JP2019140862A - Storage battery-combined renewable energy generator system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システムに関する。 The present invention relates to a renewable energy generator system with a storage battery.
CO2排出抑制のために、電力をまかなうエネルギー源として、化石燃料のかわりに、太陽光発電や風力発電などの再生可能エネルギーの比率を高める必要がある。火力発電機が解列すると、需要の変動に対して系統安定のための調整力供給能力が低下してしまう。一方、個々の再生可能エネルギー発電機には自身の発電値の変動を緩和するための蓄電池を併設している場合がある。風力発電値の変動が最も激しい状況に備えて蓄電池容量を設計しているので、季節や天候によって安定的に発電できる期間には、蓄電池の能力が使われないままとなる。そこで、この蓄電池の能力を調整力として活用できれば、系統安定に貢献できる。 In order to suppress CO2 emissions, it is necessary to increase the ratio of renewable energy such as solar power generation and wind power generation instead of fossil fuels as an energy source for supplying electric power. When the thermal power generator is disconnected, the ability to supply adjustment power for system stability with respect to fluctuations in demand decreases. On the other hand, each renewable energy generator may be provided with a storage battery for alleviating fluctuations in its power generation value. Since the storage battery capacity is designed for the situation where the fluctuation of the wind power generation value is the most severe, the capacity of the storage battery remains unused during the period when the power generation can be stably performed according to the season and the weather. Therefore, if the capacity of this storage battery can be utilized as an adjustment power, it can contribute to system stability.
系統安定に貢献するための先行技術として、たとえば、WO2011/099142号公報(特許文献1)には、風力発電機から出力される風力発電により得られた発電電力を蓄電池に充放電することにより一定電力を電力系統に出力する蓄電池併用型風力発電システムが開示されている。このとき、充電電力について、潮流別の潮流電力量を計測し、他発電事業者からの購入電力と自らの風力発電による発電電力とを区分する。蓄電池に充電するための電力として2区分を区別している。 As a prior art for contributing to system stability, for example, in WO2011 / 099142 (Patent Document 1), it is fixed by charging / discharging a storage battery with generated power obtained by wind power generation output from a wind power generator. A storage battery combined wind power generation system that outputs electric power to an electric power system is disclosed. At this time, the amount of tidal power for each tidal current is measured for the charging power, and the power purchased from other power generation companies and the power generated by own wind power generation are classified. Two types are distinguished as the power to charge the storage battery.
また、他の系統安定に貢献するための先行技術として、たとえば、特開2006−204081号公報(特許文献2)には、風力発電値の変動を需要者所有の電気自動車の蓄電池の充放電による需給調整方法が開示されている。 Further, as a prior art for contributing to other system stability, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2006-204081 (Patent Document 2) describes fluctuations in wind power generation values due to charging / discharging of storage batteries of electric vehicles owned by consumers. A supply and demand adjustment method is disclosed.
風力発電者所有の変動緩和用蓄電池は、再生可能エネルギーの変動緩和条件を満足するのみならず、アンシラリーサービス用に蓄電池能力を提供することで有効に活用が可能である。いずれの先行技術文献にも、風力発電の変動緩和と調整力用電力提供を両立する蓄電池は開示されておらず、その充放電の詳細も明らかにされていない。 Wind generator-owned batteries for fluctuation mitigation not only satisfy the fluctuation mitigation conditions for renewable energy, but can also be effectively used by providing battery capacity for ancillary services. None of the prior art documents discloses a storage battery that achieves both relaxation of fluctuations in wind power generation and provision of power for adjusting power, and details of charging and discharging are not disclosed.
そこで本発明の課題は、風力発電者所有の変動緩和用蓄電池を用いて、再生可能エネルギーの変動緩和条件を満足しつつ、アンシラリーサービス用に蓄電池能力を提供する蓄電池併設側風力発電システムを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a storage battery side wind power generation system that provides storage battery capability for ancillary services while satisfying the fluctuation relaxation conditions of renewable energy using a storage battery for fluctuation relaxation owned by a wind power generator There is to do.
上記課題を解決する本願発明は、再生可能エネルギー発電機と、蓄電池システムと、再生可能エネルギー発電機及び蓄電池システムを制御する制御部と、電力変換器とを備える蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システムにある。再生可能エネルギー発電機は、風力発電機、太陽光発電機、水力発電機、バイオマス発電機の少なくともいずれかまたは複数の組合せであり、制御部より出力される出力上限指令値を受け、出力上限指令値以下に発電電力を抑制する機能を備える。蓄電池システムは、一または複数の蓄電池を備え、制御部より出力される充放電指令値に従って蓄電池を充放電する。また、現在の充電率(SOC値:State Of Charge)を出力する。 The present invention for solving the above problems is a renewable energy generator system with a storage battery, comprising a renewable energy generator, a storage battery system, a control unit for controlling the renewable energy generator and the storage battery system, and a power converter. is there. The renewable energy generator is a wind generator, solar generator, hydroelectric generator, biomass generator or a combination of a plurality of generators, and receives an output upper limit command value output from the control unit. The function to suppress the generated power below the value is provided. The storage battery system includes one or more storage batteries, and charges and discharges the storage battery according to a charge / discharge command value output from the control unit. Also, the current charging rate (SOC value: State Of Charge) is output.
さらに、再生可能エネルギー発電機は、出力上限指令値を受けて出力上限指令値以下で発電電力を抑制する機能を備える。蓄電池システムは、
充放電指令値に従って蓄電池を充放電するとともに、現在のSOC値を出力する機能を備える。
Further, the renewable energy generator has a function of receiving the output upper limit command value and suppressing the generated power below the output upper limit command value. The storage battery system
The battery is charged / discharged according to the charge / discharge command value, and has a function of outputting the current SOC value.
蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システムの制御部は以下で構成される。再生可能エネルギー発電予測部は、再生可能エネルギー発電可能値を予測する機能を備える。電力取引情報受信部は、システム外より電力取引情報を受信する。蓄電池WF制御算出部は、再生可能エネルギー発電可能値と前記電力取引情報と前記SOC値から電力取引発電W2と出力上限指令値と前記充放電指令値を算出する。 The control unit of the renewable energy generator system with storage battery is configured as follows. The renewable energy power generation prediction unit has a function of predicting a renewable energy power generation possible value. The power transaction information receiving unit receives power transaction information from outside the system. The storage battery WF control calculation unit calculates the power transaction power generation W2, the output upper limit command value, and the charge / discharge command value from the renewable energy power generation possible value, the power transaction information, and the SOC value.
電力変換器は、再生可能エネルギー発電機と蓄電池システムより、指定された電力を分流する。具体的には、再生可能エネルギー発電機発電値と前記充放電指令値の合算値W1から前記電力取引発電W2を差し引いた電力W3と前記電力取引発電W2とを分配する機能を備える。 The power converter shunts specified power from the renewable energy generator and the storage battery system. Specifically, it has a function of distributing the power transaction power generation W2 by subtracting the power transaction power generation W2 from the total value W1 of the renewable energy generator power generation value and the charge / discharge command value.
本発明の蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システムによれば、再生可能エネルギー発電機、および、再生可能エネルギー発電機に併設される蓄電池を用いて、再生可能エネルギー発電機の発電値の変動緩和を図りながら、系統安定のための調整力を供給することが可能となる。 According to the renewable energy generator system with storage battery of the present invention, the fluctuation of the power generation value of the renewable energy generator is reduced by using the renewable energy generator and the storage battery attached to the renewable energy generator. However, it is possible to supply adjustment power for system stability.
石油・石炭などの化石燃料を使用しない再生可能エネルギー発電機として、風力発電、太陽光発電、水力発電、バイオマス発電等が検討されている。これらの再生可能エネルギーは枯渇の心配のない一方、季節や時間帯、気象条件により発電量が変動する。従って、安定した電力供給のため、エネルギー源の異なる複数種類の発電機を併用したり、蓄電池を併設して発電電力の変動を緩和して電力供給することが提案されている。 As renewable energy generators that do not use fossil fuels such as oil and coal, wind power generation, solar power generation, hydroelectric power generation, biomass power generation, and the like are being studied. While these renewable energies are not subject to depletion, the amount of power generated varies depending on the season, time of day, and weather conditions. Therefore, in order to supply power stably, it has been proposed to use a plurality of types of generators having different energy sources in combination, or to supply power by reducing the fluctuation of generated power by providing a storage battery.
再生エネルギー発電機は、季節や時間帯により稼働率が変動するため、その変動を緩和するための蓄電値が設けられている。また、その変動は上記のように既設や時間帯により異なるため、充電池の充放電能力の余力にも変動があり、発電設備より提供される電力の変動緩和に余裕を持った蓄電池が備えられる。 Since the operating rate of the renewable energy generator varies depending on the season and time zone, an electricity storage value is provided to alleviate the variation. Moreover, since the fluctuation | variation changes with existing installations or time zones as mentioned above, there is a fluctuation in the remaining capacity of the charge / discharge capacity of the rechargeable battery, and a storage battery having a margin for relaxing fluctuation of electric power provided from the power generation facility is provided. .
一方、このような再生エネルギー発電電力が商用電力系統へ接続されることによる電力不安定化に対し、系統安定化による電力品質維持の重要性が高まり、種々の電力品質調整(アンシラリーサービス)がなされている。従って、上記充電池の充放電能力の余地を用いることで、系統安定化を図るとともに、効率のよいエネルギー提供が可能となる。 On the other hand, against the power instability caused by the connection of renewable energy generated power to the commercial power system, the importance of maintaining power quality by system stabilization increases, and various power quality adjustments (ancillary services) Has been made. Therefore, by using the room for the charge / discharge capacity of the rechargeable battery, it is possible to stabilize the system and to provide efficient energy.
本発明は上記を達成するため、発電電力を提供するとともに、変動緩和用の蓄電池の余力を用い電力系統の安定化に寄与する蓄電池併設の再生エネルギー発電システムを提供し、高効率発電及び電力系統の安定化に寄与することを目的とする。 In order to achieve the above, the present invention provides a regenerative energy power generation system with a storage battery that contributes to the stabilization of the power system using the remaining capacity of the storage battery for mitigating fluctuations, and provides high-efficiency power generation and power system The purpose is to contribute to the stabilization of
そこで、蓄電池併設型の再生可能エネルギー発電機システムにより、蓄電池の余力を系統安定化に利用することとした。例えば、風力発電設備においては、稼働率が季節により低下し、変動緩和用蓄電池の充電能力には余力が生じる。従って、一の蓄電池設備により、風力発電設備の変動緩和と、一又は複数の電力系統の系統安定化のための充放電とが両立できる。 Therefore, we decided to use the remaining capacity of the storage battery for system stabilization by using a renewable energy generator system with storage battery. For example, in a wind power generation facility, the operating rate decreases with the season, and there is a surplus in the charging capacity of the storage battery for fluctuation mitigation. Therefore, with one storage battery facility, fluctuation relaxation of the wind power generation facility and charge / discharge for system stabilization of one or a plurality of power systems can be achieved at the same time.
上記目的で蓄電池設備を使用する場合、蓄電池より提供される充放電電力は、再生エネルギー発電設備の変動を抑制し系統接続される電力と、系統安定化のための充放電電力とを切り分けて制御する必要がある。従って、蓄電池より提供する電力量を双方に分配するための電力分配量を決定し、分配を指令する分配電力量決定部を備えることが好ましい。 When using storage battery equipment for the above purpose, the charge / discharge power provided by the storage battery is controlled by separating the power connected to the system by suppressing fluctuations in the renewable energy power generation equipment and the charge / discharge power for system stabilization. There is a need to. Therefore, it is preferable to provide a distributed power amount determination unit that determines a power distribution amount for distributing the power amount provided from the storage battery to both, and commands distribution.
