JP2024022452A - Power generation control system - Google Patents

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JP2024022452A JP2023024561A JP2023024561A JP2024022452A JP 2024022452 A JP2024022452 A JP 2024022452A JP 2023024561 A JP2023024561 A JP 2023024561A JP 2023024561 A JP2023024561 A JP 2023024561A JP 2024022452 A JP2024022452 A JP 2024022452A
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啓 出口
Hiroshi Deguchi
康祐 藤田
Kosuke Fujita
智博 南部
Tomohiro Nambu
優也 浜田
Yuya Hamada
重和 三宅
Shigekazu Miyake
文昭 中尾
Fumiaki Nakao
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Nipron Co Ltd
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Next E Solutions Inc
Nipron Co Ltd
Kinden Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a power generation control system that can utilize a renewable energy obtained by photovoltaic power generation more efficiently.
SOLUTION: A power generation control system 100 has: a solar battery that outputs a power via a maximum power point tracking (MPPT) device; an accumulator battery that can charge the power of the solar battery; a power substation connected with a power grid and a load; a power conditioner (PCS) having a unidirectional inverter that outputs a DC power from the MPPT device and the accumulator battery to an AC side including the power substation; and a monitoring control device that controls the output of the PCS. The monitoring control device controls a power to be outputted from the PCS to the power substation so that a differential power obtained by subtracting a power flowing into the PCS from the power from the MPPT device is used for charging the accumulator battery in a case where the differential power is positive, or alternatively, so that the differential power is given to the PCS from the accumulator battery by discharging of the accumulator battery in a case where the differential power is negative.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2024,JPO&INPIT

Description

本発明は、発電制御システムに関する。 The present invention relates to a power generation control system.

電力会社から供給される電力系統の電力に加えて、太陽光発電の電力を、家庭、オフィス、或いは工場などで用いることで、クリーンなエネルギーの利用を促進し、化石燃料の消費を抑制する技術開発の促進が求められている。 A technology that promotes the use of clean energy and reduces fossil fuel consumption by using solar power in homes, offices, factories, etc. in addition to the power from the power grid supplied by power companies. There is a need to promote development.

例えば、太陽電池の発電電力を制御するパワーコンディショナと、負荷に接続された受変電部と、負荷の消費電力を取得すると共にパワーコンディショナの出力を制御する発電制御装置と、を備え、発電制御装置は、発電電力の上限値を、発電電力の上限値と消費電力との差分が消費電力の一次関数となるよう設定して出力指令値を算出し、出力指令値に基づいてパワーコンディショナは発電電力が上限値以下となるよう制御することで逆潮流を回避する技術が存在する(例えば、特許文献1参照)。 For example, a power conditioner that controls the power generated by a solar cell, a power receiving and transforming section connected to the load, and a power generation control device that acquires the power consumption of the load and controls the output of the power conditioner, The control device calculates the output command value by setting the upper limit value of the generated power so that the difference between the upper limit value of the generated power and the power consumption becomes a linear function of the power consumption, and controls the power conditioner based on the output command value. There is a technology that avoids reverse power flow by controlling the generated power to be below an upper limit value (for example, see Patent Document 1).

電力網から受電する負荷を含む交流側と、再生可能エネルギー発電装置及び蓄電装置を含む直流側との間に接続される双方向インバータを制御可能に構成される制御部を備え、制御部は、再生可能エネルギー発電装置の発電電力量、及び、負荷の消費電力量それぞれの、第1時刻から第2時刻までの間の複数の時刻における予測値を取得し、第2時刻における蓄電装置の目標充電量を仮定し、仮定した目標充電量に対して、第2時刻から第1時刻までさかのぼるように各時刻の予測値を適用して各時刻において目標充電量を更新することによって、第1時刻における目標充電量を算出し、第1時刻における目標充電量に基づいて、双方向インバータに、交流側から直流側への充電動作、又は、直流側から交流側への放電動作を実行させる技術が存在する(例えば、特許文献2参照)。 The control unit is configured to be able to control a bidirectional inverter connected between an AC side including a load receiving power from the power grid and a DC side including a renewable energy power generation device and a power storage device. Obtain predicted values of the amount of power generated by the available energy power generation device and the amount of power consumed by the load at a plurality of times between a first time and a second time, and determine the target charging amount of the power storage device at the second time. Assuming that, the target charge amount at the first time is updated by applying the predicted value at each time from the second time to the first time to the assumed target charge amount, and updating the target charge amount at each time. There is a technology that calculates the amount of charge and causes a bidirectional inverter to perform a charging operation from the AC side to the DC side or a discharging operation from the DC side to the AC side based on the target amount of charge at the first time. (For example, see Patent Document 2).

特許第6364567号公報Patent No. 6364567 特許第6664680号公報Patent No. 6664680

開示の技術は、簡便に構成されるシステムを用いて、逆潮流による系統への影響を抑制しつつ太陽光発電により得られる再生可能エネルギーをより効率的に利用できる技術を提供することを目的とする。 The purpose of the disclosed technology is to provide a technology that can more efficiently utilize renewable energy obtained from solar power generation while suppressing the impact of reverse power flow on the grid using a simply configured system. do.

開示の技術は、最大電力追従装置を介して電力を出力する太陽電池と、前記最大電力追従装置と接続され前記太陽電池の電力を充電可能な蓄電池と、電力網及び負荷に接続している受変電部と、前記最大電力追従装置及び前記蓄電池からの直流電力を、前記受変電部を含む交流側に出力する、片方向インバータを有するパワーコンディショナと、前記パワーコンディショナの出力を制御する監視制御装置と、を有し、前記監視制御装置は、前記最大電力追従装置からの電力を前記パワーコンディショナに流入する電力で差し引いた差の電力が正の場合に前記差の電力が前記蓄電池の充電に用いられることが可能なように、又は、前記差の電力が負の場合に前記蓄電池が放電することで前記差の電力が前記蓄電池から前記パワーコンディショナに与えられることが可能なように、前記パワーコンディショナから前記受変電部へ出力される電力を制御する、発電制御システムを提供する。
また、開示の技術において、前記監視制御装置は、前記パワーコンディショナが前記最大電力追従装置からの電力で負荷に電力を与えることが可能な場合であっても、前記最大電力追従装置からの電力の一部の電力を前記パワーコンディショナが受け取ることを抑制し、前記抑制された電力に起因して前記パワーコンディショナから負荷に与えることができる電力が減じられた電力を補充するように、前記電力網から取得した電力を、前記負荷に与えることで、抑制された前記一部の電力が前記蓄電池の充電に用いられるよう記パワーコンディショナから前記受変電部へ出力される電力を制御してもよい。
また、開示の技術において、前記監視制御装置は、前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、前記電力網からの、一日における受電電力の最大値が、所定の値を超えないよう前記パワーコンディショナから前記受変電部へ出力される電力を制御してもよい。
The disclosed technology includes a solar cell that outputs power through a maximum power tracking device, a storage battery that is connected to the maximum power tracking device and can charge the power of the solar cell, and a power receiving substation that is connected to a power grid and a load. a power conditioner having a one-way inverter that outputs DC power from the maximum power tracking device and the storage battery to an AC side including the power receiving and transforming unit; and a monitoring control that controls the output of the power conditioner. and a device, the monitoring and control device is configured to charge the storage battery with the difference in power when the difference in power obtained by subtracting the power from the maximum power tracking device by the power flowing into the power conditioner is positive. or so that when the differential power is negative, the storage battery is discharged so that the differential power can be provided from the storage battery to the power conditioner, A power generation control system is provided that controls power output from the power conditioner to the power receiving and transforming section.
Furthermore, in the disclosed technology, the supervisory control device is configured to provide power from the maximum power tracking device even if the power conditioner is capable of supplying power to the load using the power from the maximum power tracking device. the power conditioner from receiving a portion of the power, and replenishes the reduced power that can be provided from the power conditioner to the load due to the suppressed power. The power output from the power conditioner to the power receiving and transforming unit may be controlled so that the suppressed part of the power is used for charging the storage battery by supplying power acquired from the power grid to the load. good.
Furthermore, in the disclosed technology, the supervisory control device determines the maximum amount of power received in a day from the power grid based on information including power generation prediction data of the solar cells and power consumption prediction data of the load. The power output from the power conditioner to the power receiving and transforming unit may be controlled so that the value does not exceed a predetermined value.

また、開示の技術において、前記監視制御装置は、翌日における前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、翌日における前記電力網からの受電電力の最大値が減少するように、前記パワーコンディショナの出力を制御することで、前記翌日に持ち越される蓄電池に蓄積される電力量を調節してもよい。 Further, in the disclosed technology, the supervisory control device determines the maximum amount of power received from the power grid on the next day based on information including predicted power generation data of the solar cells and predicted power consumption data of the load on the next day. The amount of power stored in the storage battery carried over to the next day may be adjusted by controlling the output of the power conditioner so that the value decreases.

また、開示の技術において、前記監視制御装置は、前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、前記蓄電池に充電可能な総電力量を超えないように、前記パワーコンディショナの出力を制御してもよい。 Further, in the disclosed technology, the supervisory control device determines that the total amount of electric power that can be charged to the storage battery is not exceeded, based on information including predicted power generation data of the solar cell and predicted power consumption data of the load. The output of the power conditioner may be controlled in this manner.

また、開示の技術において、前記監視制御装置は、前記負荷の消費電力が所定の値よりも大きい場合は、受電電力が前記所定の値を超えないようにパワーコンディショナの出力を制御してもよい。
また、開示の技術において、前記監視制御装置は、前記負荷の消費電力が所定の値よりも小さい場合は、前記最大電力追従装置からの電力が前記蓄電池の充電に用いられることが可能なように、パワーコンディショナの出力を抑制してもよい。
また、開示の技術において、前記監視制御装置は、1日の間に複数回、前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データを受け取り、前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データは、少なくとも1日間の情報を含んでもよい。
Further, in the disclosed technology, if the power consumption of the load is larger than a predetermined value, the supervisory control device may control the output of the power conditioner so that the received power does not exceed the predetermined value. good.
Furthermore, in the disclosed technology, the supervisory control device is configured such that when the power consumption of the load is smaller than a predetermined value, the power from the maximum power tracking device can be used to charge the storage battery. , the output of the power conditioner may be suppressed.
Further, in the disclosed technology, the supervisory control device receives the power generation amount prediction data of the solar cell and the power consumption prediction data of the load multiple times during a day, and receives the power generation amount prediction data of the solar cell. The power consumption prediction data of the load may include information for at least one day.

開示の技術によれば、簡便に構成されるシステムを用いて、逆潮流による系統への影響を抑制しつつ太陽光発電により得られる再生可能エネルギーをより効率的に利用できる技術を提供することができる。 According to the disclosed technology, it is possible to provide a technology that can use renewable energy obtained from solar power generation more efficiently while suppressing the influence of reverse power flow on the grid using a simply configured system. can.

