JP2020058161A - Power demand-supply system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電力需給システムに関する。 The present invention relates to a power supply and demand system.
再生可能エネルギーの電力安定供給を目的とした電力補償設備、非常時の自家発電設備などを用途として内燃機関による発電装置（以下、内燃機関発電装置）の設置が拡大している。さらに、管理された地域への電力供給を目的として、内燃機関発電装置等の交流(ＡＣ)電力供給装置だけではなく直流（ＤＣ）電力供給装置のニーズはますます高まるものと予想される。
そのため、様々なＤＣ電力供給装置や発電設備の運転制御方法、およびそれらに関連する電力需給システムが用いられている。
2. Description of the Related Art The installation of a power generator (hereinafter referred to as an internal combustion engine power generator) using an internal combustion engine has been expanding for use as a power compensation facility for stable power supply of renewable energy, a private power generator in an emergency, and the like. Further, it is expected that needs for not only alternating current (AC) power supply devices such as internal combustion engine power generation devices but also direct current (DC) power supply devices will be further increased for the purpose of supplying power to controlled areas.
Therefore, various DC power supply devices and operation control methods of power generation facilities, and power supply and demand systems related thereto are used.
例えば、特許文献１の［要約］には、「［課題］電力を安定的に供給可能な発電設備の運転制御方法を提供する。［解決手段］複数の発電手段の運転状態と相関がある指標値に基づいて複数の発電手段の各々について優先順位を設定する優先順位設定ステップと、発電設備の総発電量目標値に基づいて発電手段の運転台数を決定する運転台数決定ステップと、複数の発電手段のうち、優先順位に基づいて運転台数分だけ稼働させるように、必要に応じて発電手段の起動又は停止を行う発電手段運転ステップと、所定期間の発電計画パターンから算出される、発電設備における所定期間内での目標発電量及び予定変化量がそれぞれ閾値Ｐｔｇｔ＿ｔｈ以上及び閾値Ｃｔｈ以下である時刻を、前回の優先順位に替えて、新たな優先順位を優先順位設定ステップにより設定する優先順位入替時刻として決定する入替時刻決定ステップと、を備える。」と記載され、発電設備の運転制御方法が開示されている。
For example, in [Summary] of
また、特許文献２の要約には、「［課題］商用電力系統の停電時及び非停電時の何れにおいても、蓄電装置を用いて直流母線の電圧維持を行うことができる直流給電システムを提供する。［解決手段］制御手段１４は、商用電力系統３の電圧が正常運転条件を満たす場合において、直流母線４の電圧が連系時基準電圧になるように整流器２の作動を制御すると共に、直流母線４の電圧が連系時基準電圧より大きい連系時上限電圧以上であるとき蓄電装置１を充電作動させ、及び、直流母線４の電圧が連系時基準電圧より小さい連系時下限電圧以下であるとき蓄電装置１を放電作動させ、並びに、商用電力系統３の電圧が所定の正常運転条件を満たさない場合において、整流器２の作動を停止させると共に、直流母線４の電圧が自立運転時基準電圧より大きいとき蓄電装置１を充電作動させ、及び、直流母線４の電圧が自立運転時基準電圧より小さいとき蓄電装置１を放電作動させる。」と記載され、直流給電システムの技術が開示されている。
In addition, the abstract of
しかしながら、これまでのＤＣ電力供給装置は、単一の用途のために設置されるものであった。そのため、ある用途のために設置したＤＣ電力供給装置を他の用途に使用するときは、機器との接続、系統との接続などを見直す必要があるという課題（問題）がある。
また、大出力を確保するために、複数のＤＣ電力供給装置を並列接続する構成にすることがある。このような構成で、用途変更しようとすると、さらに煩雑な作業が必要となるシステムであるという課題（問題）がある。
However, traditional DC power supplies have been installed for a single application. Therefore, when a DC power supply device installed for a certain purpose is used for another purpose, there is a problem (problem) that it is necessary to reconsider the connection with the device, the connection with the system, and the like.
Moreover, in order to secure a large output, a configuration may be adopted in which a plurality of DC power supply devices are connected in parallel. With such a configuration, there is a problem (problem) that the system requires more complicated work to change the application.
また、ＤＣ電力供給装置やＤＣ機器が複数接続された直流配電システムは、制御対象が多いので安定運用が難しく、制御が発散する可能性があるという課題（問題）がある。 Further, a DC power supply system to which a plurality of DC power supply devices and DC devices are connected has a problem (problem) that stable operation is difficult due to a large number of control targets, and control may diverge.
例えば、特許文献１に記載の技術では、ガスエンジン発電設備および／またはディーゼル発電設備のみを電力供給に使用することを目的として構成されている。そのため、特許文献１に記載の技術は、ある用途のために設置したら、その用途のみに継続して使用するだけのシステムとなる。
具体的には、特許文献１に記載の技術では、複数のガスエンジン発電設備および／またはディーゼル発電設備で発電した電力を合成して出力している。この特許文献１に記載の技術では、必要とされる電力が総発電量を下回り、稼働する必要のない発電設備が生じた場合は停止したままとなる。このため、有効な活用ができないという課題（問題）がある。
For example, the technology described in
Specifically, in the technique described in
また、特許文献２に記載の技術では、商用電源系統の停電時および非停電時のいずれにおいても、直流給電システムの直流母線の電圧維持に蓄電装置を用いているが、複数の蓄電装置に拡張する方法や、内燃機関発電装置を用いる方法などは開示されていないため、実際には運用が難しいという課題（問題）がある。
Further, in the technology described in
本発明は、前記した課題に鑑みて創案されたものであって、柔軟な電力の供給と受給を実現する電力需給システムを提供することを課題（目的）とする。 The present invention has been made in view of the above-described problem, and has as its object (object) to provide a power supply and demand system that realizes flexible power supply and reception.
前記の課題を解決するために、本発明を以下のように構成した。
すなわち、本発明の電力需給システムは、ＤＣ電力の供給を行う複数台のＤＣ電力供給装置と、前記ＤＣ電力供給装置に接続され、それぞれの前記ＤＣ電力供給装置から入力されたＤＣ電力を合成し、分配する電力合成／分配装置と、前記電力合成／分配装置に接続される複数台のＤＣ／ＡＣコンバータと、前記電力合成／分配装置に接続される複数台のＤＣ／ＤＣコンバータと、一方がＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、他方がＡＣ電力を需給するＡＣ機器が接続されるＡＣ機器接続部と、一方がＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、他方がＤＣ電力を需給するＤＣ機器が接続されるＤＣ機器接続部と、前記電力合成／分配装置、前記ＤＣ／ＡＣコンバータ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのいずれかを制御することで、ＤＣ電力の合成と、それぞれの前記ＡＣ機器接続部および前記ＤＣ機器接続部への電力の供給と分配と、を制御する制御装置と、を有し、電力系統と電力をやりとりする系統連系時には、前記制御装置が、複数台の前記ＤＣ／ＡＣコンバータからマスターを少なくとも１台選出し、前記マスターのＤＣ／ＡＣコンバータを直流電圧制御することによって前記電力合成／分配装置のＤＣバスのＤＣ電圧を安定化させ、残りの前記ＤＣ／ＡＣコンバータおよび複数台の前記ＤＣ／ＤＣコンバータを有効電力制御することを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
That is, the power supply and demand system of the present invention combines a plurality of DC power supply devices for supplying DC power, and the DC power input from each of the DC power supply devices connected to the DC power supply device. A power combining / distributing device to be distributed, a plurality of DC / AC converters connected to the power combining / distributing device, and a plurality of DC / DC converters connected to the power combining / distributing device. An AC device connection unit connected to a DC / AC converter and connected to an AC device that supplies and supplies AC power, and one connected to a DC / DC converter and the other connected to a DC device that supplies and supplies DC power. By controlling a DC device connection unit and any of the power combining / distributing device, the DC / AC converter, and the DC / DC converter, DC power combining and A control device for controlling the supply and distribution of power to the AC device connection portion and the DC device connection portion, and at the time of system interconnection for exchanging power with a power system, the control device includes: At least one master is selected from the plurality of DC / AC converters, and the DC / AC converter of the master is controlled by DC voltage to stabilize the DC voltage of the DC bus of the power combining / distributing device. Active power control is performed on the DC / AC converter and the plurality of DC / DC converters.
また、その他の手段は、発明を実施するための形態のなかで説明する。 Other means will be described in the embodiments for carrying out the invention.
本発明の電力需給システムによれば、柔軟な電力の供給と受給を実現することができる。また停電時にも電力供給が可能なシステムを提供できる。 According to the power supply and demand system of the present invention, flexible power supply and reception can be realized. Further, it is possible to provide a system capable of supplying power even during a power failure.
以下、本発明を実施するための形態（以下においては「実施形態」と表記する）を、適宜、図面を参照して説明する。なお、各図において、参照番号が同一のものは同一の構成要件あるいは類似の機能を備えた構成要件を示している。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as “embodiments”) will be described with reference to the drawings as appropriate. In each of the drawings, components having the same reference number indicate the same components or components having similar functions.
[第１実施形態：電力需給システム]
図１は、本発明の第１実施形態に係る電力需給システムの第１の構成例を示す図であり、また電力需給システムと電力系統（商用電力系統）側および需要家側の各負荷との接続関連の一例を示す図である。
図１において、電力系統（Ｌ）側と、需要家側の需要家負荷Ｄおよび電力需給システムＺとの間には、開閉器（スイッチ）ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３が備えられている。
開閉器ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３がすべて閉（オン：ＯＮ）の場合には、電力系統（Ｌ）側から需要家側に電力が供給される。この場合を「系統連系時」と表記する。なお、系統連系時においても、電力需給システムＺにおける電力需給設備Ｅ（Ｅ１〜Ｅｎ）に備えられたＤＣ電力供給装置３は、一般的には稼働している。
また、開閉器ＳＷ３が開（オフ：ＯＦＦ）の場合には、電力系統（Ｌ）側から需要家側に電力が供給されることはない。このときには、電力需給システムＺが生成する電力によって、需要家負荷（車両Ｖの蓄電池を含む）に電力を供給する。この場合を「自立運転時」と表記する。
[First Embodiment: Electric Power Supply and Demand System]
FIG. 1 is a diagram showing a first configuration example of an electric power supply and demand system according to a first embodiment of the present invention. In addition, the electric power supply and demand system and each load on an electric power system (commercial electric power system) side and a consumer side are shown. It is a figure showing an example of connection relation.
In FIG. 1, switches SW1, SW2, and SW3 are provided between a power system (L) side, a customer load D on a customer side, and a power supply and demand system Z.
When the switches SW1, SW2, and SW3 are all closed (ON: ON), power is supplied from the power system (L) to the customer. This case is referred to as “at the time of system interconnection”. In addition, even at the time of system interconnection, the DC
Further, when the switch SW3 is open (OFF: OFF), no electric power is supplied from the electric power system (L) to the customer side. At this time, power is supplied to the customer load (including the storage battery of the vehicle V) by the power generated by the power supply and demand system Z. This case is referred to as “independent operation”.