また、当該蓄電池併設側再生エネルギー発電設備は、系統安定化のための放電時に風力発電設備の変動緩和のための放電が可能とする必要がある。従って、将来の発電電力の変動緩和に必要な電力(kW/kWh)を、気象条件や、電力取引情報などの電力需要情報より見積もるとともに、予測発電電力量を勘案して蓄電池に充電しておくことが好ましい。そのため、充放電を制御する蓄電池制御部を備えることが好ましい。 Further, the regenerative energy power generation facility on the storage battery side needs to be capable of discharging for mitigating fluctuations in the wind power generation facility at the time of discharging for system stabilization. Therefore, the electric power (kW / kWh) required for mitigating fluctuations in the generated power in the future is estimated from the power demand information such as weather conditions and power transaction information, and the storage battery is charged in consideration of the predicted power generation amount. It is preferable. Therefore, it is preferable to provide a storage battery control unit that controls charging and discharging.
具体的には、電力取引情報、気象情報を受信し、未来時刻tの再生可能エネルギー発電機の発電量より、変動緩和に必要な蓄電池充放電量を算出するとともに、充放電を制御する。 Specifically, it receives power transaction information and weather information, calculates a storage battery charge / discharge amount necessary for fluctuation mitigation from the power generation amount of the renewable energy generator at future time t, and controls charge / discharge.
このように、電力系統への連系要件と電力取引の条件とを両立しながら、再生可能エネルギー発電機に併設される蓄電池の能力を活用し、再生可能エネルギー発電機の発電値の変動緩和を図り、系統安定のための調整力を供給することで、安定した電力供給への貢献が可能である。 In this way, while maintaining both the grid connection requirements and the power trading conditions, the capacity of the storage battery installed in the renewable energy generator is utilized to mitigate fluctuations in the power generation value of the renewable energy generator. It is possible to contribute to stable power supply by supplying adjustment power for system stability.
図1に、第1の実施形態に係る蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000の例を示す。ここでは、再生可能エネルギーの例として、風力発電を用いて説明する。また、系統安定のための調整力はアンシラリーサービス用の電力取引にて提供するものとする。本実施例の蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000は、電力メータM2、潮流を分ける電力変換器(BTB(Back-to-back))8、WF制御部200を備える。
FIG. 1 shows an example of a renewable
まず、課された変動緩和要件を満足するための構成要素を説明し、次に、特徴部分である、課された変動緩和要件に加えて系統安定のための電力取引を両立するための構成要素を説明する。 First, the components for satisfying the imposed fluctuation mitigation requirements will be explained. Next, in addition to the imposed fluctuation mitigation requirements, which are characteristic features, the components for balancing power transactions for grid stability Will be explained.
蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000は、電力線101を介して風力発電としての変動緩和用件を遵守した発電電力を出力する。また、それを計測するための電力メータM1を備える。風力発電としての電力は課された変動緩和要件を満足するものである。たとえば、一定時間枠内の発電値の最大値と最小値の差が一定値になるよう各機器を制御する構成を備える。
The regenerative
風力発電設備2は風を受けて出力上限指令値に従って発電する設備である。風なり発電とは、出力抑制を受けずに風力発電する場合の発電のことである。風力発電設備2はWF制御部200より出力上限指令値を受けて、風なり発電値が出力上限指令値より大きい場合は、発電電力が出力上限指令値になるように発電電力を抑制し、風が弱く風なりの発電値が出力上限指令値より小さい場合は、風なり発電値を発電する。電力メータM0は、風力発電設備の発電電力を測定する。
The wind
蓄電池システム3は、いずれも図示されない一または複数の蓄電池と、その充放電を交流に変換するための電力交換器と、蓄電池のSOCを測定または推定し出力するSOC検出部からなる。なお、SOC検出部は、蓄電池システム3ではなくWF制御部200に設けてもよい。
The
蓄電池システム3は、WF制御部200から充放電指令を受けて充放電する。ただし、そのときのSOC状態に応じて指令どおりの充放電ができない場合がある。SOC100%の状態であれば、充電はできないし、SOC0%の状態であれば、放電はできない。そのため、蓄電池システム3は電圧値やそれまでの充放電履歴から蓄電池のSOCを測定または推定し、WF制御部200(蓄電池WF制御算出部6)にその値を出力する。WF制御部200は蓄電池システム3に出力する充放電指令値をSOC状態に応じた充放電可能な範囲に設定する。また、WF制御部200は、電力メータM1の測定値の過去値を受けて、変動緩和要件を満足するように蓄電池の充放電指令値、および、風力発電設備2の出力上限指令値を算出する。
The
なお、電力取引しない場合の指令値の算出方法は特定の手段に限定されない(例えば、特許第5501183号に記載の方法が利用可能である)。 In addition, the calculation method of the command value in the case of not performing power trading is not limited to a specific means (for example, the method described in Japanese Patent No. 5501183 can be used).
次に、特徴部分を説明する。蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000は、前記変動緩和要件を満たしつつ電力線102を介して系統安定化のための上げ取引/下げ取引電力(調整力)に従った電力を電力系統に出力もしくは電力系統から受け取る。系統安定化のための上げ取引/下げ取引電力は、電力取引契約にのっとった電力入出力指令に従わなくてはならない。その一方、風力発電としての電力は課された変動緩和要件を満足しなければならない。そこで、調整力用の電力を測定するために、系統への電力線に備える電力メータM1とは別に、電力線102には電力メータM2を備える。電力メータM1を備えることにより蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000が変動緩和要件を満たすことを示すことができ、さらに電力メータM2を備えることにより調整力として系統に供給した電力のエビデンスを示すことが可能になる。
Next, the characteristic part will be described. The regenerative
電力取引情報受信部4は、インターネットや専用線から、電力取引契約にのっとった電力入出力指令として、系統安定に必要な電力取引情報P(t)を受信し、蓄電池WF制御算出部6に出力する。ここでの電力取引契約は、-P_MAX< P(t)< P_MAXの範囲でP(t)を受けて電力を出力/入力する上げ取引/下げ取引する契約をしている前提とする。P_MAX は電力取引契約の中で取り決めた取引電力の上限値を示す値である。P(t)が正の値であれば、電力を上げる上げ取引として、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000は電力線102を介して電力系統側に電力を流す。P(t)が負の値であれば、電力を下げる下げ取引として、電力線102を介して電力系統側より電力を受ける。
The power transaction
風力発電値予測部5は、気象情報を受けて風力発電設備2の風なり発電値として風力発電予測値Wf(t)を予測する。また、風力発電値予測部5は、現在の風なり発電値を測定する。風力発電値予測部5は、風力発電予測値Wf(t)と風なり発電値を蓄電池WF制御算出部6に出力する。ここで、気象情報とは風力発電設備2が位置する地域の天気予報やほか地域の現在の気象情報である。雲や気圧の配置も含む。そして、風力発電値予測部5は、気象情報と直前までの風なり発電値から現在時刻以降の風なり発電値を予測する。風力発電予測値Wf(t)は、現在時刻から数秒先から数時間先までの各時刻の風力発電設備の発電値の予測値であり、所定の間隔で、更新される。風力発電予測値Wf(t)は、出力抑制をしない風なりの発電を予測する。風なりの発電値は、出力抑制制御をかけることで、風なりの発電値以下に抑制することができる。抑制をかけない風なりの発電値または風力発電予測値Wf(t)は、制御後発電値と区別するために、以降、再生可能エネルギー発電可能値および予測値と呼ぶ。
The wind power generation value prediction unit 5 receives the weather information and predicts the wind power generation prediction value Wf (t) as the wind power generation value of the wind
蓄電池WF制御算出部6は、電力取引情報P(t)、風力発電予測値Wf(t)、電力メータM1の測定値の過去値、蓄電池のSOCを受けて、蓄電池の充放電指令値、出力上限指令値、W1出力値,W2出力値を算出する。算出方法については、図2から図6を用いて後述する。本実施例の蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000では電力メータM1の測定値を取り込む構成としているが、図13に示すように、電力メータM0の測定値を取り込み蓄電池充放電指令値の過去値を用いて計算して用いることもできる。または、電力メータM1の通信に異常が生じた場合に、電力メータM0の測定値を取り込み蓄電池充放電指令値の過去値を用いて計算しても良い。電力メータM0、電力メータM1、電力メータM2には、過去の計測値を保存するためのデータを保存する機能を備える。
The storage battery WF
蓄電池WF制御算出部6は、変動緩和遵守率の履歴、電力取引遵守履歴、蓄電池サイクル数進捗状況、SOC状態の履歴を保持し出力表示するI/Fを備える。これにより、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000の制御に必要な各値がどのように算出されたのかを、操作者は確認することができる。
The storage battery WF
蓄電池WF制御算出部6は、風力発電設備2の風なり発電値が0でかつ、電力取引情報として下げ取引を受信した場合は、蓄電池システム3の充電可能値の範囲で、系統から電力の供給を受けて蓄電池システム3に充電する。これは、そのほかの実施例の場合も共通である。
When the wind power generation value of the wind
潮流を分ける電力変換器(BTB8)は、電力線103と電力線104を介して出力される風力発電設備2と蓄電池システム3の電力からW2として指定された電力を電力線102に分流する。BTB8は、電力線102への接続側に変圧器15および電力線104への接続側に変圧器16を備える。変圧器15または変圧器16は、どちらか一方には必ず備える必要がある。電力線101,102,105はループを構成しているため、変圧器15または変圧器16によって、零相経路を断ち、安定した動作とノイズ拡散防止の効果がある。
The power converter (BTB8) that divides the power flow diverts the power designated as W2 from the power of the wind
図2を用いて、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000の内部処理にかかわる値と処理の概要を説明する。図2は、再生可能エネルギー発電機の発電値の例を示した図である。図2(a)は、横軸は時刻、縦軸は発電出力であり、電力メータM1で計測されるW1出力を示している。説明を簡単にするため、この図では、電力取引用の電力メータM2で計測される電力値は0とする。図2(b)の横軸は時刻、縦軸は蓄電池システム3の出力値であり、放電は正の値を、充電は負の値をとる。図2(c)の横軸は時刻、縦軸は蓄電池システム3の備える蓄電池の充電率である。(a)〜(c)の横軸時刻は、同一時刻である。
With reference to FIG. 2, the values and the outline of the processing related to the internal processing of the renewable
(a)に示す電力メータM1で計測されるW1出力は、電力系統に連系するための変動緩和要件が課されており、変動緩和要件はn分間の最大値と最小値の差がL以下とする。(a)には、各時刻における、上記変動緩和要件を満足するためのW1出力の許容範囲であるW1上限値とW1下限値を示している。蓄電池WF制御算出部6は、W1上限値≧W1出力≧W1下限値となるよう、風力発電予測値Wf(t)から、充放電値、出力上限指令値、W2出力の指令値を算出する。風なりの発電値およびその予測値として風力発電予測値Wf(t)を示している。時刻t1においては、W1出力値(t1)=風なり発電値(t1)であり、蓄電池からの充放電がなくても風なりの発電値でW1上限値以下かつW1下限値以上である。時刻t2においては、風なり発電値が下限値を下回ってしまうため、蓄電池より放電することでW1出力が下限値と同じくなるようにし、要件を満足させる。時刻t3においては、風なり発電値が上限値を上回るため、蓄電池が充電することでW1出力が上限値と同じくなるようにし、要件を満足させる。
The W1 output measured by the power meter M1 shown in (a) is subject to fluctuation mitigation requirements for linking to the power system, and the fluctuation mitigation requirement is that the difference between the maximum value and the minimum value for n minutes is less than L And (a) shows a W1 upper limit value and a W1 lower limit value, which are allowable ranges of the W1 output for satisfying the above-mentioned fluctuation mitigation requirements at each time. The storage battery WF
蓄電池の放電を行うと、(c)に示すように蓄電池SOCは低下し、充電を行えば蓄電池SOCは上昇する。また、蓄電池の端子電圧制約により、SOCに応じて、蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdが変化する。蓄電池WF制御算出部6は、SOCから蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdを算出する。算出方法については、図3により後述する。(a)には、各時刻のSOC値に応じた蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdを示している。
When the storage battery is discharged, the storage battery SOC decreases as shown in (c), and the storage battery SOC increases when charging is performed. Further, the storage battery chargeable value Xc and the storage battery dischargeable value Xd change according to the SOC due to the terminal voltage restriction of the storage battery. The storage battery WF
蓄電池WF制御算出部6は、各時刻における、電力取引に供給可能な電力を次のように算出する。
The storage battery WF
蓄電池WF制御算出部6は制御を決定するために用いる場合は、風なり発電値のかわりに風なり発電値の予測値である風力発電予測値Wf(t)を用いる。
When used for determining control, the storage battery WF
時刻t1においては、W1出力値(t1)=風なり発電値(t1)であるが、W1出力値(t1)をW1下限値まで下げて(風なり発電値-W1下限値)の電力量を下げ電力取引に融通することができる。これをW2下げ取引可能値1 (t1)とする。しかし、W1出力値をW1下限値まで下げるためには、風なり発電値とW1下限値の差分を、蓄電池に充電する必要がある。すなわち、蓄電池充電可能値Xc(t)までしかW1出力値を下げられない。下げ電力取引に融通できるのは、W2下げ取引可能値1(t),蓄電池充電可能値Xc(t)の小さいほうの値である。また、W1下限値は、直前のn分間のW1出力値の最大値-Lにより算出し、W1上限値は、直前のn分間のW1出力値の最小値+Lにより算出する。 At time t1, W1 output value (t1) = wind power generation value (t1), but lower the W1 output value (t1) to the W1 lower limit value (wind power generation value-W1 lower limit value). It can be accommodated in reduced power trading. This is W2 lower tradeable value 1 (t1). However, in order to lower the W1 output value to the W1 lower limit value, it is necessary to charge the storage battery with the difference between the wind power generation value and the W1 lower limit value. That is, the W1 output value can be lowered only to the storage battery chargeable value Xc (t). The lower power transaction can be accommodated by the smaller value of W2 lower tradeable value 1 (t) and storage battery chargeable value Xc (t). Further, the W1 lower limit value is calculated by the maximum value -L of the W1 output value for the immediately preceding n minutes, and the W1 upper limit value is calculated by the minimum value of the W1 output value for the immediately preceding n minutes + L.
