JP2022015767A - Control device, consideration calculation device, power system, and program - Google Patents
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Abstract
Description
太陽光発電装置等の分散型電源が広く用いられている。分散型電源によって発電された電力はパワーコンディショナー等の制御装置を介して交流に変換されて電力系統に供給される。有効電力の出力量に対して予め定められた設定力率が維持されるように無効電力を出力する電圧制御装置が知られている(たとえば、特許文献1参照)。関連する技術として、特許文献2、3、4が知られている。
[先行技術文献]
[特許文献]
[特許文献1]特開2019-030149号公報
[特許文献2]特開2013-74668号公報
[特許文献3]特開2017-118782号公報
[特許文献4]特開2004-274812号公報
Distributed power sources such as photovoltaic power generation devices are widely used. The electric power generated by the distributed power source is converted into alternating current via a control device such as a power conditioner and supplied to the electric power system. A voltage control device that outputs reactive power so that a predetermined set power factor is maintained with respect to an output amount of active power is known (see, for example, Patent Document 1).
[Prior Art Document]
[Patent Document]
[Patent Document 1] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-0301449 [Patent Document 2] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2013-74668 [Patent Document 3] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2017-118782 [Patent Document 4] Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-274812
パワーコンディショナー等の制御装置は、電力系統の電圧安定化のために十分な無効電力を出力できることが望ましい。また、電力系統安定化に対する協力に応じて適切な対価が算出されることが望ましい。 It is desirable that a control device such as a power conditioner can output sufficient reactive power for voltage stabilization of the power system. In addition, it is desirable that an appropriate consideration be calculated according to the cooperation for power system stabilization.
本発明の第1の態様においては、制御装置を提供する。制御装置は、電力系統に接続される分散型電源を制御してよい。制御装置は、範囲設定部を備えてよい。範囲設定部は、通常時に許容される第1力率範囲が設定されてよい。制御装置は、出力制御部を備えてよい。出力制御部は、範囲設定部に設定された第1力率範囲内において、分散型電源から電力系統に供給する無効電力および有効電力を制御してよい。制御装置は樹脂部を備えてよい。受信部は、電力系統における指令装置から、第2力率範囲に力率範囲を変更する力率変更指令を受信してよい。第2力率範囲は、第1力率範囲よりも力率の小さい付加範囲を含んでよい。出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、第2力率範囲内の電力を出力してよい。 In the first aspect of the present invention, a control device is provided. The control device may control a distributed power source connected to the power system. The control device may include a range setting unit. The range setting unit may set a first power factor range that is normally allowed. The control device may include an output control unit. The output control unit may control the reactive power and the active power supplied from the distributed power source to the power system within the first power factor range set in the range setting unit. The control device may include a resin portion. The receiving unit may receive a power factor change command for changing the power factor range to the second power factor range from the command device in the power system. The second power factor range may include an additional range having a smaller power factor than the first power factor range. The output control unit may output power within the second power factor range when the receiving unit receives the power factor change command.
出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、有効電力を維持しつつ、付加範囲内で無効電力を出力してよい。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit may output the reactive power within the additional range while maintaining the active power.
出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、皮相電力が予め定められた最大電力以下となる電力範囲内において、有効電力を維持しつつ、付加範囲内で無効電力を出力してよい。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit outputs the reactive power within the additional range while maintaining the active power within the power range where the apparent power is equal to or less than the predetermined maximum power. You can do it.
出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、有効電力を維持しつつ、第2力率範囲において最小の力率を達成するように無効電力を出力してよい。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit may output the reactive power so as to achieve the minimum power factor in the second power factor range while maintaining the active power.
出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、有効電力を維持しつつ、第2力率範囲内で出力可能な最大の無効電力を出力してよい。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit may output the maximum reactive power that can be output within the second power factor range while maintaining the active power.
出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、有効電力を減少させるとともに、付加範囲内で無効電力を出力してよい。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit may reduce the active power and output the reactive power within the additional range.
出力制御部は、受信部が力率変更指令を受信した場合に、皮相電力が予め定められた最大電力以下となる電力範囲内において有効電力を減少させるとともに、付加範囲内で無効電力を出力してよい。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit reduces the active power within the power range where the apparent power is equal to or less than the predetermined maximum power, and outputs the reactive power within the additional range. It's okay.
出力制御部は、有効電力を維持しつつ第2力率範囲において最小の力率を達成する場合の皮相電力が、最大電力を超える場合には、皮相電力が最大電力以下となる電力範囲内において、有効電力を減少させるとともに無効電力を出力してよい。 When the apparent power when achieving the minimum power factor in the second power factor range while maintaining the active power exceeds the maximum power, the output control unit is within the power range in which the apparent power is equal to or less than the maximum power. , The active power may be reduced and the invalid power may be output.
本発明の第2の態様においては、対価算出装置を提供する。対価算出装置は、上記のいずれかの制御装置の管理者に支払われる対価を算出してよい。対価算出装置は、対価算出部を備えてよい。対価算出部は、第1力率範囲と第2力率範囲とに応じて、対価を算出してよい。 In the second aspect of the present invention, a consideration calculation device is provided. The consideration calculation device may calculate the consideration paid to the manager of any of the above control devices. The consideration calculation device may include a consideration calculation unit. The consideration calculation unit may calculate the consideration according to the first power factor range and the second power factor range.
対価算出部は、第1力率範囲、第2力率範囲、および皮相電力の最大電力に基づいて、対価を算出してよい。 The consideration calculation unit may calculate the consideration based on the first power factor range, the second power factor range, and the maximum power of the apparent power.
対価算出部は、第1力率範囲内で出力可能な最大の無効電力である第1無効電力と、第2力率範囲内で出力可能な最大の無効電力である第2無効電力とに応じて、対価を算出してよい。 The consideration calculation unit responds to the first reactive power, which is the maximum reactive power that can be output within the first power factor range, and the second reactive power, which is the maximum reactive power that can be output within the second power factor range. The consideration may be calculated.
本発明の第3の態様においては、電力システムを提供する。電力システムは、上記のいずれかの複数の制御装置を備えてよい。電力システムは、それぞれの制御装置に力率変更指令を通知してよい。 A third aspect of the invention provides a power system. The power system may include any of the above plurality of control devices. The power system may notify each controller of the power factor change command.
本発明の第4の態様においては、プログラムを提供する。プログラムは、コンピュータを、上記のいずれかに記載の対価算出装置として機能させるためのプログラムである。 A fourth aspect of the invention provides a program. The program is a program for making a computer function as a consideration calculation device according to any one of the above.
