JP4350065B2

JP4350065B2 - Distributed energy system operation control method, operation control apparatus, and program

Info

Publication number: JP4350065B2
Application number: JP2005164039A
Authority: JP
Inventors: 靖史平岡; 章竹内; 満工藤; 朗中澤; 雅人丸山
Original assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Current assignee: Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2005-06-03
Publication date: 2009-10-21
Anticipated expiration: 2025-06-03
Also published as: JP2006340539A

Description

本発明は、エネルギー発生装置および／またはエネルギー蓄積装置から構成される分散型エネルギーシステムを有し、電力系統に接続された複数の需要家からなるエネルギーコミュニティーにおける分散型エネルギーシステム運転制御方法および装置に関する。 The present invention relates to a distributed energy system operation control method and apparatus in an energy community having a distributed energy system composed of energy generators and / or energy storage devices and comprising a plurality of consumers connected to an electric power system. .

近年、エネルギーの有効利用といった観点から需要化の近傍（オンサイト）に発電装置を設置し、そこから発生する電気および熱エネルギーを有効に利用するコジェネレーションシステムに注目が集まっている。とくに最近ではマイクロガスタービンや小型エンジンを用いた小規模なコジェネレーションシステムが実用化され、導入事例も増加している。また、次世代のコジェネレーションシステムとして期待されている固体高分子型燃料電池（ＰＥＦＣ）や固体酸化物型燃料電池（ＳＯＦＣ）の実用化も目前に迫ってきている。このようなコジェネレーションシステムはそれ単独で運用することによっても、需要家のエネルギー効率向上に貢献するが、蓄電設備を併用することでよりさらに大きなメリットが発生するものと考えられる。以下ではこのような需要化近傍に分散設置されるコジェネレーションシステムや蓄電設備を総称して分散型エネルギーシステムと呼ぶことにする。 In recent years, attention has been focused on a cogeneration system in which a power generation apparatus is installed in the vicinity (onsite) of demand from the viewpoint of effective use of energy, and electricity and heat energy generated therefrom are used effectively. In particular, recently, small-scale cogeneration systems using micro gas turbines and small engines have been put into practical use, and the number of cases of introduction has increased. In addition, the practical application of polymer electrolyte fuel cells (PEFC) and solid oxide fuel cells (SOFC), which are expected as next-generation cogeneration systems, is imminent. Even if such a cogeneration system is operated alone, it contributes to improving the energy efficiency of the customer, but it is considered that a greater merit is generated by using the power storage equipment together. Hereinafter, such cogeneration systems and power storage facilities distributed in the vicinity of demand will be collectively referred to as a distributed energy system.

複数の分散型エネルギーシステムのエネルギーを有効に利用し、低コストの運転制御を実現する方法として、特許文献１に記載されている「分散型エネルギーシステムの制御装置とその制御方法」がある。これは制御センタが分散型エネルギーシステムの制御装置から通信線を介して燃料電池の発電量と蓄電池のエネルギー貯蔵量と負荷の電力消費量のデータを受信するとともに、各分散電源システムに発電電力値および受送信電力値を指令することにより、電力需要の日負荷特性が異なる複数の分散型エネルギーシステム間において電力線を介しての電力需給を補完制御するシステムである。以下では上記のような分散型エネルギーシステムが多数設置されると共に、それらをエネルギーと情報のネットワークで接続し統合的に制御しているようなコミュニティーを「分散型エネルギーコミュニティー」と呼ぶこととする。 As a method for effectively using the energy of a plurality of distributed energy systems to realize low-cost operation control, there is a “distributed energy system control device and control method” described in Patent Document 1. This is because the control center receives data of the power generation amount of the fuel cell, the energy storage amount of the storage battery, and the power consumption amount of the load from the control device of the distributed energy system via the communication line, and the generated power value to each distributed power system. In addition, by commanding the transmission / reception power value, the power supply / demand is complementarily controlled through a power line between a plurality of distributed energy systems having different daily load characteristics of power demand. In the following, a large number of distributed energy systems as described above are installed, and a community in which they are connected and controlled in an integrated manner by a network of energy and information is referred to as a “distributed energy community”.