W2下げ取引可能値1(t)=風力発電予測値Wf(t)-W1下限値(t)・・・(1式)
W2下げ取引可能値=MIN(W2下げ取引可能値1(t),蓄電池充電可能値Xc(t))・・・(2式)
変動緩和用放電値Zd(t)=0
変動緩和用充電値Zc(t)=0
W2 lower tradeable value 1 (t) = wind power generation forecast value Wf (t)-W1 lower limit (t) (1 formula)
W2 lower tradeable value = MIN (W2 lower tradeable value 1 (t), storage battery chargeable value Xc (t)) (2 formulas)
Discharge value for fluctuation relaxation Zd (t) = 0
Fluctuation charge value Zc (t) = 0
同様に、W1上限値−風なり発電値の電力量を上げ電力取引に融通することができ、これをW2上げ取引可能値1 (t1)とする。上げ電力取引に融通できるのは、W2上げ取引可能値1(t),蓄電池充電可能値Xc(t)の小さいほうの値である。 Similarly, it is possible to increase the amount of power of W1 upper limit value−wind power generation value to be flexible for power transactions, and this is set as W2 increase transaction possible value 1 (t1). What can be accommodated in the increased power transaction is the smaller value of the W2 increase transaction possible value 1 (t) and the storage battery chargeable value Xc (t).
W2上げ取引可能値1 (t)= W1上限値(t)−風力発電予測値Wf(t)・・・(3式)
W2上げ取引可能値=MIN(W2上げ取引可能値1(t) ,蓄電池放電可能値Xd(t))・・・(4-1式)
変動緩和用放電値Zd(t)=0・・・(4-2式)
変動緩和用充電値Zc(t)=0・・・(4-3式)
W2 increase tradeable value 1 (t) = W1 upper limit value (t)-wind power generation prediction value Wf (t) (3 formulas)
W2 up tradeable value = MIN (W2 up tradeable value 1 (t), storage battery dischargeable value Xd (t)) (Expression 4-1)
Fluctuation discharge value Zd (t) = 0 ... (Formula 4-2)
Charge value for fluctuation relaxation Zc (t) = 0 ... (4-3)
時刻t2においては、風なり発電値がW1下限値を下回ってしまうため、変動緩和用に蓄電池より放電する。そこで、電力取引に向けられる量を次のように計算できる。下げ取引であれば5-1式〜5-3式により計算する。上げ取引であれば5-4式〜5-5式により計算し、W1出力値はW1下限値となっているためW2下げ取引可能値 (t2)は0である。また、電力取引がなくても変動緩和用に蓄電池より放電する必要がある。この変動緩和用放電値も、蓄電池放電可能値Xd以下である必要がある。変動緩和用放電値Zdが蓄電池放電可能値Xdより大きい場合は、W1出力値が変動緩和要件を逸脱することになる。 At time t2, since the wind power generation value falls below the W1 lower limit value, the battery is discharged for fluctuation mitigation. The amount devoted to power trading can then be calculated as follows. For down trades, use the formulas 5-1 to 5-3. If it is an up trade, it is calculated by formulas 5-4 to 5-5. Since the W1 output value is the W1 lower limit, the W2 lower tradeable value (t2) is 0. Moreover, even if there is no electric power transaction, it is necessary to discharge from a storage battery for fluctuation reduction. The fluctuation relaxation discharge value also needs to be equal to or less than the storage battery dischargeable value Xd. When the fluctuation relaxation discharge value Zd is larger than the storage battery dischargeable value Xd, the W1 output value deviates from the fluctuation relaxation requirement.
W2下げ取引可能値 (t2)= W2下げ取引可能値1 (t2)=0・・・(5-1式)
変動緩和用放電値Zd (t2)= MIN(W1下限値(t2)-風力発電予測値Wf(t2), 蓄電池放電可能値Xd(t2)) ・・・(5-2式)
変動緩和用充電値Zc (t2)=0・・・(5-3式)
W2上げ取引可能値1 (t2)= W1上限値(t2)-W1下限値(t2) ・・・(5-4式)
W2上げ取引可能値=MIN(W2上げ取引可能値1(t2) ,蓄電池放電可能値Xd(t2)- 変動緩和用放電値Zd (t2)) ・・・(5-5式)
時刻t3においては、風なり発電値がW1上限値を上回るため、変動緩和用に蓄電池が充電する。そこで電力取引に向けられるのは、下げ取引であれば6-4式〜6-5式により計算する。上げ取引であれば6-1式〜6-3式により計算し、W2上げ取引可能値 (t3)は0である。
W2 lower tradeable value (t2) = W2 lower tradeable value 1 (t2) = 0 (Formula 5-1)
Fluctuation discharge value Zd (t2) = MIN (W1 lower limit value (t2)-wind power generation predicted value Wf (t2), storage battery dischargeable value Xd (t2)) (Equation 5-2)
Charge value for fluctuation relaxation Zc (t2) = 0 (Expression 5-3)
W2 up tradeable value 1 (t2) = W1 upper limit value (t2)-W1 lower limit value (t2) ... (Form 5-4)
W2 up tradeable value = MIN (W2 up tradeable value 1 (t2), storage battery dischargeable value Xd (t2)-fluctuation relaxation discharge value Zd (t2)) (5-5 formula)
At time t3, since the wind power generation value exceeds the W1 upper limit value, the storage battery is charged for fluctuation mitigation. Therefore, if it is a down trade that is directed to power trading, it is calculated by formulas 6-4 to 6-5. If it is an up trade, it is calculated by formulas 6-1 to 6-3, and the W2 up tradeable value (t3) is zero.
W2上げ取引可能値 (t3)= W2上げ取引可能値1 (t3)=0・・・(6-1式)
変動緩和用放電値Zd (t2)=0・・・(6-2式)
変動緩和用充電値Zc (t3)= MIN(風力発電予測値Wf(t3) - W1上限値(t3), 蓄電池充電可能値Xc(t3)) ・・・(6-3式)
W2下げ取引可能値1 (t3)= W1上限値(t3)-W1下限値(t3) ・・・(6-4式)
W2下げ取引可能値=MIN(W2下げ取引可能値1(t3) ,蓄電池放電可能値Xc(t3)- 変動緩和用放電値Zc (t3)) ・・・(6-5式)
W2 up tradeable value (t3) = W2 up tradeable value 1 (t3) = 0 (Expression 6-1)
Fluctuation discharge value Zd (t2) = 0 (Expression 6-2)
Fluctuation charge value Zc (t3) = MIN (Wind power generation prediction value Wf (t3)-W1 upper limit value (t3), storage battery chargeable value Xc (t3)) (6-3)
W2 lower tradeable value 1 (t3) = W1 upper limit value (t3)-W1 lower limit value (t3) (6-4)
W2 lower tradeable value = MIN (W2 lower tradeable value 1 (t3), storage battery dischargeable value Xc (t3)-fluctuation mitigation discharge value Zc (t3)) (6-5)
以上の考え方により、時刻t1、t2、t3について、W2上げ取引可能値とW2下げ取引可能値は下式で算出できる。 Based on the above concept, the W2 up tradeable value and the W2 down tradeable value can be calculated by the following formulas at times t1, t2, and t3.
