JP2015192485A - Power control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、電力を制御する電力制御装置に関する。 Embodiments described herein relate generally to a power control apparatus that controls power.
近年、太陽光発電、風力発電又は地熱発電などの再生可能エネルギーが注目されている。再生可能エネルギーは、発電過程において二酸化炭素などの排出物を出さないクリーンエネルギーであるため、地球環境保全に適している。また、発電システムを需要家に近いところに分散配置することにより、停電時に独立電源として非常用電源に活用できる。従って、再生可能エネルギーによる発電システムは、安心かつ安全なエネルギー源として一般家庭においても広く普及が見込まれている。 In recent years, renewable energy such as solar power generation, wind power generation or geothermal power generation has attracted attention. Renewable energy is clean energy that does not emit carbon dioxide and other emissions during the power generation process, and is suitable for global environmental conservation. In addition, by distributing the power generation system close to the customer, it can be used as an emergency power source as an independent power source in the event of a power failure. Therefore, the power generation system using renewable energy is expected to be widely spread in general households as a safe and secure energy source.
また、太陽光発電や風力発電などの発電状態は、天候などの自然条件に大きく左右される。このため、これらの発電によるエネルギーを利用するには、複数のエネルギー源からの複合的な電力確保が求められる。このような複合的な電力確保をするために、創エネ(エネルギーを作る)、蓄エネ(エネルギーを蓄える)、省エネ(エネルギーを節約する)の観点での技術開発が進められている。 In addition, the power generation state such as solar power generation or wind power generation is greatly influenced by natural conditions such as weather. For this reason, in order to use the energy generated by these power generations, it is required to secure complex power from a plurality of energy sources. In order to secure such complex power, technological development is being promoted from the viewpoints of energy creation (energy creation), energy storage (energy storage), and energy saving (energy saving).
一方、再生可能エネルギーの普及を図るために、導入費用に対する補助金制度や電力の売買制度などがある。今後も電力市場の自由化を想定すると様々な電力売買制度の発足が想定される。 On the other hand, there are subsidy systems for introduction costs and power trading systems to promote the spread of renewable energy. In the future, assuming the liberalization of the electric power market, various electric power trading systems are expected to be established.
しかしながら、再生可能エネルギーの普及を図るための各種制度は、発電方式及び発電装置の構成などに依存して多くの制約が存在する。例えば、太陽光発電では、自家用の消費で余った余剰電力を電気事業者が買い取る制度が設けられている。しかし、太陽光発電以外の他の装置や蓄電装置を併用した構成(いわゆるダブル発電)のシステムでは、同じ太陽光で発電された電力であるにも係わらず、売電単価が低く設定されている。 However, various systems for promoting the use of renewable energy have many restrictions depending on the power generation method, the configuration of the power generation device, and the like. For example, in the case of solar power generation, there is a system in which an electric utility purchases surplus power surplus due to private consumption. However, in a system with a configuration that uses a device other than solar power generation and a power storage device (so-called double power generation), the unit price of power sales is set low despite the power generated by the same sunlight. .
また、近年、新制度として再生可能エネルギーの全量買い取り制度が成立し、電気事業者が発電した電力を全量買い取ることを義務付ける法案が成立した。しかし、これには燃料電池や蓄電装置に貯めた電力の買い取りは含まれておらず、以前と同様に系統側へそれらの電力を逆潮することが許されていない。 In recent years, as a new system, a system for purchasing all renewable energy has been established, and a bill has been enacted that requires that all electric power generated by electric utilities be purchased. However, this does not include the purchase of power stored in the fuel cell or power storage device, and it is not allowed to reverse the power to the grid as before.
従って、これらの制度に対応するためには、高い精度で電力を制御することが要求される。 Therefore, in order to cope with these systems, it is required to control electric power with high accuracy.
本発明の実施形態の目的は、高い精度で電力を制御することができる電力制御装置を提供することにある。 An object of an embodiment of the present invention is to provide a power control apparatus capable of controlling power with high accuracy.
本発明の実施形態の観点に従った電力制御装置は、交流電力系統と系統連系する電力制御装置であって、電気量を検出する電気量検出手段と、前記電気量検出手段の特性情報に基づいて、前記電気量検出手段により検出された電気量を補正する電気量補正手段と、前記電気量補正手段により補正された電気量に基づいて、前記交流電力系統への逆潮流を抑制するように電力を制御する逆潮流抑制制御手段とを備える。 A power control device according to an embodiment of the present invention is a power control device that is connected to an AC power system, and includes an electric quantity detection unit that detects an electric quantity, and characteristic information of the electric quantity detection unit. Based on the electric quantity correcting means for correcting the electric quantity detected by the electric quantity detecting means and the electric quantity corrected by the electric quantity correcting means, the reverse power flow to the AC power system is suppressed. And a reverse flow suppression control means for controlling electric power.
