JP2021005985A - Dc power network - Google Patents

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秀人 中村
純夫 可知
Sumio Kachi
純夫 可知
忠高 若菱
Tadataka Wakahishi
忠高 若菱
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Abstract

To provide a DC power network having a plurality of power networks in which electric power may be supplied to a power network from another power network at any timing even when no power shortage occurs at the power network.SOLUTION: The DC power network includes at least one first power network for supplying electric power and at least one second power network for supplying electric power, and increases a reference voltage of the first power network or decreases a reference voltage of the second power network when supplying electric power from the first power network to the second power network.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、複数の電力網を有する直流電力網において、ある電力網に対して、他の電力網から任意のタイミングで電力を供給することができる直流電力網に関するものである。 The present invention relates to a DC power network having a plurality of power networks, in which power can be supplied to a certain power network from another power network at an arbitrary timing.

従来、複数の電力網を有する直流電力網（ＤＣマイクログリッド）ではすべての直流線路の電圧が一定となるように制御されている。
図７を用いて、従来技術の直流電力網の電力供給を説明する。
直流電力網１００’は、第１の電力網１０および第２の電力網２０を有する。第１の電力網１０と第２の電力網２０とは、直流線路で接続されている。
第１の電力網１０は、例えば大規模工場の電力網であり、直流電力網１００’の中で最も消費電力が大きい。第１の電力網１０は、商用電力系統に接続されており、電力会社から買電している。第１の電力網１０は、交流負荷ａと、太陽光発電システム（ＰＶａ）と、蓄電池ａと、を有する。交流負荷ａは、ＡＣ／ＤＣを介して直流線路に接続され、ＰＶａおよび蓄電池ａは、それぞれＤＣ／ＤＣを介して直流線路に接続されている。
第２の電力網２０は、例えば大規模宅地、商業施設の電力網である。第２の電力網２０は、第１の電力網１０と同様に、交流負荷ｂと、太陽光発電システム（ＰＶｂ）と、蓄電池ｂと、を有する。ただし、第２の電力網２０は、商用電力系統には接続されていないため、通常時は、ＰＶｂおよび蓄電池ｂを用いて、交流負荷ｂの全消費電力を賄い、第２の電力網２０に電力不足が発生したときのみ、第１の電力網１０から電力が供給される。
上述したように、直流電力網１００’では、すべての直流線路の電圧が一定となるように制御されているため、通常時は、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａは、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂに等しい（Ｖａ＝Ｖｂ）。 Conventionally, in a DC power network (DC microgrid) having a plurality of power networks, the voltage of all DC lines is controlled to be constant.
The power supply of the conventional DC power grid will be described with reference to FIG. 7.
The DC power grid 100'has a first power grid 10 and a second power grid 20. The first power grid 10 and the second power grid 20 are connected by a DC line.
The first power grid 10 is, for example, a power grid of a large-scale factory, and has the highest power consumption in the DC power grid 100'. The first electric power network 10 is connected to a commercial electric power system and purchases electric power from an electric power company. The first power grid 10 has an AC load a, a photovoltaic power generation system (PVa), and a storage battery a. The AC load a is connected to the DC line via AC / DC, and the PVa and the storage battery a are connected to the DC line via DC / DC, respectively.
The second power grid 20 is, for example, a power grid for a large-scale residential land or a commercial facility. The second power grid 20 has an AC load b, a photovoltaic power generation system (PVb), and a storage battery b, similarly to the first power grid 10. However, since the second power grid 20 is not connected to the commercial power system, the PVb and the storage battery b are normally used to cover the total power consumption of the AC load b, and the second power grid 20 lacks power. Is generated, power is supplied from the first power grid 10.
As described above, in the DC power network 100', the voltage of all the DC lines is controlled to be constant. Therefore, normally, the reference voltage Va of the first power network 10 is the reference voltage Va of the second power network 20. Equal to the reference voltage Vb (Va = Vb).