W2下げ取引可能値1(t)=MAX(0,風力発電予測値Wf(t)-W1下限値(t))・・・(6-6式)
W2下げ取引可能値=MIN(W2下げ取引可能値1(t),(蓄電池充電可能値Xc(t)−変動緩和用充電値Zc(t))・・・(6-7式)
W2上げ取引可能値1 (t)= MAX(0,W1上限値(t)−風力発電予測値Wf(t))・・・(6-8式)
W2上げ取引可能値=MIN(W2上げ取引可能値1(t) ,蓄電池放電可能値Xd(t)―変動緩和用放電値Zd(t))・・・(6-9式)
W2 lower tradeable value 1 (t) = MAX (0, wind power generation predicted value Wf (t)-W1 lower limit value (t)) (6-6)
W2 lower tradeable value = MIN (W2 lower tradeable value 1 (t), (battery chargeable value Xc (t)-fluctuation mitigation charge value Zc (t)) (6-7)
W2 tradeable value 1 (t) = MAX (0, W1 upper limit value (t)-wind power generation prediction value Wf (t)) (Expression 6-8)
W2 up tradeable value = MIN (W2 up tradeable value 1 (t), storage battery dischargeable value Xd (t)-fluctuation relaxation discharge value Zd (t)) ... (6-9 formula)
以上説明した方法で算出した値を用いて、蓄電池WF制御算出部6は蓄電池の充放電指令値、出力上限指令値、W1出力値,W2出力値を算出する。詳細は、図4にて説明する。
The storage battery WF
図3は、蓄電池システム3のSOCと蓄電池充電可能値Xcと蓄電池放電可能値Xdを説明する図である。蓄電池システム3から放電できるのは、SOCがSOC放電下限値以上、充電できるのは、SOCがSOC充電上限値以下の範囲である。SOCが100%近くなれば充電はできない。
FIG. 3 is a diagram for explaining the SOC of the
図4に、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000の動作フローを示す。蓄電池WF制御算出部6は、所定の間隔で、手順102から手順113までを繰り返し実施する。手順101にて、繰り返し時刻を制御する。手順102にて、電力取引情報受信部4は通信を介して電力取引情報P(t)を受け、蓄電池WF制御算出部6に出力する。
FIG. 4 shows an operation flow of the renewable
手順103〜手順113まで、特に断らない限りは蓄電池WF制御算出部6が行う処理である。手順103の判定により、上げ取引か上げ取引かを判定する。P(t)が正の値で判定結果がYESであれば上げ取引であり、手順104の上げ取引処理にて出力上限指令値(W0の最大値),W1,W2,蓄電池充放電の指令値を算出する。詳細を図5にて説明する。P(t)が負の値で判定結果がNOであれば下げ取引であり、手順105の下げ取引処理にて出力上限指令値(W0の最大値),W1,W2,蓄電池充放電の指令値を算出する。詳細を図6にて説明する。
Unless otherwise specified,
手順106にて、風力発電設備2、蓄電池システム3、BTB8に対して指令値が発行される。BTB8はW2指令値に従って電力を調整する。蓄電池システム3は、蓄電池充放電指令値に従った蓄電池充放電を行い、風力発電設備2は、出力上限指令値に従った風力設備制御を行う。
In
手順107にて、蓄電池システム3は、充放電後の蓄電池容量SOC(t+1)を算出して蓄電池WF制御算出部6に出力する。
In
手順108にて、風力発電値予測部5は、気象情報を受け、風力発電予測値Wf(t+1)を算出する。
In
気象情報は制御の間隔と異なるタイミングで受信し、ここでは、最新の気象情報から予測と、風なり発電値の発電実績値、風力発電設備2の発電実績値から算出する。算出方法は特定の手段に限定されない(例えば、書籍「風力発電出力の短期予測、マティアス・ランゲ、ウルリッヒ・フォッケン共著、オーム社」に記載の方法が利用可能である)。
The meteorological information is received at a timing different from the control interval. Here, the weather information is calculated from the latest meteorological information, the power generation actual value of the wind power generation value, and the power generation actual value of the wind
手順109にて、風力発電値W1の実績値からW1上限値(t+1),W1下限値(t+1)を算出する。
手順110にて、変動緩和用放電値Xd(t), 変動緩和用充電値Zc(t) を算出する。手順111にて、 SOC(t+1)から、蓄電池充電可能値Xc(t+1)と蓄電池放電可能値Xd(t+1 )を算出する。手順112にて、6−6式および6−8式でW2上げ取引可能値1(t+1)、 W2下げ取引可能値1 (t+1)を算出する。
In
In
手順113にて、6−7式にてW2上げ取引可能値(t+1)を算出する。
手順114にて、6−9式にてW2下げ取引可能値(t+1)を算出する。
In step 113, the W2 increase tradeable value (t + 1) is calculated by Formula 6-7.
In step 114, the W2 lower tradeable value (t + 1) is calculated using equation 6-9.
図5は、蓄電池WF制御算出部6が行う図4の手順104の「上げ取引処理W0,W1,W2,蓄電池充放電の指令値を算出104」の詳細な手順を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a detailed procedure of “upward transaction processing W0, W1, W2, and calculation of storage battery charge /
手順1にて、P(t) が6−9式で定義するW2上げ取引可能値(t)か以下を判定する。YESであれば、 P(t)要求量は、W2出力値としてP(t)を供給可能であるので、手順2を行う。NOであれば、供給不可能であるので、手順3を行う。
In
手順2にて、 次のように設定する。
W2= P(t)
W0=風力発電予測値Wf(t);風なり
蓄電池放電値= P(t)+変動緩和用放電値Xd(t)
W1= W0+P(t) +変動緩和用放電値Xd(t)
In
W2 = P (t)
W0 = Wind power generation predicted value Wf (t); Wind-like battery discharge value = P (t) + Discharge for fluctuation relaxation Xd (t)
W1 = W0 + P (t) + discharge value for fluctuation relaxation Xd (t)
また、手順1の判定結果がNOであれば、手順3を行う。手順3にて、 次のように設定する。図3時刻t3であれば、W2上げ取引可能値(t)は0であり、蓄電池は変動緩和用の充電のみを行う。
If the determination result in
W2= W2上げ取引可能値(t)
W0=風力発電予測値Wf(t);風なり
W1= W0+W2上げ取引可能値(t)
蓄電池充放電値=W2上げ取引可能値(t)+変動緩和用充電値Xc(t)
W2 = W2 tradeable value (t)
W0 = Wind power generation prediction value Wf (t); Wind
W1 = W0 + W2 tradeable value (t)
Battery charge / discharge value = W2 tradeable value (t) + fluctuation mitigation charge value Xc (t)
図6は、蓄電池WF制御算出部6が行う図4の手順105の「下げ取引処理W0,W1,W2,蓄電池充放電の指令値を算出105」の詳細な手順を示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing a detailed procedure of “decrease transaction processing W0, W1, W2, calculate command value of storage battery charge /
手順1にて、Abs(P(t))がW2下げ取引可能値(t)以下か判定する。 ここでは、P(t)要求量は負の値であるので、絶対量の比較で判定している。YESであれば、 P(t)要求量は、供給可能であるので、手順2を行う。NOであれば、供給不可能であるので、手順3を行う。
手順2にて、 次のように設定する。
In
In
W2= P(t)
W0=風力発電予測値Wf(t);風なり
蓄電池充電値=Abs(P(t))+変動緩和用充電値Xc(t)
W1= W0+P(t)−変動緩和用充電値Xc(t)
W2 = P (t)
W0 = Wind power generation predicted value Wf (t); Wind-like battery charge value = Abs (P (t)) + Fluctuation charge value Xc (t)
W1 = W0 + P (t)-Fluctuation charge value Xc (t)
また、手順1の判定結果がNOであれば、手順3を行い、要求量P(t)には満たないが、時刻tで供給しうる最大量を供給する設定をする。手順3にて、 次のように設定する。図3時刻t2であれば、W2下げ取引可能値(t)は0であり、蓄電池は変動緩和用の放電のみを行う。
On the other hand, if the determination result of
W2= −W2下げ取引可能値 (t)
W0=風力発電予測値Wf(t)
W1= W0ーW2下げ取引可能値(t)−変動緩和用放電値Xd(t)
蓄電池充電値= W2下げ取引可能値(t) +変動緩和用充電値Xc(t)
W2 = −W2 lower tradeable value (t)
W0 = Wind power generation prediction value Wf (t)
W1 = W0-W2 lower tradeable value (t)-fluctuation relaxation discharge value Xd (t)
Storage battery charge value = W2 lower tradeable value (t) + fluctuation relaxation charge value Xc (t)
以上に説明した手順でW1とW2と蓄電池充電値を算出することで、発電電力W0と前記蓄電池の充放電値の合計出力が変動緩和要件の範囲内となるように電力取引発電W2と前記出力上限指令値と前記充放電指令値を算出できる効果がある。 By calculating W1 and W2 and the storage battery charge value according to the procedure described above, the power transaction power generation W2 and the output so that the total output of the generated power W0 and the charge / discharge value of the storage battery is within the range of the fluctuation mitigation requirements. There is an effect that the upper limit command value and the charge / discharge command value can be calculated.
以上、実施例1について説明した。以下、実施例1の部分的な代案について述べる。 The first embodiment has been described above. Hereinafter, a partial alternative of the first embodiment will be described.
実施例1では、事前の電力取引契約が成立しP_MAX値も決定している場合について説明した。そうではなく、事前の電力取引契約がなく、そのつど電力取引市場に入札して約定したならば約定量P(t)に従って電力を上げ下げする前提の場合について説明する。その場合は、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000は、外部の電力取引の入札手続きと約定結果を受け取る電力取引処理部とのI/Fを備える。蓄電池WF制御算出部6は、図4の手順114までを行った後に、W2下げ取引可能値(t+1)とW2上げ取引可能値(t+1)を電力取引処理部に出力する。電力取引処理部はW2下げ取引可能値(t+1)とW2上げ取引可能値(t+1)を受けてその範囲で電力取引市場への入札手続きを行う。図4の手順102では、電力取引処理部は、その約定結果としてP(t)を受けて電力取引情報受信部4に出力する。
In the first embodiment, a case has been described in which a prior power transaction contract is established and the P_MAX value is also determined. Instead, there will be described a case where there is no prior power transaction contract and the power is increased or decreased according to the approximately fixed amount P (t) when bidding on the power transaction market and executing the contract. In that case, the renewable energy generator system with a
月ごと、年毎のタイミングで入札する場合は、風力発電予測値Wf(t)のかわりに過去の風なり風力発電の実績値を用いて同様にW2下げ取引可能値(t+1)、 W2上げ取引可能値(t+1)を算出した結果の統計値を用いてP_MAXを算出し、入札する。統計値とは、平均値でも良いし、過去値のnサンプルについて累積確率がa%以上または以下となる値を用いると、供給不可能取引となる確率をa%以下にできる効果がある。 When bidding on a monthly or yearly basis, instead of the wind power forecast value Wf (t), the actual value of wind wind power generation in the past is used, and the tradeable value (t + 1), W2 P_MAX is calculated using the statistical value of the result of calculating the uptradable value (t + 1), and a bid is made. The statistical value may be an average value, and using a value having a cumulative probability of a% or more or less for n samples of past values has an effect of reducing the probability of a non-supplyable transaction to a% or less.
実施例1の部分的な代案として、電力取引においてP(t)を受信後に所定時間以上その出力を維持する必要がある場合の工夫について説明する。図3に示す関数について、SOCに応じて所定時間の間、充電または放電を維持できる値を蓄電池充電可能値Xc(SOC)と蓄電池放電可能値Xd(SOC)として蓄電池WF制御算出部6内に保持する。この関数を用いて、所定時間以上の充電または放電を維持できる蓄電池充電可能値Xc(SOC(t))と蓄電池放電可能値Xd(SOC(t))を算出して入札量P_MAXにて入札すれば、出力維持条件を満足する電力取引ができる。
As a partial alternative to the first embodiment, a device when it is necessary to maintain the output for a predetermined time or more after receiving P (t) in power trading will be described. For the function shown in FIG. 3, values that can be charged or discharged for a predetermined time according to the SOC are stored in the storage battery WF
MIN(ABS(蓄電池充電可能値Xc(t)),W2上げ取引可能値1 (t))>ABS(−P_MAX) ・・・(7式)
MIN(蓄電池充電可能値Xc(t) ,W2下げ取引可能値1 (t))>P_MAX・・・(8式)
MIN (ABS (chargeable battery charge value Xc (t)), W2 tradeable value 1 (t))> ABS (−P_MAX) (7 formulas)
MIN (storage battery chargeable value Xc (t), W2 lower tradeable value 1 (t))> P_MAX (8 formulas)
実施例1の部分的な代案として、電力取引と変動緩和要件のどちらを優先するか決定して制御を変える場合について説明する。蓄電池WF制御算出部6に、次の処理を実行する演算器を備える。蓄電池WF制御算出部6は、所定の期間における電力取引の供給不可能回数と変動緩和要件を逸脱した回数をカウントする。また、下式により指標Iを計算し、Iが負の値であれば、電力取引を優先するモードとなり、W1上限値とW1下限値の差を初期値Lより大きい値に設定する。ただし、変動緩和要件を逸脱した回数は、初期値Lを用いて行う。Iが正の値であれば、変動緩和要件を優先するモードとなり、W1上限値とW1下限値の差を初期値Lに設定する。K1,K2はあらかじめ設定した値である。
As a partial alternative to the first embodiment, a case will be described in which the control is changed by determining which of power trading and fluctuation mitigation requirements is given priority. The storage battery WF
I=K1*供給不可能回数-K2*変動緩和要件の逸脱回数 I = K1 * Number of times supply is not possible-K2 * Number of deviations from fluctuation mitigation requirements
これにより、電力取引と変動緩和要件の優先度を動的に変更しながら、電力取引と変動緩和要件を両立することができる。 Thereby, the power transaction and the fluctuation mitigation requirement can be made compatible while dynamically changing the priority of the power transaction and the fluctuation mitigation requirement.