図1は、実施形態の発電制御システム100の構成を示すブロック図である。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a power generation control system 100 according to an embodiment. 図2A乃至図2Cは、UPR122(不足電圧継電器)の動作を契機として発電制御システム100が各部の電力を制御することを説明する図である。FIGS. 2A to 2C are diagrams illustrating how the power generation control system 100 controls the power of each part in response to the operation of the UPR 122 (undervoltage relay). 図3A及び図3Bは、小さな逆潮流が発生したことを検知した場合において、電力網140への悪影響を回避し、又は軽減させる制御を示す図である。FIGS. 3A and 3B are diagrams showing control for avoiding or reducing adverse effects on the power grid 140 when it is detected that a small reverse power flow has occurred. 図4Aないし図4Cは、負荷電力、太陽光発電電力、蓄電池の充放電電力及び受電電力等の相互関係を示す図である。FIGS. 4A to 4C are diagrams showing the interrelationships among load power, solar power generation power, storage battery charging/discharging power, received power, and the like. 図5は、実施形態のうち、主に各種のデータ収集、制御指令及びAI処理に関連する処理を実行する各ハードウエア構成を示した図である。FIG. 5 is a diagram showing each hardware configuration that mainly executes processes related to various data collection, control commands, and AI processing in the embodiment. 図6は、太陽電池、MPPT、蓄電池及びPCSの動作を示すための等価回路の一例を示す図である。FIG. 6 is a diagram illustrating an example of an equivalent circuit for illustrating the operations of the solar cell, MPPT, storage battery, and PCS.

以下に、図面を参照して、開示の実施形態を説明する。以下の各実施形態は、それぞれが排他的なものではなく、ある実施形態の一部を他の実施形態に組み込んだり、ある実施形態の一部を他の実施形態の一部で代替したりすることができる。 Embodiments of the disclosure will be described below with reference to the drawings. Each of the following embodiments is not exclusive, and a part of one embodiment may be incorporated into another embodiment, or a part of one embodiment may be replaced with a part of another embodiment. be able to.

また、開示の実施形態のそれぞれの構成は、ハードウエアによって実現されてもよく、或いはコンピュータにインストールされたプログラムにより実現されてもよい。
<実施形態1>
図1は、実施形態の発電制御システム100の構成を示すブロック図である。
Furthermore, each configuration of the disclosed embodiments may be realized by hardware or by a program installed on a computer.
<Embodiment 1>
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of a power generation control system 100 according to an embodiment.

太陽電池102は、太陽光のエネルギーを電力に変換する。太陽電池は、通常、直列又は並列に接続される複数のセルを含む。太陽電池102は、複数のセルの集合体が太陽電池モジュールを形成し、更に太陽電池モジュールが複数用意されてもよい。 The solar cell 102 converts sunlight energy into electric power. Solar cells typically include multiple cells connected in series or parallel. In the solar cell 102, an aggregate of a plurality of cells forms a solar cell module, and a plurality of solar cell modules may be prepared.

MPPT106は、最大電力追従(MPPT:Maximum Power Point Tracking)制御を行う。最大電力追従制御は、MPPT106の入力側の直流電圧を例えば一定時間の間隔でわずかに変動させて、そのときの太陽電池102の出力電力を計測する。そして、前回の太陽電池102の出力電力との比較を行い、太陽電池102から得られる電力が大きくなる方向に、MPPT106の入力側の直流電圧を変化させることにより、太陽電池102からより大きな出力電力を取り出す制御を行う。そして、MPPT106は、MPPT106の出力側の電圧に応じて出力電流を制御することで、太陽電池102から得られた電力を、効率的に出力側に供給することができる。
PCS108は、パワーコンディショナであり、「PCS」は、Power Conditioning System の略である。本明細書では、PCS108を境として、太陽電池側を直流側と称し、電力網側を交流側と称する。直流側からの直流電力を交流電力に変換して、交流側の負荷130が利用できる交流電力を出力する。したがって、PCS108は、直流を交流に変換する片方向インバータ109によって、直流から交流への変換を行うことができる。
なお、PCS108は、直流と交流の双方向の変換機能をもつ双方向インバータ109を含んでいてもよい。双方向インバータ109を含むPCS108は、交流側からの交流電力を直流に変換して、直流側の蓄電池に直流電力を供給することもできる。
図6は、太陽電池102、MPPT106、蓄電池104及びPCS108の動作を示すための等価回路の一例を示す図である。
図6において、太陽電池102は、起電力Vpにて電流Ipを出力する。この場合、太陽電池から得られる電力は、VpIpとなる。太陽電池102からの電力は、日照の程度及び気温などに影響されると共に、Vpが変化することに応じてIpが変化する。太陽電池102から効率的に電力を得るためには、MPPT106により、VpIpが最大になるVpとIpとの組み合わせを探索するとよい。
MPPT106の等価回路は、オンオフのデューティ比を変化させることができるSW、ダイオードD1、コイルL、キャパシタンスC及び逆流防止のダイオードD2を含む。このMPPT106に示される回路は、その動作を示すための等価回路の一例である。したがって、MPPT106は、この等価回路に限定されるものではないことに留意すべきである。太陽電池102、蓄電池104及びPCS108の等価回路も、同様に一例である。
蓄電池104は、一例として、電圧源Vと内部抵抗rが直列接続された等価回路で示される。
PCS108は、一例として、入力インピーダンスRが変化する等価回路で示す。
図6において、MPPT106のSWのオンオフのデューティ比を変化させることにより、太陽電池102の起電力Vpと出力電流Ipとが変化する。不図示の制御回路を用いて、太陽電池102からの電力VpIpを最大にするように、例えば山登り法の手法を用いて、SWのオンオフのデューティ比を変化させて、日照及び気温などの環境変化に応じて、太陽電池102から最大電力を取り出すことができる。
MPPT106の出力は、蓄電池104及びPCS108に接続されている。MPPT106の出力電圧は、蓄電池104の内部抵抗rが小さいため、蓄電池104の電圧源Vの電圧にほぼ支配される。したがって、MPPT106は、VpIpを最大化する代わりに、MPPT106の出力電流Ioutを最大化するように動作してもよい。
PCS108は、受変電設備120に与える電力に応じて、内部インピーダンスRを変化させるように動作する。
図6に示す等価回路の場合、以下の式が成り立つ。

rIc+R(Iin+Ic)=V (式1)

Iout+Ic=Iin (式2)

ここで、Icは蓄電池104からPCS108に流れる電流、rは蓄電池104の内部抵抗、Vは蓄電池の開放電圧、IoutはMPPT106の出力電流、RはPCS108の入力インピーダンスである。
上記式1及び式2から以下の関係が導かれる。

Ic=(V-RIout)/(2R+r) (式3)

したがって、V>RIoutであれば、Icは正となるので、蓄電池104からPCS108に電力が供給されると共にMPPT106からもPCS108に電力が供給される。
また、V<RIoutであれば、Icは負となるので、蓄電池104にMPPT106から電力が供給され蓄電が行われると共に、MPPT106からPCS108に電力が供給される。
The MPPT 106 performs maximum power point tracking (MPPT) control. In the maximum power follow-up control, the DC voltage on the input side of the MPPT 106 is slightly varied, for example, at fixed time intervals, and the output power of the solar cell 102 at that time is measured. Then, a comparison is made with the previous output power of the solar cell 102, and by changing the DC voltage on the input side of the MPPT 106 in a direction that increases the power obtained from the solar cell 102, the output power from the solar cell 102 is increased. Controls the extraction of the . The MPPT 106 can efficiently supply the power obtained from the solar cell 102 to the output side by controlling the output current according to the voltage on the output side of the MPPT 106.
PCS 108 is a power conditioner, and "PCS" is an abbreviation for Power Conditioning System. In this specification, with the PCS 108 as a boundary, the solar cell side is referred to as the DC side, and the power grid side is referred to as the AC side. It converts the DC power from the DC side into AC power and outputs the AC power that can be used by the load 130 on the AC side. Therefore, the PCS 108 can convert direct current to alternating current using the one-way inverter 109 that converts direct current to alternating current.
Note that the PCS 108 may include a bidirectional inverter 109 having a bidirectional conversion function between DC and AC. The PCS 108 including the bidirectional inverter 109 can also convert alternating current power from the alternating current side into direct current, and supply the direct current power to the storage battery on the direct current side.
FIG. 6 is a diagram showing an example of an equivalent circuit for showing operations of the solar cell 102, MPPT 106, storage battery 104, and PCS 108.
In FIG. 6, the solar cell 102 outputs a current Ip with an electromotive force Vp. In this case, the power obtained from the solar cell is VpIp. The power from the solar cell 102 is affected by the degree of sunlight, temperature, etc., and Ip changes as Vp changes. In order to efficiently obtain power from the solar cell 102, it is preferable to use the MPPT 106 to search for a combination of Vp and Ip that maximizes VpIp.
The equivalent circuit of the MPPT 106 includes a SW that can change the on/off duty ratio, a diode D1, a coil L, a capacitance C, and a diode D2 for preventing backflow. The circuit shown in this MPPT 106 is an example of an equivalent circuit to show its operation. Therefore, it should be noted that MPPT 106 is not limited to this equivalent circuit. The equivalent circuits of the solar cell 102, the storage battery 104, and the PCS 108 are also examples.
As an example, the storage battery 104 is shown as an equivalent circuit in which a voltage source V and an internal resistance r are connected in series.
As an example, the PCS 108 is shown as an equivalent circuit in which the input impedance R changes.
In FIG. 6, by changing the on/off duty ratio of the SW of the MPPT 106, the electromotive force Vp and the output current Ip of the solar cell 102 are changed. Using a control circuit (not shown), to maximize the power VpIp from the solar cell 102, the on/off duty ratio of the SW is changed using, for example, a hill-climbing method, and environmental changes such as sunlight and temperature are adjusted. Maximum power can be extracted from the solar cell 102 depending on the amount of power.
The output of MPPT 106 is connected to storage battery 104 and PCS 108. Since the internal resistance r of the storage battery 104 is small, the output voltage of the MPPT 106 is almost controlled by the voltage of the voltage source V of the storage battery 104. Therefore, instead of maximizing VpIp, MPPT 106 may operate to maximize output current Iout of MPPT 106.
The PCS 108 operates to change the internal impedance R depending on the power supplied to the power receiving and transforming equipment 120.
In the case of the equivalent circuit shown in FIG. 6, the following equation holds.

rIc+R(Iin+Ic)=V (Formula 1)

Iout+Ic=Iin (Formula 2)

Here, Ic is the current flowing from the storage battery 104 to the PCS 108, r is the internal resistance of the storage battery 104, V is the open circuit voltage of the storage battery, Iout is the output current of the MPPT 106, and R is the input impedance of the PCS 108.
The following relationship is derived from the above equations 1 and 2.

Ic=(V-RIout)/(2R+r) (Formula 3)

Therefore, if V>RIout, Ic becomes positive, so power is supplied from the storage battery 104 to the PCS 108 and also from the MPPT 106 to the PCS 108.
Further, if V<RIout, Ic becomes negative, so power is supplied from the MPPT 106 to the storage battery 104 to perform power storage, and power is supplied from the MPPT 106 to the PCS 108.