＜電力需給システムＺの構成＞
図１において、電力需給システムＺは、制御装置１と、電力合成／分配装置２と、ｎ（ｎは正の整数）台の電力需給設備Ｅ（Ｅ１〜Ｅｎ）とを備えている。
また、電力需給システムＺにおけるそれぞれの電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎは、電気自動車や、プラグインハイブリッド車等の外部からの電力を蓄電可能な蓄電装置Ｆを搭載した車両Ｖに接続されている。
また、制御装置１は、ｎ台の電力需給設備Ｅ（Ｅ１〜Ｅｎ）と、電力合成／分配装置２とを制御している。
<Configuration of power supply and demand system Z>
In FIG. 1, a power supply and demand system Z includes a
The power supply and demand facilities E1 to En in the power supply and demand system Z are connected to a vehicle V equipped with a power storage device F capable of storing power from the outside, such as an electric vehicle or a plug-in hybrid vehicle.
Further, the
≪電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎ≫
それぞれの電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎは、ＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５、ＤＣ機器接続部ＪＤ、ＡＣ機器接続部ＪＡを有している。
また、電力合成／分配装置２が、それぞれの電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎに対して横断的に設置されている。
{Electric power supply and demand equipment E1 to En}
Each of the power supply and demand facilities E1 to En has a DC
Further, the power combining / distributing
また、電力需給設備Ｅ（Ｅ１〜Ｅｎ）には、ＤＣ電力供給装置接続部Ｊ４１、ＤＣ／ＡＣコンバータ接続部Ｊ１１，Ｊ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ接続部Ｊ２１，Ｊ２２、ＡＣ接続部Ｊ３１が備えられている。
これらの接続部（Ｊ４１，Ｊ１１，Ｊ１２，Ｊ２１，Ｊ２２，Ｊ３１）は、コネクタとしての機能を有している。例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータ接続部Ｊ１１，Ｊ１２は、ＤＣ／ＡＣコンバータ５を交換する際に、取り外すことを可能とするためのコネクタ（接続部）である。同様に、接続部（Ｊ４１，Ｊ２１，Ｊ２２，Ｊ３１）も関連する機器を交換する際にコネクタとして用いる。
また、ＤＣ機器接続部ＪＤとＡＣ機器接続部ＪＡは、開閉器（スイッチ）としての機能を有している。
Further, the power supply and demand equipment E (E1 to En) includes a DC power supply device connection J41, DC / AC converter connections J11 and J12, DC / DC converter connections J21 and J22, and an AC connection J31. I have.
These connection parts (J41, J11, J12, J21, J22, J31) have a function as a connector. For example, the DC / AC converter connection portions J11 and J12 are connectors (connection portions) that allow the DC /
Further, the DC device connection portion JD and the AC device connection portion JA have a function as a switch.
ＤＣ電力供給装置３は、ＤＣ電力を発生可能な発電装置である。例えば、内燃機関発電装置である場合には、内燃機関、ジェネレータ装置、ＡＣ／ＤＣコンバータ等を備える。すなわち、内燃機関で熱エネルギーを発生し、ジェネレータ装置で熱エネルギーを交流電力（ＡＣ電力）に変換し、ＡＣ／ＤＣコンバータでＡＣ電力をＤＣ電力（直流電力）に変換して出力する。
ＤＣ電力供給装置３としての内燃機関発電装置は、例えば、ディーゼルエンジン発電装置、ガスタービンエンジン発電装置等である。
なお、ＤＣ電力供給装置３（内燃機関発電装置等）は、ＤＣ電力供給装置接続部Ｊ４１によって電力合成／分配装置２に接続している。
The DC
The internal combustion engine generator as the
Note that the DC power supply device 3 (such as an internal combustion engine power generation device) is connected to the power combining / distributing
電力合成／分配装置２は、それぞれのＤＣ電力供給装置３が供給したＤＣ電力を合成し、それぞれのＤＣ／ＤＣコンバータ接続部Ｊ２１を介してＤＣ／ＤＣコンバータ４や、それぞれのＤＣ／ＡＣコンバータ接続部Ｊ１１を介してＤＣ／ＡＣコンバータ５へ、ＤＣ電力を配分する。
The power combining / distributing
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、一方をＤＣ／ＤＣコンバータ接続部Ｊ２１を介して電力合成／分配装置２に接続され、他方をＤＣ／ＤＣコンバータ接続部Ｊ２２とＤＣ機器接続部ＪＤとを介して車両Ｖ（電気自動車等）に搭載された蓄電装置Ｆに接続されている。
ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、電力合成／分配装置２から配分された電力の電圧を、車両Ｖ（蓄電装置Ｆ）の充電電圧等に変換する。
蓄電装置Ｆへの充電方法が定電流定電圧充電であれば、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は所定の充電電圧になるまでは定電流となるよう電力を変換する。
なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の電流は、電力合成／分配装置２において、蓄電装置Ｆの定格値を超えないように予め制御されている。そして、充電電圧が所定の電圧になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、充電電圧が定電圧となるように電力を変換する。
One of the DC /
The DC /
If the method of charging power storage device F is constant-current constant-voltage charging, DC /
Note that the current of the DC /
ＤＣ／ＡＣコンバータ５は、ＡＣ側がＤＣ／ＡＣコンバータ接続部Ｊ１２とＡＣ機器接続部ＪＡと、ＡＣ接続部Ｊ３１とを介して電力系統Ｌへ接続されている。
ＤＣ／ＡＣコンバータ５は、電力合成／分配装置２から送られた直流電力を、需要家負荷Ｄや電力系統Ｌへの交流電力（例えば、１００Ｖ、５０Ｈｚ）に変換する。
この際、電力需給設備Ｅ（Ｅ１〜Ｅｎ）のそれぞれのＤＣ／ＡＣコンバータ５は、生成する交流電圧の位相が揃うよう交流電力を生成することが望ましい。生成する交流電圧の位相は、制御装置１からの制御情報に基づいて行われる。
例えば、ＤＣ／ＡＣコンバータ５が、ＰＷＭ制御（Pulse Width Modulation：パルス幅制御）によるインバータ（直流交流変換）回路を有する場合、制御情報は、図示しないスイッチング素子（例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor））をオンとするパルスのデューティーである。
The DC /
The DC /
At this time, it is desirable that each of the DC /
For example, when the DC /
なお、前記したように、ＤＣ機器接続部ＪＤには、車両Ｖ（蓄電装置Ｆ）が接続されている。ただし、車両Ｖ（蓄電装置Ｆ）の代わりに、直流電力を需要とする他のＤＣ機器が接続されてもよい。
また、ＡＣ機器接続部ＪＡには、開閉器ＳＷ１、ＳＷ２を介して、需要家負荷Ｄが接続されている。さらに、開閉器ＳＷ１と開閉器ＳＷ３とを介して、電力系統Ｌが接続されている。
As described above, the vehicle V (power storage device F) is connected to the DC device connection portion JD. However, another DC device that requires DC power may be connected instead of the vehicle V (the power storage device F).
Further, a customer load D is connected to the AC device connection unit JA via switches SW1 and SW2. Further, an electric power system L is connected via a switch SW1 and a switch SW3.
電力系統Ｌの電力（系統電力）が変動したり、需要家負荷Ｄの消費電力（必要電力）が変動したりすることが予想されることがある。
このような場合には、前記の変動の予想値が制御装置１の入力部１１を介して、制御装置１に入力される。制御装置１の処理部１００は、予想値を基に、電力系統Ｌや、需要家負荷Ｄに供給する電力を再演算する。
また、制御装置１の詳細については、後記する。
It may be expected that the power of the power system L (system power) fluctuates or the power consumption (required power) of the customer load D fluctuates.
In such a case, the expected value of the change is input to the
The details of the
なお、蓄電装置Ｆや、需要家負荷Ｄ、電力系統ＬのようにＤＣ／ＤＣコンバータ４や、ＤＣ／ＡＣコンバータ５に接続されているものを単に「機器」と、適宜、称する。
また、前記の「機器」のおける蓄電装置ＦのようにＤＣ電力を需給して、ＤＣ／ＤＣコンバータ４に接続されるものを「ＤＣ機器」と、適宜、称する。
また、前記の「機器」のおける需要家負荷Ｄや電力系統ＬのようにＡＣ電力を需給して、ＤＣ／ＡＣコンバータ５に接続されるものを「ＡＣ機器」と、適宜、称する。
Devices connected to the DC /
A device that supplies and supplies DC power and is connected to the DC /
Further, a device connected to the DC /
また、それぞれの電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎは、ＡＣ機器接続部ＪＡからＡＣ電力のみを供給するＡＣ供給モード、ＤＣ機器接続部ＪＤからＤＣ電力のみを供給するＤＣ供給モードがあり、それぞれを選択可能である。
さらに、それぞれの電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎは、ＡＣ機器接続部ＪＡからＡＣ電力を供給するとともに、ＤＣ機器接続部ＪＤからＤＣ電力を供給することもできる。すなわち、ＡＣ供給モードとＤＣ供給モードの選択すること、および組み合わせて供給することも可能である。
このようにＡＣ供給モードとＤＣ供給モードとを選択して動作することで、必要のない機器への電力供給を防止することができる。
Each of the power supply and demand facilities E1 to En has an AC supply mode for supplying only AC power from the AC device connection unit JA and a DC supply mode for supplying only DC power from the DC device connection unit JD. It is.
Further, each of the power supply and demand facilities E1 to En can supply AC power from the AC device connection unit JA and also supply DC power from the DC device connection unit JD. That is, it is also possible to select between the AC supply mode and the DC supply mode, and to supply in combination.
By selecting and operating the AC supply mode and the DC supply mode in this manner, it is possible to prevent power supply to unnecessary devices.
なお、電力需給設備Ｅ、あるいは電力需給設備Ｅが有するＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５の新規追加、入替、削除は、状況に応じて可能である。したがって、既存設備の電源容量を柔軟に拡張、変更できる。
In addition, new addition, replacement, and deletion of the power supply and demand equipment E or the DC
《制御装置１の概略の構成》
図１において、制御装置１は、入力部１１と処理部１００と出力部１２とを備えて構成されている。
後記するように、電力系統Ｌにおける系統電力変動の情報や、需要家側の負荷電力変動の情報を含む電力関連情報が制御装置１の入力部１１に送られる。入力部１１は、それらの情報を処理部１００に入力する。
処理部１００は、入力部１１に入力された前記の系統電力変動や負荷電力変動の情報に基づいて、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎを制御する信号を生成し、出力部１２に生成された信号を送る。
出力部１２は、処理部１００から送られた信号に基づき、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎの各構成要素を制御する信号を出力する。
<< Schematic configuration of
In FIG. 1, the
As described later, power-related information including information on system power fluctuations in the power system L and information on load power fluctuations on the customer side is transmitted to the input unit 11 of the
The
The
なお、入力部１１に入力する電力関連情報には、前記した電力系統Ｌにおける系統電力変動の情報や、需要家側の負荷電力変動の情報以外にも、需要家負荷Ｄや車両Ｖの蓄電装置Ｆの台数や電圧などの接続機器情報や、後記する機器制御指令やマスター選出情報などが含まれている。 The power-related information input to the input unit 11 includes, in addition to the information on the system power fluctuation in the power system L and the information on the load power fluctuation on the customer side, the power storage device of the customer load D and the vehicle V. The information includes connected device information such as the number and voltage of F, device control commands and master selection information described later.