以上の実施例1の説明では、次のタイミングの1時刻について電力取引情報P(t)を入手し蓄電池とWFを制御する場合についてであった。本実施例2では、電力取引情報として将来の複数時刻における電力取引予測値Pf(t)を得て、将来の供給不可能状況を予測してそれを回避し、より供給可能取引を増やすための方法について説明する。全体構成は図1に示されているものと同じであり、実施例1との差分は図1の電力取引情報受信部4と蓄電池WF制御算出部6の内部処理である。電力取引情報受信部4は、電力取引情報として、電力取引予測値Pf(t)を算出するための情報として気象情報や交通情報や近隣の災害情報を受け、蓄電池WF制御算出部6に出力する。また、蓄電池WF制御算出部6は、電力取引情報を受けて電力取引予測値Pf(t)を算出する。また、電力取引予測値Pf(t)と風力発電予測値Wf(t)から、蓄電池の充放電指令値、出力上限指令値、W1,W2の値を補正する。補正方法は、図4の手順において手順106の直前に図10に示す手順を追加して実施する。
In the above description of the first embodiment, the power transaction information P (t) is obtained at one time of the next timing and the storage battery and the WF are controlled. In the second embodiment, as a power transaction information, a power transaction prediction value Pf (t) at a plurality of times in the future is obtained, a future supply impossible situation is predicted and avoided, and more supplyable transactions are increased. A method will be described. The overall configuration is the same as that shown in FIG. 1, and the difference from the first embodiment is the internal processing of the power transaction
以降、この手順について、図7〜9により考え方を説明し、図10に詳細な手順を説明する。電力取引情報P(t)の将来の電力取引予測値Pf(t)がわかれば、図4の手順に入力してシミュレーションすることにより、将来の供給不可能状態を知ることができる。また、供給不可能状態に陥らないようそれ以前の制御で、W1出力の状態をW2出力に充放電を融通できる状態にしておく、または、蓄電池システム3に必要量の充電または放電を実施しておく。
Hereinafter, the concept of this procedure will be described with reference to FIGS. 7 to 9, and the detailed procedure will be described with reference to FIG. If the future power transaction predicted value Pf (t) of the power transaction information P (t) is known, the future supply impossible state can be known by inputting and simulating in the procedure of FIG. In addition, the control of the W1 output should be set to a state where the charging and discharging can be accommodated to the W2 output, or the
図7は電力取引予測値Pf(t)と風力発電予測値Wf(t)を用いて図4の手順により蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000を動作させたときの、各出力値および蓄電池状態を示している。時刻t2では、Pf(t2)をW2出力としなければならないにもかかわらず、Pf(t2)>W2上げ取引可能値 (t)となり、供給不可能取引となる。6−9式に示すように、Pf(t2)より、W2上げ取引可能値1(t)と蓄電池放電可能値Xd(t)のどちらかが小さくなると、この供給不可能取引に陥る。
FIG. 7 shows each output value and storage battery state when the regenerative
図8には、Pf(t2)>W2上げ取引可能値1(t)の場合に、供給不可能取引に陥らないようそれ以前の制御により、W1出力を制御してW2出力に放電を融通できる状態にしておく例を示している。図7では、W1出力を上げたくてもW1上限値以上にすることができない。そこで、図8のように、時刻t2に、W1出力を上げられるようにW2上げ取引可能値1(t)を大きく得られるようW1上限値を上げておく制御が有効である。すなわち、時刻t2時点のW1上限値を電力取引予測値Pf(t2)と風力発電予測値Wf(t2)の和よりも高くする。 Fig. 8 shows that when Pf (t2)> W2 tradeable value 1 (t), the W1 output can be controlled and the discharge can be accommodated by the previous control so as not to fall into a supply impossible transaction. An example of keeping the state is shown. In FIG. 7, even if it is desired to increase the W1 output, the W1 upper limit value cannot be exceeded. Therefore, as shown in FIG. 8, it is effective to increase the W1 upper limit value at time t2 so that the W2 increase tradeable value 1 (t) can be obtained so that the W1 output can be increased. That is, the W1 upper limit value at the time t2 is set higher than the sum of the power transaction predicted value Pf (t2) and the wind power generation predicted value Wf (t2).
時刻t2時点のW1上限値を高くするには、時刻t2時点の所定のn分より前(変動緩和要件がn分間の最大値と最小値の差がL以下とする)から、W1下限値を9式のように定める。n分前からW1下限値が9式以上であれば、時刻t2時点のW1上限値(t2)は、W1下限値(t2)+Lで計算できるので、10式から、W2上げ取引可能値1(t)を電力取引予測値Pf(t)とすることができ、供給可能となる。
To increase the W1 upper limit at time t2, set the W1 lower limit from the specified n minutes before time t2 (the fluctuation mitigation requirement is that the difference between the maximum and minimum values for n minutes is less than or equal to L). Determined as shown in
W1下限値(t)=電力取引予測値Pf(t2)+風力発電予測値Wf(t2)―L・・・(9式)
W1上限値(t)=電力取引予測値Pf(t2)+風力発電予測値Wf(t2)・・・(10式)
ただし、t:t2―n〜t2
W1 lower limit (t) = predicted power transaction value Pf (t2) + predicted wind power generation value Wf (t2)-L (9)
W1 upper limit value (t) = predicted power transaction value Pf (t2) + predicted wind power generation value Wf (t2) (Equation 10)
However, t: t2-n to t2
また、図9には、Pf(t2)>蓄電池放電可能値Xd(t)の場合に、供給不可能取引に陥らないようそれ以前の制御により、蓄電池に充電しておく例を示している。電力取引予測値Pf(t)と風力発電予測値Wf(t)を用いたシミュレーションの結果、図7のようにSOC値がt2より早い時刻にSOC下限値を下回ってしまう場合には、時刻t2にいたる以前にW1出力を下げて蓄電池に充電する。SOCの不足分S(t2)の発生が予測され、現在t0から時刻t2まで(t2−t0)秒であれば、不足分S(t2)をこの秒数で等分して各秒で充電する値S(tmp)を算出し、蓄電池の充放電量にこの充電量を加算し、図4の手順113までで計算した蓄電池充放電量とW1出力値を補正する。ここでは、充電値S(tmp)は負値とする。 FIG. 9 shows an example in which the storage battery is charged by the previous control so as not to fall into a supply impossible transaction when Pf (t2)> storage battery dischargeable value Xd (t). As a result of the simulation using the power transaction predicted value Pf (t) and the wind power generation predicted value Wf (t), when the SOC value falls below the SOC lower limit value at a time earlier than t2 as shown in FIG. Before going to, lower the W1 output and charge the battery. If the occurrence of SOC shortage S (t2) is predicted and it is currently (t2-t0) seconds from t0 to time t2, shortage S (t2) is equally divided by this number of seconds and charged every second. The value S (tmp) is calculated, and this charge amount is added to the charge / discharge amount of the storage battery, and the storage battery charge / discharge amount and the W1 output value calculated up to step 113 in FIG. 4 are corrected. Here, the charge value S (tmp) is a negative value.
S(tmp)=S(t2)*充放電効率/(t2−t0)・・・(11式)
補正後蓄電池充放電値= 補正前蓄電池充放電値+S(tmp) ・・・(12式)
補正後W1出力値= 補正前W1出力値+S(tmp) ・・・(13式)
S (tmp) = S (t2) * Charge / discharge efficiency / (t2−t0) (11)
Storage battery charge / discharge value after correction = Storage battery charge / discharge value before correction + S (tmp) (12)
W1 output value after correction = W1 output value before correction + S (tmp) (13 formulas)
加算した結果、蓄電池充放電値が蓄電池充電可能値Xc(t)より小さいとき(絶対値で比較すると大きいとき)または、W1出力値がW1下限値より小さいときには、蓄電池充放電量とW1出力値の補正を実行しない。ここで、キャンセルして充電できなかったとしても、次の時刻t=t+1で、S(tmp)がその分絶対値が大きく計算され、時刻t2でのSOCを不足分S(t2)分上げて、SOC下限値を上回ることができる。 As a result of the addition, when the storage battery charge / discharge value is smaller than the storage battery chargeable value Xc (t) (when compared with the absolute value), or when the W1 output value is smaller than the W1 lower limit value, the storage battery charge / discharge amount and the W1 output value Do not perform the correction. Here, even if it cannot be charged due to cancellation, at the next time t = t + 1, the absolute value of S (tmp) is calculated to be large by that amount, and the SOC at time t2 is increased by the shortage S (t2). The SOC lower limit can be exceeded.