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。 Hereinafter, the present invention will be described through embodiments of the invention, but the following embodiments do not limit the invention to which the claims are made. Also, not all combinations of features described in the embodiments are essential to the means of solving the invention.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態における電力システム1を示す図である。電力システム1は、分散型電源20-1および20-2(分散型電源20と総称する場合がある)と、制御装置100-1および100-2(制御装置100と総称する場合がある)と、対価算出装置200-1および200-2(対価算出装置200と総称する場合がある)とを備えてよい。各構成の個数は、図1の場合に限られない。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a
分散型電源20-1および20-2は、ソーラパネルによる太陽光発電装置、風力発電装置、電気自動車、および燃料電池発電装置等の各電源であってよい。本例では、分散型電源20-1および20-2は、太陽光発電装置である。分散型電源20-1は制御装置100-1を介して電力系統30に電気的に接続される。同様に、分散型電源20-2は制御装置100-2を介して電力系統30に電気的に接続される。分散型電源20-1および20-2の出力側は、連系点32において電気的に接続される。分散型電源20-1および20-2の数および種類は、図1に示される場合に限られない。
The distributed power sources 20-1 and 20-2 may be power sources such as a solar panel solar power generation device, a wind power generation device, an electric vehicle, and a fuel cell power generation device. In this example, the distributed power sources 20-1 and 20-2 are photovoltaic power generation devices. The distributed power source 20-1 is electrically connected to the
制御装置100-1および100-2は、それぞれ分散型電源20-1および20-2を制御する。制御装置100は、分散型電源20によって発生した電力を連系点32に供給する。制御装置100-1の入力側は、分散型電源20-1に接続されている。制御装置100-1は、分散型電源20-1によって発生した電力を電力系統30に応じた電力に変換する電力変換装置であってよい。制御装置100-2の入力側は、分散型電源20-2に接続されている。制御装置100-2は、分散型電源20-2によって発生した電力を電力系統30に応じた電力に変換する電力変換装置であってよい。制御装置100は、パワーコンディショナー、PCS(パワーコンディショニングシステム)、またはインバーターと呼ばれる装置を含んでよい。
The control devices 100-1 and 100-2 control the distributed power sources 20-1 and 20-2, respectively. The
制御装置100-1の出力側は、連系点32を介して電力系統30に接続されている。制御装置100-1と連系点32との間には変圧器が接続されていてもよい。制御装置100-2の出力側も、連系点32を介して電力系統30に接続されてよい。電力系統30は、系統電源34および負荷36を備える。
The output side of the control device 100-1 is connected to the
制御装置100-1および100-2は、通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲が設定されている。電力系統30における電力会社の指令装置等から、許容範囲を超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信された場合には、制御装置100-1および100-2は、許容範囲外の無効電力を出力する。制御装置100-1および100-2の構成については後述する。
The control devices 100-1 and 100-2 are set to allow for the reactive power and the active power to be output at normal times. When an excess output command indicating that the reactive power exceeding the allowable range should be output is received from the command device or the like of the electric power company in the
対価算出装置200-1は、制御装置100-1が電力系統30に供給する無効電力の電力量を検出する。対価算出装置200-1は、無効電力の電力量に基づいて、制御装置100-1の管理者に支払われる対価を算出する。同様に、対価算出装置200-2は、制御装置100-2が電力系統30に供給する無効電力の電力量を検出する。対価算出装置200-2は、無効電力の電力量に基づいて、制御装置100-2の管理者に支払われる対価を算出する。
The consideration calculation device 200-1 detects the amount of reactive power supplied by the control device 100-1 to the
対価算出装置200-1は、制御装置100-1の内部に設けられていてもよく、制御装置100-1とは別の装置として制御装置100-1と通信可能に接続されていてもよい。対価算出装置200-2は、制御装置100-2の内部に設けられていてもよく、制御装置100-2とは別の装置として制御装置100-2と通信可能に接続されていてもよい。また、対価算出装置200-1および200-2は、電力会社が管理する電力系統30に設けられている装置であってもよい。対価算出装置200-1および200-2の構成については後述する。
The consideration calculation device 200-1 may be provided inside the control device 100-1, or may be communicably connected to the control device 100-1 as a device separate from the control device 100-1. The consideration calculation device 200-2 may be provided inside the control device 100-2, or may be communicably connected to the control device 100-2 as a device separate from the control device 100-2. Further, the consideration calculation devices 200-1 and 200-2 may be devices provided in the
図2は、本発明の第1実施形態における制御装置100を示す図である。制御装置100は、パワーコンディショナー102、設定部110、出力制御部120、および受信部130を備える。パワーコンディショナー102は、分散型電源20から電力を受け取り、電力系統30に電力を出力する。パワーコンディショナー102は、インバーターとも呼ばれる。
FIG. 2 is a diagram showing a
設定部110は、制御装置100が通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲が設定される範囲設定部である。出力制御部120は、設定部110に設定された許容範囲内において、分散型電源20から電力系統30に供給する無効電力および有効電力を制御する。受信部130は、電力系統30における指令装置から、許容範囲を超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信する。電力系統30における指令装置は、電力系統30を制御する制御装置であってもよく、電力系統を管理する管理者の端末装置であってもよい。受信部130は、指令装置から直接的に超過出力指令を受信してもよく、他の通知装置等を介して超過出力指令を受信してもよい。
The
出力制御部120は、受信部130が超過出力指令を受信した場合に、許容範囲外の無効電力を出力する。具体的には、出力制御部120は、受信部130が超過出力指令を受信した場合に、許容範囲外の無効電力を出力するようにパワーコンディショナーを制御する。
When the receiving
一般的には、太陽光発電装置等の分散型電源20の最大出力電力が、パワーコンディショナー102が出力できる最大電力(容量)より大きく設定されている。天候等により太陽光発電装置が最大出力電力を発電できない状況が長期間続くことを考慮し、パワーコンディショナー102の最大電力付近で使用することによって経済効率を高めることができる。しかし、本実施形態では、パワーコンディショナー102から出力される無効電力の電力容量を確保すべく、パワーコンディショナー102が出力できる最大電力が、分散型電源20が出力できる最大電力より大きくてよい。
