JP2015192586A - Demand and supply control system and demand and supply control method for micro grid - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複数の分散型電源によって、電力系統から独立して地域内の負荷への電力・熱供給が可能な、マイクログリッド(小規模電力系統)の需給制御システムおよび方法に関する。 The present invention relates to a supply and demand control system and method for a microgrid (small-scale power system) capable of supplying power and heat to a load in a region independently of a power system by a plurality of distributed power sources.
大規模な電力系統に依存しないで、地域の需要と供給を満たす小規模なエネルギー網であるマイクログリッドにおいて、系統を保つため、緻密な需給制御が行われている。それは通常、下記のような手順で実施される。 In a microgrid, which is a small-scale energy network that satisfies local demand and supply, without depending on a large-scale power system, precise supply and demand control is performed to maintain the system. It is usually carried out by the following procedure.
(1)気象予報を基に、翌日の30分刻みの負荷予測・太陽光発電予測を統計的な手法で算出する。 (1) Based on the weather forecast, the next day's 30-minute load forecast / photovoltaic power forecast is calculated by a statistical method.
(2)変動に追従する属性(基準電圧、基準周波数、追従変動幅、上下限値、追従時間、不感帯など)を分散型電源(Distributed Energy Resource;以下DERと称することもある)毎に割当てる。 (2) Assign attributes (reference voltage, reference frequency, tracking fluctuation range, upper and lower limit values, tracking time, dead band, etc.) that follow fluctuations to each distributed power source (hereinafter also referred to as DER).
(3)前記(1)と(2)の条件を基に数理計画手法により最適運転計画を作成し、DERに運転指令を与える。 (3) Based on the conditions (1) and (2), an optimal operation plan is created by a mathematical programming method, and an operation command is given to the DER.
(4)DERに十分なベース電源としての余力、調整余力があるときは、(1)と(3)の手順なしに以下のルールで自動運転することもある。 (4) When the DER has sufficient power as a base power source and adjustment power, automatic operation may be performed according to the following rules without the procedures of (1) and (3).
・ベース電源は、電圧一定、出力一定で運転
・他電源は、ベース電源の電圧を基準に、整定値の範囲内で出力追従。
-Base power supply operates at a constant voltage and output.-Other power supplies follow the output within the set value range based on the voltage of the base power supply.
(5)急激な変動は、蓄電池やキャパシタで吸収するのが一般的である。 (5) In general, sudden fluctuations are absorbed by a storage battery or a capacitor.
前記(1)の統計的手法による太陽光発電予測は、例えば図11のようにして実施されていた。 The photovoltaic power generation prediction by the statistical method (1) has been performed as shown in FIG. 11, for example.
図11は、風によって雲が移動し、雲の境界が太陽に重なり、太陽を覆うまでの様子と、そのときの太陽光発電(Photo Voltaics ;以下PVと称することもある)設備の発電出力量の推移を示している。 FIG. 11 shows how the clouds move by the wind, the boundary between the clouds overlaps the sun, and covers the sun, and the amount of power generation output of the photovoltaic power generation (hereinafter also referred to as PV) equipment at that time. It shows the transition of.
雲の境界が太陽に重なった(位置P1)ときの時刻t1から雲が完全に太陽を覆う(位置P2)時刻t2までの時間において、太陽光発電出力は大きく下降変化している。 The photovoltaic power generation output greatly changes during a period from time t1 when the boundary of the cloud overlaps the sun (position P1) to time t2 when the cloud completely covers the sun (position P2).
統計分析の手順としては、まずこの時刻t1からt2の間の太陽光発電出力データを取得する(下降変化前のトレンドデータも含む)。次に下がり幅と時間を採取し、一般的な統計処理(平均や偏差)を行う。また下降前のトレンドデータを、天候・気温や風況、時刻を含めて解析する(回帰分析やスペクトル分析)。そしてパターンマッチングロジックを作成し、履歴データを用いてロジックを検証する。 As a statistical analysis procedure, first, photovoltaic power generation output data between the times t1 and t2 is acquired (including trend data before a downward change). Next, the falling width and time are collected, and general statistical processing (average and deviation) is performed. The trend data before the descent is analyzed including the weather, temperature, wind conditions, and time (regression analysis and spectrum analysis). Then, pattern matching logic is created and the logic is verified using history data.
尚、気象予報を利用せずに太陽光発電設備の出力を予測する方法は、例えば特許文献1に記載のものが提案されている。
In addition, the method of
図11に示す統計分析を用いた太陽光発電出力の予測方法では、太陽光発電出力の下降タイミング(時刻t1、t2)を予知するのは非常に困難であり、地上からの雲画像解析との併用が必要である。 In the photovoltaic power generation output prediction method using the statistical analysis shown in FIG. 11, it is very difficult to predict the descending timing (time t1, t2) of the photovoltaic power generation output. A combination is necessary.
また、気象予報を基に予測を行う場合、1日単位の予測しか行えず、長期での予測はあるていど行えるが、短期での予測は非常に難しい。 In addition, when making predictions based on weather forecasts, only predictions can be made on a daily basis, and predictions can be made in the long term, but predictions in the short term are very difficult.
また、特許文献1の手法は、パターンマッチングを簡易化し気象情報非依存とした点は評価できるが、パターンマッチングの目的が履歴データを使った統計予測にすぎない。このため、予測しようとする太陽光発電設備の過去の出力履歴データから未来の出力を予測するのは困難であり、図11のように雲の切れ間のタイミング(時刻t1、t2)を知ることはほぼ不可能である。
The method of
したがって、出力電力量の変動に適切に対応することが要求されるマイクログリッドの需給制御・変動抑制制御に利用することはできない。 Therefore, it cannot be used for supply / demand control and fluctuation suppression control of a microgrid that is required to appropriately respond to fluctuations in the amount of output power.
ここで、マイクログリッドにおける従来の需給調整制御の様子を図12とともに説明する。図12は、雲が太陽を覆うことにより図11と同様に変動した太陽光発電の出力の推移(実線)と、前記変動に追従運転される分散型電源(DER)の出力の推移(破線)を示している。 Here, the state of conventional supply and demand adjustment control in the microgrid will be described with reference to FIG. FIG. 12 shows the transition of the output of the photovoltaic power generation (solid line) that fluctuated in the same manner as FIG. 11 due to the cloud covering the sun, and the transition of the output of the distributed power source (DER) that is operated following the fluctuation (broken line). Is shown.
図12において、
(1)従来では、太陽光発電設備の出力の短期予測値を需給制御に利用していないため、DERは時刻t1において急激な変動を察知すると、変動に追従する運転を行う(変動緩和運転)。例えばレシプロエンジン発電機ではガバナーフリー運転を実施し、蓄電池ではアブソーバ運転を実施する。
In FIG.
(1) Conventionally, since the short-term predicted value of the output of the photovoltaic power generation facility is not used for supply and demand control, when the DER detects a sudden change at time t1, it performs an operation that follows the change (variation mitigation operation). . For example, the reciprocating engine generator performs governor-free operation, and the storage battery performs absorber operation.
(2)太陽光発電設備の出力の変動幅・変動勾配が限界を超えると、レシプロエンジン発電機では慣性オーバーとなり、蓄電池では充放電容量オーバーとなってしまう。そして負荷が稼働中の全DERの出力調整範囲を超えると、時刻txにおいてシステムが停止してしまう(停止中のDER起動や、起動中のDERの停止準備に時間がかかり、追従しきれなかった)。 (2) If the fluctuation range / gradient gradient of the output of the solar power generation facility exceeds the limit, the inertia of the reciprocating engine generator is over, and the charge / discharge capacity is over in the storage battery. When the load exceeds the output adjustment range of all operating DERs, the system stops at time tx (it took time to start DER during stopping and preparation for stopping DER during starting, and could not keep up) ).
(3)このように接続運転が困難であった。 (3) Connection operation was difficult in this way.
また、マイクログリッドにおける従来の分散型電源の協調制御システムの構成例を図13に示す。図13の制御システムは太陽光発電設備の出力の短期予測値を用いるものではなく、マイクログリッドシステム側(の制御部)では、制御を行う前日に、太陽光発電出力の過去数年の履歴データを基に負荷/PV予測値を求め、その予測値から24時間負荷/PV曲線を得る。そして24時間負荷/PV曲線に基づいて最適運転計画を計算し、24時間分散型電源運転データ(運転スケジュール)を作成する(日間制御)。 FIG. 13 shows a configuration example of a conventional cooperative control system for distributed power sources in a microgrid. The control system of FIG. 13 does not use the short-term predicted value of the output of the photovoltaic power generation facility. On the microgrid system side (the control unit), the history data of the past several years of the photovoltaic power generation output on the day before the control is performed. The load / PV predicted value is obtained based on the above, and a 24-hour load / PV curve is obtained from the predicted value. Then, an optimal operation plan is calculated based on the 24-hour load / PV curve, and 24-hour distributed power operation data (operation schedule) is created (daily control).
分散型電源コントローラ側では、制御当日において、前記24時間分散型電源運転データ(スケジュール)を受け取って、自端電圧・電流・周波数を監視しながら前記最適運転計画に沿って各分散型電源を個別最適運転する。 On the distributed power controller side, on the day of control, the 24-hour distributed power operation data (schedule) is received, and each distributed power supply is individually managed according to the optimum operation plan while monitoring its own voltage, current, and frequency. Operate optimally.
尚、各分散型電源コントローラは個々に簡易な傾き予測機能を有しており、各分散型電源の自端における有効電力、電圧、周波数、無効電力などの変化勾配は暫くの間維持するであろうと仮定し(予測し)、それを前提とした出力制御(例えば蓄電池の充放電など)を実施する。 Each distributed power controller has a simple slope prediction function, and the gradient of change of active power, voltage, frequency, reactive power, etc. at each end of each distributed power source is maintained for a while. It is assumed (predicted) that the soldering is performed, and output control (for example, charging / discharging of the storage battery, etc.) based on the assumption is performed.