図7から10に説明した考え方で、電力取引予測値Pf(t)を用いたW0,W1,W2,蓄電池充放電指令値の補正について、図10で説明する。この手順は、図4の手順106の直前に実施する。特に断りがない限り、各手順は蓄電池WF制御算出部6で実施する。
The correction of W0, W1, W2, and the storage battery charge / discharge command value using the power transaction predicted value Pf (t) based on the concept described in FIGS. 7 to 10 will be described with reference to FIG. This procedure is performed immediately before
手順1にて、蓄電池WF制御算出部6は、現在から8時間先までの将来の時刻tについて電力取引予測情報Pf(t)を予測する。予測手法として、季節、天気、時刻、気交通情報、近隣の災害の有無などの条件によって、どのような電力取引情報P(t)があったのかの履歴を条件別に確率分布を作成し、予測したい時刻の条件で最も確率の高い値を得る方法により実現できる。または、蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000以外で予測した電力取引予測情報Pf(t)を電力取引情報として電力取引情報受信部4で受信しても良い。
In
手順2にて、W1出力値,W2出力値,SOCをシミュレーションする。すなわち、電力取引予測値Pf(t)と風力発電予測値Wf(t)を用いて図4の手順により将来の時刻にわたって蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000を動作させたときの、各出力値および蓄電池状態をシミュレートする。W1予測値(t)は、風力発電予測値Wf(t)を風なり発電値として、図4の手順の結果算出される値である。また、供給不可能取引の場合もW2予測値(t)= Pf(t)としてSOC予測値(t)を算出すれば、その結果は、図7の蓄電池SOC値のグラフに示した例のようになる。
In
手順3にて、供給不可能取引期間ありかを判定する。図7のように供給不可能取引ありで、時刻t2に最大L(t2)不足し、時刻t1より不足開始が始まるのであれば、判定結果はYESであり、手順4から9を行い、各指令値を補正する。
In
手順3の結果、NOで供給不可能取引なしであれば、図4手順113より前に算出した指令値に補正は加えないで終了する。
If the result of
手順4にて、t2においてW2上げ取引可能値1(t2)<電力取引予測情報Pf(t2)であれば、現在の時刻t0と、不足が発生する時刻t2に対し、(t2-t0)+α≦nであれば、図8に説明した考え方によりW1出力値を補正する。すなわち、時刻t2の下限値が決定される時刻t2-nより余裕分α時刻前になったら、9式に従って下限値を設定する。
In
手順5にて、補正したW1出力値を用いて、SOCをシミュレーションし、手順6にて、SOCが不足する時刻と量を求める。
In step 5, the SOC is simulated using the corrected W1 output value, and in
手順6の結果、SOCが不足するのであれば、手順7にて、図9で説明した考え方で蓄電池充放電量とW1出力値を補正する。手順8、9にて、蓄電池充放電量が蓄電池充電可能値Xc(t)より小さいとき(絶対値で比較すると大きいとき)または、W1出力値がW1下限値より小さいときには、蓄電池充放電量とW1出力値の補正をキャンセルする。前者は、蓄電池システムが動作できない充放電指令値となる状態であり、後者は、変動緩和要件を逸脱するW1出力値となるためである。
If the SOC is insufficient as a result of the
以上、将来に上げ電力取引が不可能取引となる場合について説明したが、下げ電力取引が供給不可能取引となる場合には、同様にして、事前にW1上限値を下げ、かつ、SOC値を下げるようにW0,W1,W2,蓄電池充放電指令値を修正すれば供給不可能取引を回避できる。すなわちW1予測値(t)に供給不可能取引時刻のn時刻以前より、W1上限値を下式のように設定することで行う。このときは下げ電力取引であるので、電力取引予測値Pf(t)は負の値である。 In the above, we have explained the case where it is impossible to increase power trading in the future, but if lower power trading is impossible to supply, similarly, lower the W1 upper limit in advance and set the SOC value in advance. If the W0, W1, W2, and storage battery charge / discharge command values are corrected so as to decrease, transactions that cannot be supplied can be avoided. That is, the W1 upper limit value is set to the W1 predicted value (t) from the time n before the non-supplyable transaction time by the following equation. Since this is a reduced power transaction, the power transaction predicted value Pf (t) is a negative value.
W1上限値(t)=電力取引予測値Pf(t2)+風力発電予測値Wf(t2)+L・・・(13式)
W1下限値(t)=電力取引予測値Pf(t2)+風力発電予測値Wf(t2)・・・(14式)
ただし、t:t2―n〜t2
W1 upper limit value (t) = predicted power transaction value Pf (t2) + predicted wind power generation value Wf (t2) + L (13)
W1 lower limit value (t) = predicted power transaction value Pf (t2) + predicted wind power generation value Wf (t2) (Expression 14)
However, t: t2-n to t2
以上、本実施例2では、電力取引情報として将来の複数時刻における電力取引予測値Pf(t)を得て、より高度な制御をする場合について説明した。以下、部分的な別案について説明する。 As described above, in the second embodiment, the case where the power transaction prediction value Pf (t) at a plurality of times in the future is obtained as the power transaction information to perform more advanced control has been described. Hereinafter, partial alternatives will be described.
図10では、将来の上げ取引において供給不可能となる場合、手順4から9でW1下限値を補正する方法を述べた。第1の代案として、手順4から9を行わず、W1出力値をW1下限値まで下げ、風なり発電値とW1下限値の差分を蓄電池システム3に充電する。W1出力値をW1下限値まで下げることで、W1上限値とW1出力値の差を大きくでき、すなわち、その制御を行わない場合に比べてW2上げ取引可能値を大きくする効果がある。また、W1出力値をW1下限値に下げる期間において蓄電池は充電されるので、その制御を行わない場合に比べて放電可能量Xdを多くする効果がある。将来の下げ取引において供給不可能となる場合は、逆に、W1出力値をW1上限値まで上げ、W1上限値と風なり発電値の差分を蓄電池システム3から放電する。
FIG. 10 describes a method of correcting the W1 lower limit value in
第2の代案として、上げ取引か、下げ取引か不明だが、時刻tiに絶対値が大きいP(ti)となることがわかった場合の対応について説明する。実施例2では、変動緩和要件がn分間の最大値と最小値の差がL以下とする前提でW1上限値(t)またはW1下限値(t)の一方を制御する方法を述べたが、これらを組み合わせて、W1上限値(t)とW1下限値(t)の差を小さくする方法が絶対値の大きな電力取引P(t)において供給可能とするために有効である。説明を簡単にするために極端な例で説明すれば、時刻tiの直前のn分間のW1出力値が一定であれば、変動緩和要件内で時刻tiのW1出力値(ti)は、W1出力値(ti-1)+Lまで上げることができ、W1出力値(ti-1)-Lまで下げることができる。すなわち、W2上げ取引可能量(ti)とW2下げ取引可能量(ti)はLとなり、W2出力値として変動緩和の変動枠最大限を利用できる効果がある。 As a second alternative, an explanation will be given for a case where it is unknown whether the transaction is an increase transaction or a decrease transaction, but it is found that P (ti) has a large absolute value at time ti. In the second embodiment, the method of controlling one of the W1 upper limit value (t) and the W1 lower limit value (t) on the assumption that the fluctuation mitigation requirement is that the difference between the maximum value and the minimum value for n minutes is L or less is described. A method of reducing the difference between the W1 upper limit value (t) and the W1 lower limit value (t) by combining them is effective for enabling supply in the power transaction P (t) having a large absolute value. In order to simplify the explanation, if the W1 output value for n minutes immediately before the time ti is constant, the W1 output value (ti) at the time ti will be the W1 output within the fluctuation mitigation requirements. It can be increased to value (ti-1) + L, and can be decreased to W1 output value (ti-1) -L. That is, the W2 up tradeable amount (ti) and the W2 down tradeable amount (ti) are L, and there is an effect that the maximum fluctuation frame of fluctuation relaxation can be used as the W2 output value.
この制御をするためには、蓄電池WF制御算出部6に、次の演算機能を備える。時刻tiのn時刻以上前の時刻tjから、時刻tj〜ti-1の間のtj〜ti-1の風力発電予測値Wf(t)の平均値を求め、充放電がバランスするようにこの平均値の上下にW1上限値(t)、とW1下限値(t)を設定する。またそのときのW1上限値(t)―W1下限値(t)をLより小さい値とする。
In order to perform this control, the storage battery WF
また、上限値(t)とW1下限値(t)との差分をLより小さい値とすれば、風なり発電値がこの範囲からはずれ、蓄電池システム3の充放電が必要となる。そのための充電もしくは放電が、風なり発電値が風力発電予測値Wf(t)との誤差があり、充電側もしくは放電側の一方に偏る場合には、あらかじめ定めた蓄電池充電率を蓄電池充電率の一定割合の範囲で上げるまたは下げるよう蓄電池を充放電する。一定割合の範囲とすることで、蓄電池充電率の変化を抑えることができ、安定した運用ができる。蓄電池充電率は、蓄電池は使用しなくても放電する分を補うために少しずつ充電する必要があり、その充電率である
If the difference between the upper limit value (t) and the W1 lower limit value (t) is set to a value smaller than L, the wind power generation value deviates from this range, and charging / discharging of the
第3の代案として、P(t)を受信してからW2出力値を出すまでに、m秒間猶予がある場合について説明する。これは、蓄電池WF制御算出部6における演算で、電力取引予測情報Pf(t)として、すでに確定して受け取っているP(t-m)を用いることで実現できる。電力取引予測情報Pf(t)として確定した値を用いて制御する効果がある。時刻tに供給不可能取引があれば、実施例2および上記の代案を用いて供給可能取引とする効果がある。このとき、蓄電池WF制御算出部6は、実施例1と同様に次の時刻の電力取引について各指令値を算出し、供給可能である場合はそのまま実行する。供給不可能である場合は、実施例2に説明した方法で電力取引予測情報Pf(t)として、すでに確定して受け取っているP(t-m)を用いる運転に切り替える。
As a third alternative, a case where there is a delay of m seconds from the reception of P (t) to the output of the W2 output value will be described. This can be realized by using P (t−m) that has already been confirmed and received as the power transaction prediction information Pf (t) in the calculation in the storage battery WF
図11に第3の実施形態に係る蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000の構成の例を示す。再生可能エネルギーの例として、風力発電のほかに、太陽光発電を備えた構成とすることもできる。図1に示した実施例1の構成に対し、太陽光発電設備1を備え、太陽光発電設備1と風力発電設備2の合計の発電値が電力線103に出力される。
FIG. 11 shows an example of the configuration of a renewable
蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000は、電力線101を介して太陽光発電設備1と風力発電設備2の合計の発電値を出力し、電力線102を介して系統安定化のための上げ取引/下げ取引電力を出力/入力する。それぞれの電力を測定するために、電力線101には電力メータM1、電力線102には電力メータM2を備えている。
The regenerative
また、この場合の変動緩和要件は、太陽光発電設備1と風力発電設備2の合計の発電値は、図12に示すように、連系認可量を超えないことである。この場合の各時刻における、電力取引に流用できる電力値は次のように説明できる。
Further, the fluctuation mitigation requirement in this case is that the total power generation value of the solar
時刻t1においては、連系要件遵守のために蓄電池は使われない。このタイミングでは蓄電池の充放電の能力を下式で計算する。風なり発電値と出力抑制なしの太陽光発電値の合計予測値を発電予測量Wf(t)とする。 At time t1, the storage battery is not used to comply with the interconnection requirements. At this timing, the charge / discharge capacity of the storage battery is calculated by the following equation. The total predicted value of the wind power generation value and the solar power generation value without output suppression is defined as a power generation prediction amount Wf (t).
W2上げ取引可能値=MIN(連系認可量―発電予測量Wf(t)),蓄電池放電可能値Xd(t))・・・(15式)
W2下げ取引可能値=発電予測量Wf(t)+蓄電池充電可能値Xc(t)・・・(16式)
W2 increase tradeable value = MIN (interconnection authorization amount-power generation prediction amount Wf (t)), storage battery dischargeable value Xd (t)) (15)
W2 lower tradeable value = predicted power generation amount Wf (t) + storage battery chargeable value Xc (t) (16)
時刻t2においては、風なり発電値と太陽光発電値の合計出力が連系認可量を超過するため、超過量を蓄電池で充電する。 At time t2, since the total output of the wind power generation value and the solar power generation value exceeds the interconnection authorization amount, the excess amount is charged by the storage battery.