一般的に上記のような分散型エネルギーコミュニティーに用いられる分散型エネルギーシステムにおいては、各分散型エネルギーシステムが連系している系統電圧が規定値を逸脱しそうになった場合に無効電力出力量の調整（交流連系時）や有効電力出力量の調整（交流連系、直流連系時）を行い、連系点における系統電圧が規定値を逸脱しないように制御するとともに、出力調整によって電圧が調整できない場合には、分散型エネルギーシステムそのものを系統から解列してしまう機能が組み込まれている（非特許文献１）。
特開２００５−８６９５３号公報石川他、「太陽光発電システム複数代連系時における運転特性評価 −電圧上昇抑制機能の検討−」、日本太陽エネルギー学会講演論文、平成１２年 In the distributed energy system generally used in the distributed energy community as described above, the reactive power output amount is reduced when the system voltage connected to each distributed energy system is likely to deviate from the specified value. Adjustment (during AC connection) and adjustment of active power output (during AC connection and DC connection) are performed so that the system voltage at the connection point does not deviate from the specified value. When the adjustment cannot be made, a function of disconnecting the distributed energy system itself from the system is incorporated (Non-Patent Document 1).
JP 2005-86953 A Ishikawa et al., “Evaluation of operating characteristics for multiple generations of photovoltaic power generation systems -Examination of voltage rise suppression function-", The Japan Solar Energy Society lecture paper, 2000

しかしながら上記従来の制御方法では、連系点電圧の電圧規定値逸脱条件のみを考慮し、分散型エネルギーシステムの種別によらず出力抑制や解列−再連系を行っていたため、分散型エネルギーシステムの特性によってはシステムに過度の負担がかかってしまっていた。 However, in the conventional control method described above, only the voltage point deviation condition of the connection point voltage is considered, and output suppression and disconnection-reconnection are performed regardless of the type of the distributed energy system. Depending on the characteristics, the system was overburdened.

本発明の目的は、各々の分散型エネルギーシステムに対する急激な出力変動や解列−再連系といった負担を低減しつつ、分散型エネルギーシステムおよび分散型エネルギーコミュニティー全体の安全性を維持する分散型エネルギーシステム運転制御方法、制御装置、およびプログラムを提供することにある。 An object of the present invention is to provide distributed energy that maintains the safety of the entire distributed energy system and the distributed energy community while reducing the burden of sudden output fluctuations and disconnection-reconnection between each distributed energy system. A system operation control method, a control device, and a program are provided.

本発明の分散型エネルギーシステム運転制御方法は、
通信手段によって、各分散型エネルギーシステムの特性およびエネルギーコミュニティー内におけるそれらの構成に関する情報を収集するステップと、
記憶手段によって、前記の収集された情報を記憶装置に格納するステップと、
設定値演算手段によって、前記の収集、格納された情報をもとに、各分散型エネルギーシステムにおける連系点電圧上昇抑制機能が働く電圧値である動作電圧設定値を算出するステップと、
通信手段によって、前記の算出された動作電圧設定値を各分散型エネルギーシステムに通知するステップと
を有する。 The distributed energy system operation control method of the present invention includes:
Collecting information about the characteristics of each distributed energy system and their composition within the energy community by means of communication;
Storing the collected information in a storage device by storage means;
A step of calculating an operating voltage setting value, which is a voltage value at which the interconnection point voltage rise suppression function works in each distributed energy system, based on the collected and stored information by the setting value calculation means;
And notifying each distributed energy system of the calculated operating voltage setting value by communication means.

本発明は、分散型エネルギーコミュニティー内に存在する分散型エネルギーシステムの特性や構成に関する情報を収集し、それらの情報に基づいて各々の分散型エネルギーシステムにおける電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を定期的に算出、更新し、分散型エネルギーシステムに送信することによって、各々の分散型エネルギーシステムに対する急激な出力変動や解列−再連系の頻度の低減を図るものである。 The present invention collects information on the characteristics and configuration of a distributed energy system existing in the distributed energy community, and periodically sets the operating voltage setting value of the voltage rise suppression function in each distributed energy system based on the information. By calculating, updating, and transmitting to a distributed energy system, a rapid output fluctuation for each distributed energy system and a frequency of disconnection-reconnection are reduced.