前記前日に求められた予測値が閾値を逸脱した場合は、マイクログリッドシステム側で以後の負荷/PV予測値を求め、その予測値から24時間負荷/PV曲線を得、その曲線に基づいて最適運転計画を再計算し、再度24時間分散型電源運転データ(運転スケジュール)を作成する(時間制御)。 When the predicted value obtained on the previous day deviates from the threshold value, a subsequent load / PV predicted value is obtained on the microgrid system side, a 24-hour load / PV curve is obtained from the predicted value, and the optimum based on the curve is obtained. The operation plan is recalculated, and 24-hour distributed power operation data (operation schedule) is created again (time control).
分散型電源コントローラ側では、前記再作成された24時間分散型電源運転データ(スケジュール)を受け取って、自端電圧・電流・周波数を監視しながら前記最適運転計画に沿って各分散型電源を個別最適運転する。 The distributed power controller side receives the re-created 24-hour distributed power operation data (schedule) and individually monitors each distributed power source according to the optimum operation plan while monitoring its own voltage, current, and frequency. Operate optimally.
尚、各分散型電源は、PV1、モノジェネレーション2(発電のみ)、蓄電池3、コジェネレーション4、蓄熱機器5、電力負荷6、熱負荷7等で構成している。
Each distributed power source includes PV1, monogeneration 2 (power generation only),
図13に示す制御システムでは、系統安定のために利用する蓄電池3の依存度が高く、蓄電池3の容量以上の負荷変動やピークシフトの要求にこたえるのが困難であった。
In the control system shown in FIG. 13, the dependence of the
本発明は、上記課題を解決するものであり、その目的は、精度の高い太陽光発電設備の短期の出力予測値を容易に得ることができ、太陽光発電設備の出力の変動に対応した適切な需給制御を行うことができるマイクログリッドの需給制御システムおよび方法を提供することにある。 The present invention solves the above-mentioned problems, and the object thereof is to easily obtain a short-term predicted output value of a highly accurate photovoltaic power generation facility and to appropriately cope with fluctuations in the output of the photovoltaic power generation facility. It is an object of the present invention to provide a microgrid supply and demand control system and method capable of performing accurate supply and demand control.
上記課題を解決するための請求項1に記載のマイクログリッドの需給制御システムは、少なくとも複数の太陽光発電設備を備えたマイクログリッドの需給制御システムであって、電力系統内の、太陽光発電出力の予測対象である予測対象太陽光発電設備と、該予測対象太陽光発電設備の周囲に配設された周囲太陽光発電設備とに各々設けられ、各太陽光発電設備の出力を計測する太陽光発電出力計測手段と、前記太陽光発電出力計測手段により所定時間前に計測された予測対象太陽光発電設備の出力と周囲太陽光発電設備の出力を各々フーリエ変換し、フーリエ変換後の予測対象太陽光発電設備の出力と周囲太陽光発電設備の出力の周波数毎の位相差を基に、位相限定相関法によって予測対象太陽光発電設備の出力と周囲太陽光発電設備の出力の相関度を求め、予測対象太陽光発電設備の出力と最も相関度の高い周囲太陽光発電設備の現在の出力を、予測対象太陽光発電設備の出力予測値として決定する太陽光発電出力予測値算出手段と、前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値を制御系のパラメータとしてマイクログリッドの需給制御を行う制御手段と、を備えたことを特徴としている。
The supply and demand control system for a microgrid according to
また、請求項2に記載のマイクログリッドの需給制御システムは、請求項1において、前記周囲太陽光発電設備は複数個配設され、前記太陽光発電出力予測値算出手段は、前記太陽光発電出力計測手段によって計測された予測対象太陽光発電設備および周囲太陽光発電設備の過去の設定時間分の太陽光発電出力データを取得し、前記取得した太陽光発電出力データをフーリエ変換し、フーリエ変換後の前記太陽光発電出力データの周波数毎の位相差に基づいて、前記予測対象太陽光発電設備の出力データとの類似度を全ての周囲太陽光発電設備の出力データについて算出し、前記算出された類似度が最も高い周囲太陽光発電設備の現在の太陽光発電出力データを、予測対象太陽光発電設備の出力予測値として前記太陽光発電出力計測手段から取得することを特徴としている。
The microgrid supply and demand control system according to
また、請求項7に記載のマイクログリッドの需給制御方法は、少なくとも複数の太陽光発電設備を備えたマイクログリッドの需給制御方法であって、電力系統内の、太陽光発電出力の予測対象である予測対象太陽光発電設備と、該予測対象太陽光発電設備の周囲に複数個配設された周囲太陽光発電設備とに各々設けられた太陽光発電出力計測手段が、各太陽光発電設備の出力を計測する太陽光発電出力計測ステップと、太陽光発電出力予測値算出手段が、前記太陽光発電出力計測手段によって計測された予測対象太陽光発電設備および周囲太陽光発電設備の過去の設定時間分の太陽光発電出力データを取得する太陽光発電出力データ取得ステップと、太陽光発電出力予測値算出手段が、前記取得した太陽光発電出力データをフーリエ変換し、フーリエ変換後の前記太陽光発電出力データの周波数毎の位相差に基づいて、前記予測対象太陽光発電設備の出力データとの類似度を全ての周囲太陽光発電設備の出力データについて算出する類似度算出ステップと、太陽光発電出力予測値算出手段が、前記算出された類似度が最も高い周囲太陽光発電設備の現在の太陽光発電出力データを前記太陽光発電出力計測手段から取得し、当該取得したデータを予測対象太陽光発電設備の出力予測値として決定する予測値決定ステップと、制御手段が、前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値を制御系のパラメータとしてマイクログリッドの需給制御を行う制御ステップと、を備えたことを特徴としている。
The microgrid supply and demand control method according to
上記構成において、本発明の太陽光発電出力予測値算出手段は、所定時間前における予測対象太陽光発電設備の出力データと最も相関度の高い周囲太陽光発電設備の出力は、現在の時間帯においても予測対象太陽光発電設備の出力と同様となることが推定されるので、これを予測対象太陽光発電設備の出力予測値に決定している。これによって、精度の高い出力予測値を容易に取得することができる。 In the above configuration, the photovoltaic power generation output predicted value calculation means of the present invention is configured so that the output of the surrounding photovoltaic power generation equipment having the highest correlation with the output data of the prediction target photovoltaic power generation equipment in a predetermined time is the current time zone. Is also estimated to be the same as the output of the solar photovoltaic power generation facility to be predicted, so this is determined as the predicted output value of the solar power generation facility to be predicted. As a result, a highly accurate output predicted value can be easily obtained.
本発明では、従来のように気象予報を基に予測した出力予測値や長期にわたる太陽光発電出力の履歴データを用いておらず、前記設定時間分の周囲太陽光発電設備の出力データおよび予測対象太陽光発電設備の出力データの相関度に基づいて出力予測値を決定しているので、特に急激な気象変化により太陽光発電設備の出力が急激に変動した場合でも、精度の高い出力予測値を得ることができる。 In the present invention, the output prediction value predicted based on the weather forecast and the historical data of the photovoltaic power generation output over the long term are not used as in the prior art, and the output data of the surrounding photovoltaic power generation facilities for the set time and the prediction target Since the output prediction value is determined based on the correlation degree of the output data of the photovoltaic power generation equipment, even if the output of the solar power generation equipment fluctuates rapidly due to sudden weather changes, a highly accurate output prediction value is obtained. Can be obtained.
また制御手段は、前記精度の高い出力予測値に基づいてマイクログリッドの需給制御を行うので、出力変動に対応した準備運転や変動緩和運転等を行うことができる。 Moreover, since the control means performs supply and demand control of the microgrid based on the highly accurate predicted output value, it is possible to perform a preparation operation or a fluctuation mitigation operation corresponding to the output fluctuation.
また、請求項3に記載のマイクログリッドの需給制御システムは、請求項1又は2において、前記制御手段は、前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値のミリ秒〜数秒間のデータに基づいて出力変動の傾きを予測し、該予測した出力変動の傾きに応じて需給調整制御の開始・停止を決定することを特徴としている。
The supply and demand control system for a microgrid according to
また、請求項8に記載のマイクログリッドの需給制御方法は、請求項7において、前記制御ステップは、前記予測値決定ステップによって決定された出力予測値のミリ秒〜数秒間のデータに基づいて出力変動の傾きを予測し、該予測した出力変動の傾きに応じて需給調整制御の開始・停止を決定することを特徴としている。
The microgrid supply and demand control method according to claim 8 is the microgrid supply and demand control method according to
上記構成によれば、前記出力予測値のミリ秒〜数秒間のデータによって出力変動の傾きを予測することができ、その傾きが大となることが予測された場合に、負荷を遮断したり分散型電源のオン、オフ制御を行うことができる。 According to the above configuration, the slope of the output fluctuation can be predicted from the data of the output predicted value in milliseconds to several seconds, and when the slope is predicted to be large, the load is cut off or distributed. The mold power supply can be turned on / off.
また、請求項4に記載のマイクログリッドの需給制御システムは、請求項1ないし3のいずれか1項において、前記制御手段は、前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値の数秒〜数分間のデータに基づいて出力変動の幅を予測し、該予測した出力変動の幅に応じて需給調整リソースを選択することを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a supply and demand control system for a microgrid according to any one of the first to third aspects, wherein the control unit is configured to output an output predicted value determined by the photovoltaic power generation output predicted value calculating unit. The output fluctuation range is predicted based on data of several seconds to several minutes, and a supply and demand adjustment resource is selected according to the predicted output fluctuation range.