以下図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、本発明の第1の実施形態に係る発電システム10の構成を示す構成図である。なお、以降の図における同一部分には同一符号を付してその詳しい説明を省略し、異なる部分について主に述べる。
(First embodiment)
FIG. 1 is a configuration diagram showing a configuration of a
発電システム10は、需要家に設置される分散型電源である。発電システム10は、発電した電力と商用系統25から供給された電力により、直流負荷機器22及び交流負荷機器24に電力を供給する。発電システム10は、直流分電盤21を介して、直流負荷機器22に直流電力を供給する。発電システム10は、交流分電盤23を介して、交流負荷機器24に交流電力を供給する。発電システム10は、売電するために商用系統25に余剰電力を逆潮流する。
The
発電システム10は、公衆通信網34及びキャリア通信網35を介して、電気事業者36のコンピュータ及びサービス会社37のコンピュータと接続されている。電気事業者36は、商用系統25を所有する事業者である。電気事業者36は、電気料金などに関する情報を発電システム10に提供する。サービス会社37は、発電システム10の保守、監視、遠隔制御、又は各種サービスの提供などをする会社である。
The
売電電力計26及び買電電力計27は、発電システム10と商用系統25との間に設けられている。売電電力計26及び買電電力計27は、電気事業者36の所有する計測器である。売電電力計26は、発電システム10から商用系統25に逆潮流される電力量を計測する。即ち、売電電力計26は、発電システム10(需要家)が電気事業者36に売る電力量を計測する。買電電力計27は、商用系統25から発電システム10に供給される電力量を計測する。即ち、買電電力計27は、発電システム10(需要家)が電気事業者36から購入する電力量を計測する。売電電力計26及び買電電力計27は、例えば、積算メータである。売電電力計26及び買電電力計27により計測された電力量は、電気事業者36により管理される。
The sold
発電システム10は、電力制御装置1、太陽電池2、燃料電池3、風力発電機4、他発電装置5、蓄電装置6、電気自動車7、ネットワーク機器31、無線アクセスポイント32、及び携帯端末33を備えている。
The
電力制御装置1は、発電システム10における電力の制御、管理及び監視をする。また、電力制御装置1は、電気事業者36のコンピュータ及びサービス会社37のコンピュータと各種情報の送受信をする。
The
太陽電池2、燃料電池3、風力発電機4、及び他発電装置5は、電力制御装置1に供給するための電力を発電する。他発電装置5は、例えばディーゼル発電装置である。なお、これら以外にも発電装置があってもよい。また、発電システム10には、少なくとも1つの発電装置があれば、発電装置はいくつでもよい。
The
蓄電装置6は、電気エネルギーを蓄える装置である。蓄電装置6は、電力制御装置1からの制御に応じて充放電する。
The
電気自動車7は、内部に蓄えられた電気エネルギーにより走行する自動車である。電気自動車7は、電力制御装置1に接続することで、充電される。なお、電気自動車7は、プラグインハイブリッドカー(PHV, plug-in hybrid vehicle)でもよい。
The
ネットワーク機器31は、外部機器(電気事業者36のコンピュータ、サービス会社37のコンピュータ、又は天候情報を提供するコンピュータなど)と情報の送受信をするために、公衆通信網34又はキャリア通信網35との接続の仲介をする。ネットワーク機器31は、ルータ及びゲートウェイなどである。
The
無線アクセスポイント32は、外部機器と電力制御装置1との情報の送受信を無線でするために、公衆通信網34又はキャリア通信網35との接続を仲介する。無線アクセスポイント32は、ネットワーク機器31とも接続されている。
The
携帯端末33は、外部機器及び電力制御装置1と無線で情報の送受信をするための機器である。携帯端末33は、電力制御装置1の保守、監視又は制御などを行う。携帯端末33は、電気事業者36又はサービス会社37から各種サービスを受けるための情報を受信する。携帯端末33は、停電などにより公衆通信網34との通信ができない状況でも、電力制御装置1とキャリア通信網35とを仲介する通信を行うことで、電力制御装置1と外部との情報の送受信を継続することができる。携帯端末33は、携帯電話又はPDA(personal digital assistant)などである。
The portable terminal 33 is a device for wirelessly transmitting and receiving information to and from the external device and the
図2は、第1の実施形態に係る電力制御装置1の構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a configuration of the
電力制御装置1は、直流電源用コンバータ11、太陽電池用コンバータ12、燃料電池用コンバータ13、風力発電用コンバータ14、他発電装置用コンバータ15、蓄電装置用コンバータ16、電気自動車用コンバータ17、インバータ18、連系スイッチ19、制御装置20、17個の電力検出器D11〜D27、及び制御装置20を備える。
The
全てのコンバータ11〜17は、インバータ18の直流側に、直流リンクLNにより接続されている。
All the
直流電源用コンバータ11は、直流リンクLNから供給される直流電力を直流分電盤21に供給するための直流電力に変換する。
The DC
太陽電池用コンバータ12は、太陽電池2により発電された電力を直流リンクLNに供給するための直流電力に変換する。
The
燃料電池用コンバータ13は、燃料電池3により発電された電力を直流リンクLNに供給するための直流電力に変換する。
The
風力発電用コンバータ14は、風力発電機4により発電された電力を直流リンクLNに供給するための直流電力に変換する。
The
他発電装置用コンバータ15は、他発電装置5により発電された電力を直流リンクLNに供給するための直流電力に変換する。
The other power generator converter 15 converts the power generated by the
蓄電装置用コンバータ16は、蓄電装置6から放電された直流電力を直流リンクLNに供給するための直流電力に変換する。また、蓄電装置用コンバータ16は、直流リンクLNから供給される直流電力を蓄電装置6に充電するための直流電力に変換する。