この場合、各分散型エネルギーシステム内に保持されている、電圧上昇抑制動作の容易さに関する情報をもとに、各分散型エネルギーシステムにおける連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出するか、各分散型エネルギーシステムから収集した、電圧上昇抑制動作の容易さを算出するための特性情報から電圧上昇抑制動作の容易さを算出し、該電圧上昇抑制動作の容易さをもとに、各分散型エネルギーシステムにおける連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出する。 In this case, based on the information on the ease of the voltage rise suppression operation held in each distributed energy system, the operating voltage set value of the interconnection point voltage rise suppression function in each distributed energy system is calculated. Or from the characteristic information for calculating the ease of the voltage rise suppression operation collected from each distributed energy system, calculate the ease of the voltage rise suppression operation, and based on the ease of the voltage rise suppression operation, The operating voltage setting value of the interconnection point voltage rise suppression function in each distributed energy system is calculated.

本発明によれば、分散型エネルギーシステムや分散型エネルギーコミュニティーの安全性を低下させること無く、急激な出力変動や解列−再連系によって分散型エネルギーシステムにかかる負担の低減を図ることができる。 According to the present invention, it is possible to reduce the burden on the distributed energy system due to sudden output fluctuations and disconnection-reconnection without reducing the safety of the distributed energy system or the distributed energy community. .

次に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

[第１の実施形態]
図１は本発明の第１の実施形態の分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成および分散型エネルギーシステム運転制御装置の構成を示す図である。 [First embodiment]
FIG. 1 is a diagram showing a system configuration of a distributed energy community and a configuration of a distributed energy system operation control apparatus according to a first embodiment of the present invention.