また、請求項9に記載のマイクログリッドの需給制御方法は、請求項7又は8において、前記予測値決定ステップによって決定された出力予測値の数秒〜数分間のデータに基づいて出力変動の幅を予測し、該予測した出力変動の幅に応じて需給調整リソースを選択することを特徴としている。
The microgrid supply and demand control method according to claim 9 is the method according to
上記構成によれば、前記出力予測値の数秒〜数分間のデータによって出力変動の幅を予測することができ、その出力変動幅が大となることが予測された場合に、遮断負荷の切り替えや分散型電源の台数制御を行うことができる。 According to the above configuration, when the output fluctuation range can be predicted from data of the output predicted value of several seconds to several minutes, and the output fluctuation range is predicted to be large, switching of the interrupting load or The number of distributed power sources can be controlled.
また、請求項5に記載のマイクログリッドの需給制御システムは、請求項1ないし4のいずれか1項において、前記制御手段は、前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値と、出力変動に追従する属性とを基に数理計画手法によってマイクログリッド内の分散型電源毎の最適運転計画を作成し、各分散型電源に運転、停止の指令を与えることを特徴としている。
The supply and demand control system for a microgrid according to
また、請求項10に記載のマイクログリッドの需給制御方法は、請求項7ないし9のいずれか1項において、前記制御ステップは、前記予測値決定ステップによって決定された出力予測値と、出力変動に追従する属性とを基に数理計画手法によってマイクログリッド内の分散型電源毎の最適運転計画を作成し、各分散型電源に運転、停止の指令を与えることを特徴としている。
The supply and demand control method for a microgrid according to
上記構成によれば、太陽光発電設備の出力予測値を用いて運転計画を事前に行えるため、最適計算時間が確保でき、高効率な最適制御を実施することが可能となる。また、精度の高い太陽光発電設備の出力予測値のデータを基に、分散型電源毎の最適な運転計画を作成することができ、その運転計画に従って各分散電源は役割に応じた個別最適運転を実行することができる。 According to the said structure, since an operation plan can be performed in advance using the output predicted value of a photovoltaic power generation facility, optimal calculation time can be ensured and highly efficient optimal control can be implemented. In addition, it is possible to create an optimal operation plan for each distributed power source based on highly accurate predicted output data of photovoltaic power generation facilities, and each distributed power source can operate individually according to its role according to the operation plan. Can be executed.
また、請求項6に記載のマイクログリッドの需給制御システムは、請求項5において、前記最適運転計画は、所定時間帯毎に区切る時刻の制約条件および分散型電源のオン、オフの制約条件を除外した最適化制約条件式と目的関数を用いて、所定時間帯毎に線形計画法による最適化計算を行うことによって作成されることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided the supply and demand control system for a microgrid according to the fifth aspect, wherein the optimum operation plan excludes a time restriction condition and a distributed power source on / off restriction condition divided every predetermined time period. It is characterized in that it is created by performing an optimization calculation by linear programming every predetermined time period using the optimized constraint condition equation and the objective function.
また、請求項11に記載のマイクログリッドの需給制御方法は、請求項10において、前記最適運転計画は、所定時間帯毎に区切る時刻の制約条件および分散型電源のオン、オフの制約条件を除外した最適化制約条件式と目的関数を用いて、所定時間帯毎に線形計画法による最適化計算を行うことによって作成されることを特徴としている。
The supply and demand control method for a microgrid according to claim 11 is the method according to
上記構成によれば、最適化計算の際の整数要素となる、時刻制約条件および分散型電源のオン、オフ制約条件を除外して計算を行うので、高速計算が可能となる。 According to the above configuration, the calculation is performed excluding the time constraint condition and the distributed power on / off constraint condition, which are integer elements in the optimization calculation, so that high-speed calculation is possible.
(1)請求項1〜11に記載の発明によれば、精度の高い太陽光発電設備の短期の出力予測値を容易に得ることができ、太陽光発電設備の出力の変動に対応した適切な需給制御を行うことができる。
(1) According to the inventions described in
また、太陽光発電設備の出力変動の激しい数百分の1Hz(1/数百Hz)〜数Hz帯域を十分カバーすることができる。 In addition, it is possible to sufficiently cover a band of 1 / hundreds of a hundredths (1 / hundreds of Hz) to several Hz where the output fluctuation of the photovoltaic power generation facilities is severe.
また、予測制御による効率の最適化とロバスト性の向上を図ることができる。また、分散型電源の複数台最適制御、負荷制御、太陽光発電設備の制御などを組み込むことができる。 In addition, optimization of efficiency by predictive control and improvement of robustness can be achieved. Moreover, it is possible to incorporate optimal control of a plurality of distributed power sources, load control, control of photovoltaic power generation facilities, and the like.
また、太陽光発電設備の急激な出力変動を予測することができ、これによって蓄電池や、キャパシタ、他の分散型電源の有効なスケジュール制御が可能となる。また調整用の容量も削減することができる。
(2)また、請求項3、4、8、9に記載の発明によれば、太陽光発電設備の変動傾きや変動幅を事前に知ることで、予備力の確保や準備が可能となる。
(3)また、請求項5、10に記載の発明によれば、太陽光発電設備の出力予測値を用いて運転計画を事前に行えるため、最適計算時間が確保でき、高効率な最適制御を実施することが可能となる。
(4)また、請求項6、11に記載の発明によれば、最適化計算の際の整数要素となる、時刻制約条件および分散型電源のオン、オフ制約条件を除外して計算を行うので、高速計算が可能となる。
In addition, it is possible to predict a rapid output fluctuation of the photovoltaic power generation facility, thereby enabling effective schedule control of a storage battery, a capacitor, and other distributed power sources. Also, the capacity for adjustment can be reduced.
(2) Moreover, according to invention of
(3) Further, according to the inventions according to
(4) According to the inventions of
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明は下記の実施形態例に限定されるものではない。図1は、本発明の実施形態における、複数の分散型電源により電力系統内の負荷へ電力供給を行うマイクログリッドの構成を表し、PVは複数個所に設けられた太陽光発電設備、10は太陽光発電設備PVに各々設けられるか、又は太陽光発電設備PVの設置位置とほぼ同一位置に配設された照度センサー(本発明の太陽光発電出力計測手段)であり、3は蓄電装置を示している。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the following embodiments. FIG. 1 shows a configuration of a microgrid for supplying power to a load in an electric power system by a plurality of distributed power sources in an embodiment of the present invention, PV is a solar power generation facility provided at a plurality of locations, and 10 is a solar power plant. Illuminance sensors (photovoltaic power output measuring means of the present invention) each provided in the photovoltaic power generation facility PV or disposed at substantially the same position as the installation position of the photovoltaic power generation facility PV, 3 indicates a power storage device ing.
照度センサー10は、太陽光発電設備PVの太陽光放射照度を計測するものであり、本実施例ではフォトダイオードやフォトトランジスタにより光電変換された電気信号を太陽光発電設備PVの出力データとして取り扱う。したがって、以下の説明では照度センサー10の出力をPV出力と称することもある。尚、太陽光発電出力計測手段は、照度センサー10に限らず、太陽光発電設備PVの発電量そのものを検出する電力検出器を用いてもよい。
The
前記複数の太陽光発電設備PVのうち、PV−0は発電出力を予測したい(予測しようとしている)1つの予測対象太陽光発電設備を表し、PV−nは予測対象太陽光発電設備PV−0の周囲に設けられた複数の周囲太陽光発電設備を表している。 Among the plurality of solar power generation facilities PV, PV-0 represents one prediction target solar power generation facility for which power generation output is to be predicted (predicted), and PV-n represents the prediction target solar power generation facility PV-0. A plurality of surrounding solar power generation facilities provided around the.
したがって、10は予測対象太陽光発電設備PV−0に設けられた照度センサーであり、10nは複数の周囲太陽光発電設備PV−nに設けられた照度センサーである。 Therefore, 10 is an illuminance sensor provided in the prediction target solar power generation facility PV-0, and 10n is an illuminance sensor provided in a plurality of surrounding solar power generation facilities PV-n.
20は、照度センサー10、10nの各PV出力を例えば単位時間周期で取り込み、それらPV出力をフーリエ変換し、フーリエ変換後のPV−0出力とPV−n出力の周波数毎の位相差を基に位相限定相関法によってPV−0出力とPV−n出力の相関度を求め、予測対象太陽光発電設備PV−0出力と最も相関度の高い周囲太陽光発電設備PV−nの現在の出力データを、予測対象太陽光発電設備PV−0の出力予測値として決定する太陽光発電出力予測値算出部(太陽光発電出力予測値算出手段)である。
20 captures each PV output of the
この太陽光発電出力予測値算出部20は、照度センサー10、10nの各PV出力データを取り込んで格納しておくメモリと、前記PV出力データのフーリエ変換処理および位相限定相関法による相関度計算を行う機能と、予測対象太陽光発電設備PV−0と最も相関度の高い周囲太陽光発電設備PV−nを特定し、その特定したPV−nの現在のPV出力データを前記照度センサー10nから取得する機能とを備えている。
The photovoltaic power generation output predicted
30は、前記太陽光発電出力予測値算出部20によって決定された出力予測値を制御系のパラメータとしてマイクログリッドの需給制御を行う制御部(制御手段)である。
この制御部30は、少なくとも、前記太陽光発電出力予測値算出部20によって決定された出力予測値のミリ秒〜数秒間のデータに基づいて出力変動の傾きを予測し、該予測した出力変動の傾きに応じて需給調整制御の開始・停止を決定する機能と、前記出力予測値の数秒〜数分間のデータに基づいて出力変動の幅を予測し、該予測した出力変動の幅に応じて需給調整リソースを選択する機能と、前記出力予測値と、出力変動に追従する属性とを基に数理計画手法によってマイクログリッド内の分散型電源毎の最適運転計画を作成し、各分散型電源に運転、停止の指令を与える機能とを備えている。
The
前記太陽光発電出力予測値算出部20および制御部30は例えばコンピュータにより構成され、通常のコンピュータのハードウェアリソース、例えばROM、RAM、CPU、入力装置、出力装置、通信インターフェース、ハードディスク、記録媒体およびその駆動装置を備えている。
The photovoltaic power generation output predicted
このハードウェアリソースとソフトウェアリソース(OS、アプリケーションなど)との協働の結果、太陽光発電出力予測値算出部20および制御部30は、前述した各処理機能を実装する。
As a result of the cooperation between the hardware resource and the software resource (OS, application, etc.), the photovoltaic power generation output predicted
次に前記太陽光発電出力予測値算出部20の動作の一例を図2とともに説明する。ここでは、図2(a)に示すように、1つの予測対象太陽光発電設備PV−0とその周囲に複数の周囲太陽光発電設備PV−1〜PV−7が配置されているものとする。
Next, an example of the operation of the photovoltaic power generation output predicted
<ステップS1>
太陽光発電出力予測値算出部20は、まず自身のメモリから、設定した時間分、例えば数分前の数分〜数十分間の周囲太陽光発電設備PV−1〜PV−7のPV出力データ(出力波形)を取得する(図2(b))。
<Step S1>
The photovoltaic power generation output predicted
<ステップS2>
ステップS1の処理後か又はステップS1の処理と同時に、前記メモリから、ステップS1の取得時刻以降に相当する前記設定した時間分の予測対象太陽光発電設備PV−0のPV出力データ(出力波形)を取得する(図2(c))。
<Step S2>
After the process of step S1 or simultaneously with the process of step S1, PV output data (output waveform) of the prediction target photovoltaic power generation facility PV-0 for the set time corresponding to the time after the acquisition time of step S1 from the memory. Is acquired (FIG. 2C).
