JP2021093817A - 分散型電源システム - Google Patents
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Abstract
Description
過去の所定期間において、前記商用電力系統へ流れる系統電力を検知する検知手段と、
前記出力電力を変更する出力変更手段と、
前記検知手段が検知した前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出し、前記系統電力の最大値が、前記商用電力系統への逆潮流が生じ得る閾値より小さい場合には、前記出力変更手段に前記出力電力を所定量だけ増加させる制御部と、
を備えることを特徴とする、分散型電源システムである。
ことができる。これによれば、より確実に、逆潮流を防止しつつ、分散型電源システムの出力電力を高く維持することができる。
前記分割期間の経過毎に、その時点から過去に前記所定期間遡った時点までの各分割期間における前記系統電力の最大値である分割期間最大値が記憶される記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された、前記所定期間における全ての前記分割期間最大値のうちの最大値を取得することで、前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出するようにしても構わない。
前記分割期間の経過毎に、その時点から前記所定期間遡った時点までの各分割期間における前記系統電力の最大値と前記閾値との偏差である分割期間偏差が記憶される記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された、前記過去の所定期間における全ての前記分割期間偏差のうちの最小値を取得することで、前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出するようにしてもよい。
。よって、現時点において出力電力を所定量だけ増加させ、結果として偏差を所定量だけ減少させた場合には、過去の所定期間における分割期間偏差も所定量だけ減少させることで、現時点における系統電力と閾値との偏差から、その変動分を差し引いた最小値を仮定し、その最小値の値や符号から、逆潮流の発生の可能性を判定することができる。その結果、より正確に、逆潮流を防止できる目標値を設定することで、分散型電源システムの出力電力に関して、逆潮流が発生しないために目標とする発電量を高く維持することができる。
前記制御部は、前記出力電力及び/または前記所定量を前記複数のパワーコンディショナの定格出力の合計値に対する比率として取得するようにしてもよい。
前記制御部は、前記系統電力の最大値が前記閾値より大きい場合には、前記出力電力の一部を前記蓄電池に充電するようにしても構わない。このことによっても、パワーコンディショナの発電する電力を抑制することなく、蓄電池へ充電することで、系統へ供給する電力を減少させることができ、逆潮流の発生の可能性を低減することができる。あるいは、本発明においては、直流電力を充電または放電する蓄電池をさらに備え、前記制御部は、前記出力電力が前記負荷の消費電力より大きい場合には、前記出力電力の一部を前記蓄電池に充電するようにしても構わない。
前記制御部は、前記系統電力の最大値が前記閾値より大きい場合には、前記負荷電力増大手段に、前記負荷における消費電力を増大させるようにしても構わない。このことによっても、商用電力系統側に流れる電力を減少させることができ、逆潮流の発生の可能性を低減することができる。あるいは、本発明においては、前記負荷における消費電力を増大させる負荷電力増大手段をさらに備え、前記制御部は、前記出力電力が前記負荷の消費電力より大きい場合には、前記負荷電力増大手段に、前記負荷における消費電力を増大させるようにしても構わない。
前記複数の系列における各系列に、前記発電装置と、前記パワーコンディショナと、前記出力端と、前記検知手段と、前記出力変更手段とを備え、
前記制御部は、前記各系列における前記検知手段が検知した前記過去の所定期間における前記系統電力の合計値の最大値を検出し、前記合計値の最大値が、前記商用電力系統への逆潮流が生じ得る閾値より小さい場合には、前記各系列における前記出力変更手段に前記出力電力を所定量だけ増加させるようにしても構わない。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。図1に、本適用例における分散型電源システム1の概略構成について示す。図1において、分散型電源システム1は、パワーコンディショナ10と太陽光発電装置20とを含んでいる。1aは商用電源の商用電力系統であり、この商用電力系統1aには、第1の負荷2と、第2の負荷3(以下、単純に負荷2、3という)が接続されている。