Generally, the maximum output power of the distributed power source 20 such as a photovoltaic power generation device is set to be larger than the maximum power (capacity) that can be output by the
図3は、第1実施形態における制御装置による無効電力および有効電力の制御内容の一例を示す図である。図3に示される円は、制御装置100が電力系統30に供給できる皮相電力の最大電力を示す。皮相電力とは、有効電力と無効電力とのベクトル和で表される。図3の縦軸は無効電力Q(Var)を示し、横軸は有効電力P(W)を示す。制御装置100が電力系統30に供給できる皮相電力の最大電力は、たとえば、パワーコンディショナー102の半導体スイッチの容量と、配線の太さとによって定まる。
FIG. 3 is a diagram showing an example of the control contents of the reactive power and the active power by the control device in the first embodiment. The circle shown in FIG. 3 indicates the maximum apparent power that the
ハッチングされた領域は、制御装置100が通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲Mを示す。図3に示されるように、許容範囲Mとして無効電力および有効電力の力率範囲が設定されてよい。図3では、許容範囲が、力率がα以上1以下の範囲に定められている。たとえば、αは、予め定められた値である。αは、0.7以上0.9以下であってよく、0.8であってよい。力率は、皮相電力に対する有効電力の割合である。
The hatched area indicates the allowable range M of the reactive power and the active power output by the
出力制御部120は、設定部110に設定された許容範囲M内において、分散型電源20から電力系統に供給する無効電力Qおよび有効電力Pを制御する。図3では、現在の出力として無効電力がQ0に制御されている。受信部130が電力系統30における指令装置から、許容範囲Mを超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信した場合、出力制御部120は、許容範囲M外の無効電力Qtを出力する。
The
本例では、出力制御部120は、受信部130が超過出力指令を受信した場合に、力率範囲外の無効電力Qtを出力する。無効電力は、Q0からQtへと増加する。Q0は現在の変更前の無効電力を示し、Qtは、時刻tで電力会社から要求された無効電力、すなわち、超過出力指令よって指示された無効電力を示す。無効電力増加量D1は、|Qt-Q0|である。図3に示される例では、無効電力がQ1以上の範囲で許容範囲Mを超える。許容範囲Mを超えて出力した無効電力の超過電力D2は、|Qt-Q1|である。
In this example, the
出力制御部120は、受信部130が超過出力指令を受信した場合に、電力系統に供給する有効電力P(Ptとする)を維持しつつ、電力系統に供給する無効電力Qを増加させる。この場合、許容範囲Mを超える無効電力Q1は、次の数式で示される。Ptは、変更の前後で維持される有効電力であり、αは力率である。
図1に示された対価算出装置200は、無効電力増加量D1を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)、すなわち、超過出力指令に応じて無効電力の電力を増加させた増加電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出してよい。無効電力が増加した場合には、それだけ制御装置100が消耗する度合が高まる。したがって、増加電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出することで、無効電力を出力した制御装置100の消耗を填補することができる。
The
但し、対価の算出はこの場合に限られない。対価算出装置200は、無効電力の超過電力D2を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)、すなわち、超過出力指令に応じて許容範囲を超えて出力した無効電力の超過電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出してよい。予め定められた許容範囲M内においては、分散型電源20(発電装置)が自己の責任範囲として系統安定化に貢献する一方、責任範囲を超える超過分については、分散型電源20の管理者が、超過電力量(Var・秒)に応じた対価の支払いを受けるように構成してよい。
However, the calculation of consideration is not limited to this case. The
図4は、第1実施形態における制御装置による無効電力および有効電力の制御内容の他例を示す図である。図4に示される円は、制御装置100が電力系統30に供給できる皮相電力の最大電力を示す。図4の縦軸は無効電力Q(Var)を示し、横軸は有効電力P(W)を示す。ハッチングされた領域は、制御装置100が通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲Mを示す。図4に示されるように、許容範囲Mとして無効電力および有効電力の力率範囲が設定されてよい。
FIG. 4 is a diagram showing other examples of the control contents of the reactive power and the active power by the control device in the first embodiment. The circle shown in FIG. 4 indicates the maximum apparent power that the
図4に示される場合において、出力制御部120は、通常時において、設定部110に設定された許容範囲M内において、分散型電源20から電力系統30に供給する無効電力Q0および有効電力P0を制御する。本例では、受信部130が、許容範囲Mを超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信する。出力制御部120が、超過出力指令に応じて無効電力Q0をQtまで増加させた場合(無効電力増加量D1の場合)の皮相電力が、電力系統30に供給できる最大電力を超える。最大電力は、配線の容量および制御装置の出力容量(半導体スイッチの容量)等によって定まる。
In the case shown in FIG. 4, the
出力制御部120は、超過出力指令に応じて無効電力を増加させた場合の皮相電力が、電力系統30に供給できる最大電力を超える場合に、有効電力PをP0からPtに減少させて、無効電力QをQtまで増加させる。具体的には、超過出力指令が無効電力Qtの供給を指令している場合、皮相電力の最大電力を示す円と交差するPt以下となるまで有効電力P0を減少させる。これによって、皮相電力の最大電力内において、超過出力指令に基づく無効電力を電力系統30に供給することができる。したがって、電力系統30の電圧変動を抑制することができる。
The
なお、複数の制御装置100-1および100-2が存在する場合、図3に示されるように、電力系統30に供給している有効電力が減少しない範囲で無効電力を増加できる量が他の分散型電源20-2より多い分散型電源20-1が、優先して無効電力を増加してもよい。
When there are a plurality of control devices 100-1 and 100-2, as shown in FIG. 3, the amount of the active power supplied to the
図5は、無効電力および有効電力についての許容範囲の他例を示す図である。図3および図4は、皮相電力が最大電力の値に対して小さく(図3、図4の円の内部にあることを意味する)、力率がα以上1以下を示す扇型状の範囲を許容範囲Mとする場合が示された。しかしながら、許容範囲Mは、この場合に限られない。図5においては、力率がα以上1以下であり、有効電力PがA以下(Aは、皮相電力の最大電力以下に予め定められた定数)である三角形の範囲が許容範囲Mに設定される。 FIG. 5 is a diagram showing other examples of allowable ranges for reactive power and active power. 3 and 4 show a fan-shaped range in which the apparent power is smaller than the maximum power value (meaning that it is inside the circle in FIGS. 3 and 4) and the power factor is α or more and 1 or less. Was shown to be the allowable range M. However, the allowable range M is not limited to this case. In FIG. 5, the range of the triangle in which the power factor is α or more and 1 or less and the active power P is A or less (A is a constant predetermined to be equal to or less than the maximum power of the apparent power) is set as the allowable range M. To.