<ステップS3>
予測対象太陽光発電設備PV−0と周囲太陽光発電設備PV−1〜PV−7の各出力波形をフーリエ変換し周波数特性を得る(図2(d))。
<Step S3>
Each output waveform of the prediction target solar power generation facility PV-0 and the surrounding solar power generation facilities PV-1 to PV-7 is Fourier transformed to obtain frequency characteristics (FIG. 2D).
<ステップS4>
周囲太陽光発電設備PV1〜PV7のうちの1つのPVと予測対象太陽光発電設備PV−0のフーリエ変換後の周波数特性の位相差Δtを、異なる周波数、例えばω1〜ω3について求め(Δt1〜Δt3)、位相差Δt1〜Δt3に基づいて、位相限定相関法により両者の類似度を算出する(図2(e)のように、位相差Δt1〜Δt3が周波数(ω1〜ω3)に対して線形となる、すなわち直線に近いものは類似度が大である)。
<Step S4>
A phase difference Δt of frequency characteristics after Fourier transform of one PV of the surrounding solar power generation facilities PV1 to PV7 and the prediction target solar power generation facility PV-0 is obtained for different frequencies, for example, ω1 to ω3 (Δt1 to Δt3). ), Based on the phase differences Δt1 to Δt3, the degree of similarity between them is calculated by the phase-only correlation method (the phase differences Δt1 to Δt3 are linear with respect to the frequencies (ω1 to ω3) as shown in FIG. 2 (e)). That is, the similarity to a straight line is large).
<ステップS5>
ステップS4の処理を全ての周囲太陽光発電設備PV1〜PV7について実行する。
<Step S5>
The process of step S4 is performed about all the surrounding photovoltaic power generation equipment PV1-PV7.
<ステップS6>
ステップS4,S5の類似度計算の結果、類似度が最大である周囲太陽光発電設備(PV1〜PV7のうちのいずれかのPV−n)を決定し、その決定した周囲太陽光発電設備PV−nの現在のPV出力データ(出力波形)を、予測対象太陽光発電設備PV−0の出力予測値として照度センサー10nから取得する。
<Step S6>
As a result of the similarity calculation in steps S4 and S5, an ambient photovoltaic power generation facility (any PV-n among PV1 to PV7) having the maximum similarity is determined, and the determined ambient solar power generation facility PV- The current PV output data (output waveform) of n is acquired from the
ここで、実際のPV毎の出力データ(出力波形)の例を図3、図4に示し、位相相関の最も高い(類似度が最大の)周囲太陽光発電設備(PV−n)を決定してから、その決定したPV−nの現在のPV出力データをPV−0の出力予測値として取得するまでの時間のずれを算出する手段の一例を説明する。 Here, examples of actual output data (output waveform) for each PV are shown in FIG. 3 and FIG. 4, and the surrounding photovoltaic power generation facility (PV-n) having the highest phase correlation (maximum similarity) is determined. An example of means for calculating the time lag until the current PV output data of the determined PV-n is acquired as the PV-0 output predicted value will be described.
図3、図4は図2(a)の全てのPV(PV−0〜PV−7)の出力波形(計測結果)を各々示しており、前記ステップS1のデータ取得時に、周囲太陽光発電設備PV−1〜PV−7の計測結果に対して、定時間ずつ(一定間隔)ずらした時間窓WINnを各々設定している。 3 and 4 show the output waveforms (measurement results) of all PV (PV-0 to PV-7) in FIG. 2A, respectively. At the time of data acquisition in step S1, the surrounding solar power generation equipment A time window WINn shifted by a fixed time (a constant interval) is set for each of the measurement results of PV-1 to PV-7.
そして、前記ステップS2により取得した予測対象太陽光発電設備PV−0の計測結果(出力波形)に対して設定した時間窓WIN0と、前記全ての時間窓WINnとで位相限定比較を行う(前記ステップS3〜S5を実行する)。 Then, the phase limited comparison is performed between the time window WIN 0 set for the measurement result (output waveform) of the prediction target photovoltaic power generation facility PV-0 acquired in step S2 and all the time windows WINn (see above). Steps S3 to S5 are executed).
次に前記ステップS6において、前記位相限定比較の結果、一番相関が高い時間窓、例えばPV−3のWIN3xとPV−0のWIN0x+Tを取り出し、波形が最大となる時刻t8、t11に着目する。そしてそれぞれの最大値時点の時刻t11とt8の差を算出し、2地点の予測時間のずれΔTとする(ただし、最大値時刻が時間窓の淵にあるときは最小値の時刻を利用する)。そして周囲太陽光発電設備PV−3のΔT後の波形を予測対象太陽光発電設備PV−0の予測波形(出力予測値)とする。 Next, in step S6, as a result of the phase-only comparison, a time window having the highest correlation, for example, WIN 3x of PV- 3 and WIN 0x + T of PV-0 is extracted, and times t8 and t11 at which the waveform becomes maximum. Pay attention to. Then, the difference between the times t11 and t8 at the time of each maximum value is calculated and set as a difference ΔT between two predicted times (however, the minimum time is used when the maximum time is at the bottom of the time window). . And let the waveform after (DELTA) T of the surrounding solar power generation facility PV-3 be a prediction waveform (output prediction value) of the prediction object solar power generation facility PV-0.
尚、前記ステップS1〜S6におけるフーリエ変換および位相限定相関法のパターンマッチング処理は、例えば特許文献1に記載の技術を利用する。
Note that, for example, the technique described in
制御部30は、前記太陽光発電出力予測値算出部20により予測決定されたPVの出力予測値(出力波形)を制御系のパラメータとしてマイクログリッドの需給制御を行うものであるが、その需給調整制御の一例を図5とともに説明する。
The
図5は、雲が太陽を覆うことにより図11と同様に変動した太陽光発電の出力の推移(実線)と、本実施形態例の制御部30により運転される分散型電源(DER)の出力の推移(破線)を示している。
FIG. 5 shows the transition (solid line) of the output of the photovoltaic power generation that fluctuates in the same manner as FIG. 11 as the clouds cover the sun, and the output of the distributed power source (DER) operated by the
(1)時刻t1において、予め急激な変動を予測するとDERはその変動に対応する準備運動を始める。例えばレシプロエンジン発電機では変化の方向に先行運転し、蓄電池では変化の方向に充放電運転(図5の例では充電)を実施する。 (1) When a sudden change is predicted in advance at time t1, DER starts a preparatory exercise corresponding to the change. For example, the reciprocating engine generator performs a preceding operation in the direction of change, and the storage battery performs a charge / discharge operation (charging in the example of FIG. 5) in the direction of change.
(2)前記PVの出力予測値(出力波形)に基づいて、後述する図6のようにして出力の変動勾配、変動幅がわかるので、予測時間枠内で変動を緩和する運転を行う。例えばレシプロエンジン発電機では慣性内運転を行い、蓄電池では充放電容量をキープする。 (2) Since the fluctuation gradient and fluctuation width of the output can be known based on the PV output predicted value (output waveform) as shown in FIG. 6 to be described later, an operation for reducing the fluctuation is performed within the prediction time frame. For example, reciprocating engine generators operate within inertia, and storage batteries maintain charge / discharge capacity.
(3)このようにして接続運転が容易となる。 (3) The connection operation is thus facilitated.
次にPV出力の変動勾配、変動幅の予測のしかたの一例について図6とともに説明する。図6は、制御部30で処理される機能の一部を表し、(a),(b)は太陽光発電出力予測値算出部20で得られたPVの出力予測値のミリ秒〜数秒間のデータに基づいて出力変動の傾きを予測する場合を示し、(c),(d)は太陽光発電出力予測値算出部20で得られたPVの出力予測値の数秒〜数分間のデータに基づいて出力変動の幅を予測する場合を示している。
Next, an example of how to predict the fluctuation slope and fluctuation width of the PV output will be described with reference to FIG. FIG. 6 shows some of the functions processed by the
図6(a)のミリ秒〜数秒間のデータからは図6(b)の太実線のような変動の傾きが予測され、この予測した傾きに応じて需給調整制御の開始・停止を決定し、負荷の遮断、DER制御を行う。 From the data of milliseconds to several seconds in FIG. 6 (a), the slope of fluctuation as shown by the thick solid line in FIG. 6 (b) is predicted, and start / stop of supply and demand adjustment control is determined according to the predicted slope. , Load cutoff, DER control.