The power
電気自動車用コンバータ17は、直流リンクLNから供給される直流電力を電気自動車7に充電するための直流電力に変換する。
The
インバータ18は、直流リンクLNから供給される直流電力を商用系統25と連系するために、商用系統25と同期する交流電力に変換する。インバータ18は、商用系統25から供給される交流電力を直流リンクLNに供給するための直流電力に変換する。インバータ18は、連系スイッチ19を介して、商用系統25に接続されている。
The
連系スイッチ19は、商用系統25との系統連系時は投入されている。連系スイッチ19は、商用系統25に停電又は周波数異常などの異常が発生した場合に、開放される。連系スイッチ19が開放されると、発電システム10は、自立運転をする。連系スイッチ19は、制御装置20又はインバータ18に内蔵された制御部により制御される。
The
電力検出器D11〜D27は、それぞれ自身が設けられている箇所の電力値を検出する。なお、電力検出器D11〜D27は、電流検出器と電圧検出器で構成されていてもよいし、電流検出器でもよい。電力検出器D11〜D27は、検出した電力値を制御装置20に出力する。ここでは、主に電力検出器について説明するが、電流又は電圧などの電気量を検出する検出器については、電力検出器と同様に発電システム10に用いることができる。
Each of the power detectors D11 to D27 detects a power value at a location where it is provided. The power detectors D11 to D27 may be configured with a current detector and a voltage detector, or may be a current detector. The power detectors D <b> 11 to D <b> 27 output the detected power value to the
電力検出器D11は、直流電源用コンバータ11の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D21は、直流電源用コンバータ11の直流分電盤21側に設けられている。電力検出器D12は、太陽電池用コンバータ12の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D22は、太陽電池用コンバータ12の太陽電池2側に設けられている。電力検出器D13は、燃料電池用コンバータ13の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D23は、燃料電池用コンバータ13の燃料電池3側に設けられている。電力検出器D14は、風力発電用コンバータ14の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D24は、風力発電用コンバータ14の風力発電機4側に設けられている。電力検出器D15は、他発電装置用コンバータ15の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D25は、他発電装置用コンバータ15の他発電装置5側に設けられている。電力検出器D16は、蓄電装置用コンバータ16の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D26は、蓄電装置用コンバータ16の蓄電装置6側に設けられている。電力検出器D17は、電気自動車用コンバータ17の直流リンクLN側に設けられている。電力検出器D27は、電気自動車用コンバータ17の電気自動車7との接続側に設けられている。電力検出器D18は、インバータ18の商用系統25側(交流側)に設けられている。電力検出器D19は、商用系統25から交流分電盤23に分岐する電気経路に設けられている。電力検出器D20は、インバータ18の直流リンクLN側(直流側)に設けられている。
The power detector D11 is provided on the DC link LN side of the DC
制御装置20は、サービス会社37に設けられている上位制御装置371から発電システム10の保守、監視及び制御などに関する各種のサービス情報を受信する。これにより、発電システム10を所有する需要家の管理又は運用などの負担が軽減される。
The
制御装置20は、電力検出器D11〜D27により検出された電力値を受信する。制御装置20は、受信した電力値の誤差を補正する。
The
制御装置20は、全てのコンバータ11〜17及びインバータ18と各種情報の送受信をする。例えば、制御装置20は、コンバータ11〜17又はインバータ18の制御に関する各種情報(制御信号など)を送受信する。制御装置20は、コンバータ11〜17又はインバータ18の状態に関する情報を受信する。
The
制御装置20は、受信した情報に基づいて、コンバータ11〜17、インバータ18、又は連系スイッチ19を制御する。例えば、制御装置20は、発電システム10により供給可能な総電力量と、直流負荷機器22及び交流負荷機器24などの全ての負荷に供給する必要のある総負荷容量を把握し、商用系統25に逆潮流(売電)しないように制御する。逆潮流させない制御は、電気事業者36との契約により売電できない由来の電力がある場合、蓄電装置6の蓄電エネルギーのみで電力供給している場合、又は、蓄電装置6が満充電でない場合などで行われる。
The
制御装置20は、太陽電池2、燃料電池3、風力発電機4、他発電装置5、蓄電装置6、及び電気自動車7と各種情報の送受信をする。例えば、制御装置20は、太陽電池2、燃料電池3、風力発電機4、及び他発電装置5から発電状態に関する情報を受信する。制御装置20は、蓄電装置6の充放電状態及び蓄電エネルギー量に関する情報を受信する。制御装置20は、電気自動車7の充電状態に関する情報を受信する。
The
制御装置20は、受信した情報に基づいて、太陽電池2、燃料電池3、風力発電機4、他発電装置5、蓄電装置6を制御する。例えば、制御装置20は、受信した電力値に基づいて、発電装置2〜5の発電量を制御する。制御装置20は、電気自動車7への充電量を制御する。
The
図3は、第1の実施形態に係る制御装置20の構成を示す構成図である。
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating the configuration of the
制御装置20は、検出値受信部201、補正処理部202、検出器特性情報記憶部203、通信処理部204、電力制御部205、及び蓄電装置管理情報記憶部206を備える。
