JP2020025379A - 周波数制御システム - Google Patents

Abstract

【課題】電力系統の周波数維持に用いられる需給調整の供給を容易にする周波数制御システムを提供する。【解決手段】電力系統における周波数を検出する周波数検出部と、蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報を格納するリソース管理部１１と、所定数の蓄電部の組に対して、周波数検出部により検出された周波数、および、周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行う制御部と、蓄電部の組に属する所定の蓄電部と他の蓄電部との入れ替えにおいて、所定の蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報を、他の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報に変更し、変更後の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、蓄電部の組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を、制御部に対して出力する配分計算部１２と、が設けられていることを特徴とする。【選択図】 図２

Description

本発明は、周波数制御システムに関する。

従来は、電力系統の周波数を所定範囲内に調整するために、旧一般電気事業者による発電機のガバナフリー運転や、発電機の出力制御などが行われていた（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０１４−０９０５８６号公報

電力系統の周波数調整を行うものとして、上述の発電機のガバナフリー運転の他に、大規模蓄電池の利用が検討されている。しかしながら、大規模蓄電池を用いた周波数調整装置は、構築期間が長くなったり、広い設置場所が必要になったり、導入コストが多額になったりする等の問題があった。

また、政府の主導により進められている電力システム改革に伴い、旧一般電気事業者以外の事業者などから調達する需給調整により、電力系統の周波数維持ができるようになる。これに対応するため、旧一般電気事業者以外の事業者による需給調整を供給する新しい市場の形成が予定されている。

このような旧一般電気事業者以外の事業者が、蓄電池を利用した需給調整を供給しようとした場合、上述の構築期間や、設置場所や、導入コスト等が障壁となり、市場に参入しにくくなるという問題があった。

そのため、需要家側に他の用途（バックアップ等）により設置された複数の既設蓄電池を利用する方法が考えられる。しかしながら、他の用途を兼ねるため周波数制御に用いようとする時間帯に利用できない場合がある。したがって、そのような場合には必要な周波数制御機能を維持できない可能性があるという問題があった。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、電力系統の周波数維持に用いられる需給調整の供給を容易にする周波数制御システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の周波数制御システムは、複数の蓄電部への充電および前記複数の蓄電部から放電を制御することにより、電力系統の周波数調整を行う周波数制御システムであって、前記電力系統における周波数を検出する周波数検出部と、前記蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報を格納するリソース管理部と、前記複数の蓄電部から抽出された所定数の前記蓄電部の組に対して、前記周波数検出部により検出された前記周波数、および、前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行う制御部と、前記蓄電部の組に属する所定の蓄電部と、前記複数の蓄電部のうちの前記蓄電部の組に属していない他の蓄電部と、の入れ替えにおいて、前記蓄電部の組における充放電の制御に用いられる前記所定の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報を、前記他の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報に変更し、変更後の前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、前記蓄電部の組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を、前記制御部に対して出力する配分計算部と、が設けられていることを特徴とする。

本発明の周波数制御システムによれば、電力系統の周波数維持に用いられる蓄電部の組において蓄電部の入れ替えを行う場合であっても、入れ替え後の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて蓄電部の組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を制御部に出力するため、周波数−出力電力特性の変化を考慮した周波数維持を行いやすくなる。なお、周波数検出部は、電力系統における周波数として、周波数の瞬時値やその偏差を検出するものを例示することができる。

上記発明において前記制御部は、前記蓄電部の組のそれぞれの前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、前記蓄電部の組から構成される１つの仮想蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報を算出し、算出した前記仮想蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行うことが好ましい。

このように、仮想蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて充放電の制御を行うことにより、蓄電部の組のそれぞれの周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて充放電の制御を行う場合と比較して、電力系統の周波数維持を図りやすくなる。

上記発明においては、前記所定の蓄電部と前記他の蓄電部との入れ替えに関する処理を行う入替部が更に設けられ、前記入替部は、前記蓄電部の組に属する前記蓄電部のうち、前記電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可と判定されたものを前記所定の蓄電部として抽出する処理を行い、当該所定の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、前記蓄電部の組に属していない前記複数の蓄電部のうち、当該周波数−出力電力特性に関する情報と比較して周波数−出力電力特性が所定の範囲内に含まれる前記周波数−出力電力特性に関する情報を有するものを前記他の蓄電部として抽出する処理を行うことが好ましい。