尚、図6(b)の5つの破線は、本発明のような傾き予測を用いていない場合の出力変動の傾きの可能性の例を示しているが、出力変動が5つの傾きのうちどの傾きで推移するかがわからず、需給調整制御の開始・停止の判断がつかない。 Note that the five broken lines in FIG. 6B show an example of the possibility of the inclination of the output fluctuation when the inclination prediction as in the present invention is not used. I don't know if the trend will change, and I can't judge whether to start or stop the supply and demand adjustment control.
前記図6(a),(b)の処理による予測結果から得られる位相相関係数は、予測の確からしさとして用いることができる。変化の規模(傾きの大きさと継続時間)が予測できると、次のようなDER・負荷の制御が可能となる。 The phase correlation coefficient obtained from the prediction results obtained by the processes of FIGS. 6A and 6B can be used as the probability of prediction. If the scale of change (inclination size and duration) can be predicted, the following DER / load control is possible.
(1)事前に傾きを緩和する運転を開始する。 (1) Start operation to ease the inclination in advance.
予測の確からしさに応じて出力を調整する(確かなほど緩和出力を大きくする)。 Adjust the output according to the accuracy of the prediction (definitely increase the relaxation output).
(2)変動規模が稼働中のDERの変動緩和予備力よりも大きくなると判断したとき
→停止中のDERの起動、あるいは稼働中のDERの停止で調整する
→DERで調整が困難と判断されたら負荷遮断で調整する
(これらの起動・停止を伴う制御は時間がかかるため、本発明のように予測により与えられる時間の余裕は重要である)
予測の確からしさに応じて、反応時間の調整(確かなときほど敏感に反応する)をする。
(2) When it is judged that the scale of fluctuation will be larger than the fluctuation mitigation reserve of the operating DER → Adjust by starting the stopped DER or stopping the operating DER → If it is judged that adjustment is difficult by DER Adjust by load shut-off (Since these controls with starting and stopping take time, the time margin given by prediction as in the present invention is important)
Adjust the reaction time according to the accuracy of the prediction (the more sensitive you are, the more sensitive you are).
(3)変動規模が単一のDERでは調整が困難なとき
→複数のDERで変動を緩和する
→DERの反応性能に応じて役割時間をスケジューリングし、不感帯を設ける
(スケジューリングには時間がかかるため、本発明のように予測により与えられる時間の余裕は重要である)。
(3) When it is difficult to adjust with a single DER fluctuation scale → Mitigating fluctuations with multiple DERs → Schedule the role time according to the DER reaction performance and provide a dead zone (Scheduling takes time) The margin of time given by prediction as in the present invention is important).
図6(c)の数秒〜数分間のデータからは、図6(d)の実線のような出力変動幅が予測され、この予測した出力変動幅に応じて需給調整リソースの選択・実行を行う。 An output fluctuation range as shown by a solid line in FIG. 6D is predicted from the data of several seconds to several minutes in FIG. 6C, and a supply and demand adjustment resource is selected and executed according to the predicted output fluctuation range. .
すなわち、負荷の遮断・DER制御準備や、負荷の遮断、DER制御を行ったり、遮断負荷の切替え、DERの切替え(台数制御)などを行う。 That is, load cutoff / der control preparation, load cutoff, DER control, cutoff load switching, DER switching (number control), and the like are performed.
図6(c)、(d)のように出力変動幅を予測し、それに応じて制御することによって、最適な需給調整リソースの選択・実行がなされ、負荷制御スケジュールの作成実行が可能となる。 By predicting the output fluctuation range as shown in FIGS. 6C and 6D and controlling it accordingly, the optimum supply and demand adjustment resource is selected and executed, and the load control schedule can be created and executed.
すなわち、前記図6(c),(d)の処理による予測結果から得られる位相相関係数は、予測の確からしさとして用いることができる。変化の規模(振幅の大きさと継続時間)が予測できると、次のようなDER・負荷の制御が可能となる。 That is, the phase correlation coefficient obtained from the prediction results obtained by the processes of FIGS. 6C and 6D can be used as the probability of prediction. If the scale of change (magnitude and duration) can be predicted, the following DER / load control is possible.
(1)事前に振幅を減少させる運転を開始する。 (1) Start the operation to reduce the amplitude in advance.
予測の確からしさに応じて出力を調整する(確かなほど緩和出力を大きくする)。 Adjust the output according to the accuracy of the prediction (definitely increase the relaxation output).
(2)変動規模が稼働中のDERの変動予備力よりも大きくなると判断したとき
→停止中のDERの起動、あるいは稼働中のDERの停止で調整する
→DERで調整が困難と判断されたら負荷遮断で調整する
(これらの起動・停止を伴う制御は時間がかかるため、本発明のように予測により与えられる時間の余裕は重要である)
予測の確からしさに応じて、反応時間の調整(確かなときほど敏感に反応する)をする。
(2) When it is judged that the scale of fluctuation is larger than the reserve capacity for DER during operation → Adjustment is made by starting DER while stopped or when DER is stopped during operation → Loading when it is difficult to adjust by DER Adjust by shut-off (Since these controls with starting and stopping take time, the margin of time given by prediction as in the present invention is important)
Adjust the reaction time according to the accuracy of the prediction (the more sensitive you are, the more sensitive you are).
(3)時間窓の変化(出力変動)に対して複数のDERの最適スケジュールを作成する。 (3) A plurality of DER optimum schedules are created for changes in time windows (output fluctuations).
ここで、本発明を適用して高速最適制御(数秒〜数分単位程度の制御周期を想定)を実現するマイクログリッドシステムの一例を図7とともに説明する。図7では、分散型電源として、PV51、蓄電池52、レシプロエンジン発電機53が設けられ、負荷として重要負荷54、遮断可能な負荷55、遮断不可の負荷56が設けられている。
Here, an example of a microgrid system that realizes high-speed optimal control (assuming a control cycle of several seconds to several minutes) by applying the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7, a
61は、太陽光発電設備の出力予測値を求める図1の太陽光発電出力予測値算出部20の機能と、図6で述べた、制御部30がPV出力の変動勾配、変動幅を予測する機能と、負荷量を予測する機能とを備えた短期予測部である。
61 is the function of the photovoltaic power generation output predicted
62は、各分散型電源51〜53、負荷54〜56および短期予測部61から取得したデータに基づいてエネルギー最適配分計算を実施し、各分散型電源の集中制御を行う高速計測制御部である。
次に図7のシステムの高速計測制御部62が行う動作の一例を述べる。
Next, an example of the operation performed by the high-speed
(1)運転中の分散型電源、負荷のエネルギー出力・使用量と調整余力とエネルギー原単位を収集する。 (1) Collecting the distributed power source in operation, the energy output / usage of the load, the adjustment capacity, and the energy intensity.
(2)短期予測部61によって求められたエネルギー短期予測から必要なエネルギー総量と加減量を算出する。
(2) The necessary total energy amount and the amount of adjustment are calculated from the short-term energy prediction obtained by the short-
(3)蓄電池の状態、PV出力の重要性(負荷をどれだけ背負うか)、遮断可能な負荷の有無、負荷遮断の期間などの要件を整理する。 (3) Organize requirements such as storage battery status, importance of PV output (how much load will be carried), presence / absence of load that can be cut off, and period of load cut-off.
(4)エネルギー最適配分計算を実施する(単純な線形計画法で実装できる可能性がある→高速計算が可能)。 (4) Perform energy optimal allocation calculation (possible to implement by simple linear programming → high speed calculation possible).
(5)各エネルギーリソースに加減指令を出す。 (5) Issue an adjustment command to each energy resource.
次に、本発明を分散型電源の協調制御システムに適用した実施例を図8、図9に示す。図8において図13と同一部分は同一符号をもって示している。 Next, an embodiment in which the present invention is applied to a cooperative control system for distributed power sources is shown in FIGS. 8, the same parts as those in FIG. 13 are denoted by the same reference numerals.
図8において図13と異なる点は、マイクログリッドシステム側に、短期周辺PV履歴データDB(データベース)71、数十秒PV予測部72、数十秒PV傾き予測部73、数十分PV予測部74、数十分PV予測曲線作成部75、判定部76、短期最適運転計画作成部77および予測評価・調整部78を設けた点にあり、その他の部分は図13と同一に構成されている。
8 differs from FIG. 13 in that the short-term peripheral PV history data DB (database) 71, a tens of seconds
図8のシステムにおいて、日間制御および時間制御は、図13と同様になされる。すなわち、マイクログリッドシステム側(の制御部)では、制御を行う前日に、太陽光発電出力の過去数年の履歴データを基に負荷/PV予測値を求め、その予測値から24時間負荷/PV曲線を得る。そして24時間負荷/PV曲線に基づいて最適運転計画を計算し、24時間分散型電源運転データ(運転スケジュール)を作成する(日間制御)。 In the system of FIG. 8, the day control and the time control are performed in the same manner as in FIG. That is, on the day before the control, the microgrid system side (the control unit) obtains the load / PV predicted value based on the historical data of the past several years of the photovoltaic power generation output, and the 24-hour load / PV from the predicted value. Get a curve. Then, an optimal operation plan is calculated based on the 24-hour load / PV curve, and 24-hour distributed power operation data (operation schedule) is created (daily control).
分散型電源コントローラ側では、制御当日において、前記24時間分散型電源運転データ(スケジュール)を受け取って、自端電圧・電流・周波数を監視しながら前記最適運転計画に沿って各分散型電源を個別最適運転する。また、図13と同様に、簡易な傾き予測に基づく出力制御を行う。 On the distributed power controller side, on the day of control, the 24-hour distributed power operation data (schedule) is received, and each distributed power supply is individually managed according to the optimum operation plan while monitoring its own voltage, current, and frequency. Operate optimally. Similarly to FIG. 13, output control based on simple inclination prediction is performed.