（１）で示すように、通常時は、ＰＶｂを用いて、交流負荷ｂに電力を供給する。
交流負荷ｂの消費電力がＰＶｂの発電電力よりも大きい場合、（２）で示すように、蓄電池ｂを用いて、不足電力を交流負荷ｂに電力を供給する。
蓄電池ｂからの電力供給が停止すると（蓄電池ｂの充電量がゼロになると）、または、蓄電池ｂからの供給電力が不足電力よりも小さくなると、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂが降下することにより、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂは、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａよりも低くなり（Ｖｂ＜Ｖａ）、（３）で示すように、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力が供給される。
従来技術では、交流負荷ｂと蓄電池ｂとの間の線路インピーダンスと、交流負荷ｂと第１の電力網１０との間の線路インピーダンスと、の関係から、基準電圧Ｖｂが一定に維持されるように、交流負荷ｂに最も近い蓄電池ｂから優先して電力が供給され、蓄電池ｂからの電力供給が不足して初めて、第１の電力網１０から電力が供給される。
それゆえ、仮に、第１の電力網１０において余剰電力が発生していても、この余剰電力を第１の電力網１０に供給することはできない。また、第１の電力網１０から電力を供給する際には、不足電力の最大値を供給することになるため、第１の電力網１０と第２の電力網２０とを連携する直流線路（電力ケーブル）は、許容電流が大きいものを用いる必要がある。 As shown in (1), normally, PVb is used to supply electric power to the AC load b.
When the power consumption of the AC load b is larger than the generated power of the PVb, as shown in (2), the storage battery b is used to supply the insufficient power to the AC load b.
When the power supply from the storage battery b is stopped (when the charge amount of the storage battery b becomes zero) or when the power supply from the storage battery b becomes smaller than the insufficient power, the reference voltage Vb of the second power network 20 drops. As a result, the reference voltage Vb of the second power network 20 becomes lower than the reference voltage Va of the first power network 10 (Vb <Va), and as shown in (3), the first power network 10 to the second power network Power is supplied to 20.
In the prior art, the reference voltage Vb is maintained constant from the relationship between the line impedance between the AC load b and the storage battery b and the line impedance between the AC load b and the first power network 10. The power is preferentially supplied from the storage battery b closest to the AC load b, and the power is supplied from the first power network 10 only when the power supply from the storage battery b is insufficient.
Therefore, even if surplus power is generated in the first power grid 10, this surplus power cannot be supplied to the first power grid 10. Further, when power is supplied from the first power network 10, the maximum value of the insufficient power is supplied. Therefore, a DC line (power cable) that links the first power network 10 and the second power network 20. It is necessary to use one having a large allowable current.

また、特許文献１には、複数のエネルギーコンポーネントに電力を分配するための電源制御装置において、ＤＣバスの調整の仕方を制御することが記載されているが、具体的なＤＣバス電圧の制御方法については記載されていない。 Further, Patent Document 1 describes that a power supply control device for distributing electric power to a plurality of energy components controls a method of adjusting a DC bus, but a specific method of controlling a DC bus voltage. Is not described.

特表２００２−５１０９５７号公報Special Table 2002-510957A

本発明は、上述した問題点を鑑み、複数の電力網を有する直流電力網において、ある電力網に対して、当該電力網において電力不足が発生していない場合であっても、他の電力網から任意のタイミングで電力を供給することができる直流電力網を提供することを目的とする。 In view of the above-mentioned problems, the present invention has a DC power network having a plurality of power networks, and even if there is no power shortage in the power network for a certain power network, the present invention can be performed at an arbitrary timing from another power network. It is an object of the present invention to provide a DC power grid capable of supplying electric power.

本発明の直流電力網は、電力を供給する少なくとも１つの第１の電力網と、電力を供給される少なくとも１つの第２の電力網と、を有し、
前記第１の電力網から前記第２の電力網に電力を供給する際、前記第１の電力網の基準電圧を上昇させる、または、前記第２の電力網の基準電圧を降下させる。 The DC power grid of the present invention has at least one first power grid to supply power and at least one second power network to be supplied with power.
When power is supplied from the first power grid to the second power grid, the reference voltage of the first power grid is raised or the reference voltage of the second power grid is lowered.

本発明の直流電力網では、前記第１の電力網の基準電圧または前記第２の電力網の基準電圧は、前記第１の電力網と前記第２の電力網とを連携する直流線路の線路損失に基づいて決定されることが好ましい。 In the DC power network of the present invention, the reference voltage of the first power network or the reference voltage of the second power network is determined based on the line loss of the DC line that links the first power network and the second power network. It is preferable to be done.

本発明の直流電力網では、前記第１の電力網と前記第２の電力網とを連携する直流線路は、ループ状を形成することが好ましい。 In the DC power network of the present invention, it is preferable that the DC line that links the first power network and the second power network forms a loop shape.

本発明の直流電力網では、前記第１の電力網の蓄電池および前記第２の電力網の蓄電池は、直流線路に直接接続されていることが好ましい。 In the DC power grid of the present invention, it is preferable that the storage battery of the first power network and the storage battery of the second power network are directly connected to the DC line.

本発明の直流電力網では、前記第１の電力網の基準電圧は、前記第１の電力網の蓄電池の充電抵抗による電圧上昇を考慮して決定されることが好ましい。 In the DC power grid of the present invention, the reference voltage of the first power grid is preferably determined in consideration of the voltage rise due to the charging resistance of the storage battery of the first power grid.