太陽電池102は設置場所、天候、温度などにより最適動作点が変動するため、MPPT106により、太陽電池102からより多くの電力を取り出すことが可能となる。MPPT106は、以下に説明するPCS108(パワーコンディショナ)及び/又は蓄電池104と連携して、動作することが望ましい。 Since the optimal operating point of the solar cell 102 varies depending on the installation location, weather, temperature, etc., the MPPT 106 makes it possible to extract more power from the solar cell 102. It is desirable that the MPPT 106 operates in cooperation with a PCS 108 (power conditioner) and/or a storage battery 104, which will be described below.

蓄電池104は、MPPT106を介して太陽電池102からの電力を得ることで、電力を蓄電することができる。また、蓄電池104は、蓄電された電力をPCS108に供給することができる。 The storage battery 104 can store power by obtaining power from the solar cell 102 via the MPPT 106. Further, the storage battery 104 can supply stored power to the PCS 108.

PCS108は、太陽電池102及び蓄電池104からの電力のいずれか又は双方を受け入れることができる。PCS108は、受け入れた直流電力を交流に変換するインバータ109を有する。インバータ109により変換された交流の電力を受変電設備120に出力する。インバータ109は、直流を交流に変換する片方向インバータ109であってもよいし、更に交流を直流に変換する機能を備えた双方向インバータ109であってもよい。 PCS 108 can accept power from either or both of solar cell 102 and storage battery 104. The PCS 108 has an inverter 109 that converts the received DC power into AC power. The AC power converted by the inverter 109 is output to the power receiving and transforming equipment 120 . The inverter 109 may be a unidirectional inverter 109 that converts direct current to alternating current, or may be a bidirectional inverter 109 that further has a function of converting alternating current to direct current.

受変電設備120は、電力を提供する送配電事業者などの電力系統が接続されている。受変電設備120は、電力網140から購入した電力及び/又はPCS108から供給された電力を負荷130等に供給することができる。
受変電設備120は、UPR122(不足電力継電器)及びRPR124(逆電力継電器)を備える。
受電設備120等は、動作状態に関する情報を以下に説明する監視制御装置110に提供することができる。
The power receiving and transforming equipment 120 is connected to a power system such as a power transmission and distribution company that provides power. The power receiving and transforming equipment 120 can supply power purchased from the power grid 140 and/or power supplied from the PCS 108 to the load 130 and the like.
The power receiving and transforming equipment 120 includes a UPR 122 (underpower relay) and an RPR 124 (reverse power relay).
The power receiving equipment 120 and the like can provide information regarding the operating state to the monitoring and control device 110 described below.

監視制御装置110は、PCS108の動作状態を受け取ることができ、PCS108に対して、PCS108の動作を制御するための指令をPCS108に伝達することができる。 Supervisory control device 110 can receive the operating status of PCS 108 and can communicate commands to PCS 108 to control the operation of PCS 108 .

また、監視制御装置110は、インターネットなどのネットワーク(不図示)を通じて、太陽電池102の発電電力予測値、負荷から要求される電力に関する負荷電力予測値などを受け取ることができる。また、気温・日照予測値等が受け取られてもよい。 Further, the supervisory control device 110 can receive the predicted value of the power generated by the solar cell 102, the predicted value of the load power regarding the power required by the load, etc. through a network (not shown) such as the Internet. Further, predicted values of temperature and sunshine, etc. may be received.

また、監視制御装置110は、各種の装置に設けられた各種センサ112から、蓄電池104の蓄電可能電力量、太陽電池102が発電している発電電力量、各種装置の温度、大気の温度及び湿度などの天候の予測情報、日射量等を受け取ってもよい。 The monitoring and control device 110 also detects, from various sensors 112 provided in various devices, the amount of power that can be stored in the storage battery 104, the amount of power generated by the solar cell 102, the temperature of various devices, and the temperature and humidity of the atmosphere. You may also receive weather forecast information, solar radiation, etc.

なお、発電予測値は、日射量の予測値、気温などの天候の予測情報から、監視制御装置110が自ら予測してもよいし、外部から、これらの情報が提供されてもよい。また、負荷予測値は、一定期間(1日、1週間、季節など)及びその他の要因(天候など)による負荷の過去の消費電力量をAIが学習することで、将来の予測が求められてもよい。負荷予測は、監視制御装置110によって予測されてもよいし、ネットワーク515(図5)を介して外部からこれらの情報が提供されてもよい。或いは、オペレータによって、例えば翌日、1週間、休日又は平日等の負荷予測の情報が提供されてもよい。また、工場などの設備の稼働予測が提供されることで、監視制御装置110が負荷予測値を予測してもよい。
また、監視制御装置110は、UPR122及びRPR124の動作状況を受信してもよい
Note that the predicted power generation value may be predicted by the monitoring and control device 110 itself from predicted values of solar radiation and weather forecast information such as temperature, or this information may be provided from outside. In addition, the load prediction value is calculated by using AI to learn the past power consumption of the load over a certain period of time (one day, one week, season, etc.) and other factors (weather, etc.) to predict the future. Good too. The load prediction may be predicted by the supervisory control device 110, or this information may be provided from the outside via the network 515 (FIG. 5). Alternatively, the operator may provide load prediction information for the next day, one week, holidays, weekdays, etc., for example. Further, the monitoring and control device 110 may predict the load prediction value by being provided with an operation prediction of equipment such as a factory.
Additionally, the supervisory control device 110 may receive the operating status of the UPR 122 and the RPR 124.

監視制御装置110は、受け入れたこれらの情報を基にして、PCS108に動作指令を与える。PCS108は、この動作指令に基づいて、受変電設備120へ供給する電力量を決定してもよい。 The supervisory control device 110 gives an operation command to the PCS 108 based on the received information. The PCS 108 may determine the amount of power to be supplied to the power receiving and transforming equipment 120 based on this operation command.

なお、PCS108は、受変電設備120からの交流電力を直流に変換して蓄電池104に与えてもよい。この場合には、インバータ109は、双方向インバータ109であってもよい。なお、PCS108に備えられるインバータ109を、直流から交流に変換する片方向インバータ109とすることで、PCS108の構成を簡略化することができる。
なお、PCS108が片方向インバータ109を有する場合、電力網140からの電力を蓄電池104に蓄電することができない。しかしながら、後述する実施形態においては、電力網140からの電力を負荷130に与えることで、太陽電池102で発電される電力のうち、一部(又は全部)の電力が負荷103に用いられることが抑制され、この抑制された電力が蓄電池104の充電に用いられるようにすることができる。このようにすることによって、PCS108が片方向インバータ109のみを有する場合であっても、蓄電池104に蓄電される電力量の自由度を増大させることができる。
太陽電池102から蓄電池104への蓄電は、MPPT106を介して自律的に行われる。したがって、この蓄電の制御をPCS108等が直接的に行わなくてもよい構成を採用することができ、全体のハードウエア構成が簡素化される。
MPPT106は、既に述べたように最大電力追従制御を行うことで、太陽電池102から効率的に電力を取得する。MPPT106の出力電圧は、接続されている蓄電池104の起電力に支配される。なぜなら、既に述べたように蓄電池104の内部抵抗rは、小さな値だからである。太陽電池102の発電環境が同じ場合、蓄電池104の起電力が高くなれば、この起電力と同程度にMPPT106の出力電圧が高くなると共に出力電流が小さくなる。
MPPT106の出力電力と、PCS108の出力電力と、蓄電池104の充放電との関係は以下のとおりとなる。
(1)PCS108の出力電力<MPPT106の出力電力とする場合
上記の条件を満足する状態になるように、監視制御装置110がPCS108に対して、PCS108の入力インピーダンスRを調節する指令を出す。PCS108の入力インピーダンスRが調節されることにより、適切な電力が、MPPT106からPCS108に流入すると共に、余剰の電流Icは、蓄電池104に流入することで、蓄電池104が充電される。
なお、蓄電池104が満充電である場合には、保護回路(不図示)により、蓄電池104の過充電が防止されるようにすることが望ましい。この場合には、余剰の電流Icは、蓄電池104の蓄電に用いられなくてよい。
(2)PCS108の出力電力>MPPT106の出力電力とする場合
上記の条件を満足する状態になるように、監視制御装置110がPCS108に対して、PCS108の入力インピーダンスを調節する指令を出す。PCS108の入力インピーダンスが調節されることにより、MPPT106からの全ての電力がPCS108に流入すると共に、不足する電力に対応する電流Icが、蓄電池104からPCS108に流入する。
なお、蓄電池104の蓄電量が零である場合には、蓄電池104からPCS108に電流は流入しない。この場合には、負荷130にPCS108から供給される電力に対する不足分の電力は、電力網140から受変電設備120を介して、負荷130に供給されるよう、受変電部120が動作すればよい。
Note that the PCS 108 may convert AC power from the power receiving and transforming equipment 120 into DC power and provide the DC power to the storage battery 104 . In this case, inverter 109 may be a bidirectional inverter 109. Note that the configuration of the PCS 108 can be simplified by using the inverter 109 included in the PCS 108 as a unidirectional inverter 109 that converts direct current to alternating current.
Note that when the PCS 108 includes the unidirectional inverter 109, power from the power grid 140 cannot be stored in the storage battery 104. However, in the embodiment described later, by supplying power from the power grid 140 to the load 130, it is suppressed that some (or all) of the power generated by the solar cell 102 is used for the load 103. This suppressed power can be used to charge the storage battery 104. By doing so, even if the PCS 108 has only the unidirectional inverter 109, the degree of freedom in the amount of power stored in the storage battery 104 can be increased.
Power storage from the solar cell 102 to the storage battery 104 is performed autonomously via the MPPT 106. Therefore, it is possible to adopt a configuration in which the PCS 108 and the like do not need to directly control this power storage, and the overall hardware configuration is simplified.
The MPPT 106 efficiently acquires power from the solar cell 102 by performing maximum power follow-up control as described above. The output voltage of MPPT 106 is controlled by the electromotive force of connected storage battery 104. This is because, as already stated, the internal resistance r of the storage battery 104 is a small value. When the power generation environment of the solar cell 102 is the same, if the electromotive force of the storage battery 104 increases, the output voltage of the MPPT 106 increases to the same extent as this electromotive force, and the output current decreases.
The relationship between the output power of the MPPT 106, the output power of the PCS 108, and the charging/discharging of the storage battery 104 is as follows.
(1) When output power of PCS 108<output power of MPPT 106 The supervisory control device 110 issues a command to the PCS 108 to adjust the input impedance R of the PCS 108 so that the above conditions are satisfied. By adjusting the input impedance R of the PCS 108, appropriate power flows from the MPPT 106 to the PCS 108, and surplus current Ic flows into the storage battery 104, thereby charging the storage battery 104.
Note that when the storage battery 104 is fully charged, it is desirable that a protection circuit (not shown) prevents the storage battery 104 from being overcharged. In this case, the surplus current Ic does not need to be used for storing power in the storage battery 104.
(2) When output power of PCS 108>output power of MPPT 106 The supervisory control device 110 issues a command to the PCS 108 to adjust the input impedance of the PCS 108 so that the above conditions are satisfied. By adjusting the input impedance of the PCS 108, all the power from the MPPT 106 flows into the PCS 108, and a current Ic corresponding to the insufficient power flows from the storage battery 104 into the PCS 108.
Note that when the amount of electricity stored in the storage battery 104 is zero, no current flows from the storage battery 104 to the PCS 108. In this case, the power receiving/transforming unit 120 may operate so that the insufficient power for the power supplied from the PCS 108 to the load 130 is supplied to the load 130 from the power grid 140 via the power receiving/transforming equipment 120.