電力を商用電力系統1aと同期のとれた交流電力に変換して負荷2、3に供給する。そして、パワーコンディショナ10による出力電力が、負荷2、3における消費電力に対して不足する場合には、商用電力系統1aより商用電力の供給を受ける。
最大値を求めるためには、過去の分割期間最大値について出力制御目標Bの増加分を増加させた上で、それらのうちの最大値を取得する必要があるからである。同様に、上記の制御において、出力制御目標Bを減少させる場合には、記憶部11に記憶されている、監視期間に属する各分割期間における分割期間最大値の値を、同量だけ減少させる。
次に、本発明の実施例について、図を参照しつつ詳細に説明する。本実施例におけるパワーコンディショナ10は、太陽光発電装置20が発電した電力を商用電力系統1aと同期のとれた交流電力に変換する出力変更手段としての電力変換部13を備える。また、商用電力系統1aと負荷2、3の間の受電点を流れる電流の向きと大きさを検出する検知手段としての系統CT(カレントトランス)6a、6bと、この系統CT6a、6bの検出信号を入力するCT入力回路(ADコンバータ)15a、15bを備える。また、電力変換部13の出力電流の大きさを検出する出力CT(カレントトランス)CT14と、この出力CT14の検出信号を入力するCT入力回路(ADコンバータ)15cを備える。さらに、商用電力系統1aの電圧(系統電圧)を検出信号として入力する電圧入力回路35a、35bと、電力変換部13に指令を発信してパワーコンディショナ10による出力電力を制御する制御部(MPU)12を備える。
n[n](n=0〜11)として記憶部に記憶される。なお、各分割期間における制御偏差Aの最小値Amin[n]は、以下、分割期間偏差とも呼ぶ。
制御偏差A[%] = { (系統電力−RPR検出レベル)÷Σパワーコンディショナ定格}
×100[%] −オフセット・・・・・(1)
式(1)に関して、標準偏差A[%]は、逆潮流側については、100[%] ≧ 制御偏差A[%]の範囲に制限してもよい。また、順潮流側については、制御偏差A[%] ≧−50[%]の範囲に制限してもよい。これにより、負荷2、3が大幅に変動したような場合であ
っても、制御偏差A[%]が過応答になることを抑制できる。
してもよい。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例においては、分散型電源システムが、複数のパワーコンディショナを備えている例について説明する。
ワーコンディショナの出力の割合(%)として制御される。例えば、Masterパワーコンディショナ10の制御部12において、実施例1と同様の制御によって、出力制御目標B(%)が決定される。そして、その出力制御目標B(%)の情報がCAN通信22、23によって、Slaveパワーコンディショナ10a、10bに送信される。Slaveパワーコンディショナ10a、10bにおいては、Masterパワーコンディショナ10からの指令に基づいて、自らにおける出力制御目標B(%)が同じ値になるような制御が行われる。
図4には、変形例として、本実施例に係る分散型電源システム52を、三相の需要家負荷2a及び単相の需要家負荷2、3と、高圧配電線21とに接続した例を示す。この変形例では、高圧配電線21からの電力を、キュービクル52bを介して、需要家構内52aにおける三相の需要家負荷2aと、単相の需要家負荷2、3に供給している。Masterパワーコンディショナ10及びSlaveパワーコンディショナ10a、10bの構成は、図3に示したものと同等である。Masterパワーコンディショナ10及びSlaveパワーコンディショナ10a、10bの出力端は、単相の需要家負荷2、3とキュービクル52bの間に接続されており、系統CT6a、6bは、高圧配電線21とキュービクル52bの間の受電点に設けられている。
erパワーコンディショナ10とSlaveパワーコンディショナ10aについては、実施例2で説明したと同様の制御によって、その出力電力が制御される。
R検出レベルを超えた値)となった場合に、出力目標値Bを減少させる代わりに、蓄電池用パワーコンディショナ10cに接続された蓄電池(不図示)への充電量を増加させることとしてもよい。これによれば、出力目標値Bは、Masterパワーコンディショナ10とSlaveパワーコンディショナ10aの出力電力の合計値に基づく逆潮流電力が、RPR検出レベルと同等レベルになるように制御した上で、Masterパワーコンディショナ10とSlaveパワーコンディショナ10aの出力電力の合計値に基づく逆潮流電力が、RPR検出レベル以上(あるいは、RPR検出レベルを超えた値)となった場合には、蓄電池(不図示)への充電量を増加させるので、出力目標値Bをより高く設定することが可能である。その結果、さらに効率的に、太陽光発電装置の発電電力を利用することが可能である。
