JP3744831B2 - 電力貯蔵システム - Google Patents
電力貯蔵システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP3744831B2 JP3744831B2 JP2001287733A JP2001287733A JP3744831B2 JP 3744831 B2 JP3744831 B2 JP 3744831B2 JP 2001287733 A JP2001287733 A JP 2001287733A JP 2001287733 A JP2001287733 A JP 2001287733A JP 3744831 B2 JP3744831 B2 JP 3744831B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- value
- storage system
- power storage
- voltage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、負荷平準化などのような電力貯蔵システムに好適なフリッカ抑制機能に関する。
【0002】
【従来の技術】
電池電力貯蔵システムなどの電力貯蔵システムは、電力系統の負荷平準化を目的として開発されてきたが、自励式変換装置と組み合わせた運転性能の向上に伴い、電力品質の維持向上への貢献も期待されている。電力貯蔵システムは、通常、負荷平準化を目的として使用するが、その運用に影響しない範囲で、連系する系統のフリッカを低減する機能を付加した電力貯蔵システムとしての利用が期待されている。
【0003】
電池による直流電圧源を用いた従来の電力貯蔵システムにおいては、複数個の単電池を直並列に接続して組電池のユニットを構成し、これを単独またはさらに直並列に接続して、交直変換装置を介して電力貯蔵システムとして力率1の有効電力の入出力を制御することにより、電力系統の負荷平準化を目的として使用することが考えられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の電力貯蔵システムは力率1による有効電力の出力指令により電力系統の負荷平準化を目的として運転されており、無負荷時および部分負荷時には、交直変換装置は低い設備利用率で運転していた。
【0005】
ところで、配電用変電所等の6.6kV母線等において、電力用コンデンサー等により無効電力を±2MVar程度変動させると同母線の電圧は±2%程度変動するため、交直変換装置が部分負荷出力のとき、無効電力を出力することにより、交直変換装置の利用率を高めるとともに、系統の電圧安定化に貢献できる可能性がある。よって、電力貯蔵システムの有効電力および無効電力を効果的に制御し、負荷平準化の運転目的に影響することなく系統電圧安定化に貢献できるようシステムの制御方式を最適化することは電力貯蔵システムの効果的な運用のために必要な技術である。しかし、従来の電力貯蔵システムはこれらの問題を十分考慮されたものではなかった。
【0006】
また、例えば、急激な電圧変動などにおける電力貯蔵システムの運転継続の場合、システムの信頼性を特に高める必要があるが、従来の電力貯蔵システムにおいては、系統の電圧が急に変動した際に、連系点の電圧を適正に検出することができない場合があり、過電流を発生することなく、運転継続するのは困難であった。
【0007】
本発明の目的は、上記従来技術の具備しない機能を付加することにより、負荷平準化などのような電力貯蔵システムに用いるに好適な、フリッカ抑制機能を有した高信頼性の電力貯蔵システムを提供することにある。
【0008】
本発明の他の目的は、分散型電源の交直変換装置において、フリッカ抑制機能を有した高信頼性の分散型電源の交直変換装置の制御方式を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
請求項1の発明は、電力貯蔵システムの交直変換装置の制御方式において、電池システム連系点電圧から離散フーリエ変換(DFT)による正相電圧を連続的に算出し、その正相電圧の値とその値の1次遅れ値の差を連続的に検出するハイパスフィルターの透過信号に、ゲインを乗じてPQベクトル制御部の自動無効電力調整器(AQR)が出力する横軸分電流指令値に補正量として加えることにより、フリッカを抑制することを可能とすることを特徴とし、これにより、信頼性が高い電力貯蔵システムを提供するものである。
【0010】
連系点電圧は、3相交流電圧であるが、特開平10―234135号公報などに基づくDFT(離散的フーリエ変換)により、正相電圧を連続的に演算できる。
電力系統にフリッカが発生しているときに、連系点電圧の正相電圧の値はフリッカ成分を含んでおり、その正相電圧値の1次遅れ値はフリッカ成分をほとんど含んでいないと考えることができるため、その差を連続的に検出するハイパスフィルターの透過信号は、フリッカ成分のみを連続的に検出していると考えることができる。
よって、ハイパスフィルターの透過信号に、ゲインを乗じてPQベクトル制御の横軸分電流指令値に補正量として加えることにより、フリッカによる電圧変動成分をうち消す電圧変動を発生する無効電力を出力することにより、フリッカを抑制できると考えられる。
このとき、ハイパスフィルタの時定数およびハイパスフィルター透過信号に乗じるゲインは、系統規模、NAS電池システムの容量、系統に発生するフリッカの程度などをもとにあらかじめ最適な値に調整しておくことができる。
【0011】