負荷130は、家庭であれば交流電力を消費する家電製品などであり、工場などであれば、交流電力を消費する機械類などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。 The load 130 may be home appliances that consume AC power in a home, or machinery that consumes AC power in a factory, but is not limited thereto.

なお、図1において、各ブロックが矢印付きの線で接続されている。この線は、主要な情報、電力などの流れ及びその流れの方向を示しているが、これらは例示であることに留意すべきである。矛盾のない限り、あるブロックとあるブロックの間に矢印線がつながれていなくても、各種情報又は電力が流れるようになっていてもよいことは言うまでもない。また、各ブロックは、ハードウエアで構成されてもよいし、CPU及びメモリを備えるコンピュータがプログラムを実行することで、各ブロックが動作してもよい。或いは、複数のブロックが1つのハードウエア又はコンピュータで実現されていてもよいし、1つのブロックが複数のハードウエア又はコンピュータに分散されていてもよい。 Note that in FIG. 1, each block is connected by a line with an arrow. It should be noted that the lines indicate primary information, power, etc. flows and the directions of those flows, but these are illustrative. As long as there is no contradiction, it goes without saying that various information or power may flow between certain blocks even if the arrow lines are not connected between them. Moreover, each block may be configured with hardware, or each block may be operated by a computer including a CPU and memory executing a program. Alternatively, multiple blocks may be implemented in one piece of hardware or computer, or one block may be distributed across multiple pieces of hardware or computers.

図2A乃至図2Cは、UPR122(不足電圧継電器)の動作を契機として発電制御システム100が各部の電力を制御することを説明する図である。図2Aは、UPR122が動作しない場合の例を示したグラフであり、UPR122が動作する図2B及び図2Cの理解を助けるための図である。
図2Aを用いて、UPR122が動作しない場合の発電制御システム100の動作を説明する。
FIGS. 2A to 2C are diagrams illustrating how the power generation control system 100 controls the power of each part in response to the operation of the UPR 122 (undervoltage relay). FIG. 2A is a graph showing an example when the UPR 122 does not operate, and is a diagram to help understand FIGS. 2B and 2C when the UPR 122 operates.
The operation of the power generation control system 100 when the UPR 122 does not operate will be described using FIG. 2A.

PCS230と受電電力220を足し合わせた電力が、受変電設備120を介して、負荷電力210に示されるように負荷130に供給される。この場合において、時刻ta1で、受電電力が所定の第1の値240を下回っている。この所定の第1の値240は、受電電力220がゼロに近い値にあらかじめ設定されている。時刻ta1において受電電力220がゼロに近い値である所定の第1の値240を下回ったことは、受電電力が低下していることを示している。この場合、さらに受電電力がゼロを下回って、マイナス値になる可能性が高いことを知ることができる。図2Aでは、PCS出力230は、一定値を保った形で描かれているが、分かりやすいようにするためであり、PCS出力230が、PCS108などの動作によって変動してもよいことは言うまでもない。この点は、他の図についても同様である。 Power obtained by adding the PCS 230 and the received power 220 is supplied to the load 130 via the power receiving and transforming equipment 120 as shown in the load power 210. In this case, the received power is below the predetermined first value 240 at time ta1. This predetermined first value 240 is set in advance to a value where the received power 220 is close to zero. The fact that the received power 220 falls below the predetermined first value 240, which is a value close to zero, at time ta1 indicates that the received power is decreasing. In this case, it can be known that there is a high possibility that the received power will further fall below zero and become a negative value. In FIG. 2A, the PCS output 230 is depicted as keeping a constant value, but this is for the sake of clarity, and it goes without saying that the PCS output 230 may vary depending on the operation of the PCS 108, etc. . This point also applies to other figures.

なお、受電電力220がマイナス値になる場合は、発電制御システム100から電力網に交流電流が流れだす逆潮流が発生していることになる。逆潮流を許容する場合には、受電電力220がマイナス値になることは、電力網に悪影響を与えることにならない。しかしながら逆潮流を許容するためには、逆潮流の電力を計測する機器の設置、電力網との技術的な調整及び契約上の調整などがなされておくことが必要である。このため、逆潮流を許容する場合は、逆潮流を許容しない場合よりも、多くのリソース(設備等)の準備及び運用が必要であり、売電価格と必要とされるリソースの費用とのバランスをも考慮することが求められる。このため、逆潮流を許容しないシステム構成を採用することで、発電制御システム100をシンプル化できるメリットがある。 Note that when the received power 220 takes a negative value, this means that a reverse power flow occurs in which alternating current starts flowing from the power generation control system 100 to the power grid. If reverse power flow is allowed, a negative value of the received power 220 will not have a negative impact on the power grid. However, in order to allow reverse power flow, it is necessary to install equipment to measure the power of reverse power flow, and to make technical and contractual adjustments with the power grid. Therefore, when reverse power flow is allowed, it is necessary to prepare and operate more resources (equipment, etc.) than when reverse power flow is not allowed, and it is necessary to balance the electricity sales price with the cost of the required resources. It is also necessary to consider the following. Therefore, by adopting a system configuration that does not allow reverse power flow, there is an advantage that the power generation control system 100 can be simplified.

このため、本明細書の各実施形態では、逆潮流を未然に防止すること、或いは、わずかな逆潮流が発生した時点で、逆潮流を抑制するように制御することを前提に説明する。 For this reason, each embodiment of this specification will be described on the premise that reverse power flow is prevented, or that control is performed to suppress reverse power flow when a slight reverse power flow occurs.

図2Aにおいて、時刻ta1から時刻ta2の期間では受電電力220が第1の値240を下回っている。このため、時刻ta1から時刻ta2の期間における受電電力がマイナスになる可能性を減ずるように、受電電力220を、第1の値240以上になるように制御することが望ましい。 In FIG. 2A, the received power 220 is less than the first value 240 during the period from time ta1 to time ta2. Therefore, it is desirable to control the received power 220 to be equal to or greater than the first value 240 so as to reduce the possibility that the received power becomes negative during the period from time ta1 to time ta2.

図2Bは、受電電力220が、第1の値240を下回ったことを検知した後に、所定の期間t1の間、PCS出力231を第2の値231aにするグラフである。 FIG. 2B is a graph that sets the PCS output 231 to the second value 231a for a predetermined period t1 after detecting that the received power 220 has fallen below the first value 240.

図2Bにおいて、時刻ta1で、UPR122によって、受電電力222の値が第1の値240を下回ったことを検知する。この検知に応答して、UPR122は、第1の報知信号を監視制御装置110に伝達する。 In FIG. 2B, at time ta1, the UPR 122 detects that the value of the received power 222 has fallen below the first value 240. In response to this detection, UPR 122 transmits a first notification signal to supervisory control device 110.

監視制御装置110は、この第1の報知信号を受信したことに応答して、PCS108に対して、所定の期間t1の間、PCS出力231を(負荷電力210-第1の値240)とするよう、制御信号(第1の指令)を送出するとよい。そして、PCS108は、所定の期間t1の間、受電設備120に(負荷電力210-第1の値240)の電力を与える。したがって、受電電力221は、t1の期間において、以下の電力となる。
受電電力221=負荷電力210-PCS出力231
=負荷電力210-(負荷電力210-第1の値240)
=第1の値240
In response to receiving this first notification signal, the supervisory control device 110 sets the PCS output 231 to (load power 210 - first value 240) for a predetermined period t1 to the PCS 108. It is preferable to send out a control signal (first command) to do so. Then, the PCS 108 provides power of (load power 210 - first value 240) to the power receiving equipment 120 for a predetermined period t1. Therefore, the received power 221 becomes the following power during the period t1.
Received power 221 = load power 210 - PCS output 231
= load power 210 - (load power 210 - first value 240)
= first value 240

図2Bにおいて、タイムラグdtは、受電電力221が第1の値240を下回った時刻ta1から、PCS出力231が、(負荷電力210-第1の値240)になるまでの遅れ時間である。
そして、t1が経過すると、監視制御装置110は、PCS108に対する上記制御信号を送出するのを止める。
In FIG. 2B, the time lag dt is the delay time from time ta1 when the received power 221 falls below the first value 240 until the PCS output 231 becomes (load power 210 - first value 240).
Then, when t1 has elapsed, the supervisory control device 110 stops sending out the control signal to the PCS 108.

図2Bにおいて、期間t1経過後に受電電力が再び第1の値240を下回るイベントが、5回発生しているため、PCS出力231は、5つのt1の期間において、(負荷電力210-第1の値240)となっている。 In FIG. 2B, an event in which the received power falls below the first value 240 again after the period t1 has elapsed has occurred five times, so the PCS output 231 is (load power 210 - first value 240) during the five t1 periods. The value is 240).

図2Bにおいて、最後に受電電力221が第1の値240を下回って、タイムラグdtの期間に時刻ta2が到来し、受電電力221は、タイムラグdtの間において、第1の値以上となっている。この場合においても、PCS出力は、最後のt1の間において、(負荷電力210-第1の値240)となるため、受電電力221は、第1の値240に保たれてもよい。 In FIG. 2B, the received power 221 finally falls below the first value 240, time ta2 arrives during the time lag dt, and the received power 221 becomes greater than or equal to the first value during the time lag dt. . Even in this case, the received power 221 may be kept at the first value 240 because the PCS output becomes (load power 210 - first value 240) during the last t1.

図2Bでは、以上のように、タイムラグdtの間を除き、受電電力は、第1の値240に保たれるため、受電電力がマイナスになり、逆潮流が発生してしまうことが、未然に防止できるようになる。ただし、負荷の消費電力の急激な低下により、負荷電力210の低下が発生した場合などには、受電電力221がマイナス値になる可能性はある。ただし、PCS108からの出力が低下するため、受電電力221がマイナスとなり逆潮流によって、電力網140に影響が及ぶことを、効果的に減少させることができる。あるいは、瞬時的な逆潮流の場合には、電力網に140に何ら影響を与えない場合もある。したがって、上記のような構成を有する実施形態によって、発電制御システム100が逆潮流によって電力網140に与える悪影響は、ほとんどの場合に回避できるか、軽減できることとなる。 In FIG. 2B, as described above, the received power is kept at the first value 240 except during the time lag dt, so it is possible to prevent the received power from becoming negative and causing a reverse power flow. can be prevented. However, if the load power 210 decreases due to a sudden decrease in the power consumption of the load, there is a possibility that the received power 221 becomes a negative value. However, since the output from the PCS 108 decreases, it is possible to effectively reduce the influence of the received power 221 on the power grid 140 due to negative power flow. Alternatively, in the case of instantaneous reverse power flow, there may be no impact on the power grid 140. Therefore, according to the embodiment having the above configuration, the adverse effects that the power generation control system 100 has on the power grid 140 due to reverse power flow can be avoided or reduced in most cases.