本発明の第１実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。It is a block diagram of the DC power grid which concerns on 1st Embodiment of this invention, and the system for controlling this DC power grid. 平日の第２の電力網における電力パターンを示すグラフである。It is a graph which shows the electric power pattern in the 2nd electric power grid on a weekday. 休日の第２の電力網における電力パターンを示すグラフである。It is a graph which shows the electric power pattern in the 2nd electric power grid of a holiday. 本発明の第２実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。It is a block diagram of the DC power grid which concerns on 2nd Embodiment of this invention, and the system for controlling this DC power grid. 本発明の第３実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。It is a block diagram of the DC power grid which concerns on 3rd Embodiment of this invention, and the system for controlling this DC power grid. 本発明の第４実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。It is a block diagram of the DC power grid which concerns on 4th Embodiment of this invention, and the system for controlling this DC power grid. 従来技術の直流電力網のブロック図である。It is a block diagram of the DC power grid of the prior art.

図１は、本発明の第１実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。
第１実施形態に係る直流電力網１００は、第１の電力網１０および第２の電力網２０を有する。第１の電力網１０と第２の電力網２０とは、直流線路で接続されている。第１の電力網１０および第２の電力網２０の構成要素は、図７に示した従来の直流電力網１００’の構成要素と同様であるので、その説明を省略する。 FIG. 1 is a block diagram of a DC power network according to the first embodiment of the present invention and a system for controlling the DC power network.
The DC power grid 100 according to the first embodiment has a first power grid 10 and a second power grid 20. The first power grid 10 and the second power grid 20 are connected by a DC line. Since the components of the first power network 10 and the second power network 20 are the same as the components of the conventional DC power network 100'shown in FIG. 7, the description thereof will be omitted.

直流電力網１００を制御するためのシステムは、第１の電力網１０を制御するための第１のエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳａ）と、第２の電力網２０を制御するための第２のエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳｂ）と、第１および第２のエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳａ、ＥＭＳｂ）を制御するための統括エネルギーマネジメントシステム（統括ＥＭＳ）と、を有する。
各ＥＭＳは、交流負荷ａ、ｂの消費電力を測定し、蓄電池ａ、ｂの充放電を制御し、ＰＶａ、ＰＶｂの発電電力を監視し、第１の電力網１０と第２の電力網２０との間で相互に供給される電力を決定する。
各ＥＭＳは、パーソナルコンピュータ、サーバ、ワークステーション等のコンピュータであり、ハードウェア構成として、ＣＰＵ、メモリ、通信Ｉ／Ｆ、入出力装置等を有する。ＣＰＵは、メモリに格納されているプログラムを読み出して実行する。メモリには、プログラムおよびデータ等が格納される。通信Ｉ／Ｆを介して、ＥＭＳ同士が通信する。
ＥＭＳ間の通信および各ＥＭＳと各機器（ＤＣ／ＤＣ等）との間の通信は、有線だけでなく、無線（光マルチホップ、５Ｇ回線も含む）を使用することもできる。 The systems for controlling the DC power network 100 include a first energy management system (EMSa) for controlling the first power network 10 and a second energy management system (EMSb) for controlling the second power network 20. ), And a centralized energy management system (supervised EMS) for controlling the first and second energy management systems (EMSa, EMSb).
Each EMS measures the power consumption of the AC loads a and b, controls the charging and discharging of the storage batteries a and b, monitors the generated power of the PVa and PVb, and connects the first power grid 10 and the second power grid 20. Determine the power supplied to each other.
Each EMS is a computer such as a personal computer, a server, and a workstation, and has a CPU, a memory, a communication I / F, an input / output device, and the like as a hardware configuration. The CPU reads and executes the program stored in the memory. Programs, data, etc. are stored in the memory. EMSs communicate with each other via the communication I / F.
Communication between EMS and communication between each EMS and each device (DC / DC, etc.) can be performed not only by wire but also by wireless (including optical multi-hop and 5G line).

