JP2016039706A - 蓄電池制御装置および蓄電池制御方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】第1抽出部は、電力系統に連系する発電装置の出力電力の計測値に基づいて、第1周期変動を緩和した出力電力を示す第1変動緩和電力値を抽出する。第2抽出部は、発電装置の出力電力の計測値または発電装置の出力電力に影響する物理量の計測値に基づいて、第1周期変動よりも変動周期が長い第2周期変動を緩和した出力電力を示す第2変動緩和電力値を抽出する。電池指令補償部は、電力系統に接続された蓄電池に対する充放電指令値を補償する。電池指令補償部は、第1変動緩和電力値を、第2変動緩和電力値の変化量に基づく補償値によって補償する。
【選択図】図1
Description
(構成例)
図1は、第1の実施形態による蓄電池制御装置4の構成の一例を示すブロック図である。図1に示すように、蓄電池制御装置4は、蓄電池制御システム1の一構成部である。蓄電池制御システム1は、大別して、発電装置の一例としての風力発電設備2と、蓄電池3と、蓄電池制御装置4と、第1計測器51と、第2計測器52とを備える。
第1の一次遅れ回路41は、第1の時定数T1を有する。第1の時定数T1は、例えば、20分程度の時間に相当する時定数である。図1に示すように、第1の一次遅れ回路41の伝達関数G(s)は、例えば、1/(T1s+1)である。第1の一次遅れ回路41は、風力発電出力計測値Pwを入力とし、入力された風力発電出力計測値Pwを、伝達関数すなわち第1の時定数T1に応じた出力値(以下、第1の一次遅れ出力値ともいう)Pt1sに変換する。
第2の一次遅れ回路42は、第1の時定数T1よりも大きい第2の時定数T2を有する。第2の時定数T2は、例えば、5時間程度あるいは6時間程度の時間に相当する時定数である。図1に示すように、第2の一次遅れ回路42の伝達関数G(s)は、例えば、1/(T2s+1)である。第2の一次遅れ回路42は、風力発電出力計測値Pwを入力とし、入力された風力発電出力計測値Pwを、伝達関数すなわち第2の時定数T2に応じた出力値(以下、第2の一次遅れ出力値ともいう)Pt2sに変換する。
傾向判断部43は、第2の一次遅れ出力値Pt2sを入力とする。傾向判断部43は、入力された第2の一次遅れ出力値Pt2sの変化量に基づいて、長周期変動の傾向を判断する。そして、傾向判断部43は、長周期変動の傾向を示す傾向判断値の一例として、フラグVflagを算出する。
電池指令補償部44は、蓄電池制御装置4から蓄電池3に対して出力される充放電指令値を、充放電指令値の生成前に事前に補償する。電池指令補償部44は、第1の一次遅れ出力値Pt1sを、第2の一次遅れ出力値Pt2sの変化量に基づく補償値によって補償することで、充放電指令値を事前に補償する。
図1に示すように、加算器45は、電池指令補償部44が第1の一次遅れ出力値Pt1sに基づいて算出した合成出力目標値Ptと、風力発電出力計測値Pwとを入力とする。加算器45は、入力された合成出力目標値Ptから、入力された風力発電出力計測値Pwを減じることで、充放電指令値Pbを算出する。そして、加算器45は、算出された充放電指令値Pbを、蓄電池3に出力する。
図1に示すように、積分器46は、第2計測器52から出力された充放電電力計測値Pbmを入力とし、充放電電力計測値Pbmの積分値Intgを算出する。積分器46は、算出された積分値Intgを、電池指令補償部44に出力する。積分器46の1回の積分期間は、予め定められた一定の期間であってもよい。積分器46の1回の積分期間は、電池指令補償部44が合成出力目標値Ptを算出する周期よりも短い期間であればよい。
次に、蓄電池制御装置4の動作例について説明する。以下に説明する動作例は、蓄電池制御方法の一実施形態でもある。なお、初期状態において、蓄電池制御装置4は、充放電指令値Pbによる蓄電池3の充放電制御を開始しており、積分器46は、充放電電力計測値Pbmの積分値を算出していることとする。
|max(Intg)|−|min(Intg)|<Th_Intg1 (2)
|max(Intg)|−|min(Intg)|>Th_Intg2 (5)
次に、第2の実施形態について説明する。本実施形態の説明にあたり、第1の実施形態に対応する構成部については同一の符号を付して重複した説明は省略する。
発電予測部47は、風力発電設備2における発電機の周辺に設置された風速計6の計測値Vwを入力とする。風速計6の計測値Vwは、発電装置の出力電力に影響する物理量の計測値の一例である。発電予測部47は、入力された風速計6の計測値Vwに基づいて、風力発電出力の予測値(以下、風力発電出力予測値ともいう)Pw_fを算出する。風力発電出力予測値Pw_fは、第2変動緩和電力値の一例である。発電予測部47は、例えば、発電予測部47の機能を有する演算器によって具現化することができる。
次に、第3の実施形態について説明する。本実施形態の説明にあたり、第1の実施形態に対応する構成部については同一の符号を付して重複した説明は省略する。
第1移動平均部48は、風力発電出力計測値Pwを入力とする。第1移動平均部48は、入力された風力発電出力計測値Pwについての第1期間にわたる第1移動平均値Pma1を算出する。第1移動平均値Pma1は、第1変動緩和電力値の一例である。第1期間は、例えば、風力発電出力の短周期変動の変動周期に相当する期間である。第1期間は、例えば、20分程度であってもよい。第1移動平均部48は、算出された第1移動平均値Pma1を、電池指令補償部44に出力する。