前記前日に求められた予測値が閾値を逸脱した場合は、マイクログリッドシステム側で以後の負荷/PV予測値を求め、その予測値から24時間負荷/PV曲線を得、その曲線に基づいて最適運転計画を再計算し、再度24時間分散型電源運転データ(運転スケジュール)を作成する(時間制御)。 When the predicted value obtained on the previous day deviates from the threshold value, a subsequent load / PV predicted value is obtained on the microgrid system side, a 24-hour load / PV curve is obtained from the predicted value, and the optimum based on the curve is obtained. The operation plan is recalculated, and 24-hour distributed power operation data (operation schedule) is created again (time control).
分散型電源コントローラ側では、前記再作成された24時間分散型電源運転データ(スケジュール)を受け取って、自端電圧・電流・周波数を監視しながら前記最適運転計画に沿って各分散型電源を個別最適運転する。 The distributed power controller side receives the re-created 24-hour distributed power operation data (schedule) and individually monitors each distributed power source according to the optimum operation plan while monitoring its own voltage, current, and frequency. Operate optimally.
短期周辺PV履歴データDB71には、図1の周囲太陽光発電設備PV−n側の照度センサー10nから取得したPV出力データが格納されている。
The short-term peripheral PV
数十秒PV予測部72は、図1の予測対象太陽光発電設備PV−0側の照度センサー10から取得したPV出力データと短期周辺PV履歴データDB71内のPV出力データとに基づいて、図1の太陽光発電出力予測値算出部20の機能によって出力予測値を決定し、図6(a)のようなPV出力予測データ(数十秒間のデータ)を求める。
The tens of seconds
数十秒PV傾き予測部73は、数十秒PV予測部72で求められた数十秒間のPV出力予測データから、出力変動の傾きを予測する(例えば図6(b)の太実線のように傾きを予測する)(分〜秒制御)。
The tens of seconds PV
数十分PV予測部74は、図1の予測対象太陽光発電設備PV−0側の照度センサー10から取得したPV出力データと短期周辺PV履歴データDB71内のPV出力データとに基づいて、図1の太陽光発電出力予測値算出部20の機能によって出力予測値を決定し、図6(c)のようなPV出力予測データ(数十分間のデータ)を求める。
The tens of PV prediction unit 74 is based on the PV output data acquired from the
数十分PV予測曲線作成部75は、数十分PV予測部74で求められた数十分間のPV出力予測データから出力変動幅を予測し、予測曲線を作成する(例えば図6(d)の実線のような曲線を作成する)(時間〜分制御)。
The tens of minutes PV prediction
判定部76は、前記十秒PV傾き予測部73および数十分PV予測曲線作成部75で求められたPV予測値が、現在の最適運転解に対して、どのような影響を与えるかをチェックする。
The
例えば図7の短期予測部61の機能によって予測された統計短期負荷予測の最大変化に対して、現在運転中の機器構成の調整余力では追従できないと判定部76が判定した場合、停止中の機器も含めて余力確保の最適運転配分計算を、短期最適運転計画作成部77において実施する。
For example, when the
また、数十分PV予測曲線作成部75で作成された短期予測の最大上げ幅、最大下げ幅値に対して、現在運転中の機器構成では系統が維持できないと判定部76が判定した場合、短期最適運転計画作成部77において停止中の機器も含めて最適運転配分計算を実行する。
In addition, when the
また、現在運転している機器構成に対して起動/停止の必要があるときは、起動/停止の閾値を定め、その準備をする。 When it is necessary to start / stop the currently operating device configuration, a threshold value for starting / stopping is determined and prepared.
また、判定部76が、効率の悪い運転をしている機器が存在すると判定した場合、短期最適運転計画作成部77において、運転中の機器構成で最適運転配分計算を実行する。
In addition, when the
また、負荷・PV発電量の現在値に対する、短期最適運転計画作成部77で計算された最適運転配分計算の計算値を目標値として、役割に応じた自律行動をとる。
Moreover, the autonomous behavior according to a role is taken by making into the target value the calculated value of the optimal driving | operation distribution calculation calculated in the short-term optimal driving | operation
予測評価・調整部78は、前記数十秒PV傾き予測部73、数十分PV予測曲線作成部75等の短期予測を評価し調整するものであり、以下のように構成されている。
The prediction evaluation /
図9は、太陽光発電出力予測値算出部20により求められたPV短期予測値(PV出力予測値)と予測対象太陽光発電設備PV−0のPV出力の実測値とを示し、これら予測値と実測値により以下のような予測の評価方法を利用する。
FIG. 9 shows the PV short-term predicted value (PV output predicted value) obtained by the photovoltaic power generation output predicted
・標準偏差
・平均2乗誤差
最大乖離、最小乖離距離
(出力値乖離)
同時刻の予測値と実測値の差分を全時刻に対して計算
最大値=最大出力値乖離(Δe−Pmax)
最小値=最小出力値乖離(Δe−Pmin)
(時間乖離)
予測曲線を、過去の実測曲線に重ねて未来・過去方向にずらし、最も早く交差した時間
最大値=最大時間乖離(Δe−tmax)
最小値=最小時間乖離(Δe−tmin)
次に、予測評価・調整部78が行う、前記PV短期予測評価を利用した自動補正の一例を説明する。
・ Standard deviation ・ Mean square error Maximum deviation, minimum deviation distance (output value deviation)
The difference between the predicted value and the actual measurement value at the same time is calculated for all times. Maximum value = Maximum output value deviation (Δe−Pmax)
Minimum value = Minimum output value deviation (Δe-Pmin)
(Time deviation)
The prediction curve is superimposed on the past actual measurement curve and shifted in the future / past direction, and the time when the earliest crossing occurs. Maximum value = maximum time deviation (Δe−tmax)
Minimum value = Minimum time deviation (Δe−tmin)
Next, an example of automatic correction using the PV short-term prediction evaluation performed by the prediction evaluation /
・PV短期予測値の利用可否判定
(判定閾値の発見)
1.許容誤差(予測値と実測値の差分の上下限閾値、傾き差分の閾値、最大時間乖離、最大出力値乖離)と位相相関係数や他の予測パラメータとの相関をチェックする。
・ Possibility of use of PV short-term forecast value (discovery of judgment threshold)
1. The correlation between the allowable error (upper and lower thresholds of the difference between the predicted value and the actually measured value, the threshold of the gradient difference, the maximum time divergence, the maximum output value divergence) and the phase correlation coefficient and other prediction parameters is checked.
2.相関があるときは位相相関係数で閾値チェックが可能となり余分な計算をする必要がなくなる。
・PV短期予測値を補正できる場合には補正する
(出力シフト)
1.予測曲線を、同時刻の実測値に合わせて出力方向にシフトして、以後利用する
(時間シフト)
1.予測曲線を、過去の実測曲線に重ねて未来・過去方向にずらし、最も早く交差した時間分だけ予測曲線を時間方向にシフトして、以後利用する。
2. When there is a correlation, it is possible to check the threshold with the phase correlation coefficient, eliminating the need for extra calculations.
-Correct PV short-term forecast values if possible (output shift)
1. The prediction curve is shifted in the output direction according to the actual measurement value at the same time, and then used (time shift).
1. The prediction curve is superimposed on the past actual measurement curve and shifted in the future / past direction, and the prediction curve is shifted in the time direction by the time of the earliest crossing, and then used.
・予測値と実測値の一致度の利用
(変動点起因要素の発見;位相限定相関法によるパターンマッチングの起点となる)
1.図3、図4で述べた時間窓の始まりは、予測時刻(例えば図4の時刻t11)を特定する大きなファクタである
2.図3の時間窓WINnをずらしながら相関係数が最大となる時間窓を探し出すが、探し出した時間窓の開始時刻に対し、他の要素の時刻相関が高いものを見つける
要素の候補には次のようなものがある
潮流、電圧、周波数、無効電力、インバータの挙動、DERの挙動、天候、気温、湿度、気圧(もし、見つかったときは、その要素を使い、事前に時間窓WINnを篩いにかけ、位相限定相関法によるパターンマッチングの標本数を予め減らすことができる)。
・ Use of the degree of coincidence between the predicted value and the actual measurement value (discovery of the variation point origin element; the starting point for pattern matching by the phase-only correlation method)
1. The start of the time window described with reference to FIGS. 3 and 4 is a large factor for specifying the predicted time (for example, time t11 in FIG. 4). The time window having the maximum correlation coefficient is searched for while shifting the time window WINn in FIG. 3. The one having the higher time correlation of other elements with respect to the start time of the searched time window is searched. There are things like power flow, voltage, frequency, reactive power, inverter behavior, DER behavior, weather, temperature, humidity, barometric pressure (if found, use that element and sift time window WINn in advance The number of pattern matching samples by the phase-only correlation method can be reduced in advance).
・照度センサーの選択
1.位相限定相関法で選択される照度センサー(予測対象PV−0の出力と最も相関度の高い周囲PV−nの照度センサー10n)の統計をとる
2.ほとんど選ばれない照度センサー10nは候補から外す(これにより計算時間を短縮することができる)。
・ Selection of
次に、予測評価・調整部78が行う、前記PV短期予測評価を利用した自動補正の他の例を説明する。
Next, another example of automatic correction using the PV short-term prediction evaluation performed by the prediction evaluation /
・PV短期予測値と実測値の不一致度の利用
不一致度の原因を特定し(他の要素との相関を得る)、予測精度の自動向上に役立てる。パラメータの変更により、以後の制御判断にも役立てる。
-Use of mismatch between PV short-term predicted value and actual measured value Specify the cause of the mismatch (obtain correlation with other factors) and use it to automatically improve prediction accuracy. By changing the parameters, it is useful for subsequent control decisions.