The
検出値受信部201は、電力検出器D11〜D27により検出された電力値を受信する。検出値受信部201は、受信した電力値を補正処理部202に出力する。
The detection
検出器特性情報記憶部203には、各電力検出器D11〜D27の特性情報が記憶されている。特性情報は、発電システム10の運用前に設定される。特性情報は、電力検出器D11〜D27毎の個体の特性を表す指標である。特性情報は、電力検出器D11〜D27毎の仕様、又は電力検出器D11〜D27毎に行われる検証又は試験などをすることで得られる。図4に、特性情報の一例を示す。3個の電力検出器D11〜D13は、それぞれグラフG11〜G13で示す特性であるとする。特性を示すグラフG11〜G13は、検出した電力値に対する誤差を表している。なお、特性情報は、発電システム10内に記憶されていなくてもよく、ネットワーク経由で受信するようにしてもよい。
The detector characteristic
補正処理部202は、検出器特性情報記憶部203に記憶された特性情報に基づいて、検出値受信部201から受信した電力値をより正確な電力値になるように補正する。例えば、補正処理部202は、図4のグラフG11〜G13で表された特性情報で補正する場合、電力値に対応する誤差を無くすように補正する。補正処理部202は、補正した電力値を電力制御部205に出力する。
Based on the characteristic information stored in the detector characteristic
電力制御部205は、補正処理部202により補正された電力値に基づいて、コンバータ11〜17、インバータ18、連系スイッチ19、太陽電池2、燃料電池3、風力発電機4、他発電装置5、又は蓄電装置6などの発電システム10の各機器を監視又は制御する。例えば、電力制御部205は、商用系統25への逆潮流を抑制するように電力を制御したり、発電装置2〜5の発電量を調整する制御をしたり、蓄電装置6の充放電を制御したりする。電力制御部205は、制御対象の機器状態など制御又は監視に用いる情報を情通信処理部204から受信する。電力制御部205は、制御結果に応じて、発電システム10の各機器を制御するための指令を通信処理部204に出力する。電力制御部205は、発電システム10の各機器又は外部機器(例えば、上位制御装置371)に送信するために、監視状態などの演算処理結果に基づく各種情報を通信処理部204に送信する。電力制御部205は、監視している蓄電装置6の蓄電エネルギーに関する情報を蓄電装置管理情報記憶部206に出力する。
The
通信処理部204は、受信した情報に基づいて、各種情報の受信又は送信などの通信処理をする。例えば、通信処理部204は、電力制御部205から機器を制御するための指令を受信した場合、制御対象の機器に制御するための制御信号を出力する。通信処理部204は、電力制御部205から機器の監視状態などに関する情報を受信した場合、受信した情報を発電システム10の各機器又は外部機器に送信する。通信処理部204は、制御又は監視に用いる情報を制御対象又は監視対象の機器から受信した場合、受信した情報を電力制御部205に出力する。
The
蓄電装置管理情報記憶部206は、電力制御部205から受信した蓄電装置6の蓄電エネルギーに関する情報に基づいて、蓄電エネルギーを由来別(太陽光、風力、ガス、化石燃料など)に履歴にして記憶する。複数の発電装置2〜5と蓄電装置6を併用して運転している場合は、蓄電装置管理情報記憶部206は、個々の発電装置2〜5の発電状態、各負荷機器22,24の電力消費量、及び蓄電装置6の充放電状態などの電力制御情報と時刻情報を同時に動作履歴として記録する。これにより、蓄電装置管理情報記憶部206には、電気事業者36に売電する由来をエビデンスとして示すことが可能な情報が記録される。
The power storage device management
次に、制御装置20による電力の制御の例について説明する。
Next, an example of power control by the
今、交流負荷機器24に600W、直流負荷機器22に400Wを供給する必要があるとする。
Assume that it is necessary to supply 600 W to the
昼間に、太陽電池2が3kWを発電したとする。制御装置20は、発電された電力を次のように制御する。発電された3kWの電力のうち600Wの電力は、太陽電池用コンバータ12及びインバータ18により、交流分電盤23を介して、交流負荷機器24に供給される。発電された3kWの電力のうち400Wの電力は、太陽電池用コンバータ12及び直流電源用コンバータ11により、直流分電盤21を介して、直流負荷機器22に供給される。残りの発電された2kWの電力は、蓄電装置用コンバータ16により蓄電装置6に充電する。蓄電装置6に充電させても、なお余る電力については、商用系統25に逆潮流させる。
Assume that the
夜間は、制御装置20は、蓄電装置6の蓄電エネルギーに基づいて、直流負荷機器22及び交流負荷機器24に電力を供給する。このとき、制御装置20は、商用系統25に逆潮流させないように、蓄電装置6から放電される電力を、直流負荷機器22及び交流負荷機器24による総和の消費電力以下になるように制御する。制御装置20は、蓄電装置6では賄えない電力を商用系統25から受電した電力で補う。
At night, the
制御装置20は、公衆通信網34及びキャリア通信網35を経由して各種情報を取得する。制御装置20は、取得した情報に基づいて、電力制御を行う。制御装置20は、取得した天候情報により太陽電池2による発電電力が見込めないと判断した場合、深夜のうちに、商用系統25から電気代の安い深夜電力を事前に蓄電装置6に充電する。制御装置20は、昼間に、深夜に充電した蓄電装置6から優先的に電力供給をすることで、電気代の高い昼間の商用系統25からの電力の購入を抑える。
The
本実施形態によれば、電力検出器D11〜D27による検出値を、電力検出器D11〜D27のそれぞれの特性情報に基づいて補正することで、高い精度で電力制御をすることができる。 According to the present embodiment, it is possible to perform power control with high accuracy by correcting the detection values by the power detectors D11 to D27 based on the characteristic information of the power detectors D11 to D27.