《制御装置１の詳細な構成と機能・動作》
図２は、本発明の第１実施形態に係る制御装置１の詳細な構成例を示す図である。なお、制御装置１は、ＰＣ（Personal Computer）や、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等を備えて構成される。
図２において、制御装置１は、主記憶装置（記憶装置）１１１、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１２、ＨＤ（Hard Disk）等の補助記憶装置（記憶装置）１１３を備えている。さらに、キーボード等の入力装置１１４、ディスプレイ等の表示装置１１５、ＮＩＣ（Network Interface Card）等の通信装置１１６を備える。
なお、図２の入力装置１１４が図１の入力部１１に相当する。また、図２の通信装置１１６は、図１の入力部１１および出力部１２に相当する。
<< Detailed configuration, function and operation of
FIG. 2 is a diagram illustrating a detailed configuration example of the
2, the
Note that the input device 114 in FIG. 2 corresponds to the input unit 11 in FIG. 1. The communication device 116 in FIG. 2 corresponds to the input unit 11 and the
補助記憶装置１１３には、登録情報１３１が格納されている。
登録情報１３１には、電力合成／分配装置２（図１）に接続可能なＤＣ電力供給装置３（例えば内燃機関発電装置、蓄電装置Ｆ：図１）や機器（ＤＣ機器、ＡＣ機器等）の情報が、ＤＣ電力供給装置３や機器（ＤＣ機器、ＡＣ機器等）の識別情報と対応付けられて、予め格納されている。
具体的には、前記したＤＣ電力供給装置３や機器（ＤＣ機器、ＡＣ機器等）のそれぞれの定格出力等である。
また、機器が定電流定電圧充電式の蓄電装置Ｆである場合、登録情報１３１には、定電流値、定電圧値、定電圧充電に切り替える充電電圧値、定電圧充電を終了する電流値等が蓄電装置Ｆの識別情報と対応付けて格納されている。
このような登録情報１３１を有することで、制御装置１は、電力需給システムＺを集中制御することができて、制御の管理が容易となる。
The
Specifically, it is the rated output of each of the DC
When the device is a constant current / constant voltage charging type power storage device F, the
By having
主記憶装置１１１は、処理部１００を備えて構成されている。また、処理部１００は、マスター選出処理部１０１とスケジュール処理部１０２とを有している。
主記憶装置１１１には、補助記憶装置１１３に格納されているプログラムがロードされている。
そして、ロードされたプログラムがＣＰＵ１１２によって実行されることで、処理部１００、および処理部１００に含まれるマスター選出処理部１０１、スケジュール処理部１０２の機能が具現化される。
マスター選出処理部１０１のマスター選出処理、およびスケジュール処理部１０２の機器更新に関するスケジュール情報処理については、順次、後記する。
The
The program stored in the
When the loaded program is executed by the
The master selection process of the master
＜マスター選出処理に関する制御＞
次に、ＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５などのＤＣ機器のマスター選出処理に関する制御について説明する。
<Control for master election process>
Next, control regarding master selection processing of DC devices such as the DC
本発明の第１実施形態では、複数の電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎがあり、ＤＣ／ＡＣコンバータ５はＡＣ機器接続部ＪＡを介して電力系統と接続されている。
また、ＤＣ電力供給装置３は、ＤＣ電力供給装置接続部Ｊ４１を介して電力合成／分配装置２に接続している。
以上の構成を基に、マスター選出処理に関する制御を説明する。
In the first embodiment of the present invention, there are a plurality of power supply and demand facilities E1 to En, and the DC /
Further, the DC
Based on the above configuration, control related to the master selection process will be described.
図３は、本発明の第１実施形態に係る電力需給システムＺの制御装置１による第１の制御パターン例の一覧を示す図である。制御パターン（制御方法）は、系統連系（系統連系時）か自立運転（自立運転時）かによって異なる。また、制御パターンは、ＤＣ／ＡＣコンバータ５かＤＣ電力供給装置３かＤＣ／ＤＣコンバータ４かによって異なる。
図３において、「制御対象」と記載した縦の欄には、制御対象となる「ＤＣ／ＡＣコンバータ」、「ＤＣ電力供給装置」、「ＤＣ／ＤＣコンバータ」が記載されている。
制御対象の右側の欄には、複数の制御方法に対する制御対象の台数が記載されている。
さらに、台数の右側の二つの欄には、「系統連系」と「自立運転」におけるそれぞれの制御方法が記載されている。
FIG. 3 is a diagram showing a list of a first control pattern example by the
In FIG. 3, the “DC / AC converter”, the “DC power supply device”, and the “DC / DC converter” to be controlled are described in the vertical column of “Control target”.
In the column on the right side of the control target, the number of control targets for a plurality of control methods is described.
Further, in the two columns on the right side of the number of vehicles, respective control methods in “grid interconnection” and “independent operation” are described.
例えば、第１の制御パターンにおいては、「ＤＣ／ＡＣコンバータ」と「ＤＣ電力供給装置」のマスターは、それぞれ１台である。そして他（他の台数）の「ＤＣ／ＡＣコンバータ」と「ＤＣ電力供給装置」は、スレーブとなる。
「系統連系」の場合は、１台のマスターであるＤＣ／ＡＣコンバータは、ＤＣ側が「ＤＣ−ＡＶＲ（DC-Automatic Voltage Regulator）：直流電圧制御」であり、ＡＣ側が「ＡＣ−ＡＶＲ（AC-Automatic Voltage Regulator）：交流電圧制御」であって、それぞれ制御される。
また、他（他の台数）のＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブであって、すべて「ＡＰＲ（Automatic Active Power Regulator）：有効電力制御」で制御される。
また、１台のマスターであるＤＣ電力供給装置は、「ＡＰＲ」で制御される。また、他のＤＣ電力供給装置も、「ＡＰＲ」で制御される。
ＤＣ／ＤＣコンバータは、全台すべてが、「ＡＰＲ」で制御される。
For example, in the first control pattern, the master of the “DC / AC converter” and the master of the “DC power supply device” are each one. The other (other number) “DC / AC converters” and “DC power supply devices” are slaves.
In the case of “system interconnection”, the DC / AC converter that is one master has “DC-AVR (DC-Automatic Voltage Regulator): DC voltage control” on the DC side and “AC-AVR (AC -Automatic Voltage Regulator): Each is controlled.
The other (other number) DC / AC converters are slaves and are all controlled by “APR (Automatic Active Power Regulator): active power control”.
The DC power supply device serving as one master is controlled by “APR”. Other DC power supply devices are also controlled by “APR”.
All DC / DC converters are controlled by “APR”.
また、図３において、「自立運転」の場合は、１台のマスターであるＤＣ／ＡＣコンバータが「ＣＶＣＦ（Constant Voltage Constant Frequency）：定電圧定周波数制御」で制御される。
また、他（他の台数）のＤＣ／ＡＣコンバータは、スレーブであって、すべて「ＡＰＲ（Automatic Active Power Regulator）」で制御される。
また、１台のマスターであるＤＣ電力供給装置は、「ＤＣ−ＡＶＲ（DC-Automatic Voltage Regulator）」で制御される。また、他（他の台数）のＤＣ電力供給装置は、「ＡＰＲ」で制御される。
「ＤＣ／ＤＣコンバータ４」は全台すべてが、「ＡＰＲ」で制御される。
In FIG. 3, in the case of “independent operation”, the DC / AC converter serving as one master is controlled by “CVCF (Constant Voltage Constant Frequency): constant voltage / constant frequency control”.
The other (other number) DC / AC converters are slaves and are all controlled by “APR (Automatic Active Power Regulator)”.
The DC power supply device serving as one master is controlled by a “DC-AVR (DC-Automatic Voltage Regulator)”. The other (other number) DC power supply devices are controlled by “APR”.
All the “DC /
なお、前記したように、「ＤＣ／ＤＣコンバータ４」は、「系統連系」においても「自立運転」においても、「ＡＰＲ（Automatic Active Power Regulator）」で制御される。
このＤＣ／ＤＣコンバータ４の動作については、前記したが、ＤＣ／ＤＣコンバータ４における「ＡＰＲ」の実体について説明するために以下に再記する。
すなわち、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、配分された電力の電圧を、接続されている車両Ｖ（蓄電装置Ｆ）の充電電圧に変換する。蓄電装置Ｆへの充電方法が定電流定電圧充電である場合には、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、所定の充電電圧になるまでは定電流となるように電力を変換する。なお、電力合成／分配装置２において、電流は蓄電装置Ｆの定格値を超えないように予め制御されている。そして、充電電圧が所定の電圧になると、ＤＣ／ＤＣコンバータ４は、充電電圧が定電圧となるように電力を変換する。
以上の動作による制御が、ＤＣ／ＤＣコンバータ４における「ＡＰＲ」である。
As described above, the “DC /
The operation of the DC /
That is, DC /
The control by the above operation is “APR” in the DC /
なお、「ＡＰＲ」は、前記したように、有効電力制御の意味であるが、ＤＣ／ＤＣコンバータ４やＤＣ／ＡＣコンバータ５やＤＣ電力供給装置３における「ＡＰＲ」の実際の動作は様々である。
Note that “APR” means active power control as described above, but actual operations of “APR” in the DC /
以上の制御パターンがあるが、次に系統連系時における制御パターン例（図４）と、自立運転時におる制御パターン例（図５）について順に説明する。 There are the above control patterns. Next, an example of a control pattern at the time of system interconnection (FIG. 4) and an example of a control pattern at the time of self-sustaining operation (FIG. 5) will be described in order.
≪系統連系時≫
図４は、本発明の第１実施形態に係る電力需給システムＺの構成例と、系統連系時における制御パターン例を示す図である。なお、本来はｎ台（ｎは正の整数）の電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎを対象としているが、図４においては、便宜上、電力需給設備Ｅが２台の場合の例について図示している。
図４において、２台の電力需給設備Ｅに備えたＤＣ電力供給装置３が２台、配置されている。
また、電力合成／分配装置２が前記の２台のＤＣ電力供給装置３と接続されている。
また、電力需給設備Ｅに備えられたＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ／ＤＣコンバータ４がそれぞれ２台（２組）、配置されている。
≫When connected to the grid≫
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the power supply and demand system Z according to the first embodiment of the present invention and a control pattern example at the time of system interconnection. It should be noted that, although originally intended for n (n is a positive integer) power supply and demand facilities E1 to En, FIG. 4 shows an example in which there are two power supply and demand facilities E for convenience.