erパワーコンディショナ10とSlaveパワーコンディショナ10aについては、実施例2で説明したと同様の制御によって、その出力電力が制御される。そして、Masterパワーコンディショナ10とSlaveパワーコンディショナ10aの出力の合計に基づく逆潮流電力が、RPR検出レベル以上(あるいは、RPR検出レベルを超えた値)となった場合には、出力目標値Bを減少させる代わりに、デマンドコントローラまたは負荷制御機器10dに、通信線22bを通じて消費電力の増加指令信号が発信され、需要家内での負荷2、3における消費電力を増加させる。このデマンドコントローラまたは負荷制御機器10dは、本実施例において負荷電力増大手段に相当する。
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例においては、分散型電源システムが、異なる需要家負荷に電力を供給する複数の系列に適用され、各々の系列における受電点で電力計測が行われる例について説明する。
力を測定する。また、計測用Slaveパワーコンディショナ30は、系統CT36a、36bによって、第2の系列61bの受電点における、商用電力系統1aと需要家負荷32、33の間における電力を測定する。このような構成は、例えば電力供給先が構内で系列が複数に分かれている場合や、1カ所の受電点において測定できる電力が限界を超える場合に複数の受電点において測定する場合などに採用される。
れる。そして、本実施例においては、第1の系列61aと、第2の系列61bとで、測定箇所を2カ所に分けて、各々の系列におけるMasterパワーコンディショナ10と、計測用Slaveパワーコンディショナ30による出力電力を合算した合算出力電力に基づく逆潮流電力が、RPR検出レベルを超えない範囲で最大となるように制御される。その際のMasterパワーコンディショナ10と計測用Slaveパワーコンディショナ30における制御の内容は、実施例1において説明したものと同等である。
次に、本実施例の変形例について説明する。本実施例においては、分散型電源システムが、異なる需要家負荷に電力を供給する複数の系列に適用され、各々の系列における受電点で電力計測が行われる例であって、各々の系列に複数のパワーコンディショナが備えられた例について説明する。
2、33の間における電力を測定する。
れる。Masterパワーコンディショナ10とSlaveパワーコンディショナ10a、10bの間及び、計測用Slaveパワーコンディショナ30とSlaveパワーコンディショナ30a、30bの間も、CAN(Controller Area Network)通信22、23
、42、43によって情報通信がなされる。
構成要件を図面の符号付きで記載しておく。
<発明1>
直流電力を発電する発電装置(20)と、前記発電装置(20)によって発電された直流電力を交流に変換するパワーコンディショナ(10)と、電力供給対象である負荷(2、3)と商用電力系統(1a)とに接続された出力端(17、18、19)とを備え、所定の出力電力を出力することで前記負荷(2、3)に電力を供給する分散型電源システム(1)であって、
過去の所定期間において、前記商用電力系統へ流れる系統電力を検知する検知手段(6a、6b)と、
前記出力電力を変更する出力変更手段(13)と、
前記検知手段(6a、6b)が検知した前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出し、前記系統電力の最大値が、所定の閾値より小さい場合には、前記出力変更手段(13)に前記出力電力を所定量だけ増加させる制御部(12)と、
を備えることを特徴とする、分散型電源システム(1)。
1a :商用電力系統
2,3 :負荷
10 :パワーコンディショナ
11 :記憶部
12 :制御部
Claims (13)
- 直流電力を発電する発電装置と、前記発電装置によって発電された直流電力を交流に変換するパワーコンディショナと、電力供給対象である負荷と商用電力系統とに接続された出力端とを備え、所定の出力電力を出力することで前記負荷に電力を供給する分散型電源システムであって、
過去の所定期間において、前記商用電力系統へ流れる系統電力を検知する検知手段と、
前記出力電力を変更する出力変更手段と、
前記検知手段が検知した前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出し、前記系統電力の最大値が、所定の閾値より小さい場合には、前記出力変更手段に前記出力電力を所定量だけ増加させる制御部と、