このように、蓄電部の組から電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可な蓄電部が発生した場合であっても、同様な特性を有する他の蓄電部を抽出して入れ替えを行うことができるため、電力系統の周波数維持を図りやすくなる。

なお、電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可な状況としては、蓄電部に故障が発生した場合や、点検等により蓄電部の充電もしくは放電ができない場合や、ピークカット等の他の用途に蓄電部を転用する場合などを例示することができる。

上記発明において前記制御部は、前記蓄電部の組に属する前記蓄電部のうち、前記電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可と判定されたものを前記所定の蓄電部として抽出する処理を行い、前記蓄電部の組に属する当該所定の蓄電部以外の前記蓄電部のうち、当該所定の蓄電部の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有するものの有無を判定する処理を行い、当該所定の蓄電部の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有する蓄電部があると判定された場合には、当該蓄電部からの充電もしくは放電を増やす制御を行うことが好ましい。

このように、蓄電部の組から電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可な蓄電部が発生した場合であっても、蓄電部の組のなかに、当該蓄電部の代わりに充電もしくは放電を行う余裕のあるものがある場合には、当該蓄電部が代わりに充電もしくは放電を行うことにより、電力系統の周波数維持を図りやすくなる。

本発明の周波数制御システムによれば、電力系統の周波数維持に用いられる蓄電部の組において蓄電部の入れ替えを行う場合であっても、入れ替えによる周波数−出力電力特性の変化を考慮した制御を行うことにより、電力系統の周波数維持に用いられる需給調整の供給を容易にするという効果を奏する。

本発明の第１の実施形態に係る周波数制御システムの構成を説明するブロック図である。 図１の上位制御装置の構成を説明するブロック図である。 図１の下位制御装置の構成を説明するブロック図である。 電力系統の周波数調整に用いられる周波数−出力電力特性を説明するグラフである。 仮想蓄電池の周波数−出力電力特性を説明する表である。 蓄電池の組を構成する蓄電池の入れ替えを説明する仮想蓄電池の周波数−出力電力特性の表である。 本発明の第１の実施形態に係る周波数制御システムにおける蓄電池の組である仮想蓄電池の周波数−出力電力特性の変更を説明する表である。

〔第１の実施形態〕
以下、本発明の第１の実施形態に係る周波数制御システムについて図１から図６を参照しながら説明する。本実施形態の周波数制御システム１は、図１に示すように、複数の蓄電池（蓄電部）Ｇへの充電および複数の蓄電池Ｇからの放電を制御することにより、電力系統４０の周波数調整を行うものである。なお、図１では、理解を容易にするために１つの蓄電池Ｇが図示されているが、実際には複数の蓄電池Ｇが設けられている。

周波数制御システム１には、図１に示すように、上位制御装置１０と、下位制御装置２０とが主に設けられている。上位制御装置１０は、下位制御装置２０に対して充電および放電の制御を指示するものであり、下位制御装置２０は、複数の蓄電池Ｇに対して充電および放電の制御を行うものである。

本実施形態では、１つの上位制御装置１０に対して複数の下位制御装置２０が設けられている例に適用して説明する。また、上述の上位制御装置１０は、他の上位制御装置１０と通信可能とされている例に適用して説明する。

上位制御装置１０は、複数の蓄電池Ｇ、電力変換装置５１および需要設備５２を有する建物設備５０に設けられた下位制御装置２０に対して、蓄電池Ｇの充電および放電の制御を指示するものである。

上位制御装置１０は、図２に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するサーバなどの情報処理装置である。上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて、少なくともリソース管理部１１、配分計算部（入替部）１２、第１通信部１３、および、第２通信部１４として機能させるものである。

リソース管理部１１は、当該上位制御装置１０から制御が指示される下位制御装置２０により充電および放電が制御される蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を格納するものである。リソース管理部１１は、配分計算部１２の要求に応じて、格納されている蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を配分計算部１２へ出力可能とされている。