第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給する場合を検討する。通常時は、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａは、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂに等しい（Ｖａ＝Ｖｂ）。
統括ＥＭＳは、ＥＭＳａ、ＥＭＳｂからの情報に基づき、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給するべきであると判断した場合、ＥＭＳａを介して、第１の電力網１０の蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータ、ＰＶ用ＤＣ／ＤＣコンバータおよびＡＣ／ＤＣコンバータに対して、基準電圧Ｖａを通常のＶから＋αだけ上昇させる。αの値は、第１の電力網１０と第２の電力網２０とを連携する直流線路の線路損失（線路インピーダンス）に基づいて決定される。
結果として、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａは、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂよりも高くなり、電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）により、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力が供給される。
ＥＭＳａからの情報とは、例えば、第１の電力網１０において余剰電力が発生しているという情報、蓄電池ａのＳＯＣ（充電率）等であり、ＥＭＳｂからの情報とは、例えば、ＥＭＳｂからの交流負荷ｂの消費電力がＰＶｂの発電電力よりも大きいという情報、蓄電池ｂのＳＯＣ（充電率）、今後の需要予測等である。
このように、本発明では、第２の電力網２０において電力不足が既に発生している場合だけでなく、電力不足が今後発生しそうである場合や、第２の電力網２０において電力不足が発生していなくても、第１の電力網１０において余剰電力が発生している場合等、任意のタイミングで、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給することができるので、直流線路の許容電流を超過することなく、直流電力網１００の電力を効率的に運用することができる。
なお、第１の電力網１０から第２の電力網２０に供給された電力は、交流負荷ｂによって消費されてもよいし、蓄電池ｂに充電されてもよい。 Consider a case where power is supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20. Normally, the reference voltage Va of the first power grid 10 is equal to the reference voltage Vb of the second power grid 20 (Va = Vb).
When the general EMS determines that power should be supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 based on the information from EMSa and EMSb, it is used for the storage battery of the first power grid 10 via EMSa. The reference voltage Va is increased by + α from the normal V for the DC / DC converter, the DC / DC converter for PV, and the AC / DC converter. The value of α is determined based on the line loss (line impedance) of the DC line that links the first power network 10 and the second power network 20.
As a result, the reference voltage Va of the first power grid 10 becomes higher than the reference voltage Vb of the second power grid 20, and the voltage difference (Va-Vb) causes the power from the first power grid 10 to the second power network 20. Is supplied.
The information from EMSa is, for example, information that surplus power is generated in the first power network 10, SOC (charge rate) of the storage battery a, and the like, and the information from EMSb is, for example, alternating current from EMSb. Information that the power consumption of the load b is larger than the generated power of the PVb, the SOC (charging rate) of the storage battery b, future demand forecast, and the like.
As described above, in the present invention, not only when the power shortage has already occurred in the second power grid 20, but also when the power shortage is likely to occur in the future, or when the power shortage has occurred in the second power network 20. Even if it is not present, power can be supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 at an arbitrary timing, such as when surplus power is generated in the first power grid 10, so that a DC line is allowed. The power of the DC power grid 100 can be efficiently operated without exceeding the current.
The electric power supplied from the first electric power network 10 to the second electric power network 20 may be consumed by the AC load b or may be charged to the storage battery b.

図２および図３は、本発明の第１実施形態に係る直流電力網の第２の電力網の電力パターンを示すグラフである。
図２は、平日の第２の電力網における電力パターンを示すグラフである。
幅太の棒グラフで示すように、第２の電力網２０における消費電力は、６時台から増加し、日中の時間帯に高く（約０．９ＭＷ）維持され、１７時台以降減少する。折れ線グラフで示すように、ＰＶ発電は、日の出とともに増加し、日中にピークを示し、日の入り後にゼロになる。幅細の棒グラフで示す蓄電池充放電のグラフは、プラスが充電を示し、マイナスが放電を示す。
９時台〜１６時台には、消費電力＜ＰＶ発電の関係が成り立つため、第２の電力網２０において必要な消費電力をすべてＰＶ発電により供給することができ、さらに、余剰電力（ＰＶ発電−消費電力）を蓄電池ｂに充電することができる。例えば、１２時台には、両矢印ｐで示す余剰電力を蓄電池ｂに充電することができる。
０時台〜７時台および１７時台〜２３時台には、ＰＶ発電＜消費電力の関係が成り立つため、不足する電力を蓄電池ｂの放電により供給する。
このように、平日の第２の電力網２０では、他の電力網からの電力供給を必要とせず、電力の自給自足が達成されている。 2 and 3 are graphs showing the power pattern of the second power grid of the DC power grid according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a graph showing a power pattern in the second power grid on weekdays.
As shown by the wide bar graph, the power consumption in the second power grid 20 increases from the 6 o'clock level, is maintained high (about 0.9 MW) during the daytime hours, and decreases after the 17:00 level. As shown in the line graph, PV power generation increases with sunrise, peaks during the day, and reaches zero after sunset. In the storage battery charge / discharge graph shown as a narrow bar graph, a plus indicates charge and a minus indicates discharge.
Since the relationship of power consumption <PV power generation is established between 9:00 and 16:00, all the power consumption required in the second power network 20 can be supplied by PV power generation, and surplus power (PV power generation- Power consumption) can be charged to the storage battery b. For example, at around 12 o'clock, the storage battery b can be charged with the surplus electric power indicated by the double-headed arrow p.
Since the relationship of PV power generation <power consumption is established between 0:00 to 7:00 and 17:00 to 23:00, the insufficient power is supplied by discharging the storage battery b.
As described above, in the second power grid 20 on weekdays, the self-sufficiency of power is achieved without the need for power supply from other power grids.