図6は、無効電力および有効電力についての許容範囲の他例を示す図である。図6においては、力率がα以上1以下であり、有効電力PがB以上であり(但し、Bは、予め定められた定数)、かつ、無効電力が-Qm以上、+Qm以下(ただし、Qmは定数)である範囲(図6にハッチングで示す)が許容範囲Mに設定されてもよい。定数Bは、皮相電力の最大電力の0.01倍以上0.1倍以下に予め定められた定数、たとえば、皮相電力の最大電力の0.05倍である。定数Qmは、皮相電力の最大電力の0.4以上0.5以下、たとえば、0.44であってよい。-Qmを皮相電力の最大電力の0.25倍とし、+Qmを皮相電力の最大電力の0.44倍とするように、無効電力が負の場合の閾値(絶対値)が、無効電力が正の場合の閾値(絶対値)より小さくなるように定められてもよい。 FIG. 6 is a diagram showing other examples of allowable ranges for reactive power and active power. In FIG. 6, the power factor is α or more and 1 or less, the active power P is B or more (however, B is a predetermined constant), and the reactive power is −Q m or more and + Q m or less (however, B is a predetermined constant). However, a range (shown by hatching in FIG. 6), which is a constant (Q m ), may be set as an allowable range M. The constant B is a predetermined constant of 0.01 times or more and 0.1 times or less of the maximum power of the apparent power, for example, 0.05 times the maximum power of the apparent power. The constant Q m may be 0.4 or more and 0.5 or less, for example, 0.44 of the maximum power of the apparent power. The threshold value (absolute value) when the reactive power is negative is the reactive power so that -Q m is 0.25 times the maximum power of the apparent power and + Q m is 0.44 times the maximum power of the apparent power. May be set to be smaller than the threshold value (absolute value) when is positive.
図5および図6に示されるような許容範囲においても、出力制御部120は、受信部が超過出力指令を受信した場合に、電力系統30に供給する有効電力を維持しつつ、電力系統30に供給する無効電力を増加させることができる。また、出力制御部120は、超過出力指令に応じて無効電力を増加させた場合の皮相電力が、電力系統に供給できる最大電力を超える場合に、有効電力を減少させて、無効電力を増加させることもできる。
Even within the permissible range as shown in FIGS. 5 and 6, the
図7は、本発明の第1実施形態における対価算出装置を示す図である。対価算出装置200は、制御装置100に設けられてよく、制御装置100外に設けられてもよい。対価算出装置200は、電力検出部210および対価算出部220を備える。電力検出部210は、制御装置100が電力系統30に供給する無効電力の電力量(Var・秒)を検出する。電力検出部210は、電力管理用計器(電力量計)であってよい。電力管理用計器として種々の方式の電力計を採用することができる。
FIG. 7 is a diagram showing a consideration calculation device according to the first embodiment of the present invention. The
対価算出部220は、電力検出部210が検出した無効電力の電力量に基づいて、制御装置100の管理者に支払われる対価を算出する。対価算出装置200は、通知部230を備えてよい。通知部230は、算出された対価を電力系統30の系統管理者の端末装置および分散型電源の管理者の端末装置の少なくとも一つに通知してよい。
The
対価算出部220は、対価情報を取得してよい。対価算出部220は、電力検出部210が検出した無効電力の電力量と、対価情報とに基づいて、制御装置100の管理者に支払われる対価を算出してよい。対価情報は、たとえば、無効電力量の一単位あたりの価格である。対価情報は、事前に設定されていてよい。たとえば、対価情報は、電力会社等によって定められてよい。また、対価情報は、有効電力量の電力取引市場または無効電力の電力取引市場等における取引情報を取得することによって、対価算出部220が導出してもよい。
The
対価情報は、有効電力に対して支払われる対価に基づいて設定されてよい。この場合、対価算出部220は、有効電力に対して支払われる対価に更に基づいて、無効電力に対して支払われる対価を算出する。一例において、無効電力量の単価を有効電力量の単価より高くしてよい。
The consideration information may be set based on the consideration paid for the active power. In this case, the
無効電力量の単価を有効電力量の単価より高くすることによって、無効電力を供給するために有効電力の出力を減らした場合であっても、制御装置100の管理者に支払われる対価が減らない。また、将来、太陽光発電装置等の分散型電源20の台数が増えると、供給される有効電力量が多くなるため、有効電力量の方が無効電力量より余剰になる可能性がある。無効電力量の単価を有効電力量の単価より高くすることによって、このような需給関係に対応することができる。さらに、電力系統30の安定化に貢献した制御装置100および分散型電源20に高評価を与えることができる。
By making the unit price of the reactive power amount higher than the unit price of the active power amount, even if the output of the active power is reduced to supply the reactive power, the consideration paid to the administrator of the
対価算出部220は、電力系統30に設けられていてもよい。一例において、対価算出部220は電力系統30に設けられている電力会社の指令装置であってもよい。電力検出部210は、制御装置100-1の出力端および制御装置100-2の出力端にそれぞれ設けられており、対価算出部220は、電力系統30に設けられていてもよい。この場合、各電力検出部210と、対価算出部220は通信可能に接続される。対価算出部220は、各電力検出部210から、無効電力の電力量の測定結果を受信してよい。したがって、対価算出装置200は、電力検出部210を必ずしも備えていなくてよい。
The
図8は、第1実施形態における電力システムにおける処理手順の一例を示す図である。制御装置100の設定部110には、図3から図6に示したとおり、通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲が設定されている。たとえば、設定部110には、許容範囲として無効電力および有効電力の力率範囲が設定されている。通常時においては、出力制御部120は、設定部110に設定された許容範囲内において、分散型電源20から電力系統30に供給する無効電力および有効電力を制御する(ステップS101)。受信部130が、電力系統30における指令装置から、許容範囲を超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信していない場合(ステップS102:NO)、出力制御部120は、設定部110に設定された許容範囲内において、無効電力および有効電力の制御を継続する(ステップS101)。
FIG. 8 is a diagram showing an example of a processing procedure in the electric power system according to the first embodiment. As shown in FIGS. 3 to 6, the
受信部130が、電力系統30における指令装置から、許容範囲を超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信した場合(ステップS102:YES)、出力制御部120は、図3に示したように、許容範囲外の無効電力を出力する(ステップS103)。このとき、出力制御部120は、受信部130が超過出力指令を受信した場合に、電力系統30に供給する有効電力を維持しつつ、電力系統30に供給する無効電力を増加させてよい。これにより有効電力についての取得対価の減少を防止することができる。
When the receiving
対価算出装置200における電力検出部210は、電力情報を取得する。電力検出部210は、制御装置100が電力系統30に供給する無効電力の電力量を検出する。対価算出部220は、電力検出部210からの電力量の検出結果に基づいて、許容範囲を超えて出力した無効電力の超過電力量を算出する(ステップS104)。超過電力量は、許容範囲を超えて出力した無効電力の超過電力D2(図3参照)を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)である。
The
対価算出部220は、許容範囲を超えて出力した無効電力の超過電力量に基づいて、制御装置100-1および100-2の各管理者に支払われる対価を算出する(ステップS105)。通知部230は、算出された対価の情報を電力会社に通知する(ステップS106)。具体的には、通知部230は、算出された対価を電力系統30の系統管理者の端末装置および分散型電源の管理者の端末装置の少なくとも一つに通知してよい。この結果、発電事業者は、電力会社から対価の支払いを受けることができる(ステップS107)。発電事業者は、制御装置100の管理者であってよい。
The
図8の処理においては、ステップS104およびステップS105において、許容範囲Mを超えて出力した無効電力の超過電力D2(図3参照)を積算して得られた超過電力量に基づいて対価を計算する場合が示された。但し、対価算出部220は、超過出力指令に応じて無効電力の電力を増加させた増加電力量に基づいて対価を算出してもよい。増加電力量は、超過出力指令に応じて無効電力が増加した無効電力増加量D1(図3参照)を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)である。
In the process of FIG. 8, in steps S104 and S105, the consideration is calculated based on the excess power amount obtained by integrating the excess power D 2 (see FIG. 3) of the reactive power output exceeding the allowable range M. The case was shown. However, the
無効電力が増加した場合には、それだけ制御装置100が消耗する度合が高まる。したがって、増加電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出することで、無効電力を出力した制御装置100の消耗を填補することができる。
When the reactive power increases, the degree to which the
図9は、第1実施形態における電力システムにおける処理手順の他例を示す図である。ステップS201及びステップS202の処理は、図8のステップS101およびステップS102の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。 FIG. 9 is a diagram showing another example of the processing procedure in the electric power system according to the first embodiment. The processing of step S201 and step S202 is the same as the processing of step S101 and step S102 of FIG. Therefore, the repeated description will be omitted.