電力検出器には、一般的に数%の検出誤差がある。ここで、交流負荷機器24に供給される真値の電力を600W、直流負荷機器22に供給される真値の電力を400Wとし、交流負荷機器24に供給される電力を検出する電力検出器D19及び直流負荷機器22に供給される電力を検出する電力検出器D21のそれぞれの検出誤差を±5%とする。このとき、電力検出器D19では、570W〜630Wの範囲で検出される可能性がある。また、電力検出器D21では、380W〜420Wの範囲で検出される可能性がある。
A power detector generally has a detection error of several percent. Here, the true value power supplied to the
仮に、電力検出器D19で630Wを検出し、電力検出器D21で420Wを検出したとする。このとき、蓄電装置6のみで、交流負荷機器24及び直流負荷機器22に電力供給する場合、蓄電装置6から1050Wの電力を放電する制御となる。しかし、真値の電力の合計は、1000Wであり、検出誤差に起因する差分の50Wの電力は、商用系統25に逆潮流されることになる。蓄電装置由来の電力の買い取りがされない場合、逆潮流された電力は、発電システム10の単なる損失となる。
Suppose that 630 W is detected by the power detector D19 and 420 W is detected by the power detector D21. At this time, when power is supplied to the
一方、電力検出器D19で570Wを検出し、電力検出器D21で380Wを検出したとする。このとき、交流負荷機器24及び直流負荷機器22に供給する1000Wの電力に対する不足分の50Wの電力は、商用系統25から購入することになる。しかし、真値の電力の合計は、1000Wであるため、本来購入する必要のない電力を購入することになる。
On the other hand, it is assumed that 570 W is detected by the power detector D19 and 380 W is detected by the power detector D21. At this time, the shortage of 50 W of power to 1000 W supplied to the
これに対して、補正された検出値に基づいて、電力制御することで、発電システム10全体において、精度の高い電力制御をすることができる。これにより、上述のような検出誤差による不利益を抑えることができる。
On the other hand, highly accurate power control can be performed in the entire
また、蓄電装置管理情報記憶部206には、補正された検出値に基づく管理情報が記録されるため、信頼性の高い管理情報を得ることができる。例えば、蓄電装置6に蓄えられた電力でも由来別に買い取り可能な電力売買制度ができた場合、蓄電装置管理情報記憶部206に記録された情報は、電力を買い取る電気事業者に対するエビデンスとして、用いることができる。由来別に売価が異なり、由来が混在した電力では売電できないか単価が安く設定される場合、精度の高い電力制御をし、信頼性の高い管理情報を電気事業者にエビデンスとして提示することで、由来別に単価の異なる売電による不利益を受けないようにすることができる。また、発電システム10は、売電単価の高い由来の電力を優先的に売電し、売電単価の低い由来の電力を優先的に発電システム10内で消費することで、利益率の高い売電をすることもできる。
In addition, since the management information based on the corrected detection value is recorded in the power storage device management
さらに、蓄電装置管理情報記憶部206には、精度の高い管理情報が記録されているため、発電システム10のシステム運用に役立てることができる。
Furthermore, since highly accurate management information is recorded in the power storage device management
(第2の実施形態)
図5は、本発明の第2の実施形態に係る制御装置20Aの構成を示す構成図である。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a configuration diagram showing the configuration of the
本実施形態では、図3に示す第1の実施形態に係る制御装置20の代わりに、制御装置20Aを用いた構成である。その他の点は、図1及び図2に示す第1の実施形態に係る発電システム10と同様である。
In the present embodiment, a
制御装置20Aは、第1の実施形態に係る制御装置20において、蓄電装置管理情報記憶部206を取り除き、履歴処理部207、動作履歴部208及び動作履歴通信処理部209を追加した構成である。その他の点は、第1の実施形態に係る制御装置20と同様である。
The
履歴処理部207は、発電システム10内における様々な履歴を記録するための処理をする。履歴処理部207は、補正処理部202により補正された各電力検出器D11〜D27の電力値、電力制御部205により制御される発電システム10の各機器に対する制御信号、及び、電力制御部205から送信される発電システム10の各機器の状態を、それぞれ時刻情報と共に受信する。履歴処理部207は、受信した情報に基づいて、発電システム10の各機器の状態及び発電システム10内の電力制御の内容などを全て履歴として記録するための処理をする。履歴処理部207は、処理結果を動作履歴部208に送信する。
The
動作履歴部208は、履歴処理部207による処理結果に基づいて、発電システム10内の各機器の動作及び状態を履歴情報として記録する。履歴情報には、例えば、各発電装置2〜5の発電状態、各負荷機器22,24の消費電力、売電電力、買電電力、蓄電装置6の充電電力及び放電電力、蓄電装置6の由来別の蓄電エネルギーなどの主に電気量に関する情報が含まれている。動作履歴部208に記録されている履歴情報は、利用が終わった情報からレコード単位に消去される。
The
動作履歴通信処理部209は、動作履歴部208に記録された履歴情報を上位制御装置371に送信する。例えば、動作履歴通信処理部209は、定期的に、又は上位制御装置371から開示を要求する信号を受信した場合などに、動作履歴部208に記録された履歴情報を上位制御装置371に送信する。動作履歴通信処理部209による情報の送信は、暗号化して行われる。上位制御装置371は、動作履歴通信処理部209から受信した情報を復号して解読する。
The operation history
履歴処理部207と動作履歴部208との間及び動作履歴部208と動作履歴通信処理部209との間は、アクセス制御がされている。アクセス制御は、アクセス許可がないアクセス要求を排除する。従って、アクセス許可がなければ、動作履歴部208には、アクセスできない。アクセス許可を与える権限(アクセス権)は、上位制御装置371(即ち、サービス会社37)が有している。なお、アクセス権は、電気事業者36が有していてもよいし、発電システム10の管理者が有していてもよい。これにより、制御装置20A側(即ち、需要家側)からは、勝手に動作履歴部208に記録されている情報を書き換えることはできない。また、第3者による発電システム10の外部からの不正侵入に対するセキュリティが確保される。アクセス権を有する者は、履歴処理部207による動作履歴部208への書き込み動作又は動作履歴部208に記録されている情報から利用済みの情報を消去する動作などの場合に、制御装置20Aにアクセス許可を与える。
Access control is performed between the
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、高い精度で電力制御ができ、かつ、サービス会社37又は電気事業者36に対して、信頼性の高い履歴情報をエビデンスとして提供することができる。
According to the present embodiment, as in the first embodiment, power control can be performed with high accuracy, and highly reliable history information is provided as evidence to the