図３は、休日の第２の電力網における電力パターンを示すグラフであり、図３（ａ）は第１の電力網からの電力供給がない場合（従来）を示し、図３（ｂ）は第１の電力網からの電力供給がある場合（本発明）を示す。
幅太の棒グラフで示すように、第２の電力網２０における消費電力は、６時台から増加し、日中の時間帯に高く（１．２ＭＷ〜１．３ＭＷ）維持され、１７時台以降減少する。
休日の消費電力は、図２の平日の消費電力より高いため、図３（ａ）に示すように、第１の電力網１０からの電力供給がない場合、６時台には、蓄電池ｂの充電量を使い切り、かつ、ＰＶ発電が開始していないため、６時台後半から８時台までは電力不足が発生する。不足電力は、図３（ａ）において、斜線で示す棒グラフの合計１．４ＭＷである。このように、第２の電力網２０の消費電力は、平日より休日の方が大きいため、特に日の出前の時間帯には電力不足が発生する。
それゆえ、この不足電力を賄うために、図３（ｂ）に示すように、０時台〜７時台の間、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａを通常のＶから＋αだけ上昇させることにより、第１の電力網１０から第２の電力網２０に合計１．４ＭＷ（２００ｋＷ×７時間）の電力が供給される。これにより、０時台〜５時台の間、図３（ａ）の場合と比較して、蓄電池ｂの放電量が減少し、その分を、６時台〜８時台に放電することにより、第２の電力網２０の消費電力を賄うことができる。
従来は、蓄電池ｂの充電量を使い切った後、第１の電力網１０から電力を供給していたため、図３（ａ）に示すように、７時台に、最大７００ｋＷｈの電力を供給する必要がある。一方、本発明では、図３（ｂ）に示すように、２００ｋＷｈの電力を供給するため、直流線路を流れる電力を１／３以下に減少することができ、直流線路の許容電流を減少することができる。 FIG. 3 is a graph showing a power pattern in the second power grid on a holiday, FIG. 3A shows a case where there is no power supply from the first power grid (conventional), and FIG. 3B shows a first. The case where there is power supply from the power grid of (the present invention) is shown.
As shown in the wide bar graph, the power consumption in the second power grid 20 increased from the 6 o'clock level, remained high (1.2 MW to 1.3 MW) during the daytime hours, and decreased after the 17:00 level. To do.
Since the power consumption on holidays is higher than the power consumption on weekdays in FIG. 2, as shown in FIG. 3A, when there is no power supply from the first power grid 10, the storage battery b is charged at 6 o'clock. Since the amount is used up and PV power generation has not started, a power shortage occurs from the latter half of 6 o'clock to 8 o'clock. The insufficient power is a total of 1.4 MW in the bar graph shown by the diagonal line in FIG. 3 (a). As described above, since the power consumption of the second power grid 20 is larger on holidays than on weekdays, a power shortage occurs especially in the time zone before sunrise.
Therefore, in order to cover this shortage of power, as shown in FIG. 3B, the reference voltage Va of the first power grid 10 is increased by + α from the normal V between 0 o'clock and 7 o'clock. As a result, a total of 1.4 MW (200 kW x 7 hours) of electric power is supplied from the first electric power network 10 to the second electric power network 20. As a result, the amount of discharge of the storage battery b decreases between 0 o'clock and 5 o'clock as compared with the case of FIG. 3A, and the amount is discharged from 6 o'clock to 8 o'clock. , The power consumption of the second power grid 20 can be covered.
In the past, power was supplied from the first power grid 10 after the charge amount of the storage battery b was used up. Therefore, as shown in FIG. 3A, it is necessary to supply a maximum of 700 kWh of power at 7 o'clock. is there. On the other hand, in the present invention, as shown in FIG. 3B, since 200 kWh of electric power is supplied, the electric power flowing through the DC line can be reduced to 1/3 or less, and the allowable current of the DC line can be reduced. Can be done.

なお、図３（ｂ）では、第２の電力網２０は、第１の電力網１０から２００ｋＷの電力を７時間で供給されているが、１００ｋＷの電力を１４時間で供給される等、任意の設定が可能である。このように、不足電力をある一定時間で平準化（分割）して供給することにより、直流線路を流れる電力を減少でき、許容電流の低い直流線路が使用可能となる。また、第１の電力網１０からの供給電力を商用電力系統から買電して平準化を実施する場合、７００ｋＷから２００ｋＷに減少するので、購入電力のピークを抑えることができる。 In FIG. 3B, the second power grid 20 is supplied with 200 kW of power from the first power grid 10 in 7 hours, but 100 kW of power is supplied in 14 hours. Is possible. In this way, by leveling (dividing) and supplying the insufficient power in a certain period of time, the power flowing through the DC line can be reduced, and the DC line having a low allowable current can be used. Further, when the power supplied from the first power network 10 is purchased from the commercial power system and leveled, the power is reduced from 700 kW to 200 kW, so that the peak of the purchased power can be suppressed.