W2上げ取引可能値=0
W2下げ取引可能値=発電予測量Wf(t)+(蓄電池充電可能値Xc(t)−蓄電池充電値(t2) ・・・(17式)
W2 tradeable value = 0
W2 lower tradeable value = predicted power generation amount Wf (t) + (storage battery chargeable value Xc (t)-storage battery charge value (t2) (Equation 17)
W2下げ取引の場合に、太陽光発電設備1と風力発電設備2のどちらかを抑制する場合は、発電単価が低いほうを抑制すると売り上げが大きくなる効果がある。または、太陽光発電設備1を優先して抑制するならば、風力発電設備2の抑制回数を減らせることができ機械の傷みを防ぐ効果がある。
In the case of a W2 reduction transaction, if one of the photovoltaic
実施例3では、再生可能エネルギーの例として太陽光発電設備1と風力発電設備2の組合せの例を説明したが、太陽光発電のみ、水力発電のみ、または、バイオ発電のみでも良く、これらの組合せでもよい。組み合わせるにあたっては、ガスタービン等を備えていても、同様にできる。
In Example 3, the example of the combination of the photovoltaic
第4の実施形態に係る蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム1000の構成の例を図13に示す。風力発電設備2には、発電値を測定するメータM0を備える。メータM1が故障した場合には、充放電値とメータM0の測定値の和からメータM1の測定値を推測でき、W1出力値として用いることができる効果がある。
An example of a configuration of a renewable
第5の実施形態に係る蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム3000について図14〜図17 により説明する。実施例1〜4は、1サイトの風力発電設備2による電力取引について説明したが、本実施例では複数サイトの風力発電設備2による電力取引について説明する。1サイトだけではW2上げ取引可能値またはW2下げ取引可能値が0となって電力取引ができなくなる場合でも、異なる風況の複数サイト合計で調整力供給を行うことで0以上の値を得て電力取引ができる効果がある。
A regenerative energy generator system 3000 with a storage battery according to a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. Although Examples 1-4 demonstrated the power transaction by the wind
図14は、複数の風力発電サイトを含む再生可能エネルギー発電機システム3000の全体構成を示しており、発電機システム2001、2002の各サイトと、各サイトに指令情報を出力する指令センター300とからなる。センター300は、各サイトからサイトIDとともに蓄電池余力情報を受け、各サイトの指令値を計算し、サイトIDとともに指令値を各サイトに出力する。詳細は後述する。
FIG. 14 shows an overall configuration of a renewable energy generator system 3000 including a plurality of wind power generation sites. Each site of the
図15は、発電機システム2001、2002の各サイトの構成図である。図15のW1,W2指令部21は、自サイトのID番号と対になる指令情報をセンター300から受けて、蓄電池システム3に蓄電池の充放電指令値、風力発電設備2に出力上限指令値、BTB8にW1出力値,W2出力値を出力する。蓄電池WF制御見積もり部6は、メータM1より過去の測定値を受け、蓄電池システム3よりSOCを受け、1式〜4式により、W2下げ取引可能値1(t),蓄電池充電可能値Xc(t) ,W2上げ取引可能値1 (t) ,蓄電池放電可能値Xd(t)を算出し、蓄電池余力情報として、自サイトのID番号をつけて、センター300に送る。それ以外の構成要素で図1と同じ番号をつけた構成要素は、実施例1または実施例2と同様である。
FIG. 15 is a configuration diagram of each site of the
図15に示すセンター300は、電力取引情報受信部4は電力取引情報をうけて、蓄電池WF制御見積もり部302に出力する。余力集計部301は各サイトから受けたW2下げ取引可能値1(WF_ID,t),蓄電池充電可能値Xc(WF_ID,t) ,W2上げ取引可能値1 (WF_ID,t) ,蓄電池放電可能値Xd(WF_ID,t)からサイト合計のW2下げ取引可能値 (t), W2上げ取引可能値(t)を算出して、蓄電池WF制御見積もり部302に出力する。算出方法は図16にて後述する。蓄電池WF制御算出部302は、電力取引情報と集計した蓄電池余力を用いて、各サイトのW2出力値の総計値を算出し、WF分配決定部303に出力する。時刻tにおいて供給可能取引であれば、時刻tにおける各サイトのW2出力値の総計値は、電力取引情報Pf(t)とする。WF分配決定部303は、各サイトのW2出力値の総計値を受けて、各サイトのW2下げ取引可能値1(WF_ID,t),蓄電池充電可能値Xc(WF_ID,t) ,W2上げ取引可能値1 (WF_ID,t) ,蓄電池放電可能値Xd(WF_ID,t)の範囲で各サイト個別のW2出力値、W1出力値、W0出力値、蓄電池充放電量を決定し、各サイトに出力する。
In the
図16は、図14のセンター300の動作フローを説明する図である。蓄電池WF制御算出部302は、所定の間隔で、手順102から手順113までを繰り返し実施する。手順101にて、蓄電池WF制御算出部302は繰り返し時刻を制御する。手順102にて、電力取引情報受信部4は電力取引情報P(t)を受け、蓄電池WF制御算出部302に出力する。
余力集計部301は、手順103の判定により、上げ取引か上げ取引かを判定する。
P(t)が正の値で手順103の判定結果がYESであれば上げ取引であり、手順104にて、余力集計部301は、上げ取引可能量を計算する。まず、各サイトの上げ取引可能量(WF_ID,t)をW2上げ取引可能値1 (WF_ID,t)と蓄電池放電可能値Xd(WF_ID,t)いずれか小さい値とする。その後、各サイトの上げ取引可能量(WF_ID,t)を合計して、サイト全体での上げ取引可能量(t)を計算する。
FIG. 16 is a diagram illustrating an operation flow of the
Based on the determination in
If P (t) is a positive value and the determination result in
その値を受けて、蓄電池WF制御算出部302は、手順105にて、サイト全体でのW0,W1,W2,蓄電池充放電の指令値を算出する。詳細は図5にて説明した方法と同様である。また、手順105では、供給可能取引かの判定フラグを設定する。その後、手順108でWF分配決定部303は、サイト全体でのW0,W1,W2と各サイトのW2下げ取引可能値1(WF_ID,t),蓄電池充電可能値Xc(WF_ID,t) ,W2上げ取引可能値1 (WF_ID,t) ,蓄電池放電可能値Xd(WF_ID,t)の入力を受けて、W2出力値(WF_ID,t)と蓄電池放電値Yd (WF_ID,t)を計算し、各サイトに送信する。手順108の詳細は後述する。
Receiving the value, storage battery WF
P(t)が負の値で手順103の判定結果がNOであれば下げ取引であり、手順106にて余力集計部は、各サイトの下げ取引可能量(WF_ID,t)とサイト全体での下げ取引可能量(t)を計算する。計算方法は、手順104と同様である。手順106の計算結果を受けて、蓄電池WF制御算出部302は、手順105にて、サイト全体でのW0,W1,W2,蓄電池充放電の指令値を算出する。詳細は図6にて説明した方法と同様である。また、供給可能取引かの判定フラグを設定する。その後、WF分配決定部303は、手順109でサイト全体でのW0,W1,W2から、W2出力値(WF_ID,t)と蓄電池放電値Yd (WF_ID,t)を計算し、各サイトに送信する。これは、以下に説明する手順108と充電と放電を読み替えて同様にできる。
If P (t) is a negative value and the judgment result in
以下、手順108を説明する。WF分配決定部303は、手順110にて、手順104または手順105で設定される供給可能取引かの判定フラグを判定する。
Hereinafter, the
手順110の判定結果がYESであれば、手順111にて、各サイトの指令を設定する。W2出力値は18式に従い算出する。この方法で各WFサイトに分配することで、電力取引のための余力が大きいサイトほどW2出力値(WF_ID,t)は大きく割りあてることができる。
If the determination result in
W2出力値(WF_ID,t)=P(t) *W2上げ取引可能値(WF_ID,t) /W2上げ取引可能値(t)・・・(18式) W2 output value (WF_ID, t) = P (t) * W2 up tradeable value (WF_ID, t) / W2 up tradeable value (t) ... (18 formulas)
手順110の判定結果がNOであれば、手順120にて、各サイトの指令を各サイトの取引可能量上限値と設定する。
W2出力値(WF_ID,t)=W2上げ取引可能値(WF_ID,t)
蓄電池WF制御算出部302は、手順112にて、蓄電池放電値Yd (WF_ID,t)を設定する。
蓄電池放電値Yd (WF_ID,t)= W2出力値(WF_ID,t)
その後、手順113にて、蓄電池放電値xd (WF_ID,t)、W2出力値(WF_ID,t)を各WFに送信する。
If the determination result in
W2 output value (WF_ID, t) = W2 tradeable value (WF_ID, t)
In
Battery discharge value Yd (WF_ID, t) = W2 output value (WF_ID, t)
Thereafter, in step 113, the storage battery discharge value xd (WF_ID, t) and the W2 output value (WF_ID, t) are transmitted to each WF.
図17は、図14または図15の各WFサイト200の動作フローを説明する図である。W1,W2指令部21は、手順101で、蓄電池放電値xd (WF_ID,t)、W2出力値(WF_ID,t)を受信し、手順101で、図15のW1,W2指令部21は、風力発電設備2、蓄電池システム3、BTB8に対して指令値を出力する。BTB8は分配量W1,W2に従って電力を調整する。蓄電池システム3は、蓄電池充放電指令値に従った蓄電池充放電を行い、風力発電設備2は、W0の指令値に従った風力設備制御を行う。
FIG. 17 is a diagram for explaining the operation flow of each
蓄電池WF制御見積もり部6は、手順102にて、蓄電池システム3より充放電結果の蓄電池容量SOC(t+1)を得る。そして、手順103にて、SOC(t+1)から、蓄電池充電可能値Xc(t+1)と蓄電池放電可能値Xd(t+1 )を算出する。
In
風力発電値予測部5は、手順104にて、気象情報を受け、風力発電値Wf(t+1)を予測する。蓄電池WF制御見積もり部6は、手順105にて、風力発電値W1の過去値からW1上限値(t+1),W1下限値(t+1)を算出し、手順108にて、W2下げ取引可能値1(t+1) 、W2上げ取引可能値1(t+1) を算出する。これらの三種は、図4で説明した方法で行う。
In
蓄電池WF制御見積もり部6は、手順109にて、計算した蓄電池充電可能値Xc(t+1)、蓄電池放電可能値Xd(t+1 )、W2上げ取引可能値1(t+1)、
W2下げ取引可能値1(t+1)と自サイトのWF_IDをセンター300に送信する。
In
W2 lower transaction possible value 1 (t + 1) and WF_ID of own site are transmitted to the
以下、本実施例の部分的な代案について説明する。図16の手順111に説明した、サイト全体のW2出力を各サイトに分配する方法は、電力取引のための余力が大きいサイトほどW2出力値(WF_ID,t)は大きく割りあてることができる効果があるが、そのほかの方法でも良い。たとえば、余力(上げ取引ではW2上げ取引可能値(WF_ID,t)、下げ取引ではW2下げ取引可能値(WF_ID,t))が大きい順にサイトに順番をつけ、その順番に従って、サイト全体のW2出力値がP(t)必要量に達するまでの各WFの余力のすべてをW2出力値としても良い。余力が大きいサイトに多く割り当てることで、風力発電予測部5による予測から実際が乖離していた場合も、余力が乏しいサイトにはW2出力の割り当てが少ないため、変動緩和要件を満足させる用途に蓄電池充放電力を使うことができる。
Hereinafter, partial alternatives of the present embodiment will be described. The method of distributing the W2 output of the entire site to each site described in the
1000, 2000, 2001, 2002 蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム
1 太陽光発電設備
2 風力発電設備
3 蓄電池システム
4 電力取引情報受信部
5 風力発電値予測部
6 蓄電池制御算出部
7 W1,W2算出部
8 電力変換器(BTB)
9 電力メータM0
10 電力メータM1
11 電力メータM2
12 電力変換器
13 電力変換器
14 電力変換器
15 変圧器
16 変圧器
200 制御部
300 センター
1000, 2000, 2001, 2002 Renewable energy generator system with
9 Electricity meter M0
10 Electric power meter M1
11 Electric power meter M2
12
Claims (12)
前記蓄電池システムは、蓄電池のSOC値を出力し、
前記制御部は、前記再生可能エネルギー発電機で発電可能な再生可能エネルギー発電可能値を予測する再生可能エネルギー発電予測部と、電力取引情報を受信する電力取引情報受信部と、前記出力上限指令値及び前記充放電指令値を算出する蓄電池WF制御算出部とを備え、
前記蓄電池WF制御算出部は、前記再生可能エネルギー発電可能値、前記電力取引情報、前記SOC値、変動緩和要件から、前記再生可能エネルギー発電機の発電電力と、前記蓄電池の充放電指令値と、電力取引発電W2を算出し、
前記再生可能エネルギー発電機の発電値と前記充放電指令値の合算値W1から前記電力取引発電W2を差し引いた電力W3と前記電力取引発電W2とを分配する電力変換器と、前記合算値W1を測定する第一の電力メータ1と、前記電力取引発電W2を測定する第二の電力メータ2と、を備えることを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 Renewable energy generator that receives an output upper limit command value and outputs generated electric power below the output upper limit command value, a storage battery system that charges / discharges a storage battery according to a charge / discharge command value, the output upper limit command value, and the charge / discharge command A regenerative energy generator system with a storage battery comprising a control unit for outputting a value,
The storage battery system outputs the SOC value of the storage battery,
The control unit includes a renewable energy power generation prediction unit that predicts a renewable energy power generation possible value that can be generated by the renewable energy generator, a power transaction information reception unit that receives power transaction information, and the output upper limit command value And a storage battery WF control calculation unit for calculating the charge / discharge command value,
The storage battery WF control calculation unit, from the renewable energy power generation possible value, the power transaction information, the SOC value, fluctuation relaxation requirements, the generated power of the renewable energy generator, the charge / discharge command value of the storage battery, Calculate power trading power generation W2,
A power converter that distributes the power transaction power generation W2 by subtracting the power transaction power generation W2 from the total value W1 of the power generation value of the renewable energy generator and the charge / discharge command value, and the total value W1 A regenerative energy generator system with a storage battery, comprising: a first power meter 1 for measuring; and a second power meter 2 for measuring the power transaction power generation W2.