発電システム10の動作履歴の情報をエビデンスとして活用するには、セキュリティ対策や改ざん防止処置が必要とされる。従って、制御装置20Aは、アクセス制御をすることで、動作履歴を制御装置20A自身においても勝手に書き換えられないようにしている。また、制御装置20Aは、アクセス制御に加え、暗号化処理を行うことで、セキュリティを高めることができる。
In order to use the information of the operation history of the
(第3の実施形態)
図6は、本発明の第3の実施形態に係る制御装置20Bの構成を示す構成図である。
(Third embodiment)
FIG. 6 is a configuration diagram showing a configuration of a
本実施形態では、図3に示す第1の実施形態に係る制御装置20の代わりに、制御装置20Bを用いた構成である。その他の点は、図1及び図2に示す第1の実施形態に係る発電システム10と同様である。
In the present embodiment, a
制御装置20Aは、図5に示す第2の実施形態に係る制御装置20Aにおいて、履歴処理部207の代わりに履歴処理部207Bを設け、動作履歴部208及び動作履歴通信処理部209を取り除き、機器管理部210を追加した構成である。その他の点は、第2の実施形態に係る制御装置20Aと同様である。
The
履歴処理部207Bは、発電システム10の各機器を管理するための様々な履歴を記録するための処理をする。履歴処理部207Bは、補正処理部202により補正された各電力検出器D11〜D27の電力値、電力制御部205により制御される発電システム10の各機器に対する制御信号、及び、電力制御部205から送信される発電システム10の各機器の状態を、それぞれ時刻情報と共に受信する。履歴処理部207Bは、受信した情報に基づいて、発電システム10の各機器を管理するための履歴情報を作成する。履歴処理部207Bは、作成した履歴情報を機器管理部210に送信する。
The
機器管理部210は、履歴処理部207Bにより作成された履歴情報に基づいて、発電システム10の各機器を管理するための管理情報を作成して記録する。管理情報は、管理者が発電システム10の各機器を管理するために役立てられる。
The
次に、機器管理部210で作成される管理情報について、インバータ18を例に挙げて説明する。なお、コンバータ11〜17で作成される管理情報も、インバータ18と同様に作成されるものとする。
Next, management information created by the
機器管理部10は、インバータ18の入力側及び出力側にそれぞれ設けられている2つ電力検出器D18,D20の補正された電力値を参照する。ここでは、交流側を入力側とし、直流側を出力側とする。
The
機器管理部10は、参照した2つの電力値からインバータ18の電力変換効率を演算する。例えば、インバータ18の入力側が100Wで、インバータ18の出力側が80Wの場合、インバータ18の電力変換効率は80%になる。機器管理部10は、演算した電力変換効率を図7に示すグラフのように時系列に記録する。
The
機器管理部10には、機器毎に管理範囲が設定されている。インバータ18では、図7に示すように変換損失の上限と下限が設定されている。インバータ18の変換損失が、図7に示す時刻t1から時刻t2の間のように、管理範囲を外れると(上限を超えると)、インバータ18を補修対象として管理者に伝えるための出力(表示又は音など)をする。
In the
コンバータ11〜17又はインバータ18は、電力変換効率などの性能が日々劣化するものと考えられる。従って、管理情報を時系列で記録することにより、管理者は、各機器が劣化していく様子が把握できる。これにより、管理者は、発電システム10の各機器の点検又はメンテナンス時期を把握できる。
It is considered that the
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、高い精度で電力制御ができる。また、補正された検出値に基づいて、発電システム10の各機器を管理するための管理情報を作成することで、精度の高い管理情報を作成することができる。これにより、管理者は、発電システム10の各機器の点検又はメンテナンスなどを適切にすることができる。
According to the present embodiment, power control can be performed with high accuracy as in the first embodiment. Moreover, highly accurate management information can be created by creating management information for managing each device of the
(第4の実施形態)
図8は、本発明の第4の実施形態に係る制御装置20Cの構成を示す構成図である。
(Fourth embodiment)
FIG. 8 is a configuration diagram showing a configuration of a
本実施形態では、図3に示す第1の実施形態に係る制御装置20の代わりに、制御装置20Cを用いた構成である。その他の点は、図1及び図2に示す第1の実施形態に係る発電システム10と同様である。
In the present embodiment, a
制御装置20Cは、図3に示す第1の実施形態に係る制御装置20において、電力制御部205を電力制御部205Cに代え、蓄電装置管理情報記憶部206を取り除き、逆潮流電力調整部211を追加した構成である。その他の点は、第1の実施形態に係る制御装置20と同様である。
In the
逆潮流電力調整部211は、補正処理部202により補正された各電力検出器D11〜D27の電力値、電力制御部205により制御される発電システム10の各機器に対する制御信号、及び、電力制御部205から送信される発電システム10の各機器の状態を、それぞれ時刻情報と共に受信する。逆潮流電力調整部211は、受信した情報に基づいて、商用系統25に逆潮流した電力を常時計測する。逆潮流電力調整部211は、インバータ18の動作状態を動作時刻及び停止時刻とともに監視する。逆潮流電力調整部211は、逆潮流させてはいけない電力を商用系統25に逆潮流させたと判断した場合、逆潮流(売電)させた電力量と同じ電力量を商用系統25から買電するように、制御装置20Cに買電指令を出す。逆潮流させてはいけない電力とは、予め売電できないと決められている由来の電力などである。
The reverse power flow
電力制御部205Cは、逆潮流電力調整部211から買電指令を受けると、逆潮流させた分の電力を買電するようにインバータ18を制御し、買電した電力を発電システム10内で処理するために、各コンバータ11〜17及び各発電装置2〜5を制御する。例えば、電力制御部205Cは、各発電装置2〜5の発電量を抑制させたり、蓄電装置6に充電させるように蓄電装置用コンバータ16を制御したりする。これにより、図9に示すように、逆潮流させた電力量P1と同じ電力量P2を商用系統25から買電することで、売電電力と買電電力を差し引き零になるように調整する。なお、ここでは、逆潮流させた電力量P1が差し引き零になるように逆潮流させた電力量P1と同じ電力量P2を買電して清算する制御について説明したが、電力量P1を電気料金に換算した電力量を買電して差し引き零になるように清算する制御してもよい。即ち、電力制御部205Cは、売電した電力量に相当する電力量を売電するように制御する。
When the
その他の点は、電力制御部205Cは、第1の実施形態に係る電力制御部205と同様である。
In other respects, the
本実施形態によれば、第1の実施形態と同様に、高い精度で電力制御ができ、逆潮流させた電力に相当する電力を買電して調整することで、電気事業者と公平な電力の売買をすることができる。 According to the present embodiment, as in the first embodiment, power control can be performed with high accuracy, and power equivalent to the reverse power flow is purchased and adjusted, so that the electric power company and the fair power can be adjusted. Can be bought and sold.