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記補正量を加えた横軸分電流制御の指令値を限定するベクトルリミッタを設けることにより、有効電力出力に対して、交直変換装置の容量オーバーとならない範囲の無効電力を出力することができるようにしたことを特徴とし、通常、負荷平準化を目的として使用する電力貯蔵システムに、その運用に影響しない範囲で、連系する系統のフリッカを低減する機能を付加したものである。
【0012】
PQベクトル制御の直軸分電流と横軸分電流は、位相差が90°でベクトル的に直交するため、単位法により演算する場合、三平方の定理を用いることにより、有効電力出力に対して、交直変換装置の容量オーバーとならない範囲の無効電力を演算できる。その値を、リミッタの上限値、下限値として用いることによりベクトルリミッタを構成できる。
【0013】
また、前記ベクトルリミッタの上下限の絶対値を1.15[p.u.]として整定することにより、系統電圧が過渡的に0.9[p.u.]に低下しても皮相電力1.0[p.u.]を出力可能であることを特徴とし、これにより、信頼性の高い電力貯蔵システムを提供するものである。
【0014】
【発明の実施の形態】
本発明の電力貯蔵システムの交直変換装置の出力を制御する方式としては、有効電力と無効電力を精度良く独立して制御可能で、制御信号の追加が容易であり、かつ信頼性が高いという理由から、連系点正相電圧を基準としたPQベクトル制御方式が望ましい。
【0015】
このPQベクトル制御方式を用いた交直変換装置は、有効電力指令値、無効電力指令値を指定し、有効電力出力と無効電力出力のフィードバック値が指令値と一致するように、出力電力および出力電流を直軸成分と横軸成分に分解して計測制御し、直軸成分を調整することにより有効電力を制御することができ、横軸成分を調整することにより無効電力を制御することができる。
【0016】
よって、電力系統にフリッカが発生しているときは、電力系統に連系された電力貯蔵システムの交直変換装置の制御方式において、連系点電圧からDFT(離散的フーリエ変換)による正相電圧(例えば過去20msの基本波の実効値)を連続的に算出し、その正相電圧の値とその値の1次遅れ値の差を連続的に検出するハイパスフィルターの透過信号に、ゲインを乗じてPQベクトル制御の自動無効電力調整器(AQR)が出力する横軸分電流指令値に補正量として加えて、系統の電圧のフリッカ成分を打ち消す電圧変動を発生する無効電力を出力することにより、フリッカを抑制し、かつ、信頼性の高い負荷平準化目的のフリッカ抑制機能を付加した電力貯蔵システムを実現することができる。
【0017】
前記補正量を加えた横軸分電流制御の指令値を限定するベクトルリミッタを用いることにより、有効電力出力に対して、交直変換装置の容量オーバーとならない範囲の無効電力を自動調節で出力することができる。
また、ベクトルリミッタの上下限値の絶対値を1.15[p.u.]として整定することにより、系統電圧が過渡的に0.9[p.u.]に低下しても皮相電力1.0[p.u.]を自動調整で出力できる。
【0018】
このように連系点電圧からDFT(離散的フーリエ変換)による正相電圧(例えば過去20msの基本波の実効値)を連続的に算出し、連系点正相電圧を基準としてPQベクトル制御を行い、その正相電圧の値とその値の1次遅れ値の差を連続的に検出するハイパスフィルターの透過信号を連続的に算出しながら、ゲインを乗じてPQベクトル制御の自動無効電力調整器(AQR)が出力する横軸分電流指令値に補正量として加え、この補正した横軸分電流制御の指令値を限定するベクトルリミッタを用いて交直変換装置の容量オーバーとならない範囲の横軸分電流を連続的に算出し、系統の電圧のフリッカ成分を打ち消す電圧変動を発生する無効電力を出力することにより、負荷平準化目的の運用に影響することなくフリッカ抑制機能を付加した信頼性の高い電力貯蔵システムが得られる。
【0019】
図1は、本発明の一実施例である電力貯蔵システムの構成を示す図で、通常、電力系統1は3相であるが、ここでは説明を簡略化するため1相のみを示した。
新型電力貯蔵用電池等11の直流電圧をPQベクトル制御による交直変換装置10を用いて三相交流電圧に変換し、変換器用変圧器8を介して配電用変圧器3の6.6kV母線4に連系する。図1に示すNAS電池等の電力貯蔵用電池システム連系点6の3相線間電圧検出用計器用変圧器5による3相の線間電圧をもとに、DFT正相電圧検出部15により正相電圧を演算し、正相電圧の位相をPQベクトル制御の基準軸としてPQベクトル制御部13を制御し、ゲート信号12を発生して交直変換装置10の出力を制御している。
【0020】
図2は、本発明の一実施例である電力貯蔵システムの交直変換装置27のPQベクトル制御の構成を示す。このPQベクトル制御方式を用いた交直変換装置27は、有効電力指令値21、無効電力指令値28を指定し、有効電力フィードバック値22が有効電力指令値21と一致するようにAPR(自動有効電力調整器)23にて直軸分電流指令値24を算出し、無効電力フィードバック値29が無効電力指令値28と一致するようにAQR(自動無効電力調整器)にて横軸分電流指令値30を算出し、交直変換装置の出力電流を計器用変流器9で検出し、変換演算により直軸成分と横軸成分に分解して直軸分電流フィードバック値25と横軸分電流フィードバック値34をもとめ、直軸分電流指令値24と直軸分電流フィードバック値25の偏差が0になるようにACR(自動電流調整器)26により直軸成分を調整することにより有効電力を制御することができ、横軸分電流指令値31と横軸分電流フィードバック値34の偏差が0になるようにACR(自動電流調整器)35により横軸成分を調整することにより無効電力を制御することができる。
【0021】