図2Cは、図2Bの変形例を示すグラフである。図2Cの場合には、t1の期間におけるPCS出力232を(負荷電力210-第1の値240)よりも小さい値(231b)とする場合のグラフである。
PCS出力232<負荷電力210-第1の値240
となるように制御がなされる。図2Cの場合には、t1における受電電力222は、図2Bの場合における受電電力221よりも高い値になる。
したがって、図2Cにおける受電電力222は、図2Bの場合における受電電力221よりも高い値になるため、より逆潮流が発生しにくい状態となる。
FIG. 2C is a graph showing a modification of FIG. 2B. In the case of FIG. 2C, it is a graph when the PCS output 232 during the period t1 is set to a value (231b) smaller than (load power 210 - first value 240).
PCS output 232<load power 210-first value 240
Control is performed so that In the case of FIG. 2C, the received power 222 at t1 has a higher value than the received power 221 in the case of FIG. 2B.
Therefore, the received power 222 in FIG. 2C has a higher value than the received power 221 in the case of FIG. 2B, so that reverse power flow is less likely to occur.

なお、既に述べたように、図2Cにおいて、PCS出力232は、t1の終了後に、元の値に復帰している。しかしながら、図2Cは一例であって、監視制御装置110は、PCS出力232と受電電力222と第1の値とを勘案して、再び受電電力が、第1の値を下回らないように、PCS出力232を制御してもよい。この場合には、上記の報知信号(受電電力が第1の値を下回ることにより発生する報知信号)の発生が2回目以降に発生する可能性をより減少させることができる。 Note that, as already mentioned, in FIG. 2C, the PCS output 232 has returned to its original value after the end of t1. However, FIG. 2C is an example, and the supervisory control device 110 takes into account the PCS output 232, the received power 222, and the first value, and controls the PCS so that the received power does not fall below the first value again. Output 232 may also be controlled. In this case, it is possible to further reduce the possibility that the above notification signal (the notification signal generated when the received power falls below the first value) will occur for the second time or later.

なお、実際の負荷電力210が、突発的に減少することはあり得ることである。このような場合においても、図2B又は図2Cに示した制御を、監視制御装置110が行うことによって、逆潮流の発生を未然に防止できる可能性が高くなる。或いは、逆潮流が発生したとしても、その逆潮流による電力網140への悪影響をより軽減させることができる。
なお、上記の実施形態の場合、インバータ109は、片方向インバータ又は双方向インバータのいずれであってもよい。なお、インバータ109が双方向インバータであって、PCS108によって交流側から直流側に電力を供給されている場合には、そもそも逆潮流は発生しない。したがって、インバータ109が、双方向インバータである場合には、PCS108から交流側に電力が供給されている場合に、上記の実施形態が適用されることになる点に留意すべきである。
Note that it is possible that the actual load power 210 suddenly decreases. Even in such a case, if the monitoring and control device 110 performs the control shown in FIG. 2B or 2C, there is a high possibility that the occurrence of reverse power flow can be prevented. Alternatively, even if a reverse power flow occurs, the adverse effect of the reverse power flow on the power grid 140 can be further reduced.
Note that in the case of the above embodiment, the inverter 109 may be either a unidirectional inverter or a bidirectional inverter. Note that when the inverter 109 is a bidirectional inverter and power is supplied from the AC side to the DC side by the PCS 108, reverse power flow does not occur in the first place. Therefore, it should be noted that when the inverter 109 is a bidirectional inverter, the above embodiment is applied when power is supplied from the PCS 108 to the AC side.

図3A及び図3Bは、小さな逆潮流が発生したことを検知した場合において、電力網140への悪影響を回避し、又は軽減させる制御を示す図である。 FIGS. 3A and 3B are diagrams illustrating control for avoiding or reducing adverse effects on the power grid 140 when it is detected that a small reverse power flow has occurred.

図3Aは、受電電力320がマイナス値である第3の値340以下になった場合において、PCS出力330を制御しない場合の例を示したグラフである。この場合、受電電力320は、負荷電力310-PCS出力330となる。図3Aに示されるように、時刻tb1において、受電電力320が第3の値以下となっており、逆潮流が発生している。 FIG. 3A is a graph showing an example in which the PCS output 330 is not controlled when the received power 320 becomes equal to or less than the third value 340, which is a negative value. In this case, received power 320 becomes load power 310 - PCS output 330. As shown in FIG. 3A, at time tb1, the received power 320 is equal to or less than the third value, and a reverse power flow occurs.

第3の値は、負の値であるが、逆潮流を起こしても、電力網140に悪影響を与えない程度の負の値に設定されることが望ましい。この第3の値よりも大きな逆潮流が発生することを効果的に防止する制御を行うことで、電力網140に対して悪影響を与えることを回避できる。また、以下に示す制御を行って、逆潮流の増大を抑制することで、発電制御システム100の全体的な構成が簡素化される。
図3Bは、逆潮流を増大させないように効果的に制御した場合のグラフである。
The third value is a negative value, and is preferably set to a negative value that does not adversely affect the power grid 140 even if reverse power flow occurs. By performing control to effectively prevent the occurrence of a reverse power flow larger than this third value, it is possible to avoid adverse effects on the power grid 140. Furthermore, by performing the control described below to suppress an increase in reverse power flow, the overall configuration of the power generation control system 100 is simplified.
FIG. 3B is a graph when the reverse power flow is effectively controlled so as not to increase.

受電電力321をRPR124が監視し、時刻tb1において、受電電力321が第3の値以下になった場合に、RPR124が、PCS108に対して、直接第2の指令を送出して、PCS108を停止させるか、PCS108の出力を零にさせる。この場合、タイムラグ(遅れ)を最小限にすることが望ましいため、監視制御装置110を介さずにRPR124から、直接にPCS108に第2の指令を送出して、PCS108を制御させることが望ましい。PCS108の出力は、零又は略零になることが望ましい。この制御によって、時刻tb1から所定の時間t2の間、PCS出力331が零になる。このt2の期間において、PCS出力が零になるため、受電電力321は、負荷電力310と等しくなる。 The RPR 124 monitors the received power 321, and when the received power 321 becomes equal to or less than the third value at time tb1, the RPR 124 directly sends a second command to the PCS 108 to stop the PCS 108. Or, the output of the PCS 108 is made zero. In this case, since it is desirable to minimize the time lag (delay), it is desirable to send the second command directly from the RPR 124 to the PCS 108 without going through the supervisory control device 110 to control the PCS 108. It is desirable that the output of the PCS 108 be zero or approximately zero. Through this control, the PCS output 331 becomes zero for a predetermined time t2 from time tb1. During this period t2, the PCS output becomes zero, so the received power 321 becomes equal to the load power 310.

以上の制御によって、受電電力321がマイナスになり逆潮流が継続している時間を効果的に短縮でき、逆潮流の電力量を小さくすることができる。また、RPR124が直接PCS108を制御するため、PCS出力331を零にするまでのタイムラグを小さくすることができる。 By the above control, the time period during which the received power 321 becomes negative and the reverse power flow continues can be effectively shortened, and the amount of power of the reverse power flow can be reduced. Furthermore, since the RPR 124 directly controls the PCS 108, the time lag until the PCS output 331 is reduced to zero can be reduced.

図3Bに示すように、時刻tb1から時間t2が経過した時刻tb2において、PCS108の動作を自動的に復帰させることが望ましい。このようにすることによって、PCS108が停止したままに留まる時間を短くすることができる。
第3の値は、逆潮流が発生しても、電力網140に与える影響を最小限に抑えることができる値、又は、悪影響を与えない負の値に設定することが望ましい。
以上のようにすることで、逆潮流が発生したとしても、その逆潮流が与える悪影響を減少させ、或いは無くすことができる。
As shown in FIG. 3B, it is desirable to automatically restore the operation of the PCS 108 at time tb2 when time t2 has elapsed from time tb1. By doing so, the time during which the PCS 108 remains stopped can be shortened.
The third value is desirably set to a value that can minimize the impact on the power grid 140 even if reverse power flow occurs, or a negative value that does not have an adverse effect.
By doing the above, even if a reverse power flow occurs, the adverse effects of the reverse power flow can be reduced or eliminated.

なお、t2において、PCS108の動作を復帰させる制御は、監視制御装置110が行ってもよい。したがって、RPR124からの指令は、PCS108と、監視制御装置110とに送られることが望ましい。 Note that at t2, the supervisory control device 110 may perform control to restore the operation of the PCS 108. Therefore, it is desirable that commands from the RPR 124 be sent to the PCS 108 and the supervisory control device 110.

なお、理解を容易にするために、図3の説明においては、図2の制御が無いと仮定して、グラフが描かれている。また、図2の説明においては、図3の制御が無いと仮定して、グラフが描かれている。
しかしながら、実際の動作においては、図2と図3の制御が重畳して実行されてもよいことは言うまでもない。
Note that in order to facilitate understanding, in the explanation of FIG. 3, the graph is drawn assuming that the control of FIG. 2 does not exist. Furthermore, in the explanation of FIG. 2, the graph is drawn assuming that the control of FIG. 3 is not provided.
However, in actual operation, it goes without saying that the controls in FIGS. 2 and 3 may be executed in a superimposed manner.

また、図2のt1の期間、図3のt2の期間においては、PCS108の出力が抑制又は停止するため、PCS108から出力され得る電力に余剰の電力が存在することとなる。この場合には、太陽電池102からMPPT106を経由してPCS108に流入していた電力の全て又は一部が、蓄電池104に蓄電されるようにすることが望ましい。 Furthermore, during the period t1 in FIG. 2 and the period t2 in FIG. 3, the output of the PCS 108 is suppressed or stopped, so that there is surplus power in the power that can be output from the PCS 108. In this case, it is desirable that all or part of the power flowing from the solar cell 102 to the PCS 108 via the MPPT 106 be stored in the storage battery 104.

なお、MPPT106によって、この余剰電力は、蓄電池に効果的に充電されるようにMPPT106が動作することが望ましい。MPPT106は、太陽電池102が発生する電力を最大限に引き出す機能を有しているから、交流側に対するPCS108の入力インピーダンスが高くなることで、太陽電池102からの一部の電力をPCS108に振り向ける代わりに、蓄電池104への蓄電に振り向けることで、蓄電がなされる。 Note that it is desirable that the MPPT 106 operates so that this surplus power is effectively charged into the storage battery. Since the MPPT 106 has the function of maximizing the power generated by the solar cell 102, by increasing the input impedance of the PCS 108 to the AC side, part of the power from the solar cell 102 is directed to the PCS 108. Instead, power is stored by directing the power to the storage battery 104.