In FIG. 4, two DC
Further, a power combining / distributing
In addition, two DC /
それぞれ２台ずつのＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ／ＤＣコンバータ４は、電力合成／分配装置２に、それぞれ接続されている。
２台のＤＣ／ＡＣコンバータ５は、連結されて需要家負荷Ｄと電力系統Ｌに接続されている。また、２台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、それぞれ車両Ｖの蓄電装置Ｆに接続されている。
なお、制御装置１は、図１にも示すように、ＤＣ電力供給装置３、電力合成／分配装置２、ＤＣ／ＡＣコンバータ５、ＤＣ／ＤＣコンバータ４をそれぞれ制御している。
Two DC /
The two DC /
The
また、図４における各機器は、次に示すような制御のもとに動作する。
すなわち、２台のＤＣ電力供給装置３は、共に有効電力制御（ＡＰＲ：Automatic Active Power Regulator）で動作する。
また、２台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、共に有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、スレーブの１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、マスターの１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、直流側は、直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ：DC-Automatic Voltage Regulator）で動作し、交流側は、交流電圧制御（ＡＣ−ＡＶＲ：AC-Automatic Voltage Regulator）で動作する。
Each device in FIG. 4 operates under the following control.
That is, the two DC
The two DC /
Further, one DC / AC converter (5, S) of the slave operates by the active power control (APR).
In addition, one DC / AC converter (5, M) of the master operates on the DC side by DC-AVR (DC-Automatic Voltage Regulator), and on the AC side, AC voltage control (AC-AVR). It operates with AVR (AC-Automatic Voltage Regulator).
なお、前記した１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）における符号（５，Ｓ）は、スレーブ（Ｓ）で動作、制御されることを意味する。また、前記した１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）の符号（５，Ｍ）は、マスター（Ｍ）で動作、制御されることを意味する。
なお、前記したように、以上のＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５は、制御装置１の指令のもとに制御される。
The symbol (5, S) in the one DC / AC converter (5, S) means that the slave (S) operates and is controlled. The code (5, M) of the one DC / AC converter (5, M) means that the operation is controlled and controlled by the master (M).
Note that, as described above, the DC
《系統連系時の電力需給設備（ＤＣ／ＡＣコンバータ）のマスター選出》
系統連系に対してＡＣ電力を供給する場合は、制御装置１が電力需給設備Ｅ１〜ＥｎのＤＣ／ＡＣコンバータ５の中から少なくとも１台以上をマスターに選出する。
すなわち、図４に示した２台のＤＣ／ＡＣコンバータ５から符号Ｍを付記したＤＣ／ＡＣコンバータ５（５，Ｍ）をマスターに選出している。
《Master election of power supply / demand equipment (DC / AC converter) for grid connection》
When supplying AC power to the system interconnection, the
That is, the DC / AC converter 5 (5, M) with the symbol M is selected as the master from the two DC /
制御装置１は、マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ：図４）に出力電圧目標値を送信し、スレーブとなったＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ：図４）に出力電力（あるいは出力電流）目標値を送信する。
The
マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、制御装置１から受信した出力電力目標値に従って、電力合成／分配装置２の直流側のＤＣ電圧を直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ：DC-Automatic Voltage Regulator）によって安定化させる。
すなわち、電力合成／分配装置２の直流側の共通幹線（直流母線、ＤＣバス）におけるＤＣバス電圧が安定化するように、マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）が制御装置１の指令のもとに動作する。
また、スレーブとなったＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、制御装置１の指令の基に、直流側の電力が安定するように有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。すなわち、電気エネルギーを反映する有効電力の安定化に的を絞った制御をする。
The DC / AC converter (5, M) selected as the master controls the DC voltage on the DC side of the power combining / distributing
That is, the DC / AC converter (5, M) selected as the master is controlled by the
In addition, the DC / AC converter (5, S) that has become a slave operates based on an active power control (APR) based on a command from the
また、マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、電力合成／分配装置２の交流側（系統側）の交流電圧制御（ＡＣ−ＡＶＲ：AC-Automatic Voltage Regulator）を行う。これによって、需要家負荷Ｄ側の交流電圧を安定化させる。
なお、電力系統Ｌと需要家（電力需給設備を含む）側の接続点である系統連系点（あるいはＡＣ接続部Ｊ３１、ＡＣ機器接続部ＪＡ）を介して、電力系統Ｌから交流電力が電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎに供給されているが、マスターのＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、系統連系点の交流電圧（実効値）を調整するように動作する。
この系統連系点の交流電圧（実効値）を調整するにあたっては、無効電力制御が行われることがある。すなわち、系統連系点の交流電圧を安定化するために、無効電力制御を交流電圧制御（ＡＣ−ＡＶＲ）の一環として行うことがある。また、系統連系点における力率制御のために無効電力制御が行われることがある。
以上のように系統連系時において、系統連系点では、電力系統（Ｌ）側からの電力供給のみならず、電力需給設備ＥのＤＣ／ＡＣコンバータ５側からの電力（有効電力および無効電力）が供給される。その意味において系統連系時には、電力系統Ｌと電力需給システムＺは、電力をやりとりする。
The DC / AC converter (5, M) selected as the master performs AC-AVR (AC-Automatic Voltage Regulator) on the AC side (system side) of the power combiner /
Note that AC power is supplied from the power system L to the power system L via a system interconnection point (or an AC connection J31 or an AC equipment connection JA) which is a connection point between the power system L and a customer (including power supply and demand equipment). Although supplied to the supply and demand facilities E1 to En, the master DC / AC converter (5, M) operates to adjust the AC voltage (effective value) at the system interconnection point.
In adjusting the AC voltage (effective value) at the system interconnection point, reactive power control may be performed. That is, in order to stabilize the AC voltage at the system interconnection point, the reactive power control may be performed as part of the AC voltage control (AC-AVR). In addition, reactive power control may be performed for power factor control at a system interconnection point.
As described above, at the time of system interconnection, at the system interconnection point, not only power supply from the power system (L) side but also power (active power and reactive power) from the DC /
以上のように、マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、電力合成／分配装置２の直流側のＤＣ電圧をＤＣ−ＡＶＲで安定させる動作と、電力合成／分配装置２の交流側（電力系統（Ｌ）側）のＡＣ電圧をＡＣ−ＡＶＲで安定させる動作とを、併せて行う。
As described above, the DC / AC converter (5, M) selected as the master operates the DC-AVR to stabilize the DC voltage on the DC side of the power combining / distributing
一方、スレーブに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ：図４）は、制御装置１から受信した出力電力（あるいは出力電流）目標値に従って、有効電力制御（ＡＰＲ：Automatic Active Power Regulator）により交流電力を直流電力に変換して、電力系統（Ｌ）側から電力合成／分配装置２に電力を供給する。
On the other hand, the DC / AC converter (5, S: FIG. 4) selected as the slave performs active power control (APR: Automatic Active Power Regulator) according to the output power (or output current) target value received from the
このように制御装置１が複数の電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎのから少なくとも１つ以上のマスターを選出し、電力合成／分配装置２のＤＣ電圧（ＤＣバス電圧）を制御することで、ＤＣ電圧を安定化することができる。
また、このように電力合成／分配装置２のＤＣ電圧が安定化するので、２台のＤＣ／ＤＣコンバータ４の出力電圧も安定化し、車両Ｖにおける蓄電装置Ｆにも安定化した直流電圧（ＤＣ電圧）が供給される。
As described above, the
Further, since the DC voltage of power combining / distributing
なお、複数のマスターを選出する場合には、直流電圧制御が干渉しないように制御する必要がある。そのため、選出するマスターは１台の方が望ましいことがある。本（第１）実施形態は、マスターが１台の場合の例である。 When selecting a plurality of masters, it is necessary to control the DC voltage control so as not to interfere. Therefore, it is sometimes desirable to select one master. The present (first) embodiment is an example in which there is one master.
また、図４において、ＤＣ電力供給装置３とＤＣ／ＤＣコンバータ４はすべて「ＡＰＲ」で動作し、マスターは存在しない。ＤＣ／ＤＣコンバータ４の「ＡＰＲ」については前記したとおりである。
In FIG. 4, the DC
≪自立運転時≫
次に、自立運転時における制御パターン例（図５）について説明する。
開閉器ＳＷ３（図１）を遮断（オフ）すると需要家側には、電力系統Ｌの交流電力は供給されなくなる。この場合には、電力需給システムＺで生成する電力で、需要家負荷Ｄ、および車両Ｖの蓄電装置Ｆに電力を供給する。この場合が自立運転時である。
≫Independent operation≫
Next, an example of a control pattern (FIG. 5) during the self-sustaining operation will be described.
When the switch SW3 (FIG. 1) is shut off (off), the AC power of the power system L is not supplied to the customer side. In this case, the electric power generated by the electric power supply and demand system Z is used to supply electric power to the customer load D and the power storage device F of the vehicle V. This case is the self-sustaining operation.
図５は、本発明の第１実施形態に係る電力需給システムＺの構成例と、自立運転時における制御パターン例を示す図である。なお、本来は電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎを対象としているが、図５においては、便宜上、電力需給設備Ｅが２台の場合の例について図示している。
図５において、２台のＤＣ電力供給装置３、電力合成／分配装置２、ＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ／ＤＣコンバータ４がそれぞれ２台（２組）、配置されていることは、図４と同一であるので重複する説明は省略する。
ただし、図５は、自立運転時を示す図であり、系統からの電力供給が遮断されているので、図４に示した電力系統Ｌについての記載はない。
FIG. 5 is a diagram illustrating a configuration example of the power supply and demand system Z according to the first embodiment of the present invention, and a control pattern example during the self-sustaining operation. Note that the power supply and demand facilities E1 to En are originally targeted, but FIG. 5 shows an example in which the power supply and demand facilities E are two for convenience.
In FIG. 5, two DC
However, FIG. 5 is a diagram showing the time of the self-sustaining operation, and since the power supply from the grid is cut off, there is no description about the power grid L shown in FIG.
《自立運転時の電力需給設備の動作の概要》
また、マスターに選出された１台のＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）は、直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ：DC-Automatic Voltage Regulator）で動作する。
また、スレーブとなる他の１台のＤＣ電力供給装置（３，Ｓ）は、有効電力制御（ＡＰＲ：Automatic Active Power Regulator）で動作する。
また、２台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、共に有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。なお、ＤＣ／ＤＣコンバータ４の有効電力制御（ＡＰＲ）については、前記したとおりである。
また、スレーブとなる１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、マスターに選出された１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、定電圧定周波数制御（ＣＶＣＦ：Constant Voltage Constant Frequency）で動作する。
《Overview of operation of power supply and demand equipment during self-sustaining operation》
Also, one DC power supply device (3, M) selected as a master operates by DC-AVR (DC-Automatic Voltage Regulator).
The other DC power supply device (3, S) serving as a slave operates by active power control (APR: Automatic Active Power Regulator).
The two DC /
In addition, one DC / AC converter (5, S) serving as a slave operates by active power control (APR).