本実施形態では、第２通信部１４を介して下位制御装置２０から蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報が取得され、取得した当該情報をリソース管理部１１に格納する例に適用して説明する。また、リソース管理部１１は、格納されている蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を第１通信部１３へ出力可能とされている。

配分計算部１２は、電力系統４０の周波数調整に用いられる蓄電池Ｇの組の入れ替えに関する演算処理や、蓄電池Ｇの組におけるそれぞれの蓄電池Ｇに対する充電および放電の制御処理を行うものである。配分計算部１２における演算処理等の詳細な内容については後述する。

第１通信部１３は、他の上位制御装置１０に設けられた第１通信部１３との間で情報の通信を行うものである。例えば、第１通信部１３は、リソース管理部１１に格納されている蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を他の上位制御装置１０へ送信するものである。また、第１通信部１３は、他の上位制御装置１０から受信した蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を、配分計算部１２へ出力するものでもある。

なお、第１通信部１３同士の間は、有線による通信が行われてもよいし、無線による通信が行われてもよい。さらに通信に用いられるプロトコルは、公知のプロトコルを用いることができ、特に限定するものではない。

第２通信部１４は、下位制御装置２０に設けられた下位通信部２４との間で通信を行うものである。例えば、下位制御装置２０から送信された蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報を受信し、リソース管理部１１へ出力するものである。また、配分計算部１２から出力された制御の情報を下位制御装置２０へ送信するものである。

なお、第２通信部１４と下位通信部２４の間は、有線による通信が行われてもよいし、無線による通信が行われてもよい。さらに通信に用いられるプロトコルは、公知のプロトコルを用いることができ、特に限定するものではない。

下位制御装置２０は、図１に示すように、上位制御装置１０から出力される指示に基づいて電力変換装置５１を制御することにより、建物設備５０に設置された複数の蓄電池Ｇの充電および放電を制御するものである。

下位制御装置２０は、図３に示すように、ＣＰＵ（中央演算処理ユニット）、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェース等を有するサーバなどの情報処理装置である。上述のＲＯＭ等の記憶装置に記憶されているプログラムは、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力インタフェースを協働させて、少なくとも周波数検出部２１、フィルタ部２２、出力指令部（制御部）２３、および、下位通信部２４として機能させるものである。

周波数検出部２１は、電力系統４０における電力の周波数（以下、単に「周波数」とも表記する。）を検出し、測定するものである。なお、周波数検出部２１としては、周波数の瞬時値や、瞬時値の偏差を検出する公知のものを用いることができ、その形式等を特に限定するものではない。

また、本実施形態では周波数検出部２１が、建物設備５０における電力系統４０から需要設備５２に至る交流母線４１であって、蓄電池Ｇへの充電および放電を制御する電力変換装置５１への分岐点よりも電力系統４０側の部分に配置されている例に適用して説明するが、電力の周波数を測定できる位置であればよく、その位置を特に限定するものではない。

フィルタ部２２は、周波数検出部２１により測定された電力周波数のバラツキを除去するものである。なお、フィルタ部２２としては、公知の方式や形式のものを用いることができ、特に限定するものではない。

出力指令部２３は、蓄電池Ｇの組に対して、検出された周波数、および、周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充電および放電の制御を行うものである。制御の具体的な内容については後述する。

下位通信部２４は、上位制御装置１０に設けられた第２通信部１４との間で通信を行うものである。例えば、フィルタ部２２から出力された周波数に関する情報を第２通信部１４へ送信するものである。また、下位制御装置２０から受信された制御の情報を出力指令部２３へ出力するものである。

次に、上記の構成からなる周波数制御システム１における制御内容について説明する。まず、本実施形態における電力系統４０の周波数調整の制御内容について図２から図４を参照しながら説明する。

図３に示すように、下位制御装置２０の周波数検出部２１は、交流母線４１における周波数を検出して測定する。周波数検出部２１から出力された周波数は、フィルタ部２２に入力される。フィルタ部２２は、周波数のバラツキを除去する処理を行い、処理後の周波数を出力指令部２３へ出力する。

