって、前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の平均値である平均消費電力を算出するための単位時間の逆数より高い
蓄電池制御方法。 A storage battery control method for controlling charging and discharging of a power storage system connected to a power system and a power load,
A frequency detection step of detecting a system frequency which is a frequency of the power system;
Identifying the frequency change of the fluctuation component of the system frequency, and cutting the fluctuation component of the system frequency corresponding to the frequency region lower than the first frequency from the system frequency, thereby the system in the frequency region higher than the first frequency A high-frequency extraction step for outputting a first differential frequency including a frequency fluctuation component;
Using the first differential frequency, a command value generating step for generating a control command value for controlling charge / discharge power of the power storage system in order to suppress fluctuations in the grid frequency;
A charge / discharge step of performing frequency control for controlling charge / discharge of the power storage system so as to suppress fluctuations in the system frequency using the control command value;
In the high frequency extraction step, the first frequency is an average power consumption that is compared with predetermined contract power, and is an average value that is an average value of power supplied from the power system to the power load and the power storage system A storage battery control method that is higher than the reciprocal of unit time for calculating power consumption.
請求項1に記載の蓄電池制御方法。 The storage battery control method according to claim 1, wherein when the average power consumption exceeds the predetermined contract power, a power charge of a consumer who manages the power storage system increases.
請求項1または2に記載の蓄電池制御方法。 The storage battery control method according to claim 1 or 2, wherein in the charging / discharging step, peak suppression control for controlling charging / discharging of the power storage system is further performed so that the average power consumption is equal to or less than the predetermined contract power.
請求項3に記載の蓄電池制御方法。 The storage battery control method according to claim 3, wherein in the charge / discharge step, the frequency control and the peak suppression control are performed in different time zones.
前記平均消費電力が、前記所定の契約電力を超えるピーク時間帯を予測する予測ステップを含み、
前記充放電ステップにおいて、
前記ピーク時間帯では、前記ピーク抑制制御を行い、
前記ピーク時間帯でない時間帯の少なくとも一部の時間帯で、前記周波数制御を行う
請求項3または4に記載の蓄電池制御方法。 further,
A prediction step of predicting a peak time period in which the average power consumption exceeds the predetermined contract power;
In the charge / discharge step,
In the peak time zone, the peak suppression control is performed,
The storage battery control method according to claim 3 or 4, wherein the frequency control is performed in at least a part of a time zone that is not the peak time zone.
前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の時間変化に基づく周波数変動から、前記第一周波数よりも高い周波数である第二周波数よりも高い周波数領域の変動成分をカットすることにより、前記第二周波数よりも低い周波数領域に対応する変動成分を含む差分周波数変動を出力する低域抽出ステップを含み、
前記予測ステップにおいて、前記低域抽出ステップにおいて出力された前記差分周波数変動を用いて、前記ピーク時間帯を予測する
請求項5に記載の蓄電池制御方法。 further,
Cutting fluctuation components in a frequency region higher than the second frequency, which is a frequency higher than the first frequency, from frequency fluctuations based on temporal changes in power supplied from the power system to the power load and the power storage system. Including a low-frequency extraction step of outputting a differential frequency variation including a variation component corresponding to a frequency region lower than the second frequency,
The storage battery control method according to claim 5, wherein, in the prediction step, the peak time zone is predicted using the difference frequency fluctuation output in the low-frequency extraction step.
前記指令値生成ステップにおいて生成された前記制御指令値を含む周波数制御信号を増幅または減衰させる増幅ステップを含み、
前記増幅ステップにおける増幅率を、前記第一周波数が低くなるにつれて小さくする
請求項1から6のいずれか1項に記載の蓄電池制御方法。 further,
An amplification step of amplifying or attenuating a frequency control signal including the control command value generated in the command value generation step;
The storage battery control method according to any one of claims 1 to 6, wherein an amplification factor in the amplification step is decreased as the first frequency becomes lower.
請求項1から7のいずれか1項に記載の蓄電池制御方法。 The storage battery control method according to any one of claims 1 to 7, wherein the first frequency is variable in the high-frequency extraction step.
ネットワークを介して、遠隔指示を受け付け、前記第一周波数を当該遠隔指示で示される指示周波数に変更させるための変更指示を生成する指示生成ステップを含み、
前記高域抽出ステップにおいて、前記変更指示に従って、前記第一周波数を前記指示周波数に変更する
請求項8に記載の蓄電池制御方法。 further,
Including an instruction generation step of receiving a remote instruction via the network and generating a change instruction for changing the first frequency to an instruction frequency indicated by the remote instruction;
The storage battery control method according to claim 8, wherein, in the high frequency extraction step, the first frequency is changed to the indicated frequency in accordance with the change instruction.