In addition, one DC / AC converter (5, M) selected as a master operates by constant voltage / constant frequency control (CVCF: Constant Voltage Constant Frequency).
マスターのＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）とスレーブのＤＣ電力供給装置（３，Ｓ）によって直流電力が生成され、電力合成／分配装置２に直流電力が供給される。
２台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、電力合成／分配装置２から供給される直流電力の直流電圧を変換して、２台のそれぞれの蓄電装置Ｆに直流電力を供給する。
マスターのＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）とスレーブＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、それぞれ電力合成／分配装置２から供給される直流電力を交流電力に変換して需要家負荷Ｄに供給する。
以上のＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）、（３，Ｓ）、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）、（５，Ｓ）が制御装置１の統括的な制御のもとに電力を生成、変換し、需要家負荷Ｄおよび蓄電装置Ｆに安定した電力を供給する。
DC power is generated by the master DC power supply device (3, M) and the slave DC power supply device (3, S), and the DC power is supplied to the power combining / distributing
The two DC /
The master DC / AC converter (5, M) and the slave DC / AC converter (5, S) convert DC power supplied from the power combining / distributing
The above-described DC power supply devices (3, M), (3, S), DC /
《自立運転時の電力需給設備（ＤＣ電力供給装置）のマスター選出と詳細な動作》
自立運転で需要家側に電力を供給する場合には、制御装置１が電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎの中から少なくとも１台以上のマスターを選出する。なお、実質的には、電力需給設備Ｅ（Ｅ１〜Ｅｎ）自身がマスターに選出されるのではなく、電力需給設備Ｅに備えたＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）とＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）がマスターに選出されることを意味している。
この電力需給設備のマスターは、系統連系に対して選出されたマスターとは同一であってもよいし、別の電力需給設備であってもよい。他の電力需給設備はスレーブとなる。
制御装置１は、マスターに選出されたＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）に出力電圧目標値を送信し、スレーブとなったＤＣ電力供給装置（３，Ｓ）に出力電力目標値（あるいは出力電流目標値）を送信する。
《Master election and detailed operation of power supply and demand equipment (DC power supply) during self-sustaining operation》
When supplying electric power to the customer side in the independent operation, the
The master of the power supply and demand equipment may be the same as the master selected for the grid interconnection, or may be another power supply and demand equipment. Other power supply and demand facilities are slaves.
The
マスターに選出されたＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）は、制御装置１から受信した出力電圧目標値に従って、電力合成／分配装置２のＤＣ電圧（ＤＣバス電圧）を直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）によって安定化させる。
一方、スレーブに選出されたＤＣ電力供給装置（３，Ｓ）は、制御装置１から受信した出力電力（あるいは出力電流）目標値に従って、有効電力制御（ＡＰＲ）により電力系統側から電力合成／分配装置２に電力を供給する。
The DC power supply device (3, M) selected as the master controls the DC voltage (DC bus voltage) of the power combining / distributing
On the other hand, the DC power supply device (3, S) selected as the slave performs power combining / distribution from the power system side by active power control (APR) according to the output power (or output current) target value received from the
このように制御装置１が複数の電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎ（ＤＣ電力供給装置３）から少なくとも１つ以上のマスターを選出し、電力合成／分配装置２のＤＣ電圧（ＤＣバス電圧）を制御することで、ＤＣ電圧を安定化することができる。
なお、前記したように、選出するマスターは１台の方が望ましいことがある。そのため、図５においてもマスターを１台としている。
As described above, the
As described above, it may be desirable that one master is selected. Therefore, one master is used in FIG.
ＤＣ電力供給装置３は、ＤＣ電力を発生可能な発電装置であり、内燃機関、ジェネレータ装置、ＡＣ／ＤＣコンバータを備えるディーゼルエンジン発電装置、ガスタービンエンジン発電装置等である。
この場合には、ＤＣ電力供給装置３に備えられたＡＣ／ＤＣコンバータ（不図示）が電力合成／分配装置２のＤＣ電圧を直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）を行う。
The DC
In this case, an AC / DC converter (not shown) provided in the DC
《自立運転時のＤＣ／ＡＣコンバータ５のマスター選出と詳細な動作》
また、自立運転においては、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎの中にあるＤＣ／ＡＣコンバータ５から少なくとも１つ以上をマスターとして、制御装置１が選出する。
この自立運転時のマスター（ＤＣ／ＡＣコンバータ５，Ｍ）は、系統連系時に選出されたマスター（ＤＣ／ＡＣコンバータ５，Ｍ）と同一であってもよいし、別の電力需給設備ＥにおけるＤＣ／ＡＣコンバータ５であってもよい。
また、この自立運転時のマスター（ＤＣ／ＡＣコンバータ５，Ｍ）は、電力合成／分配装置２のＤＣ電圧を直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）を行うために選出された電力需給設備ＥにおけるＤＣ／ＡＣコンバータ５とは異なっていてもよい。
なお、この際、他の電力需給設備ＥのＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、スレーブとなる。
<< Master selection and detailed operation of DC /
In the independent operation, the
The master (DC /
In addition, the master (DC /
Note that, at this time, the DC / AC converters (5, S) of the other power supply and demand facilities E are slaves.
マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、需要家負荷Ｄが接続されているＡＣ電圧を定電圧定周波数制御（ＣＶＣＦ：Constant Voltage Constant Frequency）によって制御する。
制御装置１は、各スレーブに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）に出力目標値を送信する。スレーブに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、制御装置１から受信した出力目標値に従って、有効電力制御（ＡＰＲ）によって電力合成／分配装置２からの直流電力を交流電力に変換して、需要家負荷Ｄに電力を供給する。
このように複数の電力需給設備を有する制御装置１の中から少なくとも１つ以上のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）のＡＣ電圧を定電圧定周波数制御（ＣＶＣＦ）によって制御することで、需要家側のＡＣ電圧および周波数を安定化することができる。
なお、前記したように、選出するマスターは１台の方が望ましいことがある。そのため、図５においてもマスターを１台としている。本（第１）実施形態は、マスターが１台の場合の例である。
The DC / AC converter (5, M) selected as the master controls the AC voltage to which the customer load D is connected by constant voltage and constant frequency control (CVCF: Constant Voltage Constant Frequency).
The
As described above, by controlling the AC voltage of at least one or more DC / AC converters (5, M) from among the
As described above, it may be desirable that one master is selected. Therefore, one master is used in FIG. The present (first) embodiment is an example in which there is one master.
＜機器更新やマスターの変更＞
次に、機器更新やマスターの変更時における制御について説明する。
電力合成／分配装置２に接続される電力需給設備Ｅの追加や削除、あるいは電力需給設備Ｅが有するＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５の追加や削除に伴い、起動あるいは停止するＤＣ機器が発生することがある。
前記停止するＤＣ機器が、電力分配／分配装置２のＤＣ電圧を制御するマスターの場合、あるいは自立運転時の系統側ＡＣ電圧（ＡＣ機器接続部ＪＡのＡＣ電圧）を制御するマスターである場合には、他のＤＣ機器から新たなマスターを選出する。
また前記追加に伴い、起動するＤＣ機器が発生する場合には、電力分配／分配装置２のＤＣ電圧を制御するマスター、あるいは自立運転時の系統側ＡＣ電圧（ＡＣ機器接続部ＪＡのＡＣ電圧）を制御するマスターを新規に選出し直してもよい。
<Device update and master change>
Next, control at the time of device update or master change will be described.
With the addition or deletion of the power supply and demand equipment E connected to the power combining / distributing
When the DC device to be stopped is a master that controls the DC voltage of the power distribution /
In addition, when a DC device to be activated is generated due to the addition, a master for controlling the DC voltage of the power distribution /
このような状況としては、例えば電力需給設備Ｅのメンテナンス交換や異常発生や増設など種々の可能性がある。
追加あるいは削除に伴って制御変更が必要となる可能性のあるＤＣ機器としては、図１におけるＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５が挙げられる。
またＤＣ電力供給装置３が、ＤＣ電力供給装置接続部Ｊ４１に接続されたＡＣ／ＤＣコンバータ（不図示）やＤＣ／ＤＣコンバータ（不図示）を内部に有する場合には、これらのコンバータも対象となる。
As such a situation, for example, there are various possibilities such as maintenance replacement of the power supply and demand equipment E, occurrence of an abnormality, and expansion.
DC devices that may require a control change with addition or deletion include the DC
When the DC
制御装置１において、新たにマスターとなるＤＣ機器が選出された場合、新マスターおよび旧マスターのＤＣ機器（あるいはＤＣ機器を有する電力需給設備Ｅ）に対して、制御装置１から制御変更に必要な情報（マスター変更に付随する制御指令）が送信される。
この送信は、すべての電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎに対して行われてもよい。この場合には、信号を受信するＤＣ機器側でＩＤ（identification）情報などの識別信号を用いて、自身に対する指令なのかを判断することができる。
When a new DC device is selected as the master in the
This transmission may be performed to all the power supply and demand facilities E1 to En. In this case, the DC device receiving the signal can use the identification signal such as ID (identification) information or the like to determine whether the command is directed to itself.
この制御指令を受信したＤＣ機器（あるいはＤＣ機器を有する電力需給設備Ｅ）は、制御装置１に制御指令を受け付けたことを返信する。この返信によって、制御装置１は、制御変更の指令が無事にＤＣ機器に受け入れられたことを確認することができる。
もし制御変更指令に対する返信が無い場合には、通信の不具合、あるいは制御指令を送ったＤＣ機器の不具合によって、制御変更の設定が正常に完了しなかったことを検知することができる。
これらの制御変更指令は、制御装置１から対象となる新旧マスターに直接、送受信すればよいが、仮に電力需給設備Ｅが内部に固有の制御装置を有する場合には、電力需給設備Ｅの内部の前記の制御装置（不図示）を一旦、介して、新旧マスターとなる対象機器に制御変更指令を伝達してもよい。
The DC device that has received the control command (or the power supply and demand equipment E including the DC device) returns to the
If there is no reply to the control change command, it is possible to detect that the control change setting has not been completed normally due to a communication failure or a failure of the DC device that sent the control command.
These control change commands may be directly transmitted and received from the
制御装置１の補助記憶装置１１３には、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎ、および電力合成／分配装置２に接続されるＤＣ機器の情報が登録されている。これらの情報は、電力合成／分配装置２に接続される電力需給設備Ｅが追加あるいは削減されるタイミングで更新するのが望ましい。また必要に応じてマスター／スレーブ選出の更新も、ＤＣ機器の更新のタイミングに合わせて行われるのが好ましい。
In the
なお、マスターが選出された情報は、制御装置１（図２）に備えられた補助記憶装置１１３（図２）に格納され、表示装置１１５（図２）から確認することができる。すなわち、制御装置１は、マスターが選出された情報を確認できるユーザインターフェイスを有している。
また、マスターの選出は、オペレータが制御装置１の入力装置１１４（図２）を用いて手動で設定可能である。すなわち、制御装置１は、オペレータがマスターの選出を手動で設定できるユーザインターフェイスを有している。
The information on the election of the master is stored in the auxiliary storage device 113 (FIG. 2) provided in the control device 1 (FIG. 2), and can be confirmed from the display device 115 (FIG. 2). That is, the
Further, the selection of the master can be manually set by the operator using the input device 114 (FIG. 2) of the
＜マスター／スレーブ選出方法＞
次にマスター／スレーブ選出方法について説明する。
<Master / slave selection method>
Next, a master / slave selection method will be described.