出力指令部２３は、入力された周波数に基づいて、電力系統４０の周波数調整の制御を行う。具体的には、下位制御装置２０には、図４に示す周波数−出力電力特性が予め記憶されており、出力指令部２３は、当該周波数−出力電力特性に基づいて、電力変換装置５１に対して蓄電池Ｇの充電および放電を行う制御を行う。

図４において、ｆ_０は、電力系統４０（商用電力）の基準周波数である。日本の場合、５０Ｈｚまたは６０Ｈｚが基準周波数となる。Ｐ_０は、蓄電池Ｇにおける出力の基準電力である。本実施形態では、基準電力Ｐ_０が０ｋＷである例に適用して説明する。

ｆ_ＴＨは、周波数におけるハイサイド（基準周波数よりも高い周波数側）の動作閾値であり、測定された周波数がｆ_ＴＨ以上となると、蓄電池Ｇへの充電を行う制御が開始される。ｆ_ＴＬは、ローサイド（基準周波数よりも低い周波数側）の動作閾値であり、測定された周波数がｆ_ＴＬ以下となると、蓄電池Ｇから放電を行う制御が開始される。

ｆ_ｍａｘは、電力系統４０における周波数変動が許容される最大の周波数である設定最大周波数である。ｆ_ｍｉｎは、周波数変動が許容される最小の周波数である設定最小周波数である。

ここで、日本の東地域の場合には、基準周波数が５０±０．２Ｈｚ以内であることから、ｆ_ｍａｘ＝５０．２Ｈｚ、ｆ_ｍｉｎ＝４９．８Ｈｚであり、５０．０Ｈｚ＜ｆ_ＴＨ≦５０．２Ｈｚ、４９．８Ｈｚ≦ｆ_ＴＬ＜５０．０Ｈｚとすることが適当であると考えられる。

また、ｆ_ｍａｘ＝ｆ_ＴＬ、ｆ_ｍｉｎ＝ｆ_ＴＬを許容しているのは、特性に傾きを持たせないケースも想定しているためである。なお、北海道地域では基準周波数が５０±０．３Ｈｚ以内、中西地域では、基準周波数が６０±０．３Ｈｚ以内とされる。

ｆ_Ｈｉｓは、周波数偏差に対するヒステリシス値であり、チャタリングを防止するために設けられるものである。Ｐ_Ｄは、蓄電池Ｇから放電される最大放電電力であり、Ｐ_Ｃは、蓄電池Ｇへ充電される最大充電電力である。Ｐ_Ｄ、Ｐ_Ｃは、具体的には電力変換装置の定格容量である。定格容量未満であれば、出力制限を行ってもよい。ここで、ｆ_ＴＬからｆ_ＴＨの間は、蓄電池Ｇへの充電や、蓄電池Ｇからの放電を行わない不感帯となる。

出力指令部２３が蓄電池Ｇの組に対して充電制御を行う場合、または、蓄電池Ｇの組に対して放電制御を行う場合には、次の演算処理が行われる。
下位制御装置２０には、配分計算部１２から出力された仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報が予め記憶されている。出力指令部２３は、仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、蓄電池Ｇの組に対して充電制御を行う場合、または、蓄電池Ｇの組に対して放電制御を行う。

ここで仮想蓄電池とは、蓄電池Ｇの組を１つの蓄電池と仮想的にみなしたものである。本実施形態では４つの蓄電池Ｇ、つまり蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の組から仮想蓄電池が構成されている例に適用して説明する。

上述の仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報としては、図５に示すものを例示することができる。仮想蓄電池の出力は、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の出力の合計値である。

また、測定された周波数が基準周波数ｆ_０である場合には、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の出力は０ｋＷに設定される。言い換えると、仮想蓄電池の出力も０ｋＷに設定される。

測定された周波数が基準周波数ｆ_０から低周波数側へ離れるに伴い（ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２，ｆ_Ｌ３，ｆ_Ｌ４，ｆ_Ｌ５）、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の放電電力の値が大きくなるように設定されている。言い換えると、仮想蓄電池の放電電力の値も大きくなるように設定されている。