同図に示すように、本分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ａは、分散型エネルギーシステム１１Ａと需要家負荷装置１２を具備するものを含む複数の需要家（図１では３つの熱電需要家１₁，１₂，１₃のみを示す）からなり、これら需要家間の熱電融通および電力会社との間の売買電が可能な分散型エネルギーコミュニティー１Ａの各需要家に設置された分散型エネルギーシステム１１Ａを制御するものである。分散型エネルギーシステム１１Ａと需要家負荷装置１２は電力線４によって商用電源３に接続され、分散型エネルギーシステム１１Ａは熱配管５に接続されている。分散型エネルギーシステム１１Ａと需要家負荷装置１２はさらに通信線６によって分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ａに接続されている。図２は分散型エネルギーシステム１１Ａの構成を示している。分散型エネルギーシステム１１Ａはエネルギー発生装置１３とエネルギー蓄積装置１４と設定値・特性データ保持部１５Ａとデータ受送信部１６を有している。ここで、各需要家に設置されるエネルギー発生装置１３、エネルギー蓄積装置１４、需要家負荷装置１２は任意であり、例えば熱電供給が可能なエネルギー発生装置１３、蓄電装置、蓄熱装置を組み合わせて所有する需要家や、エネルギー発生装置１３のみを所有する需要家、電力負荷および熱負荷のみを所有する需要家など、様々な形態をなす需要家の存在が許される。エネルギー発生装置１３の例としては、例えばマイクロガスタービン、燃料電池、ガスエンジン、ディーゼルエンジンなどのコジェネレーションシステムを用いてもよいし、太陽光発電システムのようなモノジェネレーションシステムでもよい。また、熱エネルギー（温水）を発生する装置として太陽熱温水システムやヒートポンプ式給湯器を用いることも可能である。蓄電装置としてはシール鉛電池、ＮｉＭＨ電池、Ｌｉイオン電池といった二次電池を用いてもよいし、近年大容量化が進んでいる電気二重層コンデンサを用いてもよい。また、現状では大規模システムの事例しかないものの、ナトリウム硫黄電池やレドックスフロー電池を用いることも可能である。蓄熱装置としては一般的な貯湯槽（追い炊き機能付を含む）を用いてもよいし、業務用ビル等で利用される氷蓄熱システムを用いることも可能である。 As shown in the figure, the distributed energy system operation control device 2A includes a plurality of consumers (three thermoelectric consumers 1 _{1 in} FIG. 1) including those including a distributed energy system 11A and a customer load device 12. , 1 ₂ , and 1 ₃ only), and a distributed energy system 11A installed in each consumer of the distributed energy community 1A capable of thermoelectric interchange between these consumers and power purchase and sale between the power companies Is to control. The distributed energy system 11 </ b> A and the customer load device 12 are connected to the commercial power supply 3 by the power line 4, and the distributed energy system 11 </ b> A is connected to the heat pipe 5. The distributed energy system 11A and the customer load device 12 are further connected to the distributed energy system operation control device 2A by a communication line 6. FIG. 2 shows the configuration of the distributed energy system 11A. The distributed energy system 11 </ b> A includes an energy generation device 13, an energy storage device 14, a set value / characteristic data holding unit 15 </ b> A, and a data transmission / reception unit 16. Here, the energy generator 13, the energy storage device 14, and the customer load device 12 installed in each consumer are arbitrary. For example, the energy generator 13 capable of supplying thermoelectric power, a power storage device, and a heat storage device are combined and owned. The presence of various forms of consumers is permitted, such as a consumer who owns only the energy generating device 13, a consumer who owns only the power load and the heat load. As an example of the energy generator 13, for example, a cogeneration system such as a micro gas turbine, a fuel cell, a gas engine, or a diesel engine may be used, or a monogeneration system such as a solar power generation system may be used. Moreover, it is also possible to use a solar hot water system and a heat pump type water heater as a device for generating thermal energy (hot water). As the power storage device, a secondary battery such as a sealed lead battery, a NiMH battery, or a Li ion battery may be used, or an electric double layer capacitor whose capacity has been increased in recent years may be used. Moreover, although there is only a case of a large-scale system at present, it is also possible to use a sodium sulfur battery or a redox flow battery. As the heat storage device, a general hot water storage tank (including a reheating function) may be used, or an ice heat storage system used in a commercial building or the like may be used.

分散型エネルギーシステム１１Ａが停止している状態における各需要家１₁，１₂，１₃の連系点（点ａ、点ｂ、点ｃ）の電圧が図３のようになっているとする。ただし、簡略化のため需要家１₁，１₂，１₃のそれぞれから見た系統インピーダンス、エネルギー消費量、需要家負荷装置１２は同じであるとするが、各需要家に設置される分散型エネルギーシステム１１Ａの種別は異なるものとする。 The voltage of the distributed energy system 11A each consumer in a state in which is stopped 1 _1, 1 _2, 1 ₃ of the interconnection point (point a, point b, point c) is as shown in FIG 3 . However, customer 1 ₁ for simplicity, 1 _2, 1 ₃ of system impedance seen from each energy consumption, although The customer load device 12 are the same, distributed to be installed in each customer The type of the energy system 11A is different.

例えば分散型エネルギーシステム１１Ａの種別ごとに出力変動や解列−再連系動作の容易さをまとめると表１のようになっているとする。表１における「電圧上昇抑制動作の容易さ」は出力変動動作の容易さと解列−再連系動作の容易さから総合的に判断した結果であり、本実施形態では各々の分散型エネルギーシステム１１Ａの設定値・特性データ保持部１５に固有の情報としてあらかじめ保持されている。 For example, it is assumed that Table 1 summarizes output fluctuations and ease of disconnection-reconnection operation for each type of distributed energy system 11A. “Ease of voltage rise suppression operation” in Table 1 is a result of comprehensive judgment based on the ease of output fluctuation operation and the ease of disconnection-reconnection operation. In this embodiment, each distributed energy system 11A. Is stored in advance as information unique to the set value / characteristic data storage unit 15.