図４は、本発明の第２実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。
第２実施形態に係る直流電力網２００は、第３の電力網３０を有し、第１の電力網１０と第２の電力網２０とを連携する直流線路がループ状を形成する点以外、第１実施形態に係る直流電力網１００と同様である。
第３の電力網３０の構成要素は、第１の電力網１０および第２の電力網２０の構成要素と同様である。
第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給する場合を検討する。ここで、第３の電力網３０は、他の電力網に電力を供給することも、他の電力網から電力を供給されることもなく、第１の電力網１０から第２の電力網２０に供給される電力を通過させるだけである。
統括ＥＭＳは、ＥＭＳａ、ＥＭＳｂからの情報に基づき、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給するべきであると判断した場合、ＥＭＳａを介して、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａを通常のＶから＋αだけ上昇させる。
結果として、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａは、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂよりも高くなり、電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）により、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力が供給される。電力は、第１の電力網１０から第２の電力網２０に直接（図中右側の直流線路Ｘを介して）供給されるとともに、第１の電力網１０から第３の電力網３０を通過して第２の電力網２０に（図中左側の直流線路ＹおよびＺを介して）供給される。
第１の電力網１０から第２の電力網２０に直接供給される電力量、および、第１の電力網１０から第３の電力網３０を通過して第２の電力網２０に供給される電力量は、直流線路Ｘの線路損失と、直流線路Ｙ、Ｚの線路損失と、の比率によって決定される。
この実施形態では、第１の電力網１０と第２の電力網２０とを連携する直流線路がループ状を形成することにより、開閉器を使用せずにバックアップ系統を構成することができる。 FIG. 4 is a block diagram of a DC power network according to a second embodiment of the present invention and a system for controlling the DC power network.
The DC power network 200 according to the second embodiment has a third power network 30, except that the DC lines linking the first power network 10 and the second power network 20 form a loop shape. This is the same as the DC power grid 100 according to the above.
The components of the third power grid 30 are similar to the components of the first power grid 10 and the second power grid 20.
Consider a case where power is supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20. Here, the third power grid 30 supplies power from the first power grid 10 to the second power grid 20 without supplying power to the other power grid or from the other power grid. Just let it pass.
When the general EMS determines that power should be supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 based on the information from EMSa and EMSb, the reference voltage of the first power grid 10 is determined via EMSa. Ra raises Va from normal V by + α.
As a result, the reference voltage Va of the first power grid 10 becomes higher than the reference voltage Vb of the second power grid 20, and the voltage difference (Va-Vb) causes the power from the first power grid 10 to the second power network 20. Is supplied. Electric power is supplied directly from the first power grid 10 to the second power grid 20 (via the DC line X on the right side in the figure), and also passes through the first power grid 10 to the third power grid 30 to the second. Is supplied to the power grid 20 (via the DC lines Y and Z on the left side of the figure).
The amount of power directly supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 and the amount of power supplied from the first power grid 10 through the third power grid 30 to the second power grid 20 are direct currents. It is determined by the ratio of the line loss of the line X and the line loss of the DC lines Y and Z.
In this embodiment, the DC line that links the first power network 10 and the second power network 20 forms a loop shape, so that a backup system can be configured without using a switch.

図５は、本発明の第３実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。
第３実施形態に係る直流電力網３００は、２つの第１の電力網１０、１０ｃを有し、２つの第１の電力網１０、１０ｃから第２の電力網２０に電力が供給される。
また、直流電力網３００を制御するためのシステムは、ＥＭＳａおよびＥＭＳｂに加えて、第１の電力網１０ｃを制御するための第１のエネルギーマネジメントシステム（ＥＭＳｃ）を有し、統括ＥＭＳは、ＥＭＳａ、ＥＭＳｂおよびＥＭＳｃを制御する。
統括ＥＭＳは、ＥＭＳａ、ＥＭＳｂ、ＥＭＳｃからの情報に基づき、第１の電力網１０、１０ｃから第２の電力網２０に電力を供給するべきであると判断した場合、ＥＭＳａを介して、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａを通常のＶから＋αだけ上昇させ、ＥＭＳｃを介して、第１の電力網１０ｃの基準電圧Ｖｃを通常のＶから＋βだけ上昇させる。α、βの値は、第１の電力網１０、１０ｃから第２の電力網２０に供給される電力量、第１の電力網１０と第２の電力網２０とを連携する直流線路Ｘの線路損失および第１の電力網１０ｃと第２の電力網２０とを連携する直流線路Ｚの線路損失に基づいて決定される。
結果として、第１の電力網１０、１０ｃの基準電圧Ｖａ、Ｖｃは、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂよりも高くなり、それぞれの電圧差（Ｖａ−Ｖｂ）、（Ｖｃ−Ｖｂ）により、第１の電力網１０、１０ｃから第２の電力網２０に電力が供給される。 FIG. 5 is a block diagram of a DC power network according to a third embodiment of the present invention and a system for controlling the DC power network.
The DC power grid 300 according to the third embodiment has two first power grids 10 and 10c, and power is supplied from the two first power grids 10 and 10c to the second power grid 20.
Further, the system for controlling the DC power grid 300 has a first energy management system (EMSc) for controlling the first power grid 10c in addition to EMSa and EMSb, and the integrated EMS is EMSa and EMSb. And control EMSc.
When the general EMS determines that power should be supplied from the first power grids 10 and 10c to the second power grid 20 based on the information from EMSa, EMSb, and EMSc, the general EMS passes through the EMSa to the first power grid. The reference voltage Va of 10 is increased by + α from the normal V, and the reference voltage Vc of the first power grid 10c is increased by + β from the normal V via EMSc. The values of α and β are the amount of power supplied from the first power grids 10 and 10c to the second power grid 20, the line loss of the DC line X linking the first power grid 10 and the second power grid 20, and the first. It is determined based on the line loss of the DC line Z that links the power network 10c of 1 and the power network 20 of the second.
As a result, the reference voltages Va and Vc of the first power grids 10 and 10c become higher than the reference voltages Vb of the second power grid 20, and due to the respective voltage differences (Va-Vb) and (Vc-Vb), the first Power is supplied from the power grids 10 and 10c of the first to the second power grid 20.