《第１の選出方法》
電力需給設備Ｅ１〜ＥｎのＤＣ／ＡＣコンバータ５、あるいはＤＣ電力供給装置３のマスターの第１の選出方法としては、前記したように、オペレータが制御装置１の入力装置１１４（図２）を用いて手動で設定する方法（第１の選出方法）がある。
登録情報１３１（図２）は、補助記憶装置１１３に格納される。また、登録情報１３１は、表示装置１１５から確認することができる。
《First selection method》
As a first selection method of the DC /
The registration information 131 (FIG. 2) is stored in the
《第２の選出方法》
マスターの第２の選出方法は、登録情報１３１に基づいて自動化する方法である。
例えば、疑似乱数を用いた方法で選出してもよいし、順番に割り当てるラウンドロビン方式によって巡回的に選出してもよい。
《Second selection method》
The second master selection method is a method of automating based on the
For example, the selection may be made by a method using pseudorandom numbers, or may be made cyclically by a round robin method assigned in order.
《第３の選出方法》
マスターの第３の選出方法は、マスターの対象となる機器の中で定格出力電力の最も大きな機器から選出する方法である。
このとき制御装置１は、補助記憶装置１１３に格納された登録情報１３１を用いて、定格出力の最も大きな機器から選出することができる。定格出力電力の大きな機器によって電圧安定化制御を行うことで、より大きな電圧変動の抑制にも対応することができる。
機器の追加や削除があった場合には、制御装置１の補助記憶装置１１３に登録された登録情報１３１が更新される。新たに定格出力電力の大きな機器を追加した場合には、本（第３の）選出方法により、より定格出力電力の大きな機器を電圧安定化制御に活用することができる。
《Third selection method》
The third method of selecting a master is a method of selecting a device having the largest rated output power among devices to be mastered.
At this time, the
When a device is added or deleted, the
《第４の選出方法》
マスターの第４の選出方法としては、事前に機器の追加や削除、メンテナンス交換などの計画がある場合に、これらの計画を考慮してマスターを選出する方法である。
図１、図２、図５に示す制御装置１は、スケジュール処理部１０２に、電力需給設備Ｅ、あるいは電力需給設備Ｅが有するＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５のメンテナンス交換、あるいは新規追加などの機器更新に関するスケジュール情報を有する。
《Fourth selection method》
A fourth method of selecting a master is a method of selecting a master in consideration of a plan such as addition or deletion of a device or maintenance replacement in advance, in consideration of these plans.
The
マスターの選出において、制御装置１のマスター選出処理部１０１（図２）は、機器更新に関するスケジュール情報に基づいてマスターを選出する。
スケジュール情報は、制御装置１のスケジュール処理部１０２（図２）によって扱われる。その結果は、補助記憶装置１１３（図２）の登録情報１３１（図２）に格納される。
マスター選出処理部１０１がスケジュール情報を利用する際には、登録情報１３１に格納された結果を利用してもよいし、スケジュール処理部の出力を直接受け取ってもよい。
In the selection of a master, the master selection processing unit 101 (FIG. 2) of the
The schedule information is handled by the schedule processing unit 102 (FIG. 2) of the
When the master
《その他の選出方法》
マスターの選出方法は、以上の他にも、登録情報１３１に基づいて、様々な方法で自動化することができる。
《Other selection methods》
In addition to the above, the master selection method can be automated by various methods based on the
＜第１実施形態の効果＞
本発明の第１実施形態の電力需給システムＺによれば、系統連系時、自立運転時において、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎ、あるいはＤＣ／ＡＣコンバータ５、およびＤＣ電力供給装置３から、それぞれ１台のマスターを選出して、電力合成／分配装置２のＤＣ電圧、需要家負荷Ｄが接続されたＡＣ電圧を制御している。そのため、安定して、柔軟な電力供給を実現することができる。
また、ＤＣ電力供給装置３を追加可能であるので、既存設備の電源容量を柔軟に拡張できる。電力系統Ｌの停電時にも電力供給が可能な電力需給システムを提供できる。
<Effect of First Embodiment>
According to the electric power supply and demand system Z of the first embodiment of the present invention, when the power system is connected to the grid and when the electric power supply system is self-sustaining, each of the electric power supply and demand equipments E1 to En, the DC /
Further, since the DC
［第２実施形態：電力需給システム］
次に、第２実施形態（電力需給システム）として、マスターが２台もしくは２台以上で制御する例を図６〜図８を参照して説明する。
図６は、本発明の第２実施形態に係る電力需給システムＺの制御装置１による第２の制御パターン例の一覧を示す図である。
図７は、本発明の第２実施形態に係る電力需給システムＺの構成例と、系統連系時における制御パターン例を示す図である。
図８は、本発明の第２実施形態に係る電力需給システムＺの構成例と、自立運転時における制御パターン例を示す図である。
[Second embodiment: power supply and demand system]
Next, an example in which two or more masters are controlled as a second embodiment (power supply and demand system) will be described with reference to FIGS.
FIG. 6 is a diagram showing a list of a second control pattern example by the
FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply and demand system Z according to a second embodiment of the present invention and a control pattern example at the time of system interconnection.
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply and demand system Z according to a second embodiment of the present invention, and a control pattern example at the time of self-sustaining operation.
図６は、前記したように、電力需給システムＺの制御装置１による第２の制御パターン例の一覧を示す図であって、マスターが２台の場合の制御パターンの例を示している。
前記した図３は、電力需給システムＺの制御装置１による第１の制御パターン例の一覧を示す図であって、マスターが１台の場合の制御パターンの例を示している。
図６が図３と異なるのは、マスターの台数である。すなわち、図３において、ＤＣ／ＡＣコンバータとＤＣ電力供給装置におけるそれぞれの「台数」が共に１台であったのに対し、図６においては、ＤＣ／ＡＣコンバータとＤＣ電力供給装置におけるそれぞれのマスターの「台数」が共に２台となっている。
その他の要素については、図６と図３は同じであるので、図６において重複する説明は省略する。
FIG. 6 is a diagram showing a list of the second control pattern example by the
FIG. 3 described above is a diagram showing a list of a first control pattern example by the
FIG. 6 differs from FIG. 3 in the number of masters. That is, in FIG. 3, each of the “number” of the DC / AC converter and the DC power supply device is one, whereas in FIG. 6, each of the masters of the DC / AC converter and the DC power supply device is used. "Number" are both two.
Other elements are the same in FIG. 6 and FIG. 3, and a duplicate description in FIG. 6 will be omitted.
≪系統連系時≫
前記したように、図７は、本発明の第２実施形態に係る電力需給システムＺの構成例と、系統連系時における第２の制御パターン例を示す図である。なお、本来はｎ台の電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎを対象としているが、図７においては、便宜上、電力需給設備Ｅが３台の場合の例について図示している。
図７において、３台の電力需給設備Ｅに備えたＤＣ電力供給装置３が３台、配置されている。
また、電力合成／分配装置２が前記の３台のＤＣ電力供給装置３と接続されている。
また、電力需給設備Ｅに備えられたＤＣ／ＡＣコンバータ５（Ｍが２台、Ｓが１台）とＤＣ／ＤＣコンバータ４がそれぞれ３台（３組）、配置されている。
それぞれ３台ずつのＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ／ＤＣコンバータ４は、電力合成／分配装置２に、それぞれ接続されている。
３台のＤＣ／ＡＣコンバータ５は連結されて需要家負荷Ｄと電力系統Ｌに接続されている。また、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、それぞれ車両Ｖの蓄電装置Ｆに接続されている。
≫When connected to the grid≫
As described above, FIG. 7 is a diagram illustrating a configuration example of the power supply and demand system Z according to the second embodiment of the present invention and a second control pattern example at the time of system interconnection. It should be noted that, although originally intended for n power supply and demand facilities E1 to En, FIG. 7 shows an example in which there are three power supply and demand facilities E for convenience.
In FIG. 7, three DC
Further, a power combining / distributing
Further, three DC / DC converters 5 (three M) and three DC / DC converters 4 (three sets) are provided in the power supply and demand equipment E.
The three DC /
The three DC /
また、図７における各機器は、次に示すような制御のもとに動作する。
すなわち、３台のＤＣ電力供給装置３は、共に有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、共に有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、スレーブの１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、マスターの２台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、直流側は直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）、交流側は交流電圧制御（ＡＣ−ＡＶＲ）で動作する。
Each device in FIG. 7 operates under the following control.
That is, all three DC
Further, all three DC /
Further, one DC / AC converter (5, S) of the slave operates by the active power control (APR).
The two DC / AC converters (5, M) of the master operate on the DC side under DC voltage control (DC-AVR) and on the AC side under AC voltage control (AC-AVR).
以上において、図７が図４と異なるのは、ＤＣ／ＡＣコンバータ５（Ｍが２台、Ｓが１台）におけるそれぞれのマスターの台数が２台であることである。
なお、図７において、マスターとスレーブの合計の台数が３台で表記しているが、一般にｎ（ｎは３以上の整数）台でよい。単に表記上の都合により、マスターとスレーブの合計の台数を３台で例示している。
このように、図７が図４と異なるのは、ＤＣ／ＡＣコンバータ５におけるマスターの台数が２台であることであって、その他については、図７と図４は同じであるので、図７において重複する説明は省略する。
なお、図７においては、２台のマスターのＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）によって、直流側は直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）、交流側は交流電圧制御（ＡＣ−ＡＶＲ）による電圧安定化制御を行うので、より大きな電圧変動の抑制に対応することができる。
In the above, FIG. 7 differs from FIG. 4 in that the number of masters in each of the DC / AC converters 5 (two M and one S) is two.
In FIG. 7, the total number of masters and slaves is shown as three, but generally n (n is an integer of 3 or more) may be used. The total number of masters and slaves is illustrated as three merely for convenience of notation.
Thus, FIG. 7 differs from FIG. 4 in that the number of masters in the DC /
In FIG. 7, voltage stabilization is performed by DC voltage control (DC-AVR) on the DC side and AC voltage control (AC-AVR) on the AC side by two master DC / AC converters (5, M). Since the control is performed, it is possible to cope with the suppression of a larger voltage fluctuation.