インバータ18及びコンバータ11〜17を制御する場合、通信トラフィック量の変化、又は計算時間のバラつきなどにより、実際にこれらの機器が制御されるまでの時間が変動することがある。また、制御装置20が発電システム10の外部の装置(例えば、上位制御装置37)からの指令により動作している場合、外部の装置が指令を出してから、各機器を制御するまでに遅延が生じる。このような場合、制御装置20又は外部の装置からインバータ18に対し逆潮停止命令を出力して、実際に停止されるまでの間にタイムラグが発生する。このタイムラグの間に、本来、逆潮してはいけないものが売電される可能性が生じる。このような電力が売電されると、電気事業者に損害が発生する。そこで、タイムラグなどにより逆潮流させた電力量を積算し、後から同じ電力量を買電する。これにより、電気事業者に対し電力量や電気料金に換算して清算し、差し引きが零となるように調整する制御を行うことで、需要家と電気事業者の間で公平な売買取引をすることが可能となる。
When controlling the
(第5の実施形態)
図10は、本発明の第5の実施形態に係る制御装置20Dの構成を示す構成図である。
(Fifth embodiment)
FIG. 10 is a configuration diagram showing a configuration of a control device 20D according to the fifth embodiment of the present invention.
本実施形態では、図3に示す第1の実施形態に係る制御装置20の代わりに、制御装置20Dを用いた構成である。その他の点は、図1及び図2に示す第1の実施形態に係る発電システム10と同様である。
In the present embodiment, a control device 20D is used instead of the
制御装置20Dは、第1の実施形態に係る制御装置20において、補正処理部202を補正処理部202Dに代え、検出器特性情報記憶部203を計測電力管理部203Dに代えた構成である。その他の点は、第1の実施形態に係る制御装置20と同様である。
The control device 20D has a configuration in which the
計測電力管理部203Dは、電気事業者36の所有する売電電力計26及び買電電力計27から計測値を受信する。計測電力管理部203Dは、受信した計測値を管理するための管理情報を作成する。計測電力管理部203Dは、補正処理部202Dからの求めに応じて、管理情報を補正処理部202Dに出力する。
The measured
なお、ここでは、計測電力管理部203Dは、電気事業者36の所有する電力計26,27から情報を直接受信する構成について説明するが、電気事業者から提供された電力実績(紙ベース又は電子データなど)をもとに、計測電力管理部203Dに情報を入力するようにしてもよい。この場合、計測電力管理部203Dへの情報の入力方法は、手動で入力してもよいし、ネットワーク経由で自動的に入力されるようになっていてもよい。
Here, the measurement
補正処理部202Dは、計測電力管理部203Dにより管理されている管理情報に基づいて、検出値受信部201から受信した電力値を売電電力計26及び買電電力計27により計測された電力値と一致するように補正する。即ち、発電システム10に設けられた電力検出器D11〜D27による計測値が、売電電力計26及び買電電力計27による計測値と差が出ないように補正する。
The
本実施形態によれば、電力検出器D11〜D27による検出値を、電気事業者36の所有する売電電力計26及び買電電力計27による計測値に一致させるように補正することで、第1の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
According to the present embodiment, the detection values by the power detectors D11 to D27 are corrected so as to coincide with the measurement values by the
発電システム10に設けられた電力検出器D11〜D27による検出値は、電気事業者36の所有する電力計26,27による計測値と差異が生じる。そこで、発電システム10に設けられた電力検出器D11〜D27による検出値が、電気事業者36が所有する電力計26,27による計測値と一致するように補正することで、電気事業者の把握する電力量と一致する制御をすることができる。これにより、電気事業者36との売買取引の精度を高める制御をすることができる。
The detection values by the power detectors D11 to D27 provided in the
なお、各実施形態では、電力値に対する誤差を特性情報として主に説明したが、これに限らない。電流検出器又は電圧検出器により検出された検出値を用いている場合、特性情報は、電流値又は電圧値に対する誤差でもよい。また、特性情報には、温度又は湿度などの検出器の環境状態に対する誤差が含まれていてもよい。 In each embodiment, the error with respect to the power value is mainly described as the characteristic information. However, the present invention is not limited to this. When the detection value detected by the current detector or the voltage detector is used, the characteristic information may be an error with respect to the current value or the voltage value. Further, the characteristic information may include an error with respect to the environmental state of the detector such as temperature or humidity.