一方、電力系統にフリッカが発生しているときは、電力貯蔵システムの連系点電圧よりDFTによる正相電圧フィードバック値36の値とその値の一次遅れ伝達関数37の透過信号の差を演算し、それにゲイン38を乗じてフリッカ補償信号39として、PQベクトル制御の横軸電流成分に加算器32を用いて付加することにより、系統の電圧のフリッカ成分を打ち消す電圧変動を発生する無効電力を出力することにより、フリッカを抑制し、かつ、信頼性の高い負荷平準化目的のフリッカ抑制機能を付加した電力貯蔵システムを実現することができる。
【0022】
また、ベクトルリミッタ33を用いることにより、有効電力出力に対して、交直変換装置27の容量オーバーとならない範囲の無効電力を自動調節で出力することができる。
さらに、ベクトルリミッタの上下限値の絶対値を1.15[p.u.]として整定することにより、系統電圧が過渡的に0.9[p.u.]に低下しても皮相電力1.0[p.u.]を自動調整で出力できる。
【0023】
なお、ベクトルリミッタの上限値の最大値を1.15[p.u.]とするときのベクトルリミッタの上限値は、直軸分電流指令値24(Id*)を単位法換算値で表して、(数1)で表すことができる。
上限値=+(1.15^2−(Id*)^2)^0.5 …(数1)
【0024】
同様に、ベクトルリミッタの下限値の絶対値の最大値を1.15[p.u.]とするときのベクトルリミッタの下限値は、直軸分電流指令値24(Id*)を単位法換算値で表して、(数2)で表すことができる。
下限値=−(1.15^2−(Id*)^2)^0.5 …(数2)
【0025】
この電力貯蔵システムは、連系点正相電圧を基準としたPQベクトル制御方式により電圧、電流、出力を調整し電力系統と連系しているため、系統電圧の急変時においても適切な電圧、電流、電力を出力することが可能であり信頼性が高い。
【0026】
さらに、万一、電力系統故障が発生しても、APR(自動有効電力調整器)23、AQR(自動無効電力調整器)30、ACR(自動電流調整器)26およびACR(自動電流調整器)35の過電流抑制リミッターにより電流を1.15[p.u.]以下に抑制して、継続運転できるケースを増加することが可能なため、システム全体の信頼性を高くすることができる。
【0027】
【発明の効果】
本発明によれば、負荷平準化を目的とした運用のなかで、電力貯蔵システムの交直変換装置容量を100%活用して効果的にフリッカ抑制機能を付加することができ、信頼性の高い電力貯蔵システム、また、系統電圧の急変時においても適切な電圧、電流、電力を出力することが可能であり、系統故障時においてもフリッカ抑制制御から安定して系統故障時の運転継続制御に移行し、系統故障除去後はまた安定してフリッカ抑制制御に戻ることができる信頼性が高い電力貯蔵システムが実現できる。
【0028】
また、本発明の電力貯蔵システムの交直変換装置の制御方式は、分散型電源の交直変換装置の制御方式にも好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の電力貯蔵システムの構成の一例を示す模式構成図である。
【図2】 本発明の電力貯蔵システムの制御回路の構成の一例を示す模式構成図である。
【符号の説明】
1…大電源または無限大母線、2…66kV母線、3…配電用変圧器、4…6.6kV母線、5…3相線間電圧検出用計器用変圧器、6…電池システム連系点、7…計器用変流器、8…変換器用変圧器、9…計器用変流器、10…交直変換装置、11…新型電力貯蔵用電池等、12…ゲート信号、13…PQベクトル制御部、14…正相電圧、15…正相電圧検出部、16…有効電力指令値と無効電力指令値、21…有効電力指令値、22…有効電力フィードバック値、23…APR(自動有効電力調整器)、24…直軸分電流指令値、25…直軸分電流フィードバック値、26…ACR(自動電流調整器)、27…交直変換装置、28…無効電力指令値、29…無効電力フィードバック値、30…AQR(自動無効電力調整器)、31…横軸分電流指令値、32…加算器、33…ベクトルリミッタ、34…横軸分電流フィードバック値、35…ACR(自動電流調整器)、36…正相電圧フィードバック値、37…一次遅れ伝達関数、38…ゲイン、39…フリッカ補償信号。
Claims (2)
- 電力貯蔵システムの交直変換装置の制御方式において、電池システム連系点電圧から離散フーリエ変換(DFT)による正相電圧を連続的に算出し、その正相電圧の値とその値の1次遅れ値の差を連続的に検出するハイパスフィルターの透過信号に、ゲインを乗じてPQベクトル制御部の自動無効電力調整器(AQR)が出力する横軸分電流指令値に補正量として加えることにより、フリッカを抑制することを特徴とする電力貯蔵システム。
- 前記補正量を加えた横軸分電流制御の指令値を限定するベクトルリミッタを設けることにより、有効電力出力に対して、交直変換装置の容量オーバーとならない範囲の無効電力を出力することができることを特徴とする請求項1の電力貯蔵システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001287733A JP3744831B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 電力貯蔵システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001287733A JP3744831B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 電力貯蔵システム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003102130A JP2003102130A (ja) | 2003-04-04 |
JP3744831B2 true JP3744831B2 (ja) | 2006-02-15 |
Family
ID=19110495