一般的にはマイクロガスタービンは一定出力（定格出力、力率１）で運転することが前提であり、細かな出力変動には対応できない。また、燃料電池の場合には出力変化は可能であるものの、高速な出力変化は燃料電池セル本体に対して負荷をかけることになりセル特性劣化の原因となるため、高速かつ頻繁な出力変化はできるだけ行わないことが望ましい。それに対し、太陽光発電システムの場合は出力変化に対する自由度が高く、高速な制御が可能となっている。このように分散型エネルギーシステムの種別によって出力変動動作の容易さに対する特性はある程度決まっている。しかしながら実際にはそれぞれの分散型エネルギーシステムのシステム構成によって特性は大きく異なる。例えば風力発電システムの場合であれば、誘導発電機による連系、同期発電機による連系、直流リンクを解したインバータによる連系、無効電力調整装置（ＳＶＣ：ＳｔａｔｉｃＶＡＲＣｏｍｐｅｎｓａｔｏｒなど）の有無、フライホール等の出力変動抑制装置の有無などによって出力変動特性や解列−再連系動作の容易さは大きく異なる。したがってシステム構成ごとに「電圧上昇抑制動作の容易さ」を決定しておく必要がある。

In general, a micro gas turbine is assumed to be operated at a constant output (rated output, power factor 1), and cannot cope with fine output fluctuations. Also, in the case of fuel cells, output changes are possible, but high-speed output changes place a load on the fuel cell body and cause cell characteristics deterioration. It is desirable not to do as much as possible. On the other hand, in the case of a photovoltaic power generation system, the degree of freedom with respect to output changes is high, and high-speed control is possible. As described above, the characteristics with respect to the ease of the output fluctuation operation are determined to some extent depending on the type of the distributed energy system. In practice, however, the characteristics vary greatly depending on the system configuration of each distributed energy system. For example, in the case of a wind power generation system, interconnection by an induction generator, interconnection by a synchronous generator, interconnection by an inverter that breaks a DC link, presence or absence of a reactive power adjustment device (SVC: Static VAR Compensator, etc.), fly Depending on the presence or absence of output fluctuation suppression devices such as halls, the output fluctuation characteristics and the ease of disconnection-reconnection operation differ greatly. Therefore, it is necessary to determine “ease of voltage rise suppression operation” for each system configuration.

表１の例では「出力変動動作の容易さ」は出力変動のスピードで、「解列−再連系動作の容易さ」は解列から再連系までの時間で評価することが可能である。ただし、システム特性上それらの動作ができない（させたくない）場合にはその旨を考慮する必要がある（図中の×印）。 In the example of Table 1, “ease of output fluctuation operation” can be evaluated by the speed of output fluctuation, and “ease of disassembly-reconnection operation” can be evaluated by the time from disconnection to reconnection. . However, if these operations are not possible (not desired) due to system characteristics, it is necessary to take that into consideration (indicated by a cross in the figure).

各需要家に設置された分散型エネルギーシステム１１Ａが稼働することにより、各連系点の電圧は例えば図４の実線のように上昇する。図中の矢印は各分散型エネルギーシステム１１Ａからの逆潮流電力による影響を模式的に示している。この場合、需要家１₁の分散型エネルギーシステム１１Ａが最も多く発電し、需要家１₃ではほとんど発電していない。今、配電電圧の規定値が図４中の実線であるとすると、点ｂは規定の上限を逸脱していることになる。このような場合、従来の制御方法では需要家１₂に設置された分散型エネルギーシステム１１Ａの出力電力を調整することによって、連系点ｂの電圧を規定値内に復帰させていた（図５。図中の矢印は電圧適正化に対する出力調整の影響を模式的に表している）。 When the distributed energy system 11A installed in each consumer operates, the voltage at each interconnection point rises as indicated by the solid line in FIG. 4, for example. The arrows in the figure schematically show the influence of reverse power flow from each distributed energy system 11A. In this case, most often power generation distributed energy system 11A of customer 1 _1, no power almost the customer 1 _3. Now, assuming that the specified value of the distribution voltage is a solid line in FIG. 4, the point b deviates from the specified upper limit. In such cases, it was by a conventional control method for adjusting the output power of the distributed energy system 11A installed in customer 1 _2, to return the voltage of the interconnection point b within the specified value (Fig. 5 The arrows in the figure schematically show the effect of output adjustment on voltage optimization).