≪自立運転時≫
図８は、本発明の第２実施形態に係る電力需給システムＺの構成例と、自立運転時における制御パターン例を示す図である。なお、本来はｎ台の電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎを対象としているが、図５においては、便宜上、電力需給設備Ｅが３台の場合の例について図示している。
図８において、３台のＤＣ電力供給装置３、電力合成／分配装置２、ＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ／ＤＣコンバータ４がそれぞれ３台（３組）、配置されていることは、図７と同一であるので重複する説明は省略する。
ただし、図８は、自立運転時を示す図であり、系統からの電力供給が遮断されているので、図７に示した電力系統Ｌについての記載はない。
≫Independent operation≫
FIG. 8 is a diagram illustrating a configuration example of a power supply and demand system Z according to a second embodiment of the present invention, and a control pattern example at the time of self-sustaining operation. It should be noted that, although originally intended for n power supply and demand facilities E1 to En, FIG. 5 shows an example in which there are three power supply and demand facilities E for convenience.
In FIG. 8, three DC
However, FIG. 8 is a diagram showing the self-sustaining operation, and since the power supply from the grid is cut off, there is no description about the power grid L shown in FIG.
また、図８においては、マスターに選出された２台のＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）は、直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）で動作し、他の１台のＤＣ電力供給装置（３，Ｓ）は、有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、３台のＤＣ／ＤＣコンバータ４は、共に有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、スレーブとなる１台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。
また、マスターに選出された２台のＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、定電圧定周波数制御（ＣＶＣＦ）で動作する。
In FIG. 8, two DC power supply devices (3, M) selected as masters operate under DC voltage control (DC-AVR), and the other DC power supply device (3, M) operates. S) operates with active power control (APR).
Further, all three DC /
In addition, one DC / AC converter (5, S) serving as a slave operates by active power control (APR).
In addition, the two DC / AC converters (5, M) selected as masters operate by constant voltage and constant frequency control (CVCF).
以上のように、図８は、自立運転時におけるＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ電力供給装置３のマスターが２台の場合についての制御の仕方について説明するものであり、その他については、図５および図７で記載したことと同じであるので、図８において重複する説明は省略する。
なお、図８においては、２台のマスターのＤＣ電力供給装置（３，Ｍ）と２台のマスターのＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）によって制御を行うので、より大きな電圧変動の抑制に対応することができる。
As described above, FIG. 8 illustrates a control method when the number of masters of the DC /
In FIG. 8, since control is performed by two master DC power supply devices (3, M) and two master DC / AC converters (5, M), it is possible to suppress a larger voltage fluctuation. can do.
＜第２実施形態の効果＞
本発明の第２実施形態の電力需給システムＺによれば、系統連系時、自立運転時において、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎ、あるいはＤＣ／ＡＣコンバータ５およびＤＣ電力供給装置３から、それぞれ２台のマスターを選出して、電力合成／分配装置２のＤＣ電圧、需要家負荷Ｄが接続されたＡＣ電圧を制御している。
このように２台以上のマスターによって電圧安定化制御を行うことで、より大きな電圧変動の抑制に対応することができる。
また、ＤＣ電力供給装置３を追加可能であるので、既存設備の電源容量を柔軟に拡張できる。電力系統Ｌの停電時にも電力供給が可能な電力需給システムを提供できる。
<Effect of Second Embodiment>
According to the electric power supply and demand system Z of the second embodiment of the present invention, two electric power supply and supply equipments E1 to En, or two DC /
By performing the voltage stabilization control by two or more masters in this way, it is possible to cope with a greater suppression of voltage fluctuation.
Further, since the DC
≪その他の実施形態≫
なお、本発明は、以上に説明した実施形態に限定されるものでなく、さらに様々な変形例が含まれる。例えば、前記の実施形態は、本発明を分かりやすく説明するために、詳細に説明したものであり、必ずしも説明したすべての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成の一部で置き換えることが可能であり、さらに、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成の一部または全部を追加・削除・置換をすることも可能である。
以下に、その他の実施形態や変形例について、さらに説明する。
<< Other embodiments >>
It should be noted that the present invention is not limited to the embodiment described above, and includes various modifications. For example, the above-described embodiment has been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and is not necessarily limited to one having all the described configurations. In addition, a part of the configuration of one embodiment can be replaced with a part of the configuration of another embodiment, and a part or all of the configuration of another embodiment can be added to the configuration of one embodiment. It is also possible to delete / replace.
Hereinafter, other embodiments and modified examples will be further described.
《電力需給設備Ｅの他の例》
第１実施形態においては、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎに備えられた複数のＤＣ電力供給装置３は、同じ電圧で出力する場合について説明した。しかし、複数のＤＣ電力供給装置３が出力する電圧が同じである場合に限定されない。
複数のＤＣ電力供給装置３が出力する電圧が異なっていても、本発明の電力需給システムＺは成立する。
複数のＤＣ電力供給装置３が、異なる電圧を出力する場合には、それぞれのＤＣ電力供給装置３と、電力合成／分配装置２との間にＤＣ／ＤＣコンバータを設ける。そして、これらのＤＣ／ＤＣコンバータでそれぞれ変圧して、電力合成／分配装置２に入力する電圧を統一する。
<< Other examples of power supply and demand equipment E >>
In the first embodiment, a case has been described in which the plurality of DC
Even if the voltages output by the plurality of DC
When the plurality of DC
また、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎに備えられた複数のＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５は取り外し可能である。
ＤＣ電力供給装置３、ＤＣ／ＤＣコンバータ４、ＤＣ／ＡＣコンバータ５を取り外した構成においても、本発明の電力需給システムＺとして成立する。
Further, the plurality of DC
The configuration in which the DC
《ＤＣ電力供給装置３の構成》
第１実施形態においては、電力需給設備Ｅ１〜Ｅｎに備えられた複数のＤＣ電力供給装置３が、ＡＣ／ＤＣコンバータ（不図示）を備えた内燃機関発電装置である場合を例として説明した。しかし、ＤＣ電力供給装置３は、内燃機関発電装置に限定されない。
内燃機関発電装置（＋ＡＣ／ＤＣコンバータ）の代わりに、（燃料電池＋ＤＣ／ＤＣコンバータ）、（ＡＣ発電装置＋ＡＣ／ＤＣコンバータ）等を使用してもよい。
なお、ＤＣ電力供給装置３がＡＣ／ＤＣコンバータを備えた内燃機関発電装置である場合に、制御装置１は、内燃機関発電装置の起動および停止制御を行うとともに、ＡＣ／ＤＣコンバータの電力変換に関する制御を行う。
<< Configuration of DC
In the first embodiment, an example has been described in which the plurality of DC
Instead of the internal combustion engine power generator (+ AC / DC converter), (fuel cell + DC / DC converter), (AC power generator + AC / DC converter), or the like may be used.
When the DC
ＤＣ電力供給装置３が、（燃料電池＋ＤＣ／ＤＣコンバータ）、（ＡＣ発電装置＋ＡＣ／ＤＣコンバータ）等である場合において、マスターとなるＤＣ電力供給装置３のＤＣ／ＤＣコンバータ、あるいはＡＣ／ＤＣコンバータが、系統連系時には有効電力制御（ＡＰＲ）で電力合成／分配装置２のＤＣ電圧を制御する。
また、マスターとなるＤＣ電力供給装置３が備えるＤＣ／ＤＣコンバータ、あるいはＡＣ／ＤＣコンバータが、自立運転時には、直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ）で電力合成／分配装置２のＤＣ電圧を制御する。
When the DC
In addition, the DC / DC converter or the AC / DC converter of the DC
また、ＤＣ電力供給装置３が、（太陽電池＋ＤＣ／ＤＣコンバータ）、（風力発電装置＋ＡＣ／ＤＣコンバータ）のように、再生可能エネルギー源（自然エネルギー源）を用いる場合には、電力需給システムＺから電力系統（Ｌ）側へ電力供給する場合もある。
When the DC
《マスターの台数》
本発明の第１実施形態においては、ＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ電力供給装置３のマスターは、それぞれ１台であり、第２実施形態においては、ＤＣ／ＡＣコンバータ５とＤＣ電力供給装置３のマスターは、それぞれ２台である場合について記載した。
しかし、マスターの台数は１台または２台に限定されない。３台以上であってもよい。マスターの台数を増やして電圧安定化制御を行うことで、より大きな電圧変動の抑制に対応することができる。
《Number of masters》
In the first embodiment of the present invention, the DC /
However, the number of masters is not limited to one or two. There may be three or more. By performing the voltage stabilization control by increasing the number of masters, it is possible to cope with a greater suppression of voltage fluctuation.
１ 制御装置
２ 電力合成／分配装置
３ ＤＣ電力供給装置
４ ＤＣ／ＤＣコンバータ
５ ＤＣ／ＡＣコンバータ
１１ 入力部
１２ 出力部
１００ 処理部
１０１ マスター選出処理部
１０２ スケジュール処理部
１１１ 主記憶装置（記憶装置）
１１２ ＣＰＵ
１１３ 補助記憶装置（記憶装置）
１１４ 入力装置
１１５ 表示装置
１１６ 通信装置
１３１ 登録情報
Ｄ 需要家負荷（ＡＣ機器、機器）
Ｅ，Ｅ１〜Ｅｎ 電力需給設備
Ｆ 蓄電装置（ＤＣ機器、機器）
Ｊ１１，Ｊ１２ ＤＣ／ＡＣコンバータ接続部（コネクタ）
Ｊ２１，Ｊ２２ ＤＣ／ＤＣコンバータ接続部（コネクタ）
Ｊ３１ ＡＣ接続部（コネクタ）
Ｊ４１ ＤＣ電力供給装置接続部
ＪＡ ＡＣ機器接続部（開閉器）
ＪＤ ＤＣ機器接続部（開閉器）
Ｌ 電力系統
ＳＷ１，ＳＷ２，ＳＷ３ 開閉器
Ｖ 車両（ＤＣ機器）
Ｚ 電力需給システム
REFERENCE SIGNS
112 CPU
113 Auxiliary storage device (storage device)
114 Input device 115 Display device 116
E, E1 to En Power supply and demand equipment F Power storage device (DC equipment, equipment)
J11, J12 DC / AC converter connection (connector)
J21, J22 DC / DC converter connection (connector)
J31 AC connection (connector)
J41 DC power supply unit connection JA AC equipment connection (switch)
JD DC equipment connection (switch)
L Power system SW1, SW2, SW3 Switch V Vehicle (DC equipment)
Z power supply and demand system
前記の課題を解決するために、本発明を以下のように構成した。
すなわち、本発明の電力需給システムは、ＤＣ電力の供給を行う複数台のＤＣ電力供給装置と、前記ＤＣ電力供給装置に接続され、それぞれの前記ＤＣ電力供給装置から入力されたＤＣ電力を合成し、分配する電力合成／分配装置と、前記電力合成／分配装置に接続される複数台のＤＣ／ＡＣコンバータと、前記電力合成／分配装置に接続される複数台のＤＣ／ＤＣコンバータと、一方が複数台の前記ＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、他方がそれぞれ系統連系時に電力系統に接続されるＡＣ機器接続部と、一方が複数台の前記ＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、他方がそれぞれＤＣ電力を需給するＤＣ機器に接続されるＤＣ機器接続部と、前記電力合成／分配装置、前記ＤＣ／ＡＣコンバータ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのいずれかを制御することで、ＤＣ電力の合成と、それぞれの前記ＡＣ機器接続部および前記ＤＣ機器接続部への電力の供給と分配と、を制御する制御装置と、を有し、電力系統と電力をやりとりする系統連系時には、前記制御装置が、複数台の前記ＤＣ／ＡＣコンバータからマスターを少なくとも１台選出し、前記マスターのＤＣ／ＡＣコンバータを直流電圧制御することによって前記電力合成／分配装置のＤＣバスのＤＣ電圧を安定化させ、複数台の前記ＤＣ／ＤＣコンバータを有効電力制御する、ことを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is configured as follows.