以上のようにして、逆潮流を未然に防止するか、又は逆潮流の値を小さくして電力網140への悪影響を極力減少させると共に、その際に発生する余剰電力を、蓄電池104の蓄電に有効に利用することができる。 As described above, reverse power flow is prevented or the value of reverse power flow is reduced to reduce the negative impact on the power grid 140 as much as possible, and the surplus power generated at this time is effectively used to store electricity in the storage battery 104. It can be used for.

<実施形態2> <Embodiment 2>

図4Aないし図4Cは、負荷電力、太陽光発電電力、蓄電池の充放電電力及び受電電力等の相互関係を示す図である。なお、図4Aないし図4Cにおいて、MPPT106、PCS108、監視制御装置110、受変電設備120、各種センサ112等に使われる電力は零と仮定し、各種の設備における電力変換効率などに起因する電力の減少は零であると仮定して説明する。 FIGS. 4A to 4C are diagrams showing the interrelationships among load power, solar power generation power, storage battery charging/discharging power, received power, and the like. In addition, in FIGS. 4A to 4C, it is assumed that the power used for the MPPT 106, PCS 108, supervisory control device 110, power receiving and transforming equipment 120, various sensors 112, etc. is zero, and the power consumption due to the power conversion efficiency of various equipment is assumed to be zero. The explanation will be based on the assumption that the decrease is zero.

例えば、太陽電池102の発電電力は損失の無いまま、負荷130に用いられたり、蓄電池104に充電されたりすると仮定する。また、例えば、蓄電池104に蓄電された電力は、損失の無いまま、負荷130に用いられると仮定する。また、例えば、蓄電池104に蓄電されるために蓄電池104に流入した電力量は、全て蓄電され、その蓄電された電力量は、全て蓄電池104から負荷130に提供できると仮定して、以下の説明を行う。 For example, it is assumed that the power generated by the solar cell 102 is used for the load 130 or charged into the storage battery 104 without any loss. Further, for example, it is assumed that the power stored in the storage battery 104 is used for the load 130 without loss. Further, for example, the following explanation will be based on the assumption that all of the amount of power that has flowed into the storage battery 104 to be stored in the storage battery 104 is stored, and that all of the stored amount of power can be provided from the storage battery 104 to the load 130. I do.

なお、現実の発電制御システムの各構成要素は、効率が100%ではないが、以下の説明によって、当業者は、より容易に現実の発電制御システムの動作の理解をすることができ、かつ、当業者は、この仮定の下での理解によって得られた知識によって、本実施形態を現実の発電制御システムにより容易に適用することが可能となる。 Although each component of an actual power generation control system is not 100% efficient, the following explanation will help those skilled in the art more easily understand the operation of an actual power generation control system, and Those skilled in the art will be able to easily apply this embodiment to an actual power generation control system based on the knowledge obtained through understanding under this assumption.

図4Aは、ある一日の負荷電力U1と、太陽電池102の発電電力S1とを示したグラフである。なお、1日における負荷電力U1のパターン及び総電力量は、家庭であれば、ウィークディ、休日、旅行などによる留守の日などによって変動する。工場であれば、1日における負荷電力U1のパターン及び総電力量は、工場の稼働日、工場の稼働停止日によって、変動する。
本実施形態は、発電制御システム100において、逆潮流を抑制し、売電を行わない場合を想定している。また、本実施形態は、電力網140からの電力を蓄電池104に蓄電しない場合を想定している。したがって、PCS108は、交流を直流に変換する片方向インバータのみを有している場合、或いは、双方向インバータを有していても、交流側から直流側への電力の流れが無い場合を想定している。
FIG. 4A is a graph showing the load power U1 and the generated power S1 of the solar cell 102 in one day. Note that the pattern of the load power U1 and the total amount of power in a day will vary depending on weekends, holidays, days when the user is away due to travel, etc. in the case of a household. In the case of a factory, the pattern of the load power U1 and the total amount of electric power in one day vary depending on the days when the factory is in operation and the days when the factory is not in operation.
This embodiment assumes that the power generation control system 100 suppresses reverse power flow and does not sell electricity. Further, this embodiment assumes a case where power from the power grid 140 is not stored in the storage battery 104. Therefore, it is assumed that the PCS 108 has only a unidirectional inverter that converts alternating current to direct current, or even if it has a bidirectional inverter, there is no power flow from the alternating current side to the direct current side. ing.

図1に示したように、発電制御システム100において、逆潮流による売電を行わない場合には、1週間、1カ月、1年などの一定期間における太陽電池102の発電電力量は、負荷電力量を大きく超えないことが望ましい。なぜなら、余剰電力の蓄積が増大する傾向であれば、蓄電池104に蓄えられて、有効に利用されるとしても、余剰電力により蓄電池104に蓄えられる電力量が次第に増大し、蓄電池104の充電可能な総電力量を超える可能性が高くなり、結果的に、充電できずに利用されない発電電力量が発生することとなる可能性が高いからである。 As shown in FIG. 1, in the power generation control system 100, when electricity is not sold by reverse power flow, the amount of power generated by the solar cell 102 in a certain period such as one week, one month, or one year is equal to the load power It is desirable not to significantly exceed the amount. This is because if the storage of surplus power tends to increase, even if it is stored in the storage battery 104 and used effectively, the amount of power stored in the storage battery 104 due to surplus power will gradually increase, and the storage battery 104 will not be able to be charged. This is because there is a high possibility that the total amount of electric power will be exceeded, and as a result, there is a high possibility that the amount of generated electric power will not be used because it cannot be charged.

蓄電池104が蓄電可能な電力量は、大きいことが望ましいが、コスト等との兼ね合いで、蓄電池104の蓄電可能な電力量が決定される。蓄電可能な電力量が大きいほど、より長期間における、消費電力量と発電電力量の予測のデータを用いることができる。例えば、蓄電池104の蓄電可能な電力量が、1日の平均的な負荷電力量の半日分である場合には、蓄電池104が満充電であったとしても、翌日が曇天で、1日の平均的な発電電力量の半分であれば、満充電の蓄電池104に充電された電力量を使い切る場合も想定される。例えば、蓄電池104の充電可能な電力量が、1日の平均的な負荷電力量の1週間分に相当し、蓄電池104が満充電であれば、翌日が曇天で、1日の平均的な発電電力量の半分であって、不足する負荷電力量を蓄電池104からまかなっても、蓄電池104には、蓄電された電力量が相当程度残っていることになる。 Although it is desirable that the amount of power that can be stored in the storage battery 104 is large, the amount of power that can be stored in the storage battery 104 is determined in consideration of cost and the like. The larger the amount of power that can be stored, the more data can be used to predict the amount of power consumed and the amount of generated power over a longer period of time. For example, if the amount of power that can be stored in the storage battery 104 is half a day's worth of the average load power amount for one day, even if the storage battery 104 is fully charged, the next day will be cloudy and the average amount of power for the day will be If it is half of the typical generated power amount, it is assumed that the amount of power charged in the fully charged storage battery 104 will be used up. For example, if the amount of power that can be charged in the storage battery 104 is equivalent to one week's worth of the average daily load power amount, and the storage battery 104 is fully charged, the next day is cloudy and the average power generation for the day is Even if the storage battery 104 covers half of the amount of power and the insufficient load power, a considerable amount of the stored power remains in the storage battery 104.

以上のことは、蓄電池104の蓄電可能な電力量が大きいほど、長い期間での消費電力量と発電電力量の予測のデータを用いることが可能であるということの理由を示していることになる。 The above shows the reason why the larger the amount of power that can be stored in the storage battery 104, the more it is possible to use data for predicting the amount of power consumption and power generation over a long period of time. .

発電制御システム100における評価値としては、受電コストを下げることが挙げられる。受電コストを下げるより具体的な指標としては、受電における最大電力量を所定の値を超えないようにすることが挙げられる。受電のコストは、電力会社との契約において、最大電力が所定の値を超えないようにすることで、契約単価が上昇することを避けることができる。このためには、受電電力のピークが所定の値を超えないように制御することが望ましいといえる。或いは、受電コストを下げる他の具体的な指標としては、平均的な受電電力を下げることが挙げられる。このためには、蓄電池104が満充電になることを避けることで、発電電力を有効に使い切るように制御することが望ましいと言える。 An example of the evaluation value in the power generation control system 100 is to lower the power reception cost. A more specific indicator for lowering the power reception cost is to prevent the maximum amount of power in power reception from exceeding a predetermined value. Regarding the cost of power reception, it is possible to avoid an increase in the contract unit price by ensuring that the maximum power does not exceed a predetermined value in the contract with the power company. For this purpose, it is desirable to control the received power so that its peak does not exceed a predetermined value. Alternatively, another specific indicator for lowering the power reception cost is lowering the average received power. To this end, it is desirable to perform control so that the generated power is used up effectively by preventing the storage battery 104 from becoming fully charged.

これらの制御を行うためには、例えば、ピークの受電電力が所定の値を超えないようにすること、電力網140から購入する最大需要電力(デマンド電力)を一日のうちなるべく長い時間帯において一定にすること、及び/又は、発電電力量(太陽光発電)をより多く使うことを評価値とし、上記各種の予測値を入力値とし、上記各種の制御量を出力値として、AIに学習させることにより、AIが制御を行うことが可能となる。
その他、時間帯によって、電力網140からの電力単価が異なる場合には、例えば、電力単価の安い昼の時間帯において電力網140からの電力を増やし、電力単価の高い夜の時間帯において電力網140からの電力を減らして、蓄電池104からの電力消費を増やすことが挙げられる。この場合には、電力網140から購入する電力料金を評価値として採用して学習をAiに行わせることが挙げられる。あるいは、昼夜の電力単価が、上記とは逆の場合にも、その状況に応じて、AIが適切な制御を行うことができる。
あるいは、太陽光からの電力及び電力網140から受け取る電力も含め、全体的な二酸化炭素(CO2)の排出量を削減する評価値を採用して、学習をAIに行わせることが挙げあれる。
以下に、1日の受電電力を制御する例を具体例として説明する。
In order to perform these controls, for example, it is necessary to prevent peak received power from exceeding a predetermined value, and to maintain the maximum demand power (demand power) purchased from the power grid 140 at a constant level for as long as possible during the day. The evaluation value is to increase the amount of generated electricity (solar power generation), and the various predicted values described above are used as input values, and the various control amounts described above are used as output values, and the AI is made to learn. This allows AI to perform control.
In addition, if the unit price of electricity from the power grid 140 differs depending on the time of day, for example, increase the power from the power grid 140 during the daytime when the power unit price is low, and increase the power from the power grid 140 during the night time when the unit price of power is high. One example of this is to reduce the power and increase the power consumption from the storage battery 104. In this case, Ai may be made to perform learning by using the electricity rate purchased from the power grid 140 as the evaluation value. Alternatively, even if the day and night power unit prices are opposite to the above, AI can perform appropriate control depending on the situation.
Alternatively, an evaluation value that reduces the overall amount of carbon dioxide (CO2) emissions, including power from sunlight and power received from the power grid 140, may be used to cause the AI to perform learning.
Below, an example of controlling the received power for one day will be explained as a specific example.