出力制御部120は、超過出力指令に応じて無効電力を増加させた場合の皮相電力が、電力系統30に供給できる最大電力を超えるか否かを判断する(ステップS203)。無効電力を増加させた場合の皮相電力が、電力系統30に供給できる最大電力を超える場合には(ステップS203:YES)、有効電力を減少させて、無効電力を増加させる(ステップS204)。具体的には、図4に示されたように、超過出力指令が無効電力Qtの供給を指令している場合、皮相電力の最大電力を示す円と交差するPt以下となるまで有効電力P0を減少させる。これによって、出力制御部120は、皮相電力の最大電力の範囲内において、超過出力指令に基づく無効電力を電力系統30に供給することができる(ステップS205)。
The
無効電力を増加させた場合の皮相電力が、電力系統30に供給できる最大電力を超えない場合には(ステップS203:NO)、出力制御部120は、許容範囲外の無効電力を出力する(ステップS205)。ステップ205からステップS209までの処理は、図8におけるステップS103からステップS107までの処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
If the apparent power when the reactive power is increased does not exceed the maximum power that can be supplied to the power system 30 (step S203: NO), the
図9に示される処理によれば、有効電力を維持したまま無効電力の供給量を増加させると皮相電力が最大電力を超える場合においても、超過出力指令に応じて無効電力を増加させることができる。これにより電力系統30の電圧安定化に寄与することができる。そして、この場合も、無効電力の増加電力量(Var・秒)または無効電力の超過電力量(Var・秒)に基づいて、無効電力量に対する対価を算出することができる。これにより、無効電力を出力した制御装置100の消耗を填補し、電力系統30の電圧安定化にインセンティブを与えることができる。
According to the process shown in FIG. 9, if the supply amount of the reactive power is increased while maintaining the active power, the reactive power can be increased in response to the excess output command even when the apparent power exceeds the maximum power. .. This can contribute to voltage stabilization of the
図10は、第1実施形態における電力システムの他例を示す図である。電力システム2は、図1に示される電力システム1に対して通知装置300が追加されている。電力システム2は、複数の制御装置100-1および100-2と、それぞれの制御装置100-1および100-2に超過出力指令を通知する通知装置300とを含む。制御装置100-1および100-2の数は、3台以上であってもよい。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the electric power system according to the first embodiment. In the
通知装置300は、電力系統に設けられて、許容範囲を超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を送信する指令装置であってもよく、複数の分散型電源を統括して管理する装置であってもよい。たとえば、通知装置300は、需要家の需要量を制御して電力の需要と供給のバランスを保つディマンドレスポンス(DR)において、電力会社と需要者の間に立ってバランスを制御する事業者であるアグリゲーターの装置であってよい。通知装置300が指令装置自体でない場合には、通知装置300は、指令装置から超過出力指令を受信し、各分散型電源20-1および20-2の制御装置100-1および100-2に超過出力指令を通知してよい。
The
通知装置300は、それぞれの分散型電源20-1および20-2が電力系統に供給している有効電力に基づいて、それぞれの分散型電源20-1および20-2に出力させる無効電力を設定してよい。たとえば、通知装置300は、電力系統30に供給している有効電力が減少しない範囲で無効電力を増加できる量が他の分散型電源20-2より多い分散型電源20-1に、優先して無効電力を増加させる。優先して無効電力を増加させることには、優先度が他の分散型電源20-2より高い分散型電源20-1に、無効電力の増加量を多く割り当てることが含まれてよい。優先度の高さの順番で複数の分散型電源を選択して、選択した各分散型電源20からの無効電力が最大限(皮相電力が最大電力となる状態)になるように増加させてもよい。
The
通知装置300は、現在の無効電力に更に基づいてそれぞれの分散型電源20-1および20-2に出力させる無効電力を設定してもよい。また、通知装置300は、配線の太さ等により定まる容量に更に基づいてそれぞれの分散型電源20-1および20-2に出力させる無効電力を設定してもよい。通知装置300は、力率が1に近い分散型電源20を優先して無効電力を増加させてよい。力率が1に近い場合には、無効電力を増加させる余力が力率が0に近い場合に比べて大きい。あるいは、通知装置300は、現在の皮相電力が他の分散型電源20-2より小さい分散型電源20-1を優先して無効電力を増加させてよい。さらに、通知装置300は、天候等による出力変動の予測値が他の分散型電源20-2より小さい分散型電源20-1を優先して無効電力を増加させてよい。
The
通知装置300は、繋がっている電線の容量が他の分散型電源20-2より大きな分散型電源20-1を優先して無効電力を増加させてよい。これによって、無効電力の変動による電圧変動が小さくなる。通知装置300は、電圧許容範囲に対する現在の電圧の余裕が他の分散型電源20-2より大きい分散型電源20-1を優先して無効電力を増加させてよい。
The
複数の分散型電源20-1および20-2と制御装置100-1および100-2が含まれる場合、上述した種々の見地に基づいて、それぞれの分散型電源20-1および20-2(制御装置100-1および100-2)から電力系統30に出力させる無効電力を設定することができる。
When a plurality of distributed power sources 20-1 and 20-2 and control devices 100-1 and 100-2 are included, the distributed power sources 20-1 and 20-2 (control) are included, respectively, based on the various viewpoints described above. It is possible to set the reactive power to be output from the devices 100-1 and 100-2) to the
[第2実施形態]
第1実施形態の制御装置100においては、通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲が設定され、電力系統30における指令装置から、許容範囲を超える無効電力を出力すべき旨の超過出力指令を受信する場合が示された。また、第1実施形態の対価算出装置200は、制御装置100から出力される無効電力量から対価を算出する場合が示された。しかしながら、本発明はこの場合に限られない。第2実施形態における電力システム1は、制御装置100の処理内容および対価算出装置200の処理内容が異なることを除いて、図1に示される構成と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
[Second Embodiment]
In the
第2実施形態の電力システムにおいても、対価算出装置200-1は、制御装置100-1の内部に設けられていてもよく、制御装置100-1とは別の装置として制御装置100-1と通信可能に接続されていてもよい。対価算出装置200-2も同様である。また、対価算出装置200-1および200-2は、電力会社が管理する電力系統30に設けられている装置であってもよい。
Also in the electric power system of the second embodiment, the consideration calculation device 200-1 may be provided inside the control device 100-1, and the control device 100-1 is a device different from the control device 100-1. It may be connected so that it can communicate. The same applies to the consideration calculation device 200-2. Further, the consideration calculation devices 200-1 and 200-2 may be devices provided in the
図11は、本発明の第2実施形態における制御装置100を示す図である。制御装置100は、範囲設定部として力率範囲設定部140を備え、受信部として力率変更指令受信部150を備える。これらの点を除いて、制御装置100の構成は図2に示した制御装置100の構成と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
FIG. 11 is a diagram showing a
力率範囲設定部140は、第1力率範囲が設定される範囲設定部である。第1力率範囲は、制御装置100において通常時に許容される力率の範囲を意味する。出力制御部120は、力率範囲設定部140に設定された第1力率範囲内において、分散型電源20から電力系統30に供給する無効電力および有効電力を制御する。力率変更指令受信部150は、電力系統30における指令装置から、第1力率範囲よりも力率の小さい付加範囲を含む第2力率範囲に力率範囲を変更する力率変更指令を受信する。電力系統30における指令装置は、電力系統30を制御する制御装置であってもよく、電力系統を管理する管理者の端末装置であってもよい。力率変更指令受信部150は、指令装置から直接的に力率変更指令を受信してもよく、他の通知装置等を介して力率変更指令を受信してもよい。
The power factor
出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に第2力率範囲内の電力を出力する。具体的には、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、第1力率範囲外の無効電力を出力するようにパワーコンディショナーを制御する。
The
図12は、第2実施形態における制御装置100による無効電力および有効電力の制御内容の一例を示す図である。図12に示される円は、制御装置100が電力系統30に供給できる皮相電力Sの最大電力を示す。制御装置100が電力系統30に供給できる皮相電力Sの最大電力は、たとえば、パワーコンディショナー102の半導体スイッチの容量と、配線の太さとによって定まる。皮相電力Sとは、有効電力Pと無効電力Qとのベクトル和で表される。
FIG. 12 is a diagram showing an example of the control contents of the reactive power and the active power by the
図12の縦軸は無効電力Q(Var)を示し、横軸は有効電力P(W)を示す。図12の縦軸の正方向の無効電力Q(Var)は、電力系統30の電圧を上昇させ、縦軸の負方向の無効電力Q(Var)は、電力系統30の電圧を低下させる。本例では、電力系統30の電圧が高くなりすぎないように、無効電力Q(Var)によって電力系統30の電圧を低下させる場合を説明する。
The vertical axis of FIG. 12 shows the active power Q (Var), and the horizontal axis shows the active power P (W). The positive reactive power Q (Var) on the vertical axis of FIG. 12 increases the voltage of the
ハッチングされた領域は、制御装置100が通常時に出力する無効電力および有効電力の許容範囲を意味する。第2実施形態においては、ハッチングされた領域は、第1力率範囲M1、すなわち、制御装置100において通常時に許容される力率の範囲を示している。第1力率範囲M1内における無効電力注入は、制御装置100自体からの出力される電圧上昇対策としての無効電力注入といえる。第1力率範囲M1は、制御装置100の受け持つ責任範囲であってよい。電力会社との間の取り決めで決定されてよく、ネットワークを通じて指示されてもよい。
The hatched area means the allowable range of the reactive power and the active power output by the
出力制御部120は、力率範囲設定部140に設定された第1力率範囲M1内において、分散型電源20から電力系統30に供給する無効電力Qおよび有効電力Pを制御する。現在の出力として無効電力がQ0に制御されている。図12に示される例では、Q0=0であり、力率が1である。
The
力率変更指令受信部150が、電力系統30における指令装置から、力率変更指令を受信した場合、出力制御部120は、第2力率範囲M2内の電力を出力する。出力制御部120は、力率範囲を第1力率範囲M1から第2力率範囲M2に変更してよい。第2力率範囲M2は、第1力率範囲M1よりも力率の絶対値が小さい付加範囲Maを含んでいる。換言すれば、第2力率範囲M2は、第1力率範囲M1よりも力率の絶対値が小さい範囲まで拡がっている。第2電力範囲M2のうち、付加範囲Maにおける無効電力の注入は、制御装置100の責任範囲を超えて、系統安定化への協力としての無効電力注入に対応する。
When the power factor change
図12では、第1力率範囲M1は、力率がα以上1以下の範囲に定められている。たとえば、αは、0.7以上0.9以下であってよく、0.8であってよい。負荷範囲Maは、力率がβ以上α未満の範囲(ただし、βはαより小さい)に定められている。αが0.8の場合、βは、0.3以上0.7以下であってよく、0.3以上0.5以下であってよい。本例では、βは0.5である。第2力率範囲M2は、M1+Maの範囲である。第2力率範囲M2は、力率がβ以上1以下の範囲に定められている。 In FIG. 12, the first power factor range M1 is defined as a range in which the power factor is α or more and 1 or less. For example, α may be 0.7 or more and 0.9 or less, and may be 0.8. The load range Ma is defined as a range in which the power factor is β or more and less than α (however, β is smaller than α). When α is 0.8, β may be 0.3 or more and 0.7 or less, and may be 0.3 or more and 0.5 or less. In this example, β is 0.5. The second power factor range M2 is a range of M1 + Ma. The second power factor range M2 is defined as a range in which the power factor is β or more and 1 or less.
出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、電力系統に供給する有効電力P0を維持しつつ、電力系統に供給する無効電力Qを増加させてよい。出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、電力系統に供給する有効電力P(Ptとする)を維持しつつ、第1力率範囲M1外の無効電力Qtを出力してよい。好ましくは、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、付加範囲Ma内で無効電力Qtを出力してよい。特に、図2に示される例においては、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、力率がβ以上1以下に定められた第2力率範囲内において最小の力率βを達成するように、無効電力Qtを出力してよい。
When the power factor change
本実施形態においては、第1実施形態の場合と異なり、無効電力増加量D1である|Qt-Q0|を計算する必要がなく、許容範囲を超えて出力した無効電力の超過電力を計算する必要もない。 In the present embodiment, unlike the case of the first embodiment, it is not necessary to calculate | Qt −Q 0 | which is the amount of increase in the reactive power D 1 , and the excess power of the reactive power output exceeding the permissible range is obtained. There is no need to calculate.