ところが例えば各需要家における分散型エネルギーシステムの構成が表２のようになっているとすると、需要家１₂に設置された分散型エネルギーシステム１１Ａがもっとも出力電力調整動作に不向きであることがわかる。このような分散型エネルギーシステムに対して出力調整を強いることにより、システムの特性劣化、寿命劣化等を引き起こす可能性がある。 Configuration of distributed energy system Assuming that as shown in Table 2, it can be seen that customer 1 ₂ installed at the distributed energy system 11A is not suitable for most output power adjusting operation, however for example in the consumer . By forcing output adjustment to such a distributed energy system, there is a possibility of causing system characteristic deterioration, lifetime deterioration, and the like.

しかしながら、各分散型エネルギーシステム１１Ａにおける出力抑制動作を開始する電圧を図６に示すようにそれぞれの種別毎に設定することにより、この問題は回避される。つまり図６の場合には出力変動抑制をもっとも行いやすい需要家１₁に設置された分散型エネルギーシステム１１Ａからまず出力変動抑制が行われることになる。

However, this problem can be avoided by setting the voltage for starting the output suppression operation in each distributed energy system 11A for each type as shown in FIG. That would first output variation suppressing from the installed distributed energy system 11A the output variation suppressing most easily performed in customer 1 ₁ is performed in the case of FIG.

このような制御を実現するためには、配電網内に設置されている分散型エネルギーシステム１１Ａの特性やその構成をもとに各々の分散型エネルギーシステム１１Ａにおける連系点電圧上昇抑制動作における動作電圧設定値を算出し、その結果を各分散型エネルギーシステム１１Ａに通知することで実現できる。ただし、連系点電圧上昇抑制動作における動作電圧設定値の算出に際しては、各分散型エネルギーシステム１１Ａの「電圧上昇抑制動作の容易さ」を知る必要がある。この「電圧上昇抑制動作の容易さ」に関する情報は、前述したように各分散型エネルギーシステム１１Ａ内の設定値・特性データ保持部１５Ａにあらかじめ格納されている。 In order to realize such control, the operation in the connection point voltage increase suppressing operation in each distributed energy system 11A based on the characteristics and configuration of the distributed energy system 11A installed in the distribution network. This can be realized by calculating the voltage setting value and notifying the distributed energy system 11A of the result. However, when calculating the operating voltage set value in the connection point voltage increase suppression operation, it is necessary to know the “ease of voltage increase suppression operation” of each distributed energy system 11A. Information regarding this “ease of voltage rise suppression operation” is stored in advance in the set value / characteristic data holding unit 15A in each distributed energy system 11A as described above.