図4Aには、ある一日の負荷電力U1と、太陽電池102の発電電力S1とが示されている。蓄電池104が存在しない場合には、電力量U11と電力量U12は、太陽電池102の発電電力量で賄うことができないため、受電電力量で賄われることとなる。
蓄電池104が存在しない場合には、発電電力量S12は消費されずに捨てられる電力である。電力量S13は、負荷130によって消費される。
FIG. 4A shows the load power U1 and the generated power S1 of the solar cell 102 for one day. If the storage battery 104 does not exist, the amount of power U11 and the amount of power U12 cannot be covered by the amount of power generated by the solar cell 102, and therefore will be covered by the amount of received power.
When the storage battery 104 is not present, the generated power amount S12 is power that is not consumed and is discarded. The electric energy S13 is consumed by the load 130.

図4Bは、蓄電池104が利用される場合における、発電電力量と、受電電力量と、蓄電池104に蓄電される電力量と、蓄電池104から放電される電力量との関係を例示すグラフである。
図4Bは、ピークの受電電力が所定の値WSを超えないように、上記の各種の電力を制御したグラフである。
図4Bにおいて、領域で区切られた各電力量は以下のとおりである。
S12:太陽電池102の発電電力量のうち、蓄電池104に蓄電される電力量。
S131a:負荷130に消費される受電電力量であり、この受電電力量によって余剰となった太陽電池102の発電電力量が蓄電池104に蓄電される電力量。この電力は、太陽電池102から負荷130に提供され得る電力であるが、太陽電池1042ら負荷130に与えられる代わりに、蓄電池104の充電に用いられる。このように、太陽電池102からの電力のうち一部の電力をPCS108に提供することを抑制することによって、この抑制された電力を蓄電104に用いることができるため、蓄電池104に蓄電される電力量を制御することができる。なお、S131aは、太陽電池102が発電している時間帯のうちのどの時間帯においても監視制御装置110によって、その時間帯と電力が設定され得る。このような制御を行うことによって、PCS108が片方向インバータ109のみを有する場合であっても、電力網140からの電力を負荷に与えることで、太陽電池102からの電力を蓄電池104に与えることの自由度が増大する。
S132:太陽電池102の発電電力量のうち、負荷に消費される電力量。
U111a:受電電力量であり、負荷に消費される電力量。
U112a:主に前日以前に蓄電された蓄電池104からの電力量であって、負荷130に消費される電力量。
U121a:受電電力量であり、負荷130に消費される電力量。
U122a:前日又はこの日に蓄電された蓄電池104からの電力量であって、負荷130に消費される電力量。
FIG. 4B is a graph illustrating the relationship between the amount of power generated, the amount of received power, the amount of power stored in the storage battery 104, and the amount of power discharged from the storage battery 104 when the storage battery 104 is used. .
FIG. 4B is a graph in which the various types of power described above are controlled so that the peak received power does not exceed a predetermined value WS.
In FIG. 4B, the amount of power divided by regions is as follows.
S12: Out of the amount of power generated by the solar cell 102, the amount of power stored in the storage battery 104.
S131a: This is the amount of received power consumed by the load 130, and the amount of power generated by the solar cell 102 that becomes surplus due to this received amount of power is stored in the storage battery 104. This power is power that can be provided from the solar cell 102 to the load 130, but is used to charge the storage battery 104 instead of being provided from the solar cell 1042 to the load 130. In this way, by suppressing the provision of part of the electric power from the solar cell 102 to the PCS 108, this suppressed electric power can be used for the power storage 104, so that the electric power stored in the storage battery 104 can be reduced. The amount can be controlled. Note that in S131a, the time period and power can be set by the supervisory control device 110 in any time period during which the solar cell 102 is generating power. By performing such control, even if the PCS 108 has only a unidirectional inverter 109, it is possible to freely supply power from the solar cell 102 to the storage battery 104 by supplying power from the power grid 140 to the load. degree increases.
S132: Out of the amount of power generated by the solar cell 102, the amount of power consumed by the load.
U111a: The amount of received power, which is the amount of power consumed by the load.
U112a: The amount of power consumed by the load 130, which is mainly the amount of power from the storage battery 104 stored on or before the previous day.
U121a: The amount of received power, which is the amount of power consumed by the load 130.
U122a: The amount of power from the storage battery 104 stored on the previous day or on this day, and the amount of power consumed by the load 130.

図4Cは、電力制御を行わない場合と、電力制御を行った場合における、受電電力を比較したグラフである。 FIG. 4C is a graph comparing received power when power control is not performed and when power control is performed.

図4Cにおいて、受電電力410は、図4Aにおける電力量U11と電力量U12に対応する受電電力の推移である。そして、受電電力420は、図4Bにおける受電電力の推移である。図4Cにおける電力量U111b、電力量U112b、電力量S131b、電力量122b、電力量121bは、それぞれ図4Bにおける電力量U111a、電力量U112a、電力量S131a、電力量122a、電力量121aに対応する。 In FIG. 4C, received power 410 is a transition in received power corresponding to the power amount U11 and the power amount U12 in FIG. 4A. The received power 420 is the transition of the received power in FIG. 4B. Power amount U111b, power amount U112b, power amount S131b, power amount 122b, and power amount 121b in FIG. 4C correspond to power amount U111a, power amount U112a, power amount S131a, power amount 122a, and power amount 121a in FIG. 4B, respectively. .

図4Cに示されるように、電力制御を行わない場合には、受電電力410の電力ピークがW1であり、所定の値WSを超えているのに対して、電力制御を行った場合には、受電電力420の電力ピークがW2となり、所定の値WS以下となっていることがわかる。 As shown in FIG. 4C, when power control is not performed, the power peak of the received power 410 is W1, which exceeds the predetermined value WS, whereas when power control is performed, It can be seen that the power peak of the received power 420 is W2, which is less than the predetermined value WS.

図4Cに示される電力制御を行うためには、前日以前に蓄電池104に少なくとも略電力量U112aの電力が蓄えられていることが前提となる。また、当日においては、蓄電池104に少なくとも略電力量U122aの電力量が蓄えられるように、蓄電池104に蓄電する前日以前の蓄電量及び当日の電力量S131aの制御が行われることになる。加えて、翌日における電力量U112aに対応する電力量が、少なくとも本日において蓄電池104に蓄電されて、翌日に用いられるように準備されるよう制御することが望ましい。これらの電力制御を行うためには、発電制御システム100の現在時刻における状態に関する情報、発電電力予測値、負荷電力予測値、蓄電可能電力量等が用いられる。 In order to perform the power control shown in FIG. 4C, it is assumed that at least approximately the amount of power U112a of power is stored in the storage battery 104 before the previous day. Furthermore, on that day, the amount of power stored in the storage battery 104 on the previous day and the previous day and the amount of power S131a on that day are controlled so that at least approximately the amount of power U122a is stored in the storage battery 104. In addition, it is desirable to perform control so that the amount of power corresponding to the amount of power U112a for the next day is stored in the storage battery 104 at least today and is prepared for use on the next day. In order to perform these power controls, information regarding the state of the power generation control system 100 at the current time, a predicted generated power value, a predicted load power value, a storable power amount, etc. are used.

また、翌日の受電電力の最大値が所定の値WSよりも減少するように、PCS108の出力を制御することで、翌日に持ち越される、蓄電池104に蓄積される電力量を制御してもよい。このようにすることによって、翌日においても、所定の値WSを超えないように、受電電力を制御することができる。 Furthermore, the amount of power stored in the storage battery 104, which is carried over to the next day, may be controlled by controlling the output of the PCS 108 so that the maximum value of received power on the next day is less than a predetermined value WS. By doing so, it is possible to control the received power so that it does not exceed the predetermined value WS even on the next day.

また、太陽電池102の発電電力量の予測データと負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、蓄電池104に充電可能な電力量を超えないようにPCS108の出力が制御されることが望ましい。 Furthermore, it is desirable that the output of the PCS 108 be controlled so as not to exceed the amount of power that can be charged to the storage battery 104 based on information including predicted data of the amount of power generated by the solar cell 102 and predicted data of power consumption of the load. .

特に、負荷130の消費電力が、所定の値WSよりも大きい場合には、太陽電池102又は蓄電池104からの電力をPCS108が制御して、受電電力が、所定の値WSを超えないようにすることが望ましい。
例えば、受電電力が所定の値WSを超えた場合に、電力網140との電力契約単価が上昇する場合には、受電電力が所定の値WSを超えないように制御が行われることで、電力契約単価の上昇を防止することができる。なお、負荷130の消費電力が極端に大きくなる場合などにおいて、上記実施形態2を用いても、受電電力が所定の値WSを超えてしまうことは、当然に想定できることであるが、上記実施形態2によって、そのような事象が発生する確率を相当程度減少させることができる。
In particular, when the power consumption of the load 130 is larger than the predetermined value WS, the PCS 108 controls the power from the solar cell 102 or the storage battery 104 to prevent the received power from exceeding the predetermined value WS. This is desirable.
For example, if the received power exceeds a predetermined value WS and the unit price of the power contract with the power grid 140 increases, control is performed so that the received power does not exceed the predetermined value WS. It is possible to prevent increases in unit prices. Note that in cases where the power consumption of the load 130 becomes extremely large, it is naturally possible to assume that the received power will exceed the predetermined value WS even if the second embodiment is used. 2, the probability of such an event occurring can be significantly reduced.

また、負荷130の消費電力が所定の値WSよりも小さい場合には、太陽電池102からの電力が蓄電池104に蓄電されるように、PCS108を制御してもよい。 Further, when the power consumption of the load 130 is smaller than a predetermined value WS, the PCS 108 may be controlled so that the power from the solar cell 102 is stored in the storage battery 104.

なお、上記各種の予測データは、少なくとも1日分以上の予測データを含んでいることが望ましい。また、上記各種の予測データは、1日のうちで、複数回更新されて提供されるか、発電制御システム100が自ら予測してもよい。 In addition, it is desirable that the above-mentioned various kinds of prediction data include at least one day's worth of prediction data. Further, the above-mentioned various kinds of prediction data may be updated and provided multiple times in one day, or the power generation control system 100 may predict it by itself.