第2移動平均部49は、風力発電出力計測値Pwを入力とする。第2移動平均部49は、入力された風力発電出力計測値Pwについての第2期間にわたる第2移動平均値Pma2を算出する。第2移動平均値Pma2は、第2変動緩和電力値の一例である。第2期間は、例えば、風力発電出力の長周期変動の変動周期に相当する期間である。第2期間は、例えば、5〜6時間程度であってもよい。第2移動平均部49は、算出された第2移動平均値Pma2を、傾向判断部43に出力する。
第1〜第3の実施形態においては、充放電指令値Pbを充放電指令値Pbの生成前に事前に補償しているが、図8に示すように、充放電指令値Pbt1sを充放電指令値Pbt1sの生成後に事後的に補償してもよい。図8に示される蓄電池制御装置4は、第1の実施形態に示した加算器45の替わりに、第2加算器451を備えている。第2加算器451は、第1の一次遅れ出力値Pt1sと風力発電出力計測値Pwとを入力とし、第1の一次遅れ出力値Pt1sから風力発電出力計測値Pwを減じることで、補償前の充放電指令値Pbt1sを算出する。第2加算器451は、算出された補償前の充放電指令値Pbt1sを電池指令補償部44に出力する。電池指令補償部44は、Vflagおよび積分値Intgに基づいて算出されたゲインを、補償前の充放電指令値Pbt1sに対して加算または減算することで、補償後の充放電指令値Pbを算出する。電池指令補償部44は、算出した充放電指令値Pbを、蓄電池3に出力する。図8の構成においても、長周期変動の変動方向および充放電出力の状態を考慮したゲインを用いるので、第1〜第3の実施形態と同様の作用効果を得ることができる。なお、図8の構成は、第2および第3の実施形態との組み合わせも可能である。
41 第1の一次遅れ回路
42 第2の一次遅れ回路
44 電池指令補償部
Claims (9)
- 電力系統に連系する発電装置の出力電力の計測値に基づいて、第1周期変動を緩和した前記出力電力を示す第1変動緩和電力値を抽出する第1抽出部と、
前記発電装置の出力電力の計測値または前記発電装置の出力電力に影響する物理量の計測値に基づいて、前記第1周期変動よりも変動周期が長い第2周期変動を緩和した前記出力電力を示す第2変動緩和電力値を抽出する第2抽出部と、
前記電力系統に接続された蓄電池に対する充放電指令値を補償する電池指令補償部と、を備え、
前記電池指令補償部は、前記第1抽出部によって抽出された前記第1変動緩和電力値を、前記第2抽出部によって抽出された前記第2変動緩和電力値の変化量に基づく補償値によって補償することにより、前記充放電指令値を補償する、蓄電池制御装置。 - 前記第2抽出部によって抽出された前記第2変動緩和電力値の変化量に基づいて、前記第2周期変動の傾向を示す傾向判断値を算出する傾向判断部と、
前記発電装置の出力電力の計測値と、前記電池指令補償部が前記第1変動緩和電力値および前記第2変動緩和電力値に基づいて算出した前記発電装置と前記蓄電池との合成出力の目標値とに基づき、前記充放電指令値を算出する加算器と、
前記蓄電池の充放電電力の計測値を入力とし、当該計測値の積分値を算出する積分器と、を更に備え、
前記電池指令補償部は、前記傾向判断部によって算出された前記傾向判断値と前記積分器によって算出された前記積分値とに応じて、前記第1変動緩和電力値の補償方法を変更可能である、請求項1に記載の蓄電池制御装置。 - 前記第1抽出部は、第1の時定数を有する第1の一次遅れ回路であり、
前記第1変動緩和電力値は、前記発電装置の出力電力の計測値を入力とした前記第1の一次遅れ回路の出力値である、請求項1に記載の蓄電池制御装置。 - 前記第2抽出部は、前記第1の時定数よりも大きい第2の時定数を有する第2の一次遅れ回路であり、
前記第2変動緩和電力値は、前記発電装置の出力電力の計測値を入力とした前記第2の一次遅れ回路の出力値である、請求項3に記載の蓄電池制御装置。 - 前記第2抽出部は、前記発電装置の出力電力に影響する物理量の計測値を入力とし、前記発電装置の出力電力の予測値を前記第2変動緩和電力値として出力する発電予測部である、請求項1に記載の蓄電池制御装置。
- 前記発電装置の出力電力に影響する物理量の計測値は、風速の計測値であり、
前記発電予測部は、統計モデルおよび数値気象モデルの少なくとも一方によって前記予測値を算出する、請求項5に記載の蓄電池制御装置。 - 前記第1抽出部は、前記発電装置の出力電力の計測値を入力とし、当該計測値についての第1期間にわたる第1移動平均値を前記第1変動緩和電力値として算出する第1移動平均部である、請求項1に記載の蓄電池制御装置。
- 前記第2抽出部は、前記発電装置の出力電力の計測値を入力とし、当該計測値についての前記第1期間よりも長い第2期間にわたる第2移動平均値を前記第2変動緩和電力値として算出する第2移動平均部である、請求項7に記載の蓄電池制御装置。
- 電力系統に連系する発電装置の出力電力の計測値に基づいて、第1周期変動を緩和した出力電力を示す第1変動緩和電力値を抽出し、
前記発電装置の出力電力の計測値または前記発電装置の出力電力に影響する物理量の計測値に基づいて、前記第1周期変動よりも変動周期が長い第2周期変動を緩和した出力電力を示す第2変動緩和電力値を抽出し、
前記電力系統に接続された蓄電池に対する充放電指令値を補償し、
前記充放電指令値の補償は、前記第1変動緩和電力値を、前記第2変動緩和電力値の変化量に基づく補償値によって補償することにより行う、蓄電池制御方法。
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