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001287733A Expired - Fee Related JP3744831B2 (ja) | 2001-09-20 | 2001-09-20 | 電力貯蔵システム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3744831B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2288071B1 (es) * | 2005-05-19 | 2008-10-16 | Endesa Generacion, S.A. | Sistema de generacion distribuida con mejora de la calidad de servicio de la red electrica. |
JP5076157B2 (ja) * | 2008-09-19 | 2012-11-21 | 東京瓦斯株式会社 | 分散型電源システム及びこのシステムを用いた系統電圧安定化方法 |
CN109347153B (zh) * | 2018-09-25 | 2022-10-25 | 中国电力科学研究院有限公司 | 一种混合单元级联h桥储能系统单相功率控制方法及系统 |
-
2001
- 2001-09-20 JP JP2001287733A patent/JP3744831B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2003102130A (ja) | 2003-04-04 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5391598B2 (ja) | 分散型電源の安定化制御方式 | |
JP5308511B2 (ja) | 風力発電設備の出力制御方法及び出力制御装置 | |
KR101550755B1 (ko) | 복합 발전 시스템용 전력 변환 장치 | |
US8373312B2 (en) | Solar power generation stabilization system and method | |
US8400003B2 (en) | Wind energy installation having a double-energized asynchronous generator and converter control | |
JP4306760B2 (ja) | 分散型電源 | |
US20120250371A1 (en) | Controlling an inverter device of a high voltage dc system for supporting an ac system | |
CN112840520A (zh) | 体系系统、控制装置以及体系系统的控制方法 | |
KR101152364B1 (ko) | Hvdc 시스템의 무효전력 보상 설비 제어 장치 및 이를 포함하는 hvdc 시스템 | |
US20150008743A1 (en) | Power Supply System | |
KR101034276B1 (ko) | 출력안정화형 풍력발전 시스템 및 그 제어방법 | |
JP2006226189A (ja) | 発電システム | |
JP6455661B2 (ja) | 自立運転システム | |
JP5367252B2 (ja) | 交流電圧制御方法 | |
WO2020144841A1 (ja) | 電力変換システムおよび電力変換装置 | |
WO2019215842A1 (ja) | 電力変換装置 | |
KR101092219B1 (ko) | 풍력 발전 설비 출력 안정화 방법 및 시스템 | |
JP3722963B2 (ja) | 電力変換装置 | |
CN111697596A (zh) | 一种用于抑制电力系统振荡的系统 | |
JP4045724B2 (ja) | 電力変換器装置 | |
Shen et al. | Frequency stabilisation using VSC-HVDC | |
JP2006191714A (ja) | 電力変換制御装置 | |
JP3744831B2 (ja) | 電力貯蔵システム | |
WO2021205701A1 (ja) | 電力変換装置 | |
JP2006014445A (ja) | 配電線電圧変動補償装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050105 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050304 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050517 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20051115 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20051115 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091202 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091202 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101202 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |