JP2019075838A - Dispersion type power source and controller of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、太陽光発電システムや風力発電システム等からなる分散型電源の、電力系統との連系点における電圧変動を抑制する技術に関する。 The present invention relates to a technology for suppressing voltage fluctuation at a connection point with an electric power system of a distributed power supply including a solar power generation system, a wind power generation system, and the like.
太陽光発電システムや風力発電システム等の分散型電源は、通常、パワーコンディショナを介して電力系統に連系される。
ここで、分散型電源から出力される有効電力は気象条件等によって変動することが知られており、有効電力の変動は電力系統との連系点の電圧を変動させるため、電力系統の安定化を阻害する原因となる。
Distributed power sources such as a solar power generation system and a wind power generation system are usually interconnected to a power system via a power conditioner.
Here, it is known that the active power output from the distributed power source fluctuates depending on weather conditions etc., and the fluctuation of the active power fluctuates the voltage at the connection point with the power system, so the power system is stabilized. Cause inhibition.
このような連系点における電圧変動を抑制するための従来技術として、例えば、特許文献1や特許文献2に記載されたものが知られている。
まず、特許文献1には、系統電圧の変動成分から所定の大きさ以上の変動成分を抽出し、この変動成分を所定範囲に抑制して無効電力(または無効電流、以下同じ)がその指令に一致するように制御量を算出し、この制御量に従って無効電力を制御するようにした無効電力補償装置が記載されている。
As a prior art for suppressing the voltage fluctuation | variation in such a connection point, what was described in
First, in
図11は、特許文献1に記載された無効電力補償装置の制御ブロック図である。
図11において、501は連系点電圧Vrが入力されるローパスフィルタ、502はローパスフィルタ501の出力電圧V0を上下限値により制限する可変リミッタ、503は可変リミッタ502の出力電圧V1と連系点電圧Vrとから電圧変動量ΔVを算出する減算器、504は許容範囲(不感帯)を超える大きさの電圧変動量ΔVを抽出し、信号ΔV1として出力する変動量抽出部、505は無効電力計測値と設定値との偏差を求める減算器、506は減算器505の出力に所定のゲインを乗じて信号ΔV2を出力する演算回路、507は信号ΔV1,ΔV2の偏差ΔVFを求める減算器、508は偏差ΔVFがゼロになるように無効電力指令Qref(具体的には、指令Qrefに対応するサイリスタ制御リアクトルの位相制御角指令)を生成するPI(比例積分)調節器等の電圧制御回路である。
FIG. 11 is a control block diagram of the reactive power compensation device described in
In FIG. 11,
一方、特許文献2には、分散型電源と電力系統との連系点における電圧変動量,有効電力及び連系点力率を演算し、連系点有効電力と電圧変動量との関係を近似した一次関数の傾きを求め、連系点力率及び前記傾きの増減に応じて設定された力率変動量を連系点力率に加算して前記傾きをほぼゼロにする力率指令を演算し、この力率指令に従って電力変換器を運転するようにした分散型電源の制御装置が記載されている。
この従来技術では、図11に記載したような無効電力補償装置を用いずに、分散型電源を構成する電力変換器の無効電力出力を制御することで連系点の電圧変動を抑制している。
On the other hand, Patent Document 2 calculates the voltage fluctuation amount, the active power and the interconnection point power factor at the interconnection point of the distributed power source and the electric power system, and approximates the relationship between the interconnection point active power and the voltage fluctuation amount. Calculate the slope of the linear function, add the power factor fluctuation amount set according to the interconnection point power factor and the increase or decrease of the inclination to the interconnection point power factor, and calculate the power factor command to make the inclination almost zero A controller of a distributed power supply is described which operates the power converter according to the power factor command.
In this prior art, the voltage fluctuation at the interconnection point is suppressed by controlling the reactive power output of the power converter constituting the distributed power supply without using the reactive power compensation device as shown in FIG. .
連系点における電圧変動量が大きい時には、特許文献2に記載されているように、分散型電源内の電力変換器による無効電力出力を用いて十分な変動抑制制御を行うことが望ましい。これに対し、連系点の電圧変動量が許容範囲内にある時は、発電効率の低下を防ぐ観点から、無効電力を極力出力しないように電力変換器を制御することが求められる。 When the voltage fluctuation amount at the interconnection point is large, it is desirable to perform sufficient fluctuation suppression control using reactive power output by the power converter in the distributed power supply as described in Patent Document 2. On the other hand, when the voltage fluctuation amount at the interconnection point is within the allowable range, it is required to control the power converter so as not to output reactive power as much as possible from the viewpoint of preventing a decrease in power generation efficiency.
特許文献1では、電圧変動量が許容範囲内にある場合に無効電力を設定値(例えばゼロ)に戻す方式を採っている。しかしながら、これによると、特許文献1の段落[0040]に記載されているように、電圧変動を十分に抑制できない場合がある。
In
例えば、図12(a),(b)に示す如く系統電圧V及び連系点電圧Vrが時刻T1から低下した場合、連系点電圧Vrから高周波成分を除去するローパスフィルタ501(図11を参照)の時定数が短いと、系統電圧Vが低下しているにもかかわらず、図12(c)に実線で示すように電圧変動量ΔVはゼロに戻ってしまう。その結果、図12(d)の無効電力指令Qrefはゼロに制御されるようになり、電圧変動(電圧低下)を十分に抑制することができない。 For example, FIG. 12 (a), the case where the system voltage as shown in (b) V and the interconnection point voltage V r is decreased from the time T 1, the low-pass filter 501 (FIG removing high frequency components from the interconnection point voltage V r When the time constant (see 11) is short, the voltage fluctuation amount ΔV returns to zero as shown by the solid line in FIG. 12C, although the grid voltage V is decreasing. As a result, the reactive power command Qref shown in FIG. 12D is controlled to zero, and the voltage fluctuation (voltage drop) can not be sufficiently suppressed.
上記の問題に対しては、図12(c)に破線で示すようにローパスフィルタ501の時定数を長く設定すれば、系統電圧Vの低下時においても無効電力補償装置の出力を維持して電圧変動を抑制することが可能になる。しかし、この場合には、電圧変動量ΔVが許容範囲(電圧変動閾値)を逸脱する時間が長くなるという問題があった。
To solve the above problem, if the time constant of the
そこで、本発明の解決課題は、電力変換器からの無効電力出力によって連系点の電圧変動を迅速に抑制し、しかも発電効率の向上を可能にした分散型電源及びその制御装置を提供することにある。 Therefore, the problem to be solved by the present invention is to provide a distributed power supply capable of rapidly suppressing voltage fluctuation at a connection point by reactive power output from a power converter, and capable of improving power generation efficiency, and a control device therefor. It is in.
上記課題を解決するため、請求項1に係る発明は、
直流電力供給源と、
前記直流電力供給源と電力系統との間に接続された電力変換器と、
前記電力変換器を制御することにより、前記直流電力供給源の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給し、かつ、前記交流電力に含まれる無効電力を制御して当該電力変換器と前記電力系統との連系点における電圧を制御可能な制御装置と、
を備えた分散型電源において、
前記制御装置が、
前記連系点の電圧変動量を検出する手段と、
前記連系点の電圧に基づいて前記連系点の電圧目標値を生成する手段と、
前記電圧目標値と現在の連系点電圧との偏差に基づいて前記電力変換器に対する無効電力指令を生成する指令生成手段と、
前記電圧変動量に基づいて電圧変動の収束を判定する収束判定手段と、
前記収束判定手段により前記連系点の電圧変動が収束したと判定した時に前記無効電力指令を漸減させて出力する漸減制御手段と、
を有することを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned subject,
A DC power supply source,
A power converter connected between the DC power supply source and a power system;
By controlling the power converter, DC power of the DC power supply source is converted into AC power and supplied to the power system, and reactive power included in the AC power is controlled to control the power converter A controller capable of controlling a voltage at a connection point between the power system and the power system;
Distributed power supply with
The controller
A means for detecting the amount of voltage fluctuation at the connection point;
A means for generating a voltage target value of the interconnection point based on the voltage of the interconnection point;
Command generation means for generating a reactive power command for the power converter based on the deviation between the voltage target value and the current interconnection point voltage;
Convergence determination means for determining convergence of the voltage fluctuation based on the voltage fluctuation amount;
A gradual reduction control means for gradually reducing and outputting the reactive power command when the convergence determination means determines that the voltage fluctuation at the interconnection point has converged;
It is characterized by having.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載した分散型電源において、前記電圧目標値は、前記電圧変動量が閾値を超えた時の連系点電圧の移動平均値をサンプルホールドした値であることを特徴とする。 According to a second aspect of the present invention, in the dispersed power source according to the first aspect, the voltage target value is a value obtained by sampling and holding a moving average value of the interconnection point voltage when the voltage fluctuation amount exceeds a threshold. It is characterized by
請求項3に係る発明は、請求項1に記載した分散型電源において、前記電圧目標値は、前記電圧変動量が閾値を超えた時の連系点電圧の長周期成分をサンプルホールドした値であることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is the distributed power supply according to
請求項4に係る発明は、請求項1〜3の何れか1項に記載した分散型電源において、前記収束判定手段は、前記電圧変動量が一定期間にわたって閾値以下である時に電圧変動の収束を判定することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the dispersed power source according to any one of
請求項5に係る発明は、請求項4に記載した分散型電源において、前記収束判定手段により電圧変動の収束を判定するまでは、前記指令生成手段が生成した第1の無効電力指令を前記電力変換器に与え、前記収束判定手段により電圧変動の収束を判定した後は、前記漸減制御手段により漸減させた第2の無効電力指令を前記電力変換器に与えることを特徴とする。 The invention according to claim 5 is the distributed power source according to claim 4, wherein the first reactive power command generated by the command generation unit is the electric power until the convergence determination unit determines the convergence of the voltage fluctuation. The converter is characterized in that after the convergence judgment means judges convergence of the voltage fluctuation, the second reactive power command gradually reduced by the gradual reduction control means is supplied to the power converter.
請求項6に係る発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載した分散型電源において、前記漸減制御手段は、サンプルホールドされた現在の無効電力指令を基準として、前記電圧変動量を閾値以下に維持しながら無効電力指令を漸減することを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the distributed power supply according to any one of
請求項7に係る発明は、請求項5に記載した分散型電源において、前記漸減制御手段により第2の無効電力指令を漸減している時に前記収束判定手段が電圧変動の収束を判定しない場合には、前記指令生成手段が、サンプルホールドした現在の無効電力指令を初期値として前記第1の無効電力指令を生成することを特徴とする。 The invention according to claim 7 is the distributed power supply according to claim 5, wherein the convergence determination unit does not determine the convergence of the voltage fluctuation while the second reactive power command is being gradually decreased by the gradual reduction control unit. The command generating means generates the first reactive power command with the current reactive power command sampled and held as an initial value.
請求項8に係る発明は、
直流電力供給源と、前記直流電力供給源と電力系統との間に接続された電力変換器と、を有する分散型電源の制御装置であって、
前記電力変換器を制御することにより、前記直流電力供給源の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給し、かつ、前記交流電力に含まれる無効電力を制御して当該電力変換器と前記電力系統との連系点における電圧を制御可能な制御装置において、
前記連系点の電圧変動量を検出する手段と、
前記連系点の電圧に基づいて前記連系点の電圧目標値を生成する手段と、
前記電圧目標値と現在の連系点電圧との偏差に基づいて前記電力変換器に対する無効電力指令を生成する指令生成手段と、
前記電圧変動量に基づいて電圧変動の収束を判定する収束判定手段と、
前記収束判定手段により前記連系点の電圧変動が収束したと判定した時に前記無効電力指令を漸減させて出力する漸減制御手段と、
を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 8 is
A controller of a distributed power supply, comprising: a DC power supply source; and a power converter connected between the DC power supply source and a power system,
By controlling the power converter, DC power of the DC power supply source is converted into AC power and supplied to the power system, and reactive power included in the AC power is controlled to control the power converter A controller capable of controlling a voltage at a connection point between the power system and the power system,
A means for detecting the amount of voltage fluctuation at the connection point;
A means for generating a voltage target value of the interconnection point based on the voltage of the interconnection point;
Command generation means for generating a reactive power command for the power converter based on the deviation between the voltage target value and the current interconnection point voltage;
Convergence determination means for determining convergence of the voltage fluctuation based on the voltage fluctuation amount;
A gradual reduction control means for gradually reducing and outputting the reactive power command when the convergence determination means determines that the voltage fluctuation at the interconnection point has converged;
It is characterized by having.
本発明によれば、電力系統との連系点における電圧偏差を瞬時に低減することが可能である。
また、連系点の電圧変動が収束した後は、系統電圧に閾値以上の変動を与えることなく電力変換器による無効電力出力をゼロに制御可能であるため、分散型電源の発電効率を向上させることができる。
According to the present invention, it is possible to instantaneously reduce the voltage deviation at the connection point with the power system.
In addition, after the voltage fluctuation at the interconnection point converges, the reactive power output by the power converter can be controlled to zero without giving a fluctuation above the threshold to the grid voltage, so the power generation efficiency of the distributed power supply can be improved. be able to.
以下、図に沿って本発明の実施形態を説明する。
まず、図1は、本発明の実施形態が適用される電力系統の全体構成図である。図1において、商用電源等の交流電力系統200には、連系線300を介して負荷400が接続されている。ここで、負荷400は電力系統200との間で交流電力を授受する機能を有しており、広義には発電機も含む。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, FIG. 1 is an overall configuration diagram of a power system to which an embodiment of the present invention is applied. In FIG. 1, a
一方、150は太陽光発電システムや風力発電システム等の分散型電源である。この分散型電源150は、電圧検出器VT1を介して連系線300上の連系点に接続され、制御装置100、電力変換器120、太陽電池パネル等の直流電力供給源130、及び電圧検出器VT2を備えている。
電力変換器120は、いわゆるパワーコンディショナシステム(PCS)を構成するインバータ等からなる。この電力変換器120は、制御装置100が半導体スイッチング素子のオンオフを制御することにより、直流電力供給源130の直流電力を交流電力に変換して連系点を介し電力系統200に供給する。
また、制御装置100は、電圧検出器VT1により検出した連系点電圧Vrに基づいて、後述する動作により生成した無効電力指令Qrefを電力変換器120に与え、電力変換器120は上記指令Qrefに応じた無効電力を出力する。なお、制御装置100は、電圧検出器VT2により検出した直流電圧Edcが所定の閾値を超えた場合等に電力変換器120を停止させる保護機能も備えているが、これらの機能は本発明と直接関係がないため、ここでは説明を省略する。
Further, the
次に、制御装置100の構成及び動作について説明する。
図2は、制御装置100の構成を示すブロック図である。図2において、連系点電圧Vrは、移動平均処理や一次遅れ演算(長周期成分の検出)等を行うローパスフィルタ等の平均化処理部101により電圧V1に変換され、第1のサンプルホールド部102及び減算器103に入力される。
減算器103では、電圧V1と連系点電圧Vrとから電圧変動量ΔVを演算し、この電圧変動量ΔVは絶対値演算部104に入力されて絶対値|ΔV|が演算される。
Next, the configuration and operation of the
FIG. 2 is a block diagram showing the configuration of the
The
絶対値|ΔV|は閾値(例えば、0.02[p.u.](2[%]))105と共に比較部106に入力され、比較部106は、|ΔV|が閾値105より大きい場合に「1」を出力する。
比較部106の出力信号は第1のサンプルホールド部102に入力されており、サンプルホールド部102は、上記出力信号が「1」の時に入力信号V1を一定期間ホールドしつつ電圧目標値Vhとして出力すると共に、上記出力信号が「0」の期間では入力信号V1をそのまま電圧目標値Vhとして出力する。この電圧目標値Vhは減算器107に入力されて現在の連系点電圧Vrとの偏差ΔVhが演算される。
The absolute value | ΔV | is input to the
The output signal of the
また、前記比較部106の出力信号は収束判定部108にも入力されている。この収束判定部10では、入力信号が「0」の状態、例えば、|ΔV|が0.02[p.u.]以下である状態が10秒間継続した場合に連系点の電圧変動が収束したと判定し、出力信号(収束判定信号)を「0」から「1」に反転させる。
The output signal of the
上記の収束判定信号と減算器107から出力される偏差ΔVhとは、PI(比例積分)調節器からなる電圧制御部109に入力されている。この電圧制御部109は、請求項における指令生成手段に相当する。
電圧制御部109は、後述する乗算器112の出力を積分器の初期値として取り込み、収束判定信号が「1」の時に積分器をリセットすると共に、偏差ΔVhがゼロになるように動作して第1の無効電力指令QrefAを出力する。
The convergence determination signal described above and the deviation ΔV h output from the
また、収束判定信号は、符号反転部110、第3のサンプルホールド部113、及び切替部115に入力されている。
符号反転部110の出力は、この制御装置100の出力値である無効電力指令Qrefが入力される第2のサンプルホールド部111と乗算器112とに入力されている。第2のサンプルホールド部111は、符号反転部110の出力信号が「1」の時に無効電力指令Qrefを一定期間ホールドして出力し、この無効電力指令Qrefが乗算器112を介して電圧制御部109の積分器初期値となる。なお、符号反転部110の出力信号が「0」の期間には、上記積分器初期値が0となる。
The convergence determination signal is also input to the
The output of the
第3のサンプルホールド部113は、収束判定部108の出力信号が「1」の時に、この制御装置100の出力値である無効電力指令Qrefを一定期間ホールドし、指令Qrefhとして漸減制御部114に出力する。
ここで、図3は漸減制御部114の動作を示しており、時間が経過するにつれてQrefhを0まで漸減させるような第2の無効電力指令QrefBを出力する。