図６は、本発明の第４実施形態に係る直流電力網およびこの直流電力網を制御するためのシステムのブロック図である。
第４実施形態に係る直流電力網４００は、蓄電池用ＤＣ／ＤＣコンバータが設けられていない、すなわち、蓄電池ａおよび蓄電池ｂが直流線路に直接接続されている点以外、第１実施形態に係る直流電力網１００と同様である。
統括ＥＭＳは、ＥＭＳａ、ＥＭＳｂからの情報に基づき、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給するべきであると判断した場合、ＥＭＳａを介して、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａを通常のＶから＋αだけ上昇させる。αの値は、蓄電池ａの内部インピーダンスＺｂａｔｔと許容充電電流値Ｉとに基づいて、α≦Ｚｂａｔｔ×Ｉと決定される。これにより、第１の電力網１０から第２の電力網２０に供給されるべき電力が、第１の電力網１０の蓄電池ａに充填されることを防止することができる（図中、蓄電池ａに向かう矢印に×が示されている）。
ただし、第１の電力網１０と第２の電力網２０とを連携する直流線路の線路損失および内部インピーダンスによる電圧降下から上述した電圧値（Ｖａ＝Ｖ＋α＝Ｖ＋Ｚｂａｔｔ×Ｉ））では、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給することができない場合、αの値を電力供給可能な値に設定するとともに、図示しないＥＶに充電を指示し、蓄電池ａへの過充電を防止することもできる。
この実施形態では、蓄電池ａ、ｂが、ＤＣ／ＤＣコンバータを介さず、直流線路に直接接続されているため、変換損失および部品コストを削減することができる。
また、基準電圧Ｖａは、蓄電池ａの充電抵抗による電圧上昇を考慮して決定されることにより、蓄電池ａへの余分な充電を防止することができる。 FIG. 6 is a block diagram of a DC power network according to a fourth embodiment of the present invention and a system for controlling the DC power network.
The DC power network 400 according to the fourth embodiment is not provided with a DC / DC converter for a storage battery, that is, the DC power network according to the first embodiment except that the storage battery a and the storage battery b are directly connected to the DC line. It is the same as 100.
When the general EMS determines that power should be supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 based on the information from EMSa and EMSb, the reference voltage of the first power grid 10 is determined via EMSa. Ra raises Va from normal V by + α. The value of α is determined as α ≦ Zbatt × I based on the internal impedance Zbatt of the storage battery a and the allowable charging current value I. As a result, it is possible to prevent the electric power to be supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 to be filled in the storage battery a of the first power grid 10 (in the figure, the arrow toward the storage battery a). X is shown in).
However, in the above-mentioned voltage value (Va = V + α = V + Zbatt × I) from the line loss of the DC line linking the first power network 10 and the second power network 20 and the voltage drop due to the internal impedance, the first power network 10 When it is not possible to supply power to the second power grid 20, the value of α can be set to a value capable of supplying power, and an EV (not shown) can be instructed to charge to prevent overcharging of the storage battery a. it can.
In this embodiment, since the storage batteries a and b are directly connected to the DC line without going through the DC / DC converter, the conversion loss and the component cost can be reduced.
Further, the reference voltage Va is determined in consideration of the voltage rise due to the charging resistance of the storage battery a, so that the storage battery a can be prevented from being excessively charged.