測定された周波数が基準周波数ｆ_０から高周波数側へ離れるに伴い（ｆ_Ｈ１，ｆ_Ｈ２，ｆ_Ｈ３，ｆ_Ｈ４，ｆ_Ｈ５）、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４の充電電力の値が大きくなるように設定されている。言い換えると、仮想蓄電池の充電電力の値も大きくなるように設定されている。

本実施形態では、ｆ_Ｌ１，ｆ_Ｌ２，ｆ_Ｌ３，ｆ_Ｌ４，ｆ_Ｌ５を、動作閾値ｆ_ＴＬから設定最小周波数ｆ_ｍｉｎまでの間を５等分した周波数の値である例に適用して説明する。また、ｆ_Ｈ１，ｆ_Ｈ２，ｆ_Ｈ３，ｆ_Ｈ４，ｆ_Ｈ５を、動作閾値ｆ_ＴＨから設定最大周波数ｆ_ｍａｘまでの間を５等分した周波数の値である例に適用して説明する。

仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇの組、および、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４におけるそれぞれの放電電力の値や、充電電力の値は、配分計算部１２において求められる。

仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇの組や、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４におけるそれぞれの放電電力の値や、充電電力の値は、蓄電池Ｇ１、蓄電池Ｇ２、蓄電池Ｇ３、および、蓄電池Ｇ４のそれぞれの容量や用途に応じて任意に定めることができる。

次に、仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇの組の入れ替えを行う場合の制御内容について説明する。ここで、蓄電池Ｇの組の入れ替えを行う場合としては、蓄電池Ｇの故障や蓄電池Ｇの点検等の蓄電池Ｇからの放電や、蓄電池Ｇへの充電が行えなくなる場合、蓄電池Ｇの用途をピークカット等の周波数維持以外の他の用途への変更する場合などを例示することができる。

蓄電池Ｇの組の入れ替えに関する演算処理は、配分計算部１２において行われる。
蓄電池Ｇに故障が発生した場合には、当該故障に関する情報が上位制御装置１０の配分計算部１２へ送信される。故障に関する情報は、蓄電池Ｇに配置されたセンサが送信してもよいし、蓄電池Ｇを制御する電力変換装置５１が送信してもよいし、下位制御装置２０が送信してもよい。

また、蓄電池Ｇの点検や、蓄電池Ｇの用途が変更される場合には、点検や変更に関する情報が、上位制御装置１０の配分計算部１２へ送信される。点検や変更に関する情報は、複数の蓄電池Ｇを運用する管理装置や、管理者から上位制御装置１０へ送信されてもよいし、建物設備５０を運用する管理装置や、管理者から上位制御装置１０へ送信されてもよい。

ここでは、図６に示すように、蓄電池Ｇの組を構成する蓄電池Ｇ４について入れ替えを行う処理の例について説明する。
配分計算部１２は、外部から入力された情報に基づいて、周波数調整に用いることができなくなる蓄電池Ｇ４を抽出する演算処理を行い、リソース管理部１１から蓄電池Ｇ４の周波数−出力電力特性に関する情報を取得する演算処理を行う。

次いで、配分計算部１２は、蓄電池Ｇ４の代わりに蓄電池Ｇの組を構成する蓄電池Ｇを抽出する演算処理を行う。具体的には、蓄電池Ｇの組に属していない蓄電池Ｇのうち、蓄電池Ｇ４の周波数−出力電力特性に関する情報と比較して差が所定の範囲内に含まれる周波数−出力電力特性に関する情報を有する蓄電池Ｇ（本実施形態では蓄電池（他の蓄電池）Ｇ５）を抽出する処理を行う。

ここで、差が所定の範囲とは、抽出される新たな蓄電池Ｇが、蓄電池Ｇ４を代替できる範囲であればよい。例えば、新たな蓄電池Ｇの充電電力や放電電力そのものが、蓄電池Ｇ４よりも大きい場合であってもよいし、新たな蓄電池Ｇの充電電力や放電電力そのものが、蓄電池Ｇ４よりも小さい場合であっても、新たな蓄電池Ｇの用途の制約が緩やか等の理由により、代替可能な場合も含まれてもよい。