次に、分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ａの動作を図７に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the operation of the distributed energy system operation control apparatus 2A will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図１において配電網内に設置され、かつ連系運転を行っている分散型エネルギーシステム１１Ａの設定値・特性データ保持部１５Ａに保持されている情報（連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出するための情報を含む）はデータ受送信部１６、通信線６を介して分散型エネルギーシステム運転制御装置２のデータ受信部２１で受信される（ステップ１０１）。受信された情報はデータ分離部２２にて各需要家１₁〜１₃におけるエネルギー消費や分散型エネルギーシステム１１Ａの稼働状況といったエネルギー需給制御に用いる情報と、「電圧上昇抑制動作の容易さ」といった連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出するための情報に分離される（ステップ１０２）。エネルギー需給制御に用いる情報はエネルギー需給制御部２３に送られ、動作電圧設定値の計算に用いられるデータは一旦、分散型エネルギーシステム情報ＤＢ２４に蓄積される（ステップ１０３）。設定値演算部２５はあらかじめ決められた時間間隔で分散型エネルギーシステム情報ＤＢ２４からデータを読み出し、そのデータをもとに各分散型エネルギーシステム１１Ａに対する設定値（連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値）を算出し、算出された設定値を一旦、設定値情報ＤＢ２６に格納する（ステップ１０４）。その後、各々の分散型エネルギーシステム１１Ａにおける設定値データはデータ結合部２７にてエネルギー需給制御部２３にて生成されたデータ（分散型エネルギーシステム１１Ａを運用するための情報で、具体的には時系列の発電量、貯湯量といった運転パターン情報）と結合され（一つながりのデータにされ）（ステップ１０６）、データ送出部２８を経て一定時間間隔で各分散型エネルギーシステム１１Ａに通知される（ステップ１０７）。各分散型エネルギーシステム１１Ａでは通知された設定値をデータ受送信部１６で受信し、設定値・特性データ保持部１５Ａに格納しておき、その値を参照しながら必要に応じて出力電力抑制動作を行う。各分散型エネルギーシステム１１Ａから送出されるデータの内容としては表３に示すような可制御性を示す指標となる。 In FIG. 1, information held in the set value / characteristic data holding unit 15A of the distributed energy system 11A installed in the distribution network and performing the grid connection operation (operation voltage setting of the grid point voltage rise suppression function) (Including information for calculating a value) is received by the data reception unit 21 of the distributed energy system operation control device 2 via the data transmission / reception unit 16 and the communication line 6 (step 101). The received information and information used for the energy supply and demand control such operational status of energy consumption and distributed energy system 11A at each consumer 1 ₁ to 1 ₃ by the data separation unit 22, such as "ease of voltage rise suppression operation" This is separated into information for calculating the operating voltage set value of the interconnection point voltage rise suppression function (step 102). Information used for energy supply and demand control is sent to the energy supply and demand control unit 23, and data used for calculating the operating voltage set value is temporarily stored in the distributed energy system information DB 24 (step 103). The set value calculation unit 25 reads data from the distributed energy system information DB 24 at a predetermined time interval, and sets the set value for each distributed energy system 11A based on the data (operating voltage of the linkage point voltage rise suppression function). Set value) is calculated, and the calculated set value is temporarily stored in the set value information DB 26 (step 104). Thereafter, the set value data in each distributed energy system 11A is data generated by the energy supply / demand control unit 23 in the data combining unit 27 (information for operating the distributed energy system 11A, specifically, Combined with operation pattern information such as power generation amount and hot water storage amount of the series) (set to a series of data) (step 106), it is notified to each distributed energy system 11A through the data sending unit 28 at regular time intervals (step 106). 107). In each distributed energy system 11A, the notified set value is received by the data transmission / reception unit 16, stored in the set value / characteristic data holding unit 15A, and the output power suppression operation is performed as necessary while referring to the value. I do. The contents of data sent from each distributed energy system 11A are indexes indicating controllability as shown in Table 3.

可制御性を示す指標としては表３のように抽象化された指標でもよいし、表４のように数値化された指標であってもよい。

The index indicating the controllability may be an abstracted index as shown in Table 3 or a numerical index as shown in Table 4.

表４の例では数字が大きいほど可制御性が高くなっており、特別にゼロの場合は制御できないことを示している。表４のように数値化された指標の算出は、表１に示すような出力変動の容易さや解列−再連系動作の容易さについて例えば１０段階評価を用いた数値化を行うことで可能となる。

In the example of Table 4, the greater the number, the higher the controllability. In particular, when it is zero, it indicates that control is not possible. The calculation of numerical indexes as shown in Table 4 is possible by performing numerical conversion using, for example, a 10-step evaluation on the ease of output fluctuation and the ease of disconnection-reconnection operation as shown in Table 1. It becomes.