When the output signal of the
Here, FIG. 3 shows the operation of the gradual
電圧制御部109から出力された第1の無効電力指令QrefAと漸減制御部114から出力された第2の無効電力指令QrefBとは、切替部115の入力側に与えられている。切替部115は、収束判定信号が「0」の時に第1の無効電力指令QrefAを選択し、収束判定信号が「1」の時に第2の無効電力指令QrefBを選択して、これらの何れかを無効電力指令Qrefとして出力する。この無効電力指令Qrefは、図1の電力変換器120に送られ、半導体スイッチング素子の動作により所定の無効電力が連系点に供給されることになる。
The second reactive power command Q refB output from the first reactive power command Q refA a gradual
次いで、上述した制御装置100の動作を、図4のフローチャートに沿って説明する。
[START]
制御初期では、制御装置100の出力値である無効電力指令Qref=0、収束判定信号は「1」、切替部115は「1」(第2の無効電力指令QrefB)が選択された状態から制御が開始される。
[ステップS10]
制御停止時の割込み処理であり、制御装置100による制御を続ける場合にはステップS11へ進む。
Next, the operation of the
[START]
In the initial state of control, reactive power command Q ref = 0, which is the output value of
[Step S10]
This is an interrupt process at the time of stopping the control, and when the control by the
[ステップS11]
漸減制御部114の動作により、無効電力指令Qrefを漸減する。なお、初期状態ではQref(QrefB)=0が出力されたままになる。
[ステップS12]
連系点電圧Vrを検出する。
[ステップS13]
平均化処理部101によりV1を演算し、減算器103によりV1とVrとから電圧変動量ΔVを計算する。
[Step S11]
The reactive power command Q ref is gradually reduced by the operation of the gradual
[Step S12]
The interconnection point voltage V r is detected.
[Step S13]
The averaging
[ステップS14]
絶対値演算部104によりΔVの絶対値|ΔV|を演算し、その結果を比較部106により閾値105と比較する。前述したように、閾値105には例えば0.02[p.u.](2[%])が設定されている。
|ΔV|が0.02[p.u.]以下であれば比較部106は「0」を出力し、処理はステップS10に戻る。従って、無効電力指令Qref=0の状態が維持される。
また、|ΔV|が0.02[p.u.]を超えた場合には、比較部106が「1」を出力して次のステップS15へ進む。
[Step S14]
The absolute value | ΔV | of ΔV is calculated by the
Is 0.02 [p. u. If not, the
Further, | ΔV | is 0.02 [p. u. If the comparison result exceeds “1”, the
[ステップS15]
比較部106が「1」を出力すると、第1のサンプルホールド部102はその瞬間にサンプリングされたV1、言い換えれば連系点電圧Vrをホールドし、その値を電圧目標値Vhとして出力する。
[ステップS16]
制御停止時の割込み処理であり、制御装置100による制御を続ける場合にはステップS17へ進む。
[Step S15]
When the
[Step S16]
This is an interrupt process at the time of stopping the control, and when the control by the
[ステップS17]
電圧目標値Vhと現在の連系点電圧Vrとの偏差ΔVhを減算器107により求め、この偏差ΔVhを電圧制御部109に入力する。電圧制御部109は、例えばPI調節器の動作により、ΔVhがゼロになるように演算を行って第1の無効電力指令QrefAを出力する。
一方、収束判定部108は、入力値(比較部106の出力値)が「0」から「1」に変化した際に、出力値を瞬時に「1」から「0」に反転させる。これにより、切替部115の入力は電圧制御部109側に切り替わるため第1の無効電力指令QrefAが選択され、このQrefAが無効電力指令Qrefとして電力変換器120に出力される。
[Step S17]
The deviation [Delta] V h of the voltage target value V h and the current interconnection point voltage V r calculated by the
On the other hand, when the input value (the output value of the comparison unit 106) changes from “0” to “1”, the
[ステップS18]
連系点の電圧Vrを監視しながら偏差ΔVhをゼロにする制御を継続し、その間、無効電力指令Qref(=第1の無効電力指令QrefA)の出力が維持される。
[ステップS19]
ステップS18の動作を継続しつつ、V1とVrとから電圧変動量ΔVを計算する。
[Step S18]
While monitoring the voltage V r at the connection point, the control to make the deviation ΔV h zero is continued, while the output of the reactive power command Q ref (= the first reactive power command Q refA ) is maintained.