蓄電池Ｇ５を抽出すると配分計算部１２は、仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に含まれる蓄電池Ｇ４の周波数−出力電力特性に関する情報を、蓄電池Ｇ５の周波数−出力電力特性に関する情報に変更する演算処理を行う。

その後、配分計算部１２は、変更後の仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、蓄電池Ｇの組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を、下位制御装置２０の出力指令部２３に対して出力する演算処理を行う。

出力指令部２３は、入力された割り込み信号に基づいて、変更後の仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報を用いて蓄電池Ｇの組の充電または放電を制御する処理を行う。

上記の構成の周波数制御システム１によれば、電力系統４０の周波数維持に用いられる蓄電池Ｇの組において蓄電池Ｇの入れ替えを行う場合であっても、入れ替え後の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて蓄電池Ｇの組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を制御部に出力するため、周波数−出力電力特性の変化を考慮した周波数維持を行いやすくなる。

仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて充放電の制御を行うことにより、蓄電池Ｇの組のそれぞれの周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて充放電の制御を行う場合と比較して、電力系統４０の周波数維持を図りやすくなる。

蓄電池Ｇの組から電力系統４０の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可な蓄電池Ｇ４が発生した場合であっても、同様な特性を有する蓄電池Ｇ５を抽出して入れ替えを行うことができるため、電力系統４０の周波数維持を図りやすくなる。

〔第２の実施形態〕
次に、本発明の第２の実施形態に係る周波数制御システムについて図７を参照しながら説明する。本実施形態の周波数制御システムの基本構成は、第１の実施形態と同様であるが、第１の実施形態とは、蓄電池の組を構成する蓄電池の１つが周波数調整を目的とした充電および放電が行えない場合の処理内容が異なっている。よって、本実施形態においては、図７を用いて上述の処理内容について説明し、構成やその他の処理内容等の説明を省略する。

本実施形態の周波数制御システム１において、仮想蓄電池を構成する蓄電池Ｇ（例えば蓄電池Ｇ４）が周波数調整を目的とした充電や放電が行えなくなる場合の制御内容について図７を参照しながら説明する。

蓄電池Ｇの組の入れ替えに関する演算処理は、配分計算部１２において行われる（図２参照。）。配分計算部１２は、外部から入力された情報に基づいて、周波数調整に用いることができなくなる蓄電池Ｇ４を抽出する演算処理を行い、リソース管理部１１から蓄電池Ｇ４の周波数−出力電力特性に関する情報を取得する演算処理を行う。

次いで配分計算部１２は、蓄電池Ｇの組を構成する蓄電池Ｇ４以外の蓄電池Ｇのうち、蓄電池Ｇ４の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有する蓄電池Ｇの有無を判定する処理を行う。具体的には、蓄電池Ｇ４の周波数−出力電力特性に関する情報と、蓄電池Ｇの組を構成する蓄電池Ｇ４以外の蓄電池Ｇの周波数−出力電力特性に関する情報とを対比することにより、当該判定処理が行われる。

蓄電池Ｇ４の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有する蓄電池Ｇがあると判定された場合、例えば蓄電池Ｇ３に余裕があると判定された場合には、配分計算部１２は、蓄電池Ｇ３からの充電もしくは放電を増やして、蓄電池Ｇ４が充電もしくは放電していた分を補う制御を行う。

具体的には、図７に示すように、仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に含まれる蓄電池Ｇ３周波数−出力電力特性に関する情報を、蓄電池Ｇ４が充電もしくは放電していた分を補うように変更する演算処理を行う。

その後、配分計算部１２は、変更後の仮想蓄電池の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、蓄電池Ｇの組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を、下位制御装置２０の出力指令部２３に対して出力する演算処理を行う。

また、蓄電池Ｇ４の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有する蓄電池Ｇがないと判定された場合には、第１の実施形態における蓄電池Ｇの組を入れ替える処理を行ってもよいし、蓄電池Ｇの組を管理する管理者に通知する処理を行ってもよい。