前記再生可能エネルギー発電機は、風力発電機、太陽光発電機、水力発電機、バイオマス発電機、またはこれらの組合せであることを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the regenerative energy generator system with storage battery according to claim 1,
The renewable energy generator system with a storage battery, wherein the renewable energy generator is a wind generator, a solar generator, a hydroelectric generator, a biomass generator, or a combination thereof.
前記蓄電池WF制御算出部は、
前記SOC値から前記蓄電池の充電可能電力と放電可能電力を算出し、前記合算値W1の上限値と前記合算値W1の下限値を計算し、
前記電力取引情報が上げ取引である場合は、前記SOC値から放電可能値を算出し、前記上限値と前記合算値W1の差分を算出し、前記放電可能値と前記差分の小さい値以下に前記充放電指令値を設定し、
前記電力取引情報が下げ取引である場合は、前記SOC値から充電可能値を算出し、前記合算値W1と前記下限値との差分を算出し、前記充電可能値の絶対値と前記差分の絶対値の小さい値以下に前記充放電指令値の絶対値を設定する
ことを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the regenerative energy generator system with storage battery according to claim 1,
The storage battery WF control calculation unit
Calculate the chargeable power and dischargeable power of the storage battery from the SOC value, calculate the upper limit value of the total value W1 and the lower limit value of the total value W1,
When the power transaction information is a raising transaction, a dischargeable value is calculated from the SOC value, a difference between the upper limit value and the combined value W1 is calculated, and the dischargeable value and the difference is less than the small value. Set the charge / discharge command value,
When the power transaction information is a reduction transaction, a chargeable value is calculated from the SOC value, a difference between the total value W1 and the lower limit value is calculated, and an absolute value of the chargeable value and an absolute value of the difference An absolute value of the charge / discharge command value is set to a value less than a small value.
前記蓄電池WF制御算出部は、前記電力取引情報の将来値を用いて、前記電力取引発電W2が前記電力取引情報に満たない時刻と不足する電力値を算出し、上げ取引で不足する場合は、前記時刻以前の時刻において前記充放電指令値を充電側に補正し、下げ取引で不足する場合は、前記時刻以前の時刻において前記合算値W1を下げる方向に補正するか、前記充放電指令値を放電側に補正することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the renewable energy generator system with storage battery according to claim 3,
The storage battery WF control calculation unit uses the future value of the power transaction information to calculate a time when the power transaction power generation W2 is less than the power transaction information and an insufficient power value. If the charge / discharge command value is corrected to the charge side at the time before the time and is insufficient in the lowering transaction, the charge / discharge command value is corrected in a direction to decrease the total value W1 at the time before the time, or Regenerative energy generator system with storage battery, which is corrected to the discharge side.
前記蓄電池WF制御算出部は、前記電力取引情報の予測値を用いて、前記電力取引発電W2が前記電力取引情報に満たない時刻と不足する電力値を算出し、上げ取引で不足する場合は、前記時刻以前の時刻において前記合算値W1を前記上限値とするよう前記充放電指令値を補正し、下げ取引で不足する場合は、前記時刻以前の時刻において前記合算値W1を前記下限値とするよう前記充放電指令値を補正することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the renewable energy generator system with storage battery according to claim 3,
The storage battery WF control calculation unit calculates the time when the power transaction power generation W2 is less than the power transaction information and the insufficient power value using the predicted value of the power transaction information. When the charge / discharge command value is corrected so that the total value W1 is set as the upper limit value at the time before the time, and the shortage transaction is insufficient, the total value W1 is set as the lower limit value at the time before the time. A rechargeable energy generator system with storage battery, wherein the charge / discharge command value is corrected.
前記再生可能エネルギー発電機と、前記蓄電池システムは対になって複数あり、
前記再生可能エネルギー発電予測部は、前記複数の再生可能エネルギー発電機の再生可能エネルギー発電可能値を予測して前記蓄電池WF制御算出部に出力し、前記複数の蓄電池システムのSOC値から前記複数の蓄電池システムの充放電可能値を算出して前記蓄電池WF制御算出部に出力する蓄電池WF制御見積もりする手段を備え、
前記蓄電池WF制御算出部は、前記複数の蓄電池システムの充放電可能値と、前記複数の再生可能エネルギー発電機の再生可能エネルギー発電可能値から、前記複数の蓄電池システムの充放電値および前記複数の再生可能エネルギー発電機の発電値と前記電力取引発電W2を決定する手段を備えることを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the regenerative energy generator system with storage battery according to claim 1,
There are a plurality of the renewable energy generators and the storage battery system in pairs,
The renewable energy power generation prediction unit predicts a renewable energy power generation possible value of the plurality of renewable energy generators and outputs the predicted value to the storage battery WF control calculation unit, and the plurality of storage battery system SOC values from the SOC value of the plurality of storage battery systems A means for estimating a storage battery WF control to calculate a chargeable / dischargeable value of the storage battery system and output to the storage battery WF control calculation unit;
The storage battery WF control calculation unit is configured to calculate the charge / discharge values of the plurality of storage battery systems and the plurality of storage battery systems from the chargeable / dischargeable values of the plurality of storage battery systems and the renewable energy power generation possible values of the plurality of renewable energy generators. A renewable energy generator system with a storage battery, characterized by comprising means for determining a power generation value of a renewable energy generator and the power transaction power generation W2.
前記蓄電池WF制御算出部は、前記複数の蓄電池システムの充放電可能値と、前記複数の再生可能エネルギー発電機の再生可能エネルギー発電可能値から、前記複数の蓄電池システムと前記複数の再生可能エネルギー発電機の対ごとの前記電力取引発電W2である個別電力取引発電W2可能値を算出し、前記個別電力取引発電W2可能値の集計可能値を算出し、前記集計可能値から前記電力取引発電W2を定め、前記電力取引発電W2と前記個別電力取引発電W2可能値を用いて、前記複数の蓄電池システムの充放電値および前記複数の再生可能エネルギー発電機の発電値と前記電力取引発電W2を決定することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 Renewable energy generator system with storage battery according to claim 6,
The storage battery WF control calculation unit is configured to calculate the plurality of storage battery systems and the plurality of renewable energy power generations from the chargeable / dischargeable values of the plurality of storage battery systems and the renewable energy power generation possible values of the plurality of renewable energy generators. Calculate an individual power transaction power generation W2 possible value that is the power transaction power generation W2 for each pair of machines, calculate an aggregate value of the individual power transaction power generation W2 possible value, and calculate the power transaction power generation W2 from the aggregateable value And determining charge / discharge values of the plurality of storage battery systems, power generation values of the plurality of renewable energy generators, and the power transaction power generation W2 using the power transaction power generation W2 and the individual power transaction power generation W2 possible value. Renewable energy generator system with storage battery.
前記電力取引発電W2を測定する電力メータ2と、前記再生可能エネルギー発電機の出力値W0を測定する電力メータ0を備え、
前記蓄電池WF制御算出部は、前記電力メータ2と前記電力メータ0から電力W1を推定することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the regenerative energy generator system with storage battery according to claim 1,
A power meter 2 for measuring the power transaction power generation W2, and a power meter 0 for measuring an output value W0 of the renewable energy generator,
The regenerative energy generator system with storage battery, wherein the storage battery WF control calculation unit estimates power W1 from the power meter 2 and the power meter 0.
前記再生可能エネルギー発電機は、太陽光発電機とその他の再生可能エネルギー発電機との組み合わせよりなり、
前記蓄電池WF制御算出部は、前記太陽光発電を優先して抑制することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 The renewable energy generator system with a storage battery according to claim 2,
The renewable energy generator comprises a combination of a solar generator and other renewable energy generators,
The regenerative energy generator system with storage battery, wherein the storage battery WF control calculation unit preferentially suppresses the solar power generation.
前記再生可能エネルギー発電機は、風力発電機とその他の再生可能エネルギー発電機との組み合わせよりなり、
前記蓄電池WF制御算出部は、前記風力発電を優先して抑制することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 The renewable energy generator system with a storage battery according to claim 2,
The renewable energy generator comprises a combination of a wind generator and other renewable energy generators,
The regenerative energy generator system with storage battery, wherein the storage battery WF control calculation unit preferentially suppresses the wind power generation.
前記蓄電池WF制御算出部は、前記合算値W1が前記上限値以下かつ前記下限値以上であった変動緩和遵守率を計算し、前記電力取引発電W2が前記取引情報の電力を供給した供給可能取引率を計算し、前記変動緩和遵守率と前記供給可能取引率から算出した指標が基準を超えた場合は、前記上限値と前記下限値を修正することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the renewable energy generator system with storage battery according to claim 3,
The storage battery WF control calculation unit calculates a fluctuation mitigation compliance rate in which the total value W1 is less than or equal to the upper limit value and greater than or equal to the lower limit value, and the suppliable transaction in which the power transaction power generation W2 supplies power of the transaction information A regenerative energy generator with storage battery, wherein the upper limit value and the lower limit value are corrected when an index calculated from the fluctuation mitigation compliance rate and the supplyable transaction rate exceeds a standard system.
前記蓄電池WF制御算出部は、表示器と記憶部とを備え、
前記記憶部は、前記SOC値、前記合算値W1、電力取引情報、前記電力取引発電W2、前記充放電指令値のいずれかの履歴を保持し、前記表示器に表示することを特徴とする蓄電池併設再生可能エネルギー発電機システム。 In the renewable energy generator system with storage battery according to claim 3,
The storage battery WF control calculation unit includes a display and a storage unit,
The storage unit stores a history of any one of the SOC value, the total value W1, power transaction information, the power transaction power generation W2, and the charge / discharge command value, and displays the history on the display unit. Adjacent renewable energy generator system.
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