図5は、実施形態のうち、主に各種のデータ収集、制御指令及びAI処理に関連する処理を実行する各ハードウエア構成を示した図である。図5に示すハードウエア以外に、電力の各種制御を行う図1に示したハードウエアが存在することは言うまでもない。図5に示すハードウエア構成は、図1に示す監視制御装置110及び/又は監視制御装置110に外部から接続される不図示の装置内のコンピュータを備える装置の構成を示すものである。 FIG. 5 is a diagram showing each hardware configuration that mainly executes processes related to various data collection, control commands, and AI processing in the embodiment. Needless to say, in addition to the hardware shown in FIG. 5, there is also hardware shown in FIG. 1 that performs various types of power control. The hardware configuration shown in FIG. 5 shows the configuration of a device including the supervisory control device 110 shown in FIG. 1 and/or a computer in a device (not shown) externally connected to the supervisory control device 110.

ハードウエア構成は、CPU501、本実施形態のプログラム及びデータが格納され得るROM502及びRAM503、ネットワークインターフェース505、入力インタフェース506、表示インタフェース507、本実施形態のプログラム及びデータが格納され得る記憶媒体518を制御する外部メモリインタフェース508、出力インタフェース509を有する。これらのハードウエアは、バス504によって相互に接続されている。 The hardware configuration controls a CPU 501, a ROM 502 and a RAM 503 in which the program and data of this embodiment may be stored, a network interface 505, an input interface 506, a display interface 507, and a storage medium 518 in which the program and data of this embodiment may be stored. It has an external memory interface 508 and an output interface 509. These hardwares are interconnected by a bus 504.

また、学習を行うと共に学習結果を出力するAI521は、ネットワーク512に接続され得る。なお、AI521は、例えばネットワーク515に接続される独立のハードウエアで構成されてもよいし、上記CPU501の実行するプラグラムによって実現されてもよい。したがって、AI521の処理については、その実現形態及び他のハードウエアとの接続形態は、この例に限られるものではないことは言うまでもない。AI521の学習は、教師ありの学習であってもよいし、教師なしの学習であってもよい。 Further, the AI 521 that performs learning and outputs learning results may be connected to the network 512. Note that the AI 521 may be configured by independent hardware connected to the network 515, for example, or may be realized by a program executed by the CPU 501. Therefore, as for the processing of the AI 521, it goes without saying that the implementation form and the connection form with other hardware are not limited to this example. Learning of AI521 may be supervised learning or unsupervised learning.

ネットワークインターフェース505は、ネットワーク515に接続されている。ネットワーク515には、有線LAN、無線LAN、インターネット、電話網などがある。入力インタフェース506には、入力部516が接続されている。入力部516には、各種のセンサからの信号などが接続されてもよい。表示インタフェース507には、表示部517が接続される。外部メモリインタフェース508には、記憶媒体518が接続される。記憶媒体518は、RAM、ROM、CD-ROM、DVD-ROM、ハードディスク、メモリーカード等であってもよい。記憶媒体518には、本実施形態を実現するプログラムが格納され得る。出力インタフェース509には、出力部519が接続され、各種のハードウエアに対して制御指令の信号などが出力される。 Network interface 505 is connected to network 515. The network 515 includes a wired LAN, a wireless LAN, the Internet, a telephone network, and the like. An input section 516 is connected to the input interface 506. Signals from various sensors may be connected to the input section 516. A display unit 517 is connected to the display interface 507. A storage medium 518 is connected to the external memory interface 508. Storage medium 518 may be RAM, ROM, CD-ROM, DVD-ROM, hard disk, memory card, or the like. The storage medium 518 may store a program that implements this embodiment. An output unit 519 is connected to the output interface 509, and outputs control command signals and the like to various types of hardware.

上述の実施形態の少なくとも一部を実現するプログラムは、図5に示されるハードウエアにより実行され得る。また,実施形態のプログラムは,コンピュータに実行させる方法として,インプリメントされてもよい。本実施形態のプログラムの一部又は全部は、オペレーティングシステムにより実行されてもよい。また、プログラムの一部がハードウエアにより実現されてもよい。プログラムは記憶媒体518、ROM502、又はRAM503に記憶されてもよい。 A program implementing at least a portion of the embodiments described above may be executed by the hardware shown in FIG. Further, the program of the embodiment may be implemented as a method for causing a computer to execute the program. Part or all of the program of this embodiment may be executed by an operating system. Further, part of the program may be realized by hardware. The program may be stored in storage medium 518, ROM 502, or RAM 503.

実施形態の一部のプログラムは,ハードウエアの装置、例えば図1における監視制御装置110としてインプリメントされ得る。
以上の実施形態は,請求項に記載された発明を限定するものではなく,例示として取り扱われることは言うまでもない。
以上の各実施形態は、特許請求の範囲に記載された発明の例示を示したものであって、限定するためのものではないことは言うまでもない。
Some programs of the embodiments may be implemented as a hardware device, such as the supervisory control device 110 in FIG. 1 .
It goes without saying that the above embodiments are not intended to limit the invention described in the claims, but are to be treated as illustrative.
It goes without saying that each of the embodiments described above is an illustration of the invention described in the claims, and is not intended to limit the invention.

100 発電制御システム
102 太陽電池
104 蓄電池
109 インバータ
110 監視制御装置
112 各種センサ
120 受変電設備
122 UPR(不足電圧継電器)
124 RPR(逆電力継電器)
130 負荷
140 電力網

100 Power generation control system 102 Solar cell 104 Storage battery 109 Inverter 110 Monitoring control device 112 Various sensors 120 Power receiving and transforming equipment 122 UPR (undervoltage relay)
124 RPR (Reverse Power Relay)
130 Load 140 Power grid

Claims (8)

最大電力追従装置を介して電力を出力する太陽電池と、
前記最大電力追従装置と接続され前記太陽電池の電力を充電可能な蓄電池と、
電力網及び負荷に接続している受変電部と、
前記最大電力追従装置及び前記蓄電池からの直流電力を、前記受変電部を含む交流側に出力する、片方向インバータを有するパワーコンディショナと、
前記パワーコンディショナの出力を制御する監視制御装置と、
を有し、
前記監視制御装置は、
前記最大電力追従装置からの電力を前記パワーコンディショナに流入する電力で差し引いた差の電力が正の場合に前記差の電力が前記蓄電池の充電に用いられることが可能なように、又は、前記差の電力が負の場合に前記蓄電池が放電することで前記差の電力が前記蓄電池から前記パワーコンディショナに与えられることが可能なように、前記パワーコンディショナから前記受変電部へ出力される電力を制御する、
発電制御システム。
a solar cell that outputs power via a maximum power tracking device;
a storage battery connected to the maximum power tracking device and capable of charging the power of the solar cell;
A power receiving and transforming section connected to the power grid and loads,
a power conditioner having a unidirectional inverter that outputs DC power from the maximum power tracking device and the storage battery to an AC side including the power receiving and transforming section;
a monitoring control device that controls the output of the power conditioner;
has
The supervisory control device includes:
If the power difference obtained by subtracting the power from the maximum power tracking device by the power flowing into the power conditioner is positive, the power difference can be used to charge the storage battery, or When the differential power is negative, the storage battery is discharged, and the differential power is output from the power conditioner to the power receiving and transforming unit so that the differential power can be given from the storage battery to the power conditioner. control power,
Power generation control system.
前記監視制御装置は、
前記パワーコンディショナが前記最大電力追従装置からの電力で負荷に電力を与えることが可能な場合であっても、前記最大電力追従装置からの電力の一部の電力を前記パワーコンディショナが受け取ることを抑制し、前記抑制された電力に起因して前記パワーコンディショナから負荷に与えることができる電力が減じられた電力を補充するように、前記電力網から取得した電力を、前記負荷に与えることで、抑制された前記一部の電力が前記蓄電池の充電に用いられるよう記パワーコンディショナから前記受変電部へ出力される電力を制御する、
請求項1に記載の発電制御システム。
The supervisory control device includes:
Even if the power conditioner is capable of providing power to a load with the power from the maximum power follower, the power conditioner receives part of the power from the maximum power follower. and supplying the load with the power obtained from the power grid so as to supplement the reduced power that can be provided from the power conditioner to the load due to the suppressed power. , controlling the power output from the power conditioner to the power receiving and transforming unit so that the suppressed part of the power is used for charging the storage battery;
The power generation control system according to claim 1.
前記監視制御装置は、
前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、前記電力網からの、一日における受電電力の最大値が、所定の値を超えないよう前記パワーコンディショナから前記受変電部へ出力される電力を制御する、
請求項1に記載の発電制御システム。
The supervisory control device includes:
Based on information including predicted power generation data of the solar cell and predicted power consumption data of the load, the power condition is adjusted so that the maximum value of received power in a day from the power grid does not exceed a predetermined value. controlling the power output from the na to the power receiving and transforming section;
The power generation control system according to claim 1.
前記監視制御装置は、
翌日における前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、翌日における前記電力網からの受電電力の最大値が減少するように、前記パワーコンディショナの出力を制御することで、前記翌日に持ち越される蓄電池に蓄積される電力量を調節する、
請求項1に記載の発電制御システム。
The supervisory control device includes:
The output of the power conditioner is adjusted so that the maximum value of received power from the power grid on the next day is reduced based on information including predicted data on the amount of power generated by the solar cell and predicted power consumption on the load on the next day. by controlling the amount of electricity stored in the storage battery that is carried over to the next day;
The power generation control system according to claim 1.
前記監視制御装置は、
前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データとを含む情報に基づいて、前記蓄電池に充電可能な総電力量を超えないように、前記パワーコンディショナの出力を制御する、
請求項1に記載の発電制御システム。
The supervisory control device includes:
controlling the output of the power conditioner so as not to exceed the total amount of power that can be charged to the storage battery, based on information including predicted power generation data of the solar cell and power consumption predicted data of the load;
The power generation control system according to claim 1.
前記監視制御装置は、
前記負荷の消費電力が所定の値よりも大きい場合は、受電電力が前記所定の値を超えないようにパワーコンディショナの出力を制御する。
請求項1に記載の発電制御システム。
The supervisory control device includes:
When the power consumption of the load is larger than a predetermined value, the output of the power conditioner is controlled so that the received power does not exceed the predetermined value.
The power generation control system according to claim 1.
前記監視制御装置は、
前記負荷の消費電力が所定の値よりも小さい場合は、前記最大電力追従装置からの電力が前記蓄電池の充電に用いられることが可能なように、パワーコンディショナの出力を抑制する、
請求項1に記載の発電制御システム。
The supervisory control device includes:
When the power consumption of the load is smaller than a predetermined value, suppressing the output of the power conditioner so that the power from the maximum power tracking device can be used to charge the storage battery.
The power generation control system according to claim 1.
前記監視制御装置は、
1日の間に複数回、前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データを受け取り、前記太陽電池の発電電力量予測データと前記負荷の電力消費予測データは、少なくとも1日間の情報を含む、
請求項1ないし7のうちいずれか1項に記載の発電制御システム。

The supervisory control device includes:
The power generation amount prediction data of the solar cell and the power consumption prediction data of the load are received multiple times during one day, and the power generation amount prediction data of the solar cell and the power consumption prediction data of the load are received for at least one day. Contains information on
The power generation control system according to any one of claims 1 to 7.

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