上記の構成によれば、蓄電池Ｇの組から電力系統４０の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可な蓄電池Ｇ（本実施形態では蓄電池Ｇ４）が発生した場合であっても、蓄電池Ｇの組のなかに、蓄電池Ｇ４の代わりに充電もしくは放電を行う余裕のある蓄電池Ｇ（本実施形態では蓄電池Ｇ３）がある場合には、蓄電池Ｇ３が代わりに充電もしくは放電を行うことにより、電力系統４０の周波数維持を図りやすくなる。

なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、本発明を上記の実施形態に適用したものに限られることなく、これらの実施形態を適宜組み合わせた実施形態に適用してもよく、特に限定するものではない。

また、本実施形態では、周波数制御システム１に上位制御装置１０および下位制御装置２０の２つの制御装置が設けられている例に適用して説明したが、上位制御装置１０および下位制御装置２０が一体となった制御装置が設けられていてもよく、特に限定するものではない。

また、本実施形態では下位制御装置２０に出力指令部２３が設けられ、下位制御装置２０により蓄電池Ｇの充電および放電を制御する例に適用して説明したが、上位制御装置１０に出力指令部２３が設けられ、上位制御装置１０により蓄電池Ｇの充電および放電が制御されてもよく、特に限定するものではない。

また、本実施形態では、蓄電部として蓄電池Ｇが用いられている例に適用して説明したが、蓄電池Ｇの他に、キャパシタや、フライホイールを利用した電力の蓄積および放出が可能な他の機器や設備などを蓄電部として用いてもよく、特に限定するものではない。

１…周波数制御システム、１１…リソース管理部、１２…配分計算部（入替部）、２１…周波数検出部、２３…出力指令部（制御部）、４０…電力系統、Ｇ…蓄電池（蓄電部）、Ｇ５…蓄電池（他の蓄電池）

Claims (4)

1. 複数の蓄電部への充電および前記複数の蓄電部からの放電を制御することにより、電力系統の周波数調整を行う周波数制御システムであって、
   前記電力系統における周波数を検出する周波数検出部と、
   前記蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報を格納するリソース管理部と、
   前記複数の蓄電部から抽出された所定数の前記蓄電部の組に対して、前記周波数検出部により検出された前記周波数、および、前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行う制御部と、
   前記蓄電部の組に属する所定の蓄電部と、前記複数の蓄電部のうちの前記蓄電部の組に属していない他の蓄電部と、の入れ替えにおいて、
   前記蓄電部の組における充放電の制御に用いられる前記所定の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報を、前記他の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報に変更し、
   変更後の前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、前記蓄電部の組における充放電の制御を行わせる割り込み信号を、前記制御部に対して出力する配分計算部と、
   が設けられていることを特徴とする周波数制御システム。
2. 前記制御部は、前記蓄電部の組のそれぞれの前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、前記蓄電部の組から構成される１つの仮想蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報を算出し、
   算出した前記仮想蓄電部の周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、充放電の制御を行うことを特徴とする請求項１記載の周波数制御システム。
3. 前記所定の蓄電部と前記他の蓄電部との入れ替えに関する処理を行う入替部が更に設けられ、
   前記入替部は、前記蓄電部の組に属する前記蓄電部のうち、前記電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可と判定されたものを前記所定の蓄電部として抽出する処理を行い、
   当該所定の蓄電部の前記周波数−出力電力特性に関する情報に基づいて、前記蓄電部の組に属していない前記複数の蓄電部のうち、当該周波数−出力電力特性に関する情報と比較して周波数−出力電力特性が所定の範囲内に含まれる前記周波数−出力電力特性に関する情報を有するものを前記他の蓄電部として抽出する処理を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の周波数制御システム。
4. 前記制御部は、前記蓄電部の組に属する前記蓄電部のうち、前記電力系統の周波数調整を行うための充電もしくは放電が不可と判定されたものを前記所定の蓄電部として抽出する処理を行い、
   前記蓄電部の組に属する当該所定の蓄電部以外の前記蓄電部のうち、当該所定の蓄電部の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有するものの有無を判定する処理を行い、
   当該所定の蓄電部の代わりに充電もしくは放電を行う余裕を有する蓄電部があると判定された場合には、当該蓄電部からの充電もしくは放電を増やす制御を行うことを特徴とする請求項１または２に記載の周波数制御システム。

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