また、第2から第4の実施形態では、電力検出器D11〜D27による検出値を、第1の実施形態と同様に、特性情報に基づいて補正する場合について説明したが、第5の実施形態のように、電気事業者36の所有する計測器26,27に関する情報に基づいて補正してもよい。
Further, in the second to fourth embodiments, the case where the detection values by the power detectors D11 to D27 are corrected based on the characteristic information as in the first embodiment has been described, but the fifth embodiment is described. As described above, the correction may be made based on information on the measuring
さらに、各実施形態の制御装置20〜20Dを構成する各部分は、任意に組み合わせてもよい。このように組み合わせた制御装置は、組み合わせた各実施形態の作用効果を得ることができる。 Furthermore, each part which comprises the control apparatuses 20-20D of each embodiment may be combined arbitrarily. The control device combined in this way can obtain the effects of the combined embodiments.
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。 In addition, although some embodiment of this invention was described, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
1…電力制御装置、2…太陽電池、3…燃料電池、4…風力発電機、5…他発電装置、6…蓄電装置、7…電気自動車、10…発電システム、20…制御装置、21…直流分電盤、22…直流負荷機器、23…交流分電盤、24…交流負荷機器、25…商用系統、26…売電電力計、27…買電電力計、31…ネットワーク機器、32…無線アクセスポイント、33…携帯端末、34…公衆通信網、35…キャリア通信網、36…電気事業者、37…サービス会社。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の特性情報に基づいて、前記電気量検出手段により検出された電気量を補正する電気量補正手段と、
前記電気量補正手段により補正された電気量に基づいて、前記交流電力系統への逆潮流を抑制するように電力を制御する逆潮流抑制制御手段と
を備えることを特徴とする電力制御装置。 A power control device interconnected with an AC power system,
An electric quantity detecting means for detecting an electric quantity;
An electric quantity correcting means for correcting the electric quantity detected by the electric quantity detecting means based on the characteristic information of the electric quantity detecting means;
A power control apparatus comprising: a reverse power flow suppression control unit configured to control power so as to suppress a reverse power flow to the AC power system based on the amount of electricity corrected by the electricity amount correction unit.
電気量を検出する電気量検出手段と、
前記交流電力系統に売電又は買電された電気量を計測する計測値に基づいて、前記電気量検出手段により検出された電気量を補正する電気量補正手段と、
前記電気量補正手段により補正された電気量に基づいて、前記交流電力系統への逆潮流を抑制する逆潮流抑制手段と
を備えることを特徴とする電力制御装置。 A power control device interconnected with an AC power system,
An electric quantity detecting means for detecting an electric quantity;
An electric quantity correcting means for correcting the electric quantity detected by the electric quantity detecting means, based on a measurement value for measuring the electric quantity sold or purchased in the AC power system;
A power control device comprising: a reverse power flow suppressing unit that suppresses a reverse power flow to the AC power system based on the amount of electricity corrected by the electric amount correcting unit.
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力制御装置。 The electric power control apparatus according to claim 1, further comprising an electric quantity information recording unit configured to record information relating to an electric quantity based on the electric quantity corrected by the electric quantity correcting unit.
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力制御装置。 3. A management information creating unit that creates management information for managing a device for controlling electric power based on the electricity amount corrected by the electricity amount correcting unit. The power control device described in 1.
を備えることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力制御装置。 The apparatus further comprises reverse power adjustment means for receiving, from the AC power system, power corresponding to power reversely flowed to the AC power system based on the amount of electricity corrected by the electricity quantity correcting means. The power control apparatus according to claim 1 or 2.
発電手段と、
前記発電手段により発電された電力を前記交流電力系統と同期する交流電力に変換する電力変換手段と、
電気量を検出する電気量検出手段と、
前記電気量検出手段の特性情報に基づいて、前記電気量検出手段により検出された電気量を補正する電気量補正手段と、
前記電気量補正手段により補正された電気量に基づいて、前記交流電力系統への逆潮流を抑制するように前記電力変換手段を制御する逆潮流抑制手段と
を備えることを特徴とする発電システム。 A power generation system interconnected with an AC power system,
Power generation means;
Power conversion means for converting the power generated by the power generation means into AC power synchronized with the AC power system;
An electric quantity detecting means for detecting an electric quantity;
An electric quantity correcting means for correcting the electric quantity detected by the electric quantity detecting means based on the characteristic information of the electric quantity detecting means;
A power generation system comprising: a reverse power flow suppression unit that controls the power conversion unit so as to suppress a reverse power flow to the AC power system based on the amount of electricity corrected by the electricity amount correction unit.
発電手段と、
電気量を検出する電気量検出手段と、
前記交流電力系統に売電又は買電された電気量を計測する計測値に基づいて、前記電気量検出手段により検出された電気量を補正する電気量補正手段と、
前記電気量補正手段により補正された電気量に基づいて、前記交流電力系統への逆潮流を抑制する逆潮流抑制手段と
を備えることを特徴とする発電システム。 A power generation system interconnected with an AC power system,
Power generation means;
An electric quantity detecting means for detecting an electric quantity;
An electric quantity correcting means for correcting the electric quantity detected by the electric quantity detecting means, based on a measurement value for measuring the electric quantity sold or purchased in the AC power system;
A power generation system comprising: a reverse power flow suppression unit that suppresses a reverse power flow to the AC power system based on the amount of electricity corrected by the electricity amount correction unit.
を備えることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の発電システム。 8. The power generation system according to claim 6, further comprising an electrical quantity information recording unit configured to record information relating to the electrical quantity based on the electrical quantity corrected by the electrical quantity correcting unit.
を備えることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の発電システム。 8. A management information creating unit that creates management information for managing a device for controlling electric power based on the electricity amount corrected by the electricity amount correcting unit. The power generation system described in 1.
を備えることを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の発電システム。 The apparatus further comprises reverse power adjustment means for receiving, from the AC power system, power corresponding to power reversely flowed to the AC power system based on the amount of electricity corrected by the electricity quantity correcting means. The power generation system according to claim 6 or 7.
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