本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、さまざまな変更が可能である。
上述した実施形態では、第１の電力網１０の基準電圧Ｖａを上昇させることにより、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給したが、第２の電力網２０の基準電圧Ｖｂを降下させることにより、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給することもできる。
上述した実施形態では、第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給したが、休日には第１の電力網１０から第２の電力網２０に電力を供給し、一方、平日には第２の電力網２０から第１の電力網１０に電力を供給するといったように、電力を電力網間で相互に供給することもできる。この場合、第１の電力網１０は、平日の消費電力が高く、休日の消費電力は低く、一方、第２の電力網２０は、平日の消費電力が低く、休日の消費電力が高いことが好ましい。すなわち、第１の電力網の消費電力カーブと第２の電力網の消費電力カーブとは、平日と休日で異なり、相補的であることが好ましい。
また、基準電圧Ｖａは、直流接続した急速充電器およびＥＶを充放電することで微調整を行うこともできる。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made.
In the above-described embodiment, power is supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 by increasing the reference voltage Va of the first power grid 10, but the reference voltage Vb of the second power grid 20 is lowered. By doing so, power can be supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20.
In the above-described embodiment, power is supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20, but power is supplied from the first power grid 10 to the second power grid 20 on holidays, while the first power grid 20 is supplied on weekdays. Electricity can also be supplied to each other between the power grids, such as supplying power from the second power grid 20 to the first power grid 10. In this case, it is preferable that the first power grid 10 has high weekday power consumption and low holiday power consumption, while the second power grid 20 has low weekday power consumption and high holiday power consumption. That is, the power consumption curve of the first power grid and the power consumption curve of the second power grid are different on weekdays and holidays, and are preferably complementary.
Further, the reference voltage Va can be finely adjusted by charging / discharging the DC-connected quick charger and EV.

１０、１０ｃ 第１の電力網
２０ 第２の電力網
３０ 第３の電力網
１００、１００’、２００、３００、４００ 直流電力網
10, 10c 1st power grid 20 2nd power grid 30 3rd power grid 100, 100', 200, 300, 400 DC power grid

Claims (5)

電力を供給する少なくとも１つの第１の電力網と、電力を供給される少なくとも１つの第２の電力網と、を有する直流電力網であって、
前記第１の電力網から前記第２の電力網に電力を供給する際、前記第１の電力網の基準電圧を上昇させる、または、前記第２の電力網の基準電圧を降下させる、
ことを特徴とする直流電力網。 A DC power grid having at least one first power grid to supply power and at least one second power grid to be powered.
When supplying power from the first power grid to the second power grid, the reference voltage of the first power grid is raised or the reference voltage of the second power grid is lowered.
A DC power grid characterized by this. 前記第１の電力網の基準電圧または前記第２の電力網の基準電圧は、前記第１の電力網と前記第２の電力網とを連携する直流線路の線路損失に基づいて決定される、
請求項１に記載の直流電力網。 The reference voltage of the first power grid or the reference voltage of the second power grid is determined based on the line loss of the DC line that links the first power grid and the second power grid.
The DC power grid according to claim 1. 前記第１の電力網と前記第２の電力網とを連携する直流線路は、ループ状を形成する、
請求項１または２に記載の直流電力網。 The DC line that links the first power network and the second power network forms a loop shape.
The DC power grid according to claim 1 or 2. 前記第１の電力網の蓄電池および前記第２の電力網の蓄電池は、直流線路に直接接続されている、
請求項１から３のいずれかに記載の直流電力網。 The storage battery of the first power grid and the storage battery of the second power grid are directly connected to the DC line.
The DC power grid according to any one of claims 1 to 3. 前記第１の電力網の基準電圧は、前記第１の電力網の蓄電池の充電抵抗による電圧上昇を考慮して決定される、
請求項４に記載の直流電力網。
The reference voltage of the first power grid is determined in consideration of the voltage rise due to the charging resistance of the storage battery of the first power grid.
The DC power grid according to claim 4.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023037459A1 (en) * 2021-09-08 2023-03-16 国立大学法人東北大学 Autonomous cooperative control system and autonomous cooperative control method

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010220439A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 Mitsubishi Electric Corp Power supply system
JP2011252821A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Battery control system
JP2012165501A (en) * 2011-01-17 2012-08-30 Jc Service Co Ltd Multi-base point connection type power saving control system
JP2014054072A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Shikoku Electric Power Co Inc Power storage device
WO2016021371A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 ソニー株式会社 Dc power transmission device, dc power reception device, and dc power transmission system
WO2018173546A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 ソニー株式会社 Power control device, power control method, and computer program
JP2019083635A (en) * 2017-10-31 2019-05-30 サンケン電気株式会社 Power storage system

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010220439A (en) * 2009-03-18 2010-09-30 Mitsubishi Electric Corp Power supply system
JP2011252821A (en) * 2010-06-03 2011-12-15 Shin Kobe Electric Mach Co Ltd Battery control system
JP2012165501A (en) * 2011-01-17 2012-08-30 Jc Service Co Ltd Multi-base point connection type power saving control system
JP2014054072A (en) * 2012-09-07 2014-03-20 Shikoku Electric Power Co Inc Power storage device
WO2016021371A1 (en) * 2014-08-05 2016-02-11 ソニー株式会社 Dc power transmission device, dc power reception device, and dc power transmission system
WO2018173546A1 (en) * 2017-03-23 2018-09-27 ソニー株式会社 Power control device, power control method, and computer program
JP2019083635A (en) * 2017-10-31 2019-05-30 サンケン電気株式会社 Power storage system

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023037459A1 (en) * 2021-09-08 2023-03-16 国立大学法人東北大学 Autonomous cooperative control system and autonomous cooperative control method

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