[Step S19]
While continuing the operation of step S18, the voltage fluctuation amount ΔV is calculated from V 1 and V r .
[ステップS20]
電圧変動量ΔVの絶対値|ΔV|が閾値0.02[p.u.]以下になり、収束判定部108により電圧変動が収束したと判定された場合は、ステップS10を経由してステップS11に戻る。収束判定部108による収束判定は、前述したように、例えば、|ΔV|が0.02[p.u.]以下である状態が10秒継続した場合に電圧変動が収束したと判定し、収束判定信号を「0」から「1」に反転させる。
電圧変動が収束していないと判定した場合は、ステップS16に戻り、制御の停止が指示されるか、または、電圧変動が収束するまで、ステップS17以降の制御(偏差ΔVhをゼロにする制御)を継続する。
[Step S20]
The absolute value | ΔV | of the voltage fluctuation amount ΔV has a threshold value of 0.02 [p. u. If it is determined that the voltage variation has converged by the
If it is determined that the voltage fluctuation has not converged, the process returns to step S16, and the control from step S17 onward (control to make the deviation ΔV h zero until the stop of the control is instructed or the voltage fluctuation converges) Continue).
なお、ステップS20により電圧変動が収束したと判定し、ステップS10を経由してステップS11に移行すると、図2における第3のサンプルホールド部113が無効電力指令Qrefをサンプルホールドした指令Qrefhを出力し、この指令Qrefhが漸減制御部114に入力される。また、収束判定部108が「1」を出力することにより切替部115の入力は漸減制御部114側に切り替わるため、第2の無効電力指令QrefBが制御装置100の出力値(無効電力指令Qref)となる。
漸減制御部114の動作は、例えば|ΔV|を閾値0.02[p.u.]以内に保ちながら、前述したようにQrefBをQrefhから0まで漸減させるものである。
When it is determined in step S20 that the voltage fluctuation has converged, and the process proceeds to step S11 via step S10, the third sample-and-
The operation of the gradual
[END]
自働または手動操作により制御停止指令が発生すると、これをステップS10またはS16により判定して制御を終了する。
[END]
When a control stop command is generated by the automatic operation or the manual operation, this is determined in step S10 or S16, and the control is ended.
図10は、本実施形態の効果を示す動作説明図である。
時刻T1で図10(a)の系統電圧Vが低下すると、図10(c)に示す如く、電圧変動量ΔVは瞬間的に大きくなり、図2の比較部106の出力は瞬間的に「1」になって直ちに「0」に戻る。この比較部106の出力「1」により、第1のサンプルホールド部102は、図10(b)の連系点電圧Vrに基づく電圧V1をホールドし、電圧目標値Vhとして出力する。
FIG. 10 is an operation explanatory view showing the effect of the present embodiment.