を備えることを特徴とする、分散型電源システム。 - 前記過去の所定期間は所定数の分割期間に分割され、
前記分割期間の経過毎に、その時点から過去に前記所定期間遡った時点までの各分割期間における前記系統電力の最大値である分割期間最大値が記憶される記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された、前記所定期間における全ての前記分割期間最大値のうちの最大値を取得することで、前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出することを特徴とする、請求項1に記載の分散型電源システム。 - 前記制御部は、前記出力電力を所定量だけ増加させた場合には、前記記憶部に記憶されている前記過去の所定期間における前記分割期間最大値を所定量だけ増加させることを特徴とする、請求項2に記載の分散型電源システム。
- 前記過去の所定期間は所定数の分割期間に分割され、
前記分割期間の経過毎に、その時点から前記所定期間遡った時点までの各分割期間における前記系統電力の最大値と前記閾値との偏差である分割期間偏差が記憶される記憶部をさらに備え、
前記制御部は、前記記憶部に記憶された、前記過去の所定期間における全ての前記分割期間偏差のうちの最小値を取得することで、前記過去の所定期間における前記系統電力の最大値を検出することを特徴とする、請求項1に記載の分散型電源システム。 - 前記制御部は、前記出力電力を所定量だけ増加させた場合には、前記記憶部に記憶されている前記過去の所定期間における前記分割期間偏差を所定量だけ減少させることを特徴とする、請求項4に記載の分散型電源システム。
- 前記制御部は、前記出力電力及び/または前記所定量を前記パワーコンディショナの定格出力に対する比率として取得することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の分散型電源システム。
- 前記発電装置及び、該発電装置によって発電された直流電力を交流に変換するパワーコンディショナを、各々複数有し、
前記制御部は、前記出力電力及び/または前記所定量を前記複数のパワーコンディショナの定格出力の合計値に対する比率として取得することを特徴とする、請求項1から5のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 - 前記制御部は、前記系統電力の最大値が前記閾値より大きい場合には、前記出力変更手段に前記出力電力を第二所定量だけ減少させることを特徴とする、請求項1から7のいずれか一項に記載の分散型電源システム。
- 直流電力を充電または放電する蓄電池をさらに備え、
前記制御部は、前記系統電力の最大値が前記閾値より大きい場合には、前記出力電力の一部を前記蓄電池に充電することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 - 前記負荷における消費電力を増大させる負荷電力増大手段をさらに備え、
前記制御部は、前記系統電力の最大値が前記閾値より大きい場合には、前記負荷電力増大手段に、前記負荷における消費電力を増大させることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 - 直流電力を充電または放電する蓄電池をさらに備え、
前記制御部は、前記出力電力が前記負荷の消費電力より大きい場合には、前記出力電力の一部を前記蓄電池に充電することを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 - 前記負荷における消費電力を増大させる負荷電力増大手段をさらに備え、
前記制御部は、前記出力電力が前記負荷の消費電力より大きい場合には、前記負荷電力増大手段に、前記負荷における消費電力を増大させることを特徴とする、請求項1から8のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 - 前記商用電力系統に対して、複数の前記負荷が複数の系列として並列に接続され、
前記複数の系列における各系列に、前記発電装置と、前記パワーコンディショナと、前記出力端と、前記検知手段と、前記出力変更手段とを備え、
前記制御部は、前記各系列における前記検知手段が検知した前記過去の所定期間における前記系統電力の合計値の最大値を検出し、前記合計値の最大値が、前記商用電力系統への逆潮流が生じ得る閾値より小さい場合には、前記各系列における前記出力変更手段に前記出力電力を所定量だけ増加させることを特徴とする、請求項1から12のいずれか一項に記載の分散型電源システム。
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