第1実施形態の対価算出装置200においては、図3において説明したとおり、無効電力増加量D1を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)、すなわち、超過出力指令に応じて無効電力の電力を増加させた増加電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出する場合等が示された。これに対し、第2実施形態の対価算出装置200においては、第1力率範囲M1と第2力率範囲M2とに応じて対価を算出することができる。
In the
一例において、第2実施形態の対価算出装置200は、第1力率範囲M1内で出力可能な最大の無効電力(無効電力の絶対値)である第1無効電力Q1maxと、第2力率範囲M2内で出力可能な最大の無効電力(無効電力の絶対値)である第2無効電力Q2maxとに応じて、制御装置100の管理者に支払われる対価を算出する。具体的には、対価算出装置200は、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出してよい。
In one example, the
第1無効電力Q1maxは、第1力率範囲M1において最小の力率αを達成する無効電力である。第2無効電力Q2maxは、第2力率範囲M2において最小の力率βを達成する無効電力である。したがって、対価算出装置200は、第1力率範囲M1において最小の力率αを達成する無効電力と、第2力率範囲M2において最小の力率βを達成する無効電力とに応じて対価を算出する。
The first reactive power Q 1max is the reactive power that achieves the minimum power factor α in the first power factor range M1. The second reactive power Q 2max is the reactive power that achieves the minimum power factor β in the second power factor range M2. Therefore, the
力率は、皮相電力Sに対する有効電力Pの割合であり、位相差θを用いてcosθで表される。したがって、皮相電力Sの最大電力をSmaxとすると、第1無効電力Q1maxはSmax・sinθαで与えられる。同様に、第2無効電力Q1maxはSmax・sinθβで与えられる。θα、θβは、それぞれ力率がα、βのときの位相差である。最大電力をSmaxは、図12に示される円の半径に対応する。第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分を時間積分(積算)して得られた電力量(Var・秒)に基づいて対価を算出する場合には、対価は、以下の数式によって算出することができる。kは定数であり、tは時間である。ただし、対価算出処理は、第1力率範囲M1と第2力率範囲M2とに基づくものであればよく、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分を時間積分するものに限定されない。
以上のように、本実施形態の対価算出装置200によれば、実際に出力される無効電力量によらずに、設定された力率α、βとによって対価を算出することができる。したがって、無効電力を実測することなく、対価を算出することができる。これによって、電力系統安定化に対する協力に応じて適切な対価を簡便かつ迅速に算出することができる。
As described above, according to the
図13は、第2実施形態における制御装置100による無効電力および有効電力の制御内容の他例を示す図である。図13に示される円も、制御装置100が電力系統30に供給できる皮相電力の最大電力を示す。図13の縦軸は無効電力Q(Var)を示し、横軸は有効電力P(W)を示す。ハッチングされた領域は、第1力率範囲M1を示す。
FIG. 13 is a diagram showing other examples of the control contents of the reactive power and the active power by the
図13に示される例においては、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、有効電力PをP0からPtに減少させるとともに、付加範囲Ma内で無効電力Qtを出力する。特に、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、皮相電力Sが予め定められた最大電力Smax以下となる電力範囲内において有効電力Pを減少させるとともに、付加範囲Ma内で無効電力を出力する。特に、出力制御部120は、有効電力P0を維持しつつ第2力率範囲M2における最小の力率βを達成する場合の皮相電力Sが最大電力Smaxを超える場合には、皮相電力Sが最大電力Smaxを以下となる電力範囲内となるまで有効電力P0を減少させる。これによって、皮相電力Sの最大電力Smax内において、力率変更指令に基づく第2力率範囲M2の力率の最小値βを達成する。
In the example shown in FIG. 13, the
図14は、第2実施形態における制御装置100による無効電力および有効電力の制御内容の他例を示す図である。図13に示される制御内容と異なり、出力制御部120は、有効電力P0を維持しつつ第2力率範囲M2における最小の力率βを達成する場合の皮相電力Sが最大電力Smaxを超える場合に、有効電力P0を減少させなくてもよい。出力制御部120は、有効電力P0を維持しつつ、第2力率範囲M2における付加範囲Ma内で無効電力Qtを出力してよい。この場合も、対価算出装置200は、実際の無効電力Qtの出力を実測することを要しない。対価算出装置200は、図12において説明したとおり、第1力率範囲M1と第2力率範囲M2とに基づいて対価を算出することができる。具体的には、対価算出装置200は、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分を時間積分することで対価を算出してよい。
FIG. 14 is a diagram showing another example of the control content of the reactive power and the active power by the
図15は、第2実施形態における制御装置100による無効電力および有効電力の制御内容の他の例を示す図である。図15は、力率がα以上1以下であり、有効電力PがA以下(Aは、皮相電力の最大電力以下に予め定められた定数)である三角形の範囲が許容範囲Mに設定されている。図15の示されるように許容範囲Mが力率のみならず、有効電力Pおよび無効電力Q等によって規定されている場合にも、第2実施形態の制御内容を適用することができる。
FIG. 15 is a diagram showing another example of the control content of the reactive power and the active power by the
図15に示される許容範囲Mも、力率がα以上1以下という第1力率範囲を包含している。したがって、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、力率範囲を第1力率範囲から第2力率範囲に変更して、第2力率範囲内の電力を出力することができる。なお、第1実施形態における図6に示された許容範囲Mの場合も、力率がα以上1以下という第1力率範囲を包含しているので、第2実施形態における制御を適用することができる。
The allowable range M shown in FIG. 15 also includes the first power factor range in which the power factor is α or more and 1 or less. Therefore, when the power factor change
図16は、本発明の第2実施形態における対価算出装置200を示す図である。対価算出装置200は、制御装置100に設けられてよく、制御装置100外に設けられてもよい。対価算出装置200は、対価算出部220を備える。
FIG. 16 is a diagram showing a
対価算出装置200は、第2力率範囲M2についての情報を取得する。第2力率範囲M2についての情報は、力率βの指定値であってよい。対価算出装置200は、指令装置からの力率変更指令を受信し、受信した力率変更指令から第2力率範囲M2を取得してよい。対価算出装置200は、第1力率範囲M1についての情報、および各制御装置100における皮相電力Sの最大電力Smaxを取得してよい。第1力率範囲M1についての情報は、力率αの設定値を含んでよい。
The
対価算出装置200が制御装置100に設けられている場合には、装置内部において、第1力率範囲M1についての情報を取得することができる。対価算出装置200が制御装置100の外部に設けられている場合には、制御装置100または他の通信装置から第1力率範囲M1および皮相電力Sの最大電力Smaxの情報を取得してよい。
When the
対価算出装置200は、通知部230を備えてよい。通知部230は、算出された対価を電力系統30の系統管理者の端末装置および分散型電源の管理者の端末装置の少なくとも一つに通知してよい。
The
対価算出部220は、対価情報を取得してよい。対価算出部220は、第1力率範囲M1についての情報および第1力率範囲M1についての情報と、対価情報とに基づいて、制御装置100の管理者に支払われる対価を算出してよい。対価情報は、たとえば、無効電力量の一単位あたりの価格である。対価情報は、事前に設定されていてよい。たとえば、対価情報は、電力会社等によって定められてよい。また、対価情報は、有効電力量の電力取引市場または無効電力の電力取引市場等における取引情報を取得することによって、対価算出部220が導出してもよい。
The
対価情報は、有効電力に対して支払われる対価に基づいて設定されてよい。この場合、対価算出部220は、有効電力量に対して支払われる対価に更に基づいて、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分の時間積算量に応じた対価を算出する。一例において、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分の時間積算量に対する単価を、有効電力量の単価より高くしてよい。
The consideration information may be set based on the consideration paid for the active power. In this case, the
図17は、第2実施形態における電力システムにおける処理手順の一例を示す図である。制御装置100の力率範囲設定部140には、図12から図15に示したとおり、通常時に許容される力率の範囲を示す第1力率範囲M1が設定されている。通常時においては、出力制御部120は、力率範囲設定部140に設定された第1力率範囲M1内において、分散型電源20から電力系統30に供給する無効電力および有効電力を制御する(ステップS301)。力率変更指令受信部150が、電力系統30における指令装置から、第1力率範囲M1よりも力率の小さい付加範囲を含む第2力率範囲M2に力率範囲を変更する力率変更指令を受信していない場合(ステップS302:NO)、出力制御部120は、力率範囲設定部140に設定された第1力率範囲M1内において、無効電力および有効電力の制御を継続する(ステップS301)。
FIG. 17 is a diagram showing an example of a processing procedure in the electric power system according to the second embodiment. As shown in FIGS. 12 to 15, a first power factor range M1 indicating a range of power factors allowed in normal times is set in the power factor
力率変更指令受信部150が、電力系統30における指令装置から、力率変更指令を受信した場合(ステップS302:YES)、出力制御部120は、力率範囲を第1力率範囲M1から第2力率範囲M2に変更する(ステップS303)。電力系統30における指令装置から、力率変更指令を受信した場合には、出力制御部120は、図12または図14に示したように、第2力率範囲M2内の電力を出力する(ステップS304)。このとき、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、電力系統30に供給する有効電力を維持しつつ、付加領域Ma内で電力系統30に供給する無効電力を出力させてよい。特に、出力制御部120は、力率変更指令受信部150が力率変更指令を受信した場合に、力率がβ以上1以下に定められた第2力率範囲内において最小の力率βを達成するように、無効電力Qtを出力してよい。
When the power factor change
対価算出装置200は、第1力率範囲M1および第2力率範囲M2についての各情報を取得する。対価算出部220は、第1力率範囲M1および第2力率範囲M2に応じて、対価を算出する(ステップS305)。通知部230は、算出された対価の情報を電力会社に通知する(ステップS306)。具体的には、通知部230は、算出された対価を電力系統30の系統管理者の端末装置および分散型電源の管理者の端末装置の少なくとも一つに通知してよい。この結果、発電事業者は、電力会社から対価の支払いを受けることができる(ステップS307)。発電事業者は、制御装置100の管理者であってよい。
The
図18は、第2実施形態における対価計算の一例を示す図である。図18は、図17におけるステップS305の処理の一例である。対価算出部220は、第1力率範囲M1内で出力可能な最大の無効電力である第1無効電力Q1maxを算出する(ステップS31)。対価算出部220は、第2力率範囲M2内で出力可能な最大の無効電力(無効電力の絶対値)である第2無効電力Q2maxを算出する(ステップS32)。対価算出部220は、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分を算出する(ステップS33)。次いで、対価算出部220は、第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分を時間積分(積算)して電力量(Var・秒)を算出する(ステップS35)。対価算出部220は、電力量(Var・秒)に定数kを乗じて対価を算出してよい。
FIG. 18 is a diagram showing an example of consideration calculation in the second embodiment. FIG. 18 is an example of the process of step S305 in FIG. The
定数kは、時間単価に対応する定数であってよい。第1実施形態において用いられる無効電力増加量D1である|Qt-Q0|に比べて、第2実施形態において用いられる第2無効電力Q2maxと第1無効電力Q1maxとの差分である|Q2max-Q1max|は、大きい場合がある。したがって、|Q2max-Q1max|に基づいて算出された対価は、無効電力増加量D1である|Qt-Q0|に基づいて算出された対価より高くなる場合がある。したがって、|Q2max-Q1max|に基づいて算出された対価と、無効電力増加量D1である|Qt-Q0|に基づいて算出された対価との差が少なくなるように、定数kが設定されてもよい。 The constant k may be a constant corresponding to the hourly unit price. The difference between the second reactive power Q 2max and the first reactive power Q 1max used in the second embodiment as compared with | Q t −Q 0 |, which is the amount of increase in the reactive power D 1 used in the first embodiment. A certain | Q 2max- Q 1max | may be large. Therefore, the consideration calculated based on | Q 2max −Q 1max | may be higher than the consideration calculated based on | Qt −Q 0 |, which is the amount of increase in reactive power D 1 . Therefore, a constant so that the difference between the consideration calculated based on | Q 2max −Q 1max | and the consideration calculated based on | Q t −Q 0 |, which is the amount of increase in reactive power D 1 , is small. k may be set.