(循環変動の発見)
1.同じ計測点に対し、図3に示す任意の時間窓WINnに対しての波形の位相相関を時間窓をずらしながら計算する
2.相関係数の変化に対してフーリエ変換によるスペクトル分析で周期性の強度を計る
3.もし、強い周期性がある場合は、循環変動があるとみなし、その周期を当分の間、時間窓WINnの幅とする
4.逆に、周期性が見られないときは、不規則運動であるとみなすことができ、当分の間、履歴データ(例えば図8の短期周辺PV履歴データDB71)からの予測値補正をとり止める。
(Discovery of circulation fluctuations)
1. 1. For the same measurement point, calculate the phase correlation of the waveform with respect to the arbitrary time window WINn shown in FIG. 2. Measure the intensity of periodicity by spectral analysis using Fourier transform for the change in correlation coefficient. If there is a strong periodicity, it is considered that there is a circulation fluctuation, and that period is set as the width of the time window WINn for the time being. Conversely, when periodicity is not seen, it can be regarded as an irregular motion, and for the time being, the prediction value correction from the history data (for example, the short-term peripheral PV
(適切な時間窓幅の発見)
1.時間窓WINnの幅は予測精度に大きく影響することが予想される。予め定めた時間窓の幅の最大値に対して任意の割合の中でランダムに変化させ、不一致度との相関を得る作業を周期的に行う
2.安定してからも、時々変化させて不一致度との相関をチェックし、必要があれば補正をする。
(Discovering an appropriate time window width)
1. The width of the time window WINn is expected to greatly affect the prediction accuracy. 1. Randomly change in an arbitrary ratio with respect to a predetermined maximum value of the time window width, and periodically perform an operation of obtaining a correlation with the degree of inconsistency. Even after stabilization, it is changed from time to time to check the correlation with the degree of inconsistency, and if necessary, it is corrected.
(確定確率)
1.予測誤差の値から不一致度を算出し、確からしさを数字で判断できるようにする
2.他の要素の時刻相関が高いものを見つける。要素の候補には次のようなものがある
潮流、電圧、周波数、無効電力、インバータの挙動、DERの挙動、天候、気温、湿度、気圧(もし、見つかったときは、その要素を使い、事前に時間窓WINnを篩いにかけ、位相限定相関法によるパターンマッチングの標本数を予め減らすことができる)
3.不確定要素を含む需給最適制御(確度が高いときは最適計算優先、確度が低いときは継続性優先)に役立てる。
(Confirmation probability)
1. 1. Calculate the degree of inconsistency from the value of the prediction error so that the probability can be judged numerically. Find the other elements with high time correlation. Candidate elements include the following: tidal current, voltage, frequency, reactive power, inverter behavior, DER behavior, weather, temperature, humidity, barometric pressure (if found, use that element in advance The number of samples for pattern matching by the phase-only correlation method can be reduced in advance.
3. Useful for optimal supply and demand control including uncertainties (optimal calculation priority when accuracy is high, continuity priority when accuracy is low).
以上のように、図8のマイクログリッドシステム(前記各部71〜78)が行う出力変動の傾き予測は、時間の広がりがあるため予測精度が高いという優位性がある。
As described above, the inclination prediction of the output fluctuation performed by the microgrid system of FIG. 8 (the
この優位性を使ってマイクログリッドシステム側は統合的な予測制御を行うことができ、これによって、マイクログリッドシステム側の統合的な予測制御と、分散型電源側の個別制御との相乗効果によって更に精度の高い最適制御を行うことができる。 Using this advantage, the microgrid system side can perform integrated predictive control, which further increases the synergistic effect of the integrated predictive control on the microgrid system side and the individual control on the distributed power supply side. Highly accurate optimum control can be performed.
また、図8のシステムによれば、負荷を安定化用デバイスとして利用することができ、低コスト化・リライアビリティ向上につながり、分散型電源の普及を促進する手がかりとなる。 Further, according to the system of FIG. 8, the load can be used as a stabilization device, which leads to cost reduction and improvement of reliability, and is a key to promote the spread of distributed power sources.
図8のマイクログリッドシステムの短期最適運転計画作成部77が作成する短期最適運転計画は、電力エネルギーの最適配分を実現するものであるが、次にその最適運転配分計算の一実施例を図10とともに説明する。
The short-term optimum operation plan created by the short-term optimum operation
図10の実施例は線形計画法による時刻別最適計算方式を実行するものであり、マイクログリッドシステムの24時間最適運転計画で用いている制約条件式を、時刻別最適計算エンジン80の時刻別最適化制約条件式として利用する。 The embodiment of FIG. 10 executes an optimal calculation method for each time based on linear programming, and the constraint condition expression used in the 24-hour optimal operation plan of the microgrid system is converted into an optimal operation for each time of the optimal calculation engine 80 for each time. It is used as a generalization constraint conditional expression.
この際、時刻制約、機器(分散型電源)のオンオフ制約など、整数要素の制約条件を除外する。 In this case, integer element constraints such as time constraints and device (distributed power supply) on / off constraints are excluded.
まず、太陽光発電の短期予測(例えば図7の短期予測部61の予測データ)を入力する(図示(1))。この際、24時間負荷予測からPV短期予測を差し引いた値を、現在の短期予測値として、時刻別最適計算エンジン80による最適化計算の入力とする(図示(2))。
First, short-term prediction of solar power generation (for example, prediction data of the short-
次に時刻別最適計算エンジン80では、数十分PV予測曲線作成部75で作成された短期予測曲線を、任意の時間で分割し、それぞれの時刻帯での最適解を求める。現在の分散型電源の出力値と負荷値を初期値とする。
Next, the optimum calculation engine for each time 80 divides the short-term prediction curve created by the tens of minutes PV prediction
時刻毎に、全体最適の目的関数(現状の目的関数から時間集計計算を除いたもの:経済性・環境性の選択は可)に則って全体最適計算をする。経済効率曲線の近似方法によって線形計画法(LP)、2次計画法(QP)、n次計画法、逐次2次計画法(SQP)を使い分ける(推奨:逐次2次計画法)(図示(3))。 At each time, the overall optimal calculation is performed in accordance with the overall optimal objective function (the current objective function excluding the time aggregation calculation: economic / environmental selection is possible). Depending on the approximation method of the economic efficiency curve, linear programming (LP), quadratic programming (QP), n-order programming, and sequential quadratic programming (SQP) are properly used (recommended: sequential quadratic programming) (illustration (3 )).
次に前記図示(3)の処理を時刻分繰り返す(図示(4))。 Next, the process of (3) in the figure is repeated for the time (illustration (4)).
分散型電源毎の運転スケジュールを取り出し、各分散型電源に通知し、各分散型電源は、受け取ったスケジュールをベースに、自端の電圧・電流・周波数を監視しながら、役割に応じた個別最適運転を行う(図示(5))。 Take out the operation schedule for each distributed power source and notify each distributed power source, and each distributed power source monitors the voltage, current, and frequency of its own end based on the received schedule, and optimizes it individually according to its role Operation is performed ((5) in the figure).
尚、時刻別最適計算エンジン80内の目的関数と制約条件式の例は以下のとおりである。 An example of the objective function and the constraint condition expression in the optimal calculation engine 80 for each time is as follows.
<統合EMS 時刻別最適化目的関数>
CO2[kg−CO2]→最小
CO2[kg−CO2]=購入電力CO2[kg−CO2]+電熱源CO2[kg−CO2]
購入電力CO2[kg−CO2]=購入電力量[kWh]×購入電力CO2排出量原単位[kg−CO2/kWh]
電熱源CO2[kg−CO2]=都市ガス使用量[Nm3]×都市ガスCO2排出量原単位[kg−CO2/Nm3]。
<Integrated EMS Optimization Objective Function by Time>
CO 2 [kg−CO 2 ] → minimum CO 2 [kg−CO 2 ] = purchased power CO 2 [kg−CO 2 ] + electric heat source CO 2 [kg−CO 2 ]
Purchased electric power CO 2 [kg−CO 2 ] = purchased electric energy [kWh] × purchased electric power CO 2 emission basic unit [kg−CO 2 / kWh]
Electric heat source CO 2 [kg−CO 2 ] = city gas consumption [Nm 3 ] × city gas CO 2 emission basic unit [kg−CO 2 / Nm 3 ].
<統合EMS 時刻別最適化制約条件式>
供給電力[kW]=電力需要[kW]
供給電力[kW]=供給電力1[kW]+供給電力2[kW]+供給電力3[kW]+供給電力4[kW]
電力需要[kW]=電力需要1[kW]+電力需要2[kW]+電力需要3[kW]+電力需要4[kW]
供給電力1[kW]=購入電力1[kW]+電熱源電力出力1[kW]+蓄電池放電出力1[kW]
電熱源電力出力1[kW]=都市ガス使用量1[Nm3]×発電係数1[kWh/Nm3]
電力需要1[kW]=電力負荷1[kW]+蓄電池充電電力1[kW]+空調電力1[kW]+給湯電力1[kW]……
供給電力2[kW]=電力需要2[kW]
供給電力2[kW]=購入電力2[kW]+電熱源電力出力2[kW]+蓄電池放電出力2[kW]
電熱源電力出力2[kW]=都市ガス使用量2[Nm3]×発電係数2[kWh/Nm3]
電力需要2[kW]=電力負荷2[kW]+蓄電池充電電力2[kW]+空調電力2[kW]+給湯電力2[kW]……。
<Integrated EMS time-specific optimization constraint formula>
Supply power [kW] = Power demand [kW]
Supply power [kW] = Supply power 1 [kW] + Supply power 2 [kW] + Supply power 3 [kW] + Supply power 4 [kW]
Power demand [kW] = Power demand 1 [kW] + Power demand 2 [kW] + Power demand 3 [kW] + Power demand 4 [kW]
Supply power 1 [kW] = purchased power 1 [kW] + heat source power output 1 [kW] + storage battery discharge output 1 [kW]
Electricity source power output 1 [kW] = city gas consumption 1 [Nm 3 ] × power generation coefficient 1 [kWh / Nm 3 ]
Electric power demand 1 [kW] = electric power load 1 [kW] + storage battery charging electric power 1 [kW] + air conditioning electric power 1 [kW] + hot water supply electric power 1 [kW] ……
Supply power 2 [kW] = Power demand 2 [kW]
Supply power 2 [kW] = purchased power 2 [kW] + heat source power output 2 [kW] + storage battery discharge output 2 [kW]
Electric power source power output 2 [kW] = city gas consumption 2 [Nm 3 ] × power generation coefficient 2 [kWh / Nm 3 ]
Electric power demand 2 [kW] = electric power load 2 [kW] + storage battery charging electric power 2 [kW] + air conditioning electric power 2 [kW] + hot water supply electric power 2 [kW].