That is, the power supply and demand system of the present invention combines a plurality of DC power supply devices for supplying DC power, and the DC power input from each of the DC power supply devices connected to the DC power supply device. A power combining / distributing device to be distributed, a plurality of DC / AC converters connected to the power combining / distributing device, and a plurality of DC / DC converters connected to the power combining / distributing device. is connected to the DC / AC converter plurality and the other an AC device connection unit connected to the power system when the system-interconnected respectively, one of connected to the DC / DC converter plurality and the other DC power, respectively a DC device connecting portion to be connected to a DC device that supply, said power combining / distribution unit, the DC / AC converter, controls one of the DC / DC converter A controller that controls the synthesis of DC power, and the supply and distribution of power to the AC device connection and the DC device connection, and exchanges power with the power system At the time of system interconnection, the control device selects at least one master from the plurality of DC / AC converters and controls the DC / AC converter of the master with a DC voltage to thereby control the DC bus of the power combining / distributing device. to stabilize the DC voltage of, for active power control the DC / DC converter allows several, characterized in that.
マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）は、制御装置１から受信した出力電圧目標値に従って、電力合成／分配装置２の直流側のＤＣ電圧を直流電圧制御（ＤＣ−ＡＶＲ：DC-Automatic Voltage Regulator）によって安定化させる。
すなわち、電力合成／分配装置２の直流側の共通幹線（直流母線、ＤＣバス）におけるＤＣバス電圧が安定化するように、マスターに選出されたＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｍ）が制御装置１の指令のもとに動作する。
また、スレーブとなったＤＣ／ＡＣコンバータ（５，Ｓ）は、制御装置１の指令の基に、直流側の電力が安定するように有効電力制御（ＡＰＲ）で動作する。すなわち、電気エネルギーを反映する有効電力の安定化に的を絞った制御をする。
Master elected DC / AC converter (5, M) in accordance with the output voltage target value received from the
That is, the DC / AC converter (5, M) selected as the master is controlled by the
In addition, the DC / AC converter (5, S) that has become a slave operates based on an active power control (APR) based on a command from the
Claims (15)
前記ＤＣ電力供給装置に接続され、それぞれの前記ＤＣ電力供給装置から入力されたＤＣ電力を合成し、分配する電力合成／分配装置と、
前記電力合成／分配装置に接続される複数台のＤＣ／ＡＣコンバータと、
前記電力合成／分配装置に接続される複数台のＤＣ／ＤＣコンバータと、
一方がＤＣ／ＡＣコンバータに接続され、他方がＡＣ電力を需給するＡＣ機器が接続されるＡＣ機器接続部と、
一方がＤＣ／ＤＣコンバータに接続され、他方がＤＣ電力を需給するＤＣ機器が接続されるＤＣ機器接続部と、
前記電力合成／分配装置、前記ＤＣ／ＡＣコンバータ、前記ＤＣ／ＤＣコンバータのいずれかを制御することで、ＤＣ電力の合成と、それぞれの前記ＡＣ機器接続部および前記ＤＣ機器接続部への電力の供給と分配と、を制御する制御装置と、
を有し、
電力系統と電力をやりとりする系統連系時には、前記制御装置が、複数台の前記ＤＣ／ＡＣコンバータからマスターを少なくとも１台選出し、前記マスターのＤＣ／ＡＣコンバータを直流電圧制御することによって前記電力合成／分配装置のＤＣバスのＤＣ電圧を安定化させ、残りの前記ＤＣ／ＡＣコンバータおよび複数台の前記ＤＣ／ＤＣコンバータを有効電力制御する、
ことを特徴とする電力需給システム。 A plurality of DC power supply devices for supplying DC power;
A power combining / distributing device that is connected to the DC power supply devices and combines and distributes DC power input from each of the DC power supply devices;
A plurality of DC / AC converters connected to the power combining / distributing device;
A plurality of DC / DC converters connected to the power combining / distributing device;
An AC device connection portion to which one is connected to the DC / AC converter and the other is connected to an AC device which supplies and supplies AC power;
One connected to a DC / DC converter and the other connected to a DC device that supplies and supplies DC power;
By controlling any of the power combining / distributing device, the DC / AC converter, and the DC / DC converter, DC power is combined and power is supplied to the AC device connection unit and the DC device connection unit. A control device for controlling supply and distribution;
Has,
At the time of system interconnection for exchanging power with a power system, the control device selects at least one master from the plurality of DC / AC converters and performs DC voltage control on the master DC / AC converter to control the power. Stabilizing the DC voltage of the DC bus of the combining / distributing device, and performing active power control on the remaining DC / AC converters and the plurality of DC / DC converters;
A power supply and demand system characterized by the above.
前記系統連系時にマスターとして選出されたＤＣ／ＡＣコンバータは、前記ＡＣ機器接続部の交流電圧制御を行う、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
The DC / AC converter selected as a master at the time of the system interconnection performs AC voltage control of the AC device connection unit.
A power supply and demand system characterized by the above.
電力系統と電力をやりとりしない自立運転時には、
前記制御装置が、前記ＤＣ電力供給装置からマスターを選出して、直流電圧制御によって前記電力合成／分配装置のＤＣバスのＤＣ電圧を安定化させ、
併せて、前記制御装置が、前記ＤＣ／ＡＣコンバータからマスターを選出して、定電圧定周波数制御によって前記ＡＣ機器接続部の交流電圧を制御する、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
At the time of independent operation that does not exchange power with the power system,
The controller elects a master from the DC power supply, stabilizes the DC voltage of the DC bus of the power combiner / distributor by DC voltage control,
In addition, the control device selects a master from the DC / AC converter, and controls an AC voltage of the AC device connection unit by constant voltage / constant frequency control.
A power supply and demand system characterized by the above.
前記制御装置は、
前記電力合成／分配装置に接続される電力需給設備の追加、削除、あるいは電力需給設備が有するＤＣ電力供給装置、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＡＣコンバータの追加、削除に伴い、停止するＤＣ機器が発生する際に、
前記ＤＣ機器が、電力分配／分配装置のＤＣ電圧を制御するマスターの場合、または自立運転時の前記ＡＣ機器接続部の電圧を制御するマスターの場合には、他のＤＣ機器から新たなマスターを選出する処理をする、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
The control device includes:
A DC device that is stopped due to addition or deletion of a power supply / demand facility connected to the power combining / distributing apparatus, or addition / deletion of a DC power supply, a DC / DC converter, or a DC / AC converter included in the power supply / supply facility. When that happens,
If the DC device is a master that controls the DC voltage of the power distribution / distribution device, or if it is a master that controls the voltage of the AC device connection part during the self-sustaining operation, a new master is set from another DC device. Process to select,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記制御装置が新たにマスターとなるＤＣ機器が選出された際に、
前記制御装置から、新マスターおよび旧マスターのＤＣ機器に対して、または前記ＤＣ機器を有する電力需給設備に対して、マスター変更に付随する制御指令が送信される、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 4,
When a new DC device is selected as the master by the control device,
From the control device, to the new master and the old master DC equipment, or to the power supply and demand equipment having the DC equipment, a control command accompanying the master change is transmitted,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記制御指令を受信したＤＣ機器、またはＤＣ機器を有する電力需給設備は、前記制御装置に前記制御指令を受け付けたことを返信する、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 5,
The DC device that has received the control command, or the power supply and demand facility having the DC device, replies to the control device that the control command has been received,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記マスターが選出された情報が前記制御装置に備えられた記憶装置に格納され、記憶された前記情報が表示装置から確認することができるユーザインターフェイスを有する、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1 or claim 3,
The information in which the master has been selected is stored in a storage device provided in the control device, and has a user interface that allows the stored information to be confirmed from a display device.
A power supply and demand system characterized by the above.
前記マスターの選出をオペレータが制御装置の入力装置を用いて手動で設定可能なユーザインターフェイスを有する、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1 or claim 3,
Having a user interface that allows an operator to manually set the selection of the master using an input device of a control device,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記マスターの選出の際に、前記制御装置の登録情報に基づいて選出される処理が含まれる、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1 or claim 3,
Upon the selection of the master, includes a process to be selected based on the registration information of the control device,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記マスターの選出の際に、前記制御装置の登録情報に基づいて、マスターの対象となる機器の中で定格出力電力の最も大きな機器から選出される処理が含まれる、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1 or claim 3,
During the selection of the master, based on the registration information of the control device, includes a process to be selected from the device with the largest rated output power among the devices to be the master,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記制御装置は、電力需給設備、または電力需給設備が有するＤＣ電力供給装置、ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＤＣ／ＡＣコンバータのメンテナンス交換、または新規追加の機器更新に関するスケジュール情報を有する、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
The control device has schedule information related to power supply and demand equipment, or maintenance replacement of a DC power supply device, a DC / DC converter, and a DC / AC converter that the power supply and demand equipment has, or new equipment update.
A power supply and demand system characterized by the above.
前記マスターの選出の際に、前記制御装置の機器更新に関するスケジュール情報に基づいて選出される処理を有する、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 11,
In the case of the selection of the master, having a process to be selected based on schedule information related to device update of the control device,
A power supply and demand system characterized by the above.
前記ＤＣ電力供給装置は、ＡＣ／ＤＣコンバータを備えた内燃機関発電装置であって、前記ＡＣ／ＤＣコンバータを介して前記電力合成／分配装置と接続され、
前記制御装置は、前記内燃機関発電装置の起動および停止制御と、前記ＡＣ／ＤＣコンバータの電力変換に関する制御を行う、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
The DC power supply device is an internal combustion engine power generation device having an AC / DC converter, and is connected to the power combining / distributing device via the AC / DC converter,
The control device performs start and stop control of the internal combustion engine power generation device and control related to power conversion of the AC / DC converter.
A power supply and demand system characterized by the above.
前記ＤＣ電力供給装置は、燃料電池を用いる発電装置であって、該発電装置に備えられたＤＣ／ＤＣコンバータを介して前記電力合成／分配装置と接続される、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
The DC power supply device is a power generation device using a fuel cell, and is connected to the power synthesis / distribution device via a DC / DC converter provided in the power generation device.
A power supply and demand system characterized by the above.
マスターとして選出された前記ＤＣ／ＡＣコンバータは、２台以上である、
ことを特徴とする電力需給システム。 In claim 1,
The number of the DC / AC converters selected as a master is two or more,
A power supply and demand system characterized by the above.
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