請求項1から9のいずれか1項に記載の蓄電池制御方法。 In the charge / discharge step, the time is between a time before a first predetermined time before the start time of the time zone in which the peak suppression control is performed and the start time, and the system frequency is higher than a reference frequency of the system frequency 10. A storage battery control according to claim 1, wherein a charge signal obtained by adding a charge signal component to a frequency control signal including the control command value is generated, and the frequency control is performed based on the charge signal. Method.
請求項10に記載の蓄電池制御方法。 The storage battery control method according to claim 10, wherein the charge signal component is proportional to a low frequency component lower than an inverse of the unit time among the fluctuation components of the system frequency.
前記ピーク抑制制御における充放電信号の変動成分の最大周波数は、前記第一周波数よりも低い
請求項3に記載の蓄電池制御方法。 In the charge and discharge step, the peak suppression control and the frequency control are performed in the same time zone,
The storage battery control method according to claim 3, wherein a maximum frequency of a fluctuation component of the charge / discharge signal in the peak suppression control is lower than the first frequency.
前記制御指令値を計測する計測ステップを含み、
前記計測ステップにおいて、
前記蓄電システムの出力電力の時間変化を検出し、
検出された前記出力電力の時間変化を記憶部に記憶し、
前記記憶部に記憶された前記出力電力の時間変化の結果を受け取り、通信ネットワークを利用して外部の機器に送信する
請求項1から12のいずれか1項に記載の蓄電池制御方法。 further,
Including a measurement step of measuring the control command value,
In the measurement step,
Detecting the time change of the output power of the power storage system,
Storing the detected time change of the output power in a storage unit;
The storage battery control method according to any one of claims 1 to 12, wherein a result of time change of the output power stored in the storage unit is received and transmitted to an external device using a communication network.
前記記憶部に、前記第二差分周波数を記憶する
請求項13に記載の蓄電池制御方法。 In the measurement step, a fluctuation component in a frequency region lower than the third frequency that is equal to or lower than the first frequency and equal to or higher than the second frequency is cut from the frequency fluctuation based on the time change of the detected output power. To output a second differential frequency including a fluctuation component corresponding to a frequency region higher than the third frequency,
The storage battery control method according to claim 13, wherein the second differential frequency is stored in the storage unit.
前記電力系統の周波数である系統周波数を検出する周波数検出部と、
前記系統周波数の変動成分の周波数変化を特定し、前記系統周波数から第一周波数より低い変動成分をカットすることにより前記第一周波数よりも高い変動成分を含む第一差分周波数を出力する高域フィルタ部と、
前記高域フィルタ部により出力された前記第一差分周波数を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するために前記蓄電システムの充放電電力を制御するための制御指令値を生成する指令値生成部と、
前記制御指令値を用いて、前記系統周波数の変動を抑制するように前記蓄電システムの充放電を制御する周波数制御を行う充放電制御部と、を備え、
前記高域フィルタ部が、前記第一周波数を、所定の契約電力と比較される平均消費電力であって、前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の平均値である平均消費電力を算出するための単位時間の逆数より高く設定する
制御装置。 A storage battery control device for controlling charging / discharging of a power storage system connected to a power system and a power load,
A frequency detection unit for detecting a system frequency that is a frequency of the power system;
A high-pass filter that identifies a frequency change of a fluctuation component of the system frequency and outputs a first differential frequency including a fluctuation component higher than the first frequency by cutting a fluctuation component lower than the first frequency from the system frequency And
A command value generation unit that generates a control command value for controlling charge / discharge power of the power storage system in order to suppress fluctuations in the grid frequency, using the first differential frequency output by the high-pass filter unit When,
A charge / discharge control unit that performs frequency control for controlling charge / discharge of the power storage system so as to suppress fluctuations in the system frequency using the control command value;
The high-pass filter unit is an average power consumption in which the first frequency is compared with a predetermined contract power, and is an average value that is an average value of power supplied from the power system to the power load and the power storage system A control device that is set higher than the reciprocal of unit time for calculating power consumption.
前記電力系統から前記電力負荷および前記蓄電システムに供給される電力の時間変化を計測する電力検出部と、
前記蓄電池の充放電を制御する、請求項15に記載の制御装置と、を備える
蓄電池制御システム。 A storage battery connected in parallel to the power load connected to the power system;
A power detection unit that measures temporal changes in power supplied from the power system to the power load and the power storage system;
The control apparatus of Claim 15 which controls charging / discharging of the said storage battery, A storage battery control system is provided.
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