以上のように本実施形態例においては、所定時間前における予測対象太陽光発電設備PV−0の出力データと最も相関度の高い周囲太陽光発電設備PV−nの出力は、現在の時間帯においてもPV−0の出力と同様となることが推定されるので、これをPV−0の出力予測値に決定している。これによって、精度の高い出力予測値を容易に取得することができる。 As described above, in the present embodiment, the output of the surrounding solar power generation facility PV-n having the highest correlation with the output data of the prediction target solar power generation facility PV-0 in a predetermined time is the current time zone. Is also assumed to be the same as the output of PV-0, so this is determined as the output predicted value of PV-0. As a result, a highly accurate output predicted value can be easily obtained.
そしてこの精度の高い出力予測値に基づいてマイクログリッドの需給制御を行っているので、出力変動に対応した準備運転や変動緩和運転等を行うことができる。 Since the supply and demand control of the microgrid is performed based on this highly accurate predicted output value, it is possible to perform a preparation operation or a fluctuation mitigation operation corresponding to the output fluctuation.
尚、前記実施例では、周囲太陽光発電設備PV−nは複数個設けられていたが、1個のPV−nであってもよい。その場合は、例えば図2の方法により求めたPV−0とPV−nの出力の類似度が、設定した閾値以上であるときに、PV−nの出力データをPV−0の出力予測値とする等の方法で出力予測値を決定する。 In addition, in the said Example, although the surrounding photovoltaic power generation equipment PV-n was provided with two or more, one PV-n may be sufficient. In this case, for example, when the similarity between the outputs of PV-0 and PV-n obtained by the method of FIG. 2 is equal to or greater than a set threshold value, the PV-n output data is used as the PV-0 output predicted value. The predicted output value is determined by a method such as
1,51…PV
2…モノジェネレーション
3,52…蓄電池
4…コジェネレーション
5…蓄熱機器
6…電力負荷
7…熱負荷
10,10n…照度センサー
20…太陽光発電出力予測値算出部
30…制御部
53…レシプロ発電機
54…重要負荷
55…遮断可能な負荷
56…遮断不可の負荷
61…短期予測部
62…高速計測制御部
71…短期周辺PV履歴データDB
72…数十秒PV予測部
73…数十秒PV傾き予測部
74…数十分PV予測部
75…数十分PV予測曲線作成部
76…判定部
77…短期最適運転計画作成部
78…予測評価・調整部
80…時刻別最適計算エンジン
1,51 ... PV
2 ...
72 ... Several tens of seconds
Claims (11)
電力系統内の、太陽光発電出力の予測対象である予測対象太陽光発電設備と、該予測対象太陽光発電設備の周囲に配設された周囲太陽光発電設備とに各々設けられ、各太陽光発電設備の出力を計測する太陽光発電出力計測手段と、
前記太陽光発電出力計測手段により所定時間前に計測された予測対象太陽光発電設備の出力と周囲太陽光発電設備の出力を各々フーリエ変換し、フーリエ変換後の予測対象太陽光発電設備の出力と周囲太陽光発電設備の出力の周波数毎の位相差を基に、位相限定相関法によって予測対象太陽光発電設備の出力と周囲太陽光発電設備の出力の相関度を求め、予測対象太陽光発電設備の出力と最も相関度の高い周囲太陽光発電設備の現在の出力を、予測対象太陽光発電設備の出力予測値として決定する太陽光発電出力予測値算出手段と、
前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値を制御系のパラメータとしてマイクログリッドの需給制御を行う制御手段と、
を備えたことを特徴とするマイクログリッドの需給制御システム。 A microgrid supply and demand control system comprising at least a plurality of photovoltaic power generation facilities,
A solar power generation facility to be predicted, which is a target of solar power generation output prediction, and a surrounding solar power facility installed around the solar power generation facility to be predicted Solar power output measuring means for measuring the output of the power generation facility;
The output of the prediction target solar power generation facility and the output of the surrounding solar power generation facility measured by the solar power generation output measuring means a predetermined time ago are each Fourier transformed, and the output of the prediction target solar power generation facility after the Fourier transform Based on the phase difference of the output of the surrounding photovoltaic power generation equipment for each frequency, the degree of correlation between the output of the forecasting photovoltaic power generation equipment and the output of the surrounding photovoltaic power generation equipment is obtained by the phase-only correlation method, and the forecasting photovoltaic power generation equipment A solar power output predicted value calculating means for determining the current output of the surrounding solar power generation facility having the highest correlation with the output of
Control means for performing supply and demand control of the microgrid using the output predicted value determined by the photovoltaic power generation output predicted value calculating means as a control system parameter;
Microgrid supply and demand control system characterized by comprising:
前記太陽光発電出力予測値算出手段は、
前記太陽光発電出力計測手段によって計測された予測対象太陽光発電設備および周囲太陽光発電設備の過去の設定時間分の太陽光発電出力データを取得し、
前記取得した太陽光発電出力データをフーリエ変換し、フーリエ変換後の前記太陽光発電出力データの周波数毎の位相差に基づいて、前記予測対象太陽光発電設備の出力データとの類似度を全ての周囲太陽光発電設備の出力データについて算出し、
前記算出された類似度が最も高い周囲太陽光発電設備の現在の太陽光発電出力データを、予測対象太陽光発電設備の出力予測値として前記太陽光発電出力計測手段から取得する
ことを特徴とする請求項1に記載のマイクログリッドの需給制御システム。 A plurality of the surrounding solar power generation facilities are arranged,
The photovoltaic power generation output predicted value calculating means is
Obtain solar power output data for the past set time of the prediction target solar power generation facility and the surrounding solar power generation facility measured by the solar power generation output measuring means,
The acquired photovoltaic power generation output data is Fourier transformed, and based on the phase difference for each frequency of the photovoltaic power generation output data after the Fourier transformation, the similarity with the output data of the prediction target photovoltaic power generation equipment Calculate the output data of the surrounding solar power generation facilities,
The present photovoltaic power generation output data of the surrounding photovoltaic power generation facility having the highest calculated similarity is acquired from the photovoltaic power generation output measuring means as an output predicted value of the prediction target photovoltaic power generation facility. The supply and demand control system for a microgrid according to claim 1.
電力系統内の、太陽光発電出力の予測対象である予測対象太陽光発電設備と、該予測対象太陽光発電設備の周囲に複数個配設された周囲太陽光発電設備とに各々設けられた太陽光発電出力計測手段が、各太陽光発電設備の出力を計測する太陽光発電出力計測ステップと、
太陽光発電出力予測値算出手段が、前記太陽光発電出力計測手段によって計測された予測対象太陽光発電設備および周囲太陽光発電設備の過去の設定時間分の太陽光発電出力データを取得する太陽光発電出力データ取得ステップと、
太陽光発電出力予測値算出手段が、前記取得した太陽光発電出力データをフーリエ変換し、フーリエ変換後の前記太陽光発電出力データの周波数毎の位相差に基づいて、前記予測対象太陽光発電設備の出力データとの類似度を全ての周囲太陽光発電設備の出力データについて算出する類似度算出ステップと、
太陽光発電出力予測値算出手段が、前記算出された類似度が最も高い周囲太陽光発電設備の現在の太陽光発電出力データを前記太陽光発電出力計測手段から取得し、当該取得したデータを予測対象太陽光発電設備の出力予測値として決定する予測値決定ステップと、
制御手段が、前記太陽光発電出力予測値算出手段によって決定された出力予測値を制御系のパラメータとしてマイクログリッドの需給制御を行う制御ステップと、
を備えたことを特徴とするマイクログリッドの需給制御方法。 A supply and demand control method for a microgrid equipped with at least a plurality of photovoltaic power generation facilities,
The solar power provided in each of the prediction target solar power generation equipment that is the target of the prediction of the solar power output in the power system and the surrounding solar power generation equipment provided around the prediction target solar power generation equipment Photovoltaic power output measuring means measures the output of each photovoltaic power generation facility, solar power generation output measuring step,
Photovoltaic power generation output predicted value calculation means for obtaining solar power generation output data for the past set times of the prediction target solar power generation equipment and surrounding solar power generation equipment measured by the solar power generation output measurement means Power generation output data acquisition step;
The photovoltaic power generation output predicted value calculation means Fourier-transforms the acquired photovoltaic power generation output data, and based on the phase difference for each frequency of the photovoltaic power generation output data after the Fourier transformation, the prediction target photovoltaic power generation facility A similarity calculation step for calculating the output data of all the surrounding photovoltaic power generation facilities,
The photovoltaic power generation output predicted value calculation means obtains the current photovoltaic power generation output data of the surrounding photovoltaic power generation facility having the highest calculated similarity from the photovoltaic power generation output measurement means, and predicts the acquired data A predicted value determining step for determining the output predicted value of the target photovoltaic power generation facility;
A control step for controlling supply and demand of the microgrid using the output predicted value determined by the photovoltaic power generation output predicted value calculating unit as a parameter of a control system;
A supply and demand control method for a microgrid characterized by comprising:
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