図19は、第2実施形態における電力システムにおける処理手順の他の例を示す図である。ステップS401からステップS403の処理は、図17のステップS301からステップS303の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。 FIG. 19 is a diagram showing another example of the processing procedure in the electric power system according to the second embodiment. The process from step S401 to step S403 is the same as the process from step S301 to step S303 in FIG. Therefore, the repeated description will be omitted.
出力制御部120は、有効電力P0を維持しつつ第2力率範囲M2における最小の力率βを達成する場合の皮相電力Sが最大電力Smaxを超えるか否かを判断する(ステップS404)。この場合の皮相電力Sが最大電力Smaxを超える場合には(ステップS404:YES)、有効電力を減少させて(ステップS405)、第2力率範囲M2内の電力を出力する(ステップS406)。
The
具体的には、図13に示されたように、出力制御部120は、皮相電力Sが最大電力Smaxを以下となる電力範囲内となるまで有効電力P0を減少させる。これによって、皮相電力Sの最大電力Smax内において、力率変更指令に基づく第2力率範囲M2の力率の最小値βを達成する無効電力を出力する。ステップS407からステップS409の処理は、図17にお9けるステップS305からステップS307の処理と同様である。したがって、繰り返しの説明を省略する。
Specifically, as shown in FIG. 13, the
第2実施形態の電力システムは、図10に示される第1実施形態の場合と同様に、通知装置300を含んでよい。したがって、繰り返しの説明を省略する。通知装置300は、電力系統30に設けられて、第1力率範囲M1よりも力率の小さい付加範囲Maを含む第2力率範囲M2に力率範囲を変更する力率変更指令を送信する指令装置であってもよく、複数の分散型電源を統括して管理する装置であってもよい。たとえば、通知装置300は、需要家の需要量を制御して電力の需要と供給のバランスを保つディマンドレスポンス(DR)において、電力会社と需要者の間に立ってバランスを制御する事業者であるアグリゲーターの装置であってよい。通知装置300が指令装置自体でない場合には、通知装置300は、指令装置から力率変更指令を受信し、各分散型電源20-1および20-2の制御装置100-1および100-2に力率変更指令を通知してよい。
The power system of the second embodiment may include the
図20は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ2200の例を示す。図20は、対価算出装置200として機能するコンピュータ2200のハードウェア構成の一例を示す。また、複数のコンピュータが協働して対価算出装置200として機能してもよい。
FIG. 20 shows an example of a
本実施形態に係るコンピュータ2200は、ホスト・コントローラ2210により相互に接続されるCPU2212、RAM2214、グラフィック・コントローラ2216、およびディスプレイデバイス2218を有するCPU周辺部と、入出力コントローラ2220によりホスト・コントローラ2210に接続される通信インターフェイス2222、ハードディスクドライブ2224、およびDVDドライブ2226を有する入出力部と、入出力コントローラ2220に接続されるROM2230および入出力チップ2240を有するレガシー入出力部と、を備える。
The
ホスト・コントローラ2210は、RAM2214と、高い転送レートでRAM2214をアクセスするCPU2212およびグラフィック・コントローラ2216とを接続する。CPU2212は、ROM2230およびRAM2214に格納されたプログラムに基づいて動作し、各部の制御を行う。グラフィック・コントローラ2216は、CPU2212等がRAM2214内に設けたフレーム・バッファ上に生成する画像データを取得し、ディスプレイデバイス2218上に表示させる。これに代えて、グラフィック・コントローラ2216は、CPU2212等が生成する画像データを格納するフレーム・バッファを、内部に含んでもよい。
The
入出力コントローラ2220は、ホスト・コントローラ2210と、比較的高速な入出力装置である通信インターフェイス2222、ハードディスクドライブ2224、DVDドライブ2226を接続する。通信インターフェイス2222は、ネットワークを介して他の装置と通信する。ハードディスクドライブ2224は、コンピュータ2200内のCPU2212が使用するプログラムおよびデータを格納する。DVDドライブ2226は、DVD-ROM2201からプログラムまたはデータを読み取り、RAM2214を介してハードディスクドライブ2224に提供する。
The input /
また、入出力コントローラ2220には、ROM2230および入出力チップ2240の比較的低速な入出力装置が接続される。ROM2230は、コンピュータ2200が起動時に実行するブート・プログラム、および/または、コンピュータ2200のハードウェアに依存するプログラム等を格納する。入出力チップ2240は、たとえばパラレル・ポート、シリアル・ポート、キーボード2242を接続するキーボード・ポート、マウス・ポート等を介して各種の入出力装置を入出力コントローラ2220へと接続する。
Further, a relatively low-speed input / output device of the
RAM2214を介してハードディスクドライブ2224に提供されるプログラムは、DVD-ROM2201、またはICカード等の記録媒体に格納されて利用者によって提供される。プログラムは、記録媒体から読み出され、RAM2214を介してコンピュータ2200内のハードディスクドライブ2224にインストールされ、CPU2212において実行される。プログラムは、コンピュータ2200にインストールされ、コンピュータ2200を、第1実施形態および第2実施形態における対価算出装置200の各構成として機能させる。
The program provided to the
プログラムに記述された情報処理は、コンピュータ2200に読込まれることにより、ソフトウェアと上述した各種のハードウェア資源とが協働した具体的手段である電力検出部210、対価算出部220、および通知部230の少なくとも一部として機能する。そして、この具体的手段によって、本実施形態におけるコンピュータ2200の使用目的に応じた情報の演算または加工を実現することにより、使用目的に応じた特有の対価算出装置200が構築される。
The information processing described in the program is read into the
一例として、コンピュータ2200と外部の装置等との間で通信を行う場合には、CPU2212は、RAM2214上にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理内容に基づいて、通信インターフェイス2222に対して通信処理を指示する。通信インターフェイス2222は、CPU2212の制御を受けて、RAM2214、ハードディスクドライブ2224、またはDVD-ROM2201等の記憶装置上に設けた送信バッファ領域等に記憶された送信データを読み出してネットワークへと送信し、もしくは、ネットワークから受信した受信データを記憶装置上に設けた受信バッファ領域等へと書き込む。このように、通信インターフェイス2222は、DMA(ダイレクト・メモリ・アクセス)方式により記憶装置との間で送受信データを転送してもよく、これに代えて、CPU2212が転送元の記憶装置または通信インターフェイス2222からデータを読み出し、転送先の通信インターフェイス2222または記憶装置へとデータを書き込むことにより送受信データを転送してもよい。
As an example, when communicating between the
また、CPU2212は、ハードディスクドライブ2224およびDVDドライブ2226(DVD-ROM2201)等の外部記憶装置に格納されたファイルまたはデータベース等の中から、全部または必要な部分をDMA転送等によりRAM2214へと読み込ませ、RAM2214上のデータに対して各種の処理を行う。そして、CPU2212は、処理を終えたデータを、DMA転送等により外部記憶装置へと書き戻す。このような処理において、RAM2214は、外部記憶装置の内容を一時的に保持するものとみなせるから、本実施形態においてはRAM2214および外部記憶装置等をメモリ、記憶部、または記憶装置等と総称する。本実施形態における各種のプログラム、データ、テーブル、データベース等の各種の情報は、このような記憶装置上に格納されて、情報処理の対象となる。なお、CPU2212は、RAM2214の一部をキャッシュメモリに保持し、キャッシュメモリ上で読み書きを行うこともできる。このような形態においても、キャッシュメモリはRAM2214の機能の一部を担うから、本実施形態においては、区別して示す場合を除き、キャッシュメモリもRAM2214、メモリ、および/または記憶装置に含まれるものとする。
Further, the
また、CPU2212は、RAM2214から読み出したデータに対して、プログラムの命令列により指定された、本実施形態中に記載した各種の演算、情報の加工、条件判断、情報の検索・置換等を含む各種の処理を行い、RAM2214へと書き戻す。たとえば、CPU2212は、条件判断を行う場合においては、本実施形態において示した各種の変数が、他の変数または定数と比較して、大きい、小さい、以上、以下、等しい等の条件を満たすかどうかを判断し、条件が成立した場合(または不成立であった場合)に、異なる命令列へと分岐し、またはサブルーチンを呼び出す。
Further, the
また、CPU2212は、記憶装置内のファイルまたはデータベース等に格納された情報を検索することができる。たとえば、第1属性の属性値に対し第2属性の属性値がそれぞれ対応付けられた複数のエントリが記憶装置に格納されている場合において、CPU2212は、記憶装置に格納されている複数のエントリの中から第1属性の属性値が指定された条件と一致するエントリを検索し、そのエントリに格納されている第2属性の属性値を読み出すことにより、所定の条件を満たす第1属性に対応付けられた第2属性の属性値を得ることができる。
Further, the
以上に示したプログラムまたはモジュールは、外部の記録媒体に格納されてもよい。記録媒体としては、DVD-ROM2201の他に、DVD、Blu-ray(登録商標)、またはCD等の光学記録媒体、MO等の光磁気記録媒体、テープ媒体、フレキシブルディスク、ICカード等の半導体メモリ等を用いることができる。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバシステムに設けたハードディスクまたはRAM等の記憶装置を記録媒体として使用し、ネットワークを介してプログラムをコンピュータ2200に提供してもよい。
The program or module shown above may be stored in an external recording medium. In addition to DVD-ROM2201, the recording medium includes an optical recording medium such as DVD, Blu-ray (registered trademark), or a CD, a magneto-optical recording medium such as MO, a tape medium, a flexible disk, and a semiconductor memory such as an IC card. Etc. can be used. Further, a storage device such as a hard disk or RAM provided in a dedicated communication network or a server system connected to the Internet may be used as a recording medium, and a program may be provided to the
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。 Although the present invention has been described above using the embodiments, the technical scope of the present invention is not limited to the scope described in the above embodiments. It will be apparent to those skilled in the art that various changes or improvements can be made to the above embodiments. It is clear from the description of the claims that the form with such changes or improvements may be included in the technical scope of the present invention.