When the system voltage V shown in FIG. 10 (a) at time T 1 is lowered, as shown in FIG. 10 (c), momentarily increases the voltage variation [Delta] V, the output is momentarily in the
時刻T1以後、図2の電圧制御部109は連系点電圧Vrを電圧目標値Vhに一致させるように、図10(d)に示す第1の無効電力指令QrefAを演算して出力する。そして、時刻T1から収束判定時間(例えば10秒)後の時刻T2までは収束判定部108の出力が「0」であるため、上記の無効電力指令QrefAが切替部115を介し無効電力指令Qrefとして出力される。この結果、図1の電力変換器120による無効電力補償が働き、図10(b)に示すように時刻T1〜T2における連系点電圧Vrの低下はごく僅かな値となる。
Time T 1 after the
時刻T1から収束判定時間を経過した時刻T2以後は、収束判定部108による収束判定信号が「1」となる。これにより、第3のサンプルホールド部113によるサンプルホールド値Qrefhを漸減制御部114によって0まで漸減させる第2の無効電力指令QrefBが選択され、これが切替部115を介して無効電力指令Qrefとなる。
このように漸減していく無効電力指令Qrefに従って電力変換器120が無効電力補償を行うことにより、図10(b)の連系点電圧Vrは時刻T2以後、徐々に低下していき、この連系点電圧Vrに応じて平均化処理部101の出力V1も低下していく。このため、図10(c)の電圧変動量ΔVが閾値0.02[p.u.]を超えて増加するようなおそれはない。
Time T 2, thereafter has elapsed the convergence determination period from time T 1, the convergence determination signal by the
By the
上記のように、本実施形態によれば、連系点における電圧変動量ΔVを瞬時に閾値以内に低減すると共に、電圧変動の収束後は電力変換器120による無効電力出力をゼロに制御可能であるため、分散型電源の発電効率を向上させることができる。
なお、本発明に係る分散型電源は請求項1に記載した構成を備えることによって実現可能であるが、請求項2〜7に記載した構成を更に備えればその効果は一層顕著なものとなる。ここで、図5は請求項2,3に係る部分を一点鎖線で囲んであり、図6〜図9の各図は、それぞれ、請求項4〜7に係る部分を一点鎖線で囲んである。これらの各部の構成及び動作は、既に詳細に説明した通りである。また、請求項8に係る制御装置は、前述したごとく、例えば図2の構成によって実現されるものである。
As described above, according to the present embodiment, the voltage fluctuation amount ΔV at the interconnection point can be instantaneously reduced to within the threshold, and after the voltage fluctuation converges, the reactive power output by the
Although the distributed power supply according to the present invention can be realized by providing the configuration described in
100:制御装置
101:平均化処理部
102,111,113:サンプルホールド部
103,107:減算器
104:絶対値演算部
105:閾値
106:比較部
108:収束判定部
109:電圧制御部
110:符号反転部
112:乗算器
114:漸減制御部
115:切替部
120:電力変換器
130:直流電力供給源
150:分散型電源
160:連系トランス
200:交流電力系統
300:連系線
400:負荷(発電機を含む)
VT1,VT2:電圧検出器
100: control device 101: averaging processing
VT1, VT2: Voltage detector
Claims (8)
前記直流電力供給源と電力系統との間に接続された電力変換器と、
前記電力変換器を制御することにより、前記直流電力供給源の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給し、かつ、前記交流電力に含まれる無効電力を制御して当該電力変換器と前記電力系統との連系点における電圧を制御可能な制御装置と、
を備えた分散型電源において、
前記制御装置が、
前記連系点の電圧変動量を検出する手段と、
前記連系点の電圧に基づいて前記連系点の電圧目標値を生成する手段と、
前記電圧目標値と現在の連系点電圧との偏差に基づいて前記電力変換器に対する無効電力指令を生成する指令生成手段と、
前記電圧変動量に基づいて電圧変動の収束を判定する収束判定手段と、
前記収束判定手段により前記連系点の電圧変動が収束したと判定した時に前記無効電力指令を漸減させて出力する漸減制御手段と、
を有することを特徴とする分散型電源。 A DC power supply source,
A power converter connected between the DC power supply source and a power system;
By controlling the power converter, DC power of the DC power supply source is converted into AC power and supplied to the power system, and reactive power included in the AC power is controlled to control the power converter A controller capable of controlling a voltage at a connection point between the power system and the power system;
Distributed power supply with
The controller
A means for detecting the amount of voltage fluctuation at the connection point;
A means for generating a voltage target value of the interconnection point based on the voltage of the interconnection point;
Command generation means for generating a reactive power command for the power converter based on the deviation between the voltage target value and the current interconnection point voltage;
Convergence determination means for determining convergence of the voltage fluctuation based on the voltage fluctuation amount;
A gradual reduction control means for gradually reducing and outputting the reactive power command when the convergence determination means determines that the voltage fluctuation at the interconnection point has converged;
Distributed power supply characterized by having.
前記電圧目標値は、前記電圧変動量が閾値を超えた時の連系点電圧の移動平均値をサンプルホールドした値であることを特徴とする分散型電源。 In the distributed power supply according to claim 1,
The distributed power supply characterized in that the voltage target value is a value obtained by sampling and holding a moving average value of a voltage at a connection point when the voltage fluctuation amount exceeds a threshold.
前記電圧目標値は、前記電圧変動量が閾値を超えた時の連系点電圧の長周期成分をサンプルホールドした値であることを特徴とする分散型電源。 In the distributed power supply according to claim 1,
The distributed power supply according to claim 1, wherein the voltage target value is a value obtained by sampling and holding a long period component of a voltage at a connection point when the voltage fluctuation amount exceeds a threshold.
前記収束判定手段は、前記電圧変動量が一定期間にわたって閾値以下である時に電圧変動の収束を判定することを特徴とする分散型電源。 In the distributed power supply according to any one of claims 1 to 3,
The distributed power supply characterized in that the convergence determining means determines the convergence of the voltage fluctuation when the voltage fluctuation amount is equal to or less than a threshold for a predetermined period.
前記収束判定手段により電圧変動の収束を判定するまでは、前記指令生成手段が生成した第1の無効電力指令を前記電力変換器に与え、
前記収束判定手段により電圧変動の収束を判定した後は、前記漸減制御手段により漸減させた第2の無効電力指令を前記電力変換器に与えることを特徴とする分散型電源。 In the distributed power supply according to claim 4,
The first reactive power command generated by the command generation unit is provided to the power converter until the convergence judgment unit determines that the voltage fluctuation has converged.
A distributed power supply characterized in that the second reactive power command gradually reduced by the gradual reduction control means is given to the power converter after the convergence judgment means determines the convergence of the voltage fluctuation.
前記漸減制御手段は、サンプルホールドされた現在の無効電力指令を基準として、前記電圧変動量を閾値以下に維持しながら無効電力指令を漸減することを特徴とする分散型電源。 In the distributed power supply according to any one of claims 1 to 5,
The distributed power supply characterized in that the gradual decrease control means gradually reduces the reactive power command while maintaining the voltage fluctuation amount below a threshold value based on the current reactive power command sampled and held.
前記漸減制御手段により第2の無効電力指令を漸減している時に前記収束判定手段が電圧変動の収束を判定しない場合には、前記指令生成手段が、サンプルホールドした現在の無効電力指令を初期値として前記第1の無効電力指令を生成することを特徴とする分散型電源。 In the distributed power supply according to claim 5,
When the convergence determination means does not determine the convergence of the voltage fluctuation while the second reactive power command is being gradually reduced by the gradual reduction control means, the command generation means performs an initial value on the current reactive power command sampled and held. Generating a first reactive power command as a distributed power supply.
前記電力変換器を制御することにより、前記直流電力供給源の直流電力を交流電力に変換して前記電力系統に供給し、かつ、前記交流電力に含まれる無効電力を制御して当該電力変換器と前記電力系統との連系点における電圧を制御可能な制御装置において、
前記連系点の電圧変動量を検出する手段と、
前記連系点の電圧に基づいて前記連系点の電圧目標値を生成する手段と、
前記電圧目標値と現在の連系点電圧との偏差に基づいて前記電力変換器に対する無効電力指令を生成する指令生成手段と、
前記電圧変動量に基づいて電圧変動の収束を判定する収束判定手段と、
前記収束判定手段により前記連系点の電圧変動が収束したと判定した時に前記無効電力指令を漸減させて出力する漸減制御手段と、
を備えたことを特徴とする、分散型電源の制御装置。 A controller of a distributed power supply, comprising: a DC power supply source; and a power converter connected between the DC power supply source and a power system,
By controlling the power converter, DC power of the DC power supply source is converted into AC power and supplied to the power system, and reactive power included in the AC power is controlled to control the power converter A controller capable of controlling a voltage at a connection point between the power system and the power system,
A means for detecting the amount of voltage fluctuation at the connection point;
A means for generating a voltage target value of the interconnection point based on the voltage of the interconnection point;
Command generation means for generating a reactive power command for the power converter based on the deviation between the voltage target value and the current interconnection point voltage;
Convergence determination means for determining convergence of the voltage fluctuation based on the voltage fluctuation amount;
A gradual reduction control means for gradually reducing and outputting the reactive power command when the convergence determination means determines that the voltage fluctuation at the interconnection point has converged;
A controller of a distributed power supply, comprising:
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