特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順序で実施することが必須であることを意味するものではない。 The order of execution of each process such as operation, procedure, step, and step in the apparatus, system, program, and method shown in the claims, specification, and drawings is particularly "before" and "prior to". It should be noted that it can be realized in any order unless the output of the previous process is used in the subsequent process. Even if the scope of claims, the specification, and the operation flow in the drawings are described using "first", "next", etc. for convenience, it means that it is essential to carry out in this order. It's not a thing.
1・・電力システム、20・・分散型電源、30・・電力系統、32・・連系点、34・・系統電源、36・・負荷、100・・制御装置、102・・パワーコンディショナー、110・・設定部、120・・出力制御部、130・・受信部、140・・力率範囲設定部、150・・力率変更指令受信部、200・・対価算出装置、210・・電力検出部、220・・対価算出部、230・・通知部、300・・通知装置、2200・・コンピュータ、2201・・DVD-ROM、2210・・ホスト・コントローラ、2212・・CPU、2214・・RAM、2216・・グラフィック・コントローラ、2218・・ディスプレイデバイス、2220・・入出力コントローラ、2222・・通信インターフェイス、2224・・ハードディスクドライブ、2226・・DVDドライブ、2230・・ROM、2240・・入出力チップ、2242・・キーボード 1 ... Power system, 20 ... Distributed power supply, 30 ... Power system, 32 ... Interconnection point, 34 ... System power supply, 36 ... Load, 100 ... Control device, 102 ... Power conditioner, 110・ ・ Setting unit, 120 ・ ・ Output control unit, 130 ・ ・ Receiving unit, 140 ・ ・ Power factor range setting unit, 150 ・ ・ Power factor change command receiving unit, 200 ・ ・ Consideration calculation device, 210 ・ ・ Power detection unit , 220 ... Consideration calculation unit, 230 ... Notification unit, 300 ... Notification device, 2200 ... Computer, 2201 ... DVD-ROM, 2210 ... Host controller, 2212 ... CPU, 2214 ... RAM, 2216 Graphic controller, 2218, display device, 2220, input / output controller, 2222, communication interface, 2224, hard disk drive, 2226, DVD drive, 2230, ROM, 2240, input / output chip, 2242. ··keyboard
Claims (13)
通常時に許容される第1力率範囲が設定される範囲設定部と、
前記範囲設定部に設定された前記第1力率範囲内において、前記分散型電源から前記電力系統に供給する無効電力および有効電力を制御する出力制御部と、
前記電力系統における指令装置から、前記第1力率範囲よりも力率の小さい付加範囲を含む第2力率範囲に力率範囲を変更する力率変更指令を受信する受信部と、を備え、
前記出力制御部は、前記受信部が前記力率変更指令を受信した場合に、前記第2力率範囲内の電力を出力する制御装置。 A control device that controls distributed power sources connected to the power system.
A range setting unit where the first power factor range that is normally allowed is set, and
An output control unit that controls the reactive power and active power supplied from the distributed power source to the power system within the first power factor range set in the range setting unit.
A receiving unit for receiving a power factor change command for changing the power factor range from the command device in the power system to a second power factor range including an additional range having a power factor smaller than that of the first power factor range is provided.
The output control unit is a control device that outputs electric power within the second power factor range when the receiving unit receives the power factor change command.
請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the output control unit outputs the reactive power within the additional range while maintaining the active power when the receiving unit receives the power factor change command.
請求項2に記載の制御装置。 The output control unit maintains the active power within a power range in which the apparent power becomes equal to or less than a predetermined maximum power value when the receiving unit receives the power factor change command, and the additional range. The control device according to claim 2, which outputs the above-mentioned reactive power.
請求項2または3に記載の制御装置。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit outputs the reactive power so as to achieve the minimum power factor in the second power factor range while maintaining the active power. The control device according to claim 2 or 3.
請求項2または3に記載の制御装置。 2. The output control unit outputs the maximum reactive power that can be output within the second power factor range while maintaining the active power when the receiving unit receives the power factor change command. Or the control device according to 3.
請求項1に記載の制御装置。 The control device according to claim 1, wherein the output control unit reduces the active power and outputs the reactive power within the additional range when the receiving unit receives the power factor change command.
請求項6に記載の制御装置。 When the receiving unit receives the power factor change command, the output control unit reduces the active power within a power range in which the apparent power is equal to or less than a predetermined maximum power, and within the additional range. The control device according to claim 6, which outputs the reactive power.
請求項7に記載の制御装置。 When the apparent power when the output control unit achieves the minimum power factor in the second power factor range while maintaining the active power exceeds the maximum power, the apparent power becomes equal to or less than the maximum power. The control device according to claim 7, wherein the active power is reduced and the disabled power is output within the power range.
前記対価算出装置は、
前記第1力率範囲と前記第2力率範囲とに応じて、前記対価を算出する対価算出部を備える、対価算出装置。 A consideration calculation device for calculating the consideration paid to the administrator of the control device according to any one of claims 1 to 8.
The consideration calculation device is
A consideration calculation device including a consideration calculation unit for calculating the consideration according to the first power factor range and the second power factor range.
請求項9に記載の対価算出装置。 The consideration calculation device according to claim 9, wherein the consideration calculation unit calculates the consideration based on the first power factor range, the second power factor range, and the maximum power of apparent power.
請求項9または10に記載の対価算出装置。 The consideration calculation unit has a first reactive power, which is the maximum reactive power that can be output within the first power factor range, and a second reactive power, which is the maximum reactive power that can be output within the second power factor range. The consideration calculation device according to claim 9 or 10, wherein the consideration is calculated according to the above.
それぞれの前記制御装置に前記力率変更指令を通知する通知装置と
を備える電力システム。 The plurality of control devices according to any one of claims 1 to 8, and the control device.
A power system including a notification device for notifying each of the control devices of the power factor change command.
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JP2020118830A JP2022015767A (en) | 2020-07-09 | 2020-07-09 | Control device, consideration calculation device, power system, and program |
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