ここで、設定値演算部２５において電圧上昇抑制動作の容易さの情報から連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出する手順の例を図８に示す。電圧上昇抑制動作の容易さの情報を容易さの順に並べ変え(ステップ１１１)、これに設定値（設定基準値からの差分）を割り振り（ステップ１１２）、連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を決定する（ステップ１１３）。「容易さ」が例えば１０段階評価で、電圧上昇抑制動作の容易さの情報が表５に示すようなものであった場合、これを容易さの順に並べ替えると、表６のようになる。 Here, FIG. 8 shows an example of a procedure for calculating the operation voltage set value of the interconnection point voltage rise suppression function from the information on the ease of the voltage rise suppression operation in the set value calculation unit 25. Information on the ease of voltage rise suppression operation is rearranged in order of ease (step 111), and a set value (difference from the set reference value) is allocated to this (step 112), and the operating voltage of the interconnection point voltage rise suppression function A set value is determined (step 113). If the “ease” is, for example, a 10-step evaluation and the information on the ease of the voltage rise suppression operation is as shown in Table 5, when this is rearranged in the order of ease, Table 6 is obtained.

これに設定電圧値を割り振ると、表７のようになり、中心値を１０５Ｖとすると、各分散型エネルギーシステム１１Ａの連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値は表８のようになる。

When the set voltage value is allocated to this, it becomes as shown in Table 7, and when the center value is 105 V, the operating voltage set value of the connection point voltage rise suppression function of each distributed energy system 11A becomes as shown in Table 8.

[第２の実施形態]
図９は本発明の第２の実施形態の分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成および分散型エネルギーシステム運転制御装置の構成を示す図、図１０は分散型エネルギーシステム１１Ｂの構成図、図１１は分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ｂの動作を示すフローチャートである。 [Second Embodiment]
FIG. 9 is a diagram showing a system configuration of a distributed energy community and a configuration of a distributed energy system operation control device according to a second embodiment of the present invention, FIG. 10 is a configuration diagram of a distributed energy system 11B, and FIG. It is a flowchart which shows operation | movement of the energy system operation control apparatus 2B.

本実施形態はエネルギーコミュニティー１Ｂ内の各分散型エネルギーシステム１１Ｂの設定値・特性データ保持部１５Ｂから出力変動動作や系列−再連系動作に係わる特性情報を収集し、分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ｂにて「電圧上昇抑制動作の容易さ」を算出し、これをもとに連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出する場合の例である。 In the present embodiment, characteristic information relating to output fluctuation operation and sequence-reconnection operation is collected from the set value / characteristic data holding unit 15B of each distributed energy system 11B in the energy community 1B, and the distributed energy system operation control apparatus is collected. In this example, “ease of voltage rise suppression operation” is calculated in 2B, and the operating voltage set value of the connection point voltage increase suppression function is calculated based on this.

次に、分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ｂの動作を図１１に示すフローチャートを参照して説明する。 Next, the operation of the distributed energy system operation control device 2B will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

図９において、配電網内に設置され、かつ連系運転を行っている分散型エネルギーシステム１１Ｂの設定値・特性データ保持部１５Ｂに保持されている情報（連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出するための情報を算出するための特性情報含む）はデータ送受信部１６、通信線６を介して分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ｂのデータ受信部３１で受信される（ステップ２０１）。受信された情報はデータ分離部３２にて各需要家１₁〜１₃におけるエネルギー消費や分散型エネルギーシステムの稼働状況といったエネルギー需給制御に用いる情報と、「電圧上昇抑制動作の容易さ」を算出するための各分散型エネルギーシステムの特性情報に分離される（ステップ２０２）。エネルギー需給制御に用いる情報はエネルギー需給制御部３３に送られ、各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性情報は一旦、分散型エネルギーシステム情報ＤＢ３４に蓄積される（ステップ２０３）。特性演算部３９はあらかじめ決められた時間間隔で分散型エネルギーシステム情報ＤＢ３４から各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性情報を読み出し、各分散型エネルギーシステム１１Ｂに対する「電圧上昇抑制動作の容易さ」を計算し、計算された「電圧上昇抑制動作の容易さ」に関するデータを分散型エネルギーシステム情報ＤＢ３４に保存する（ステップ２０４）。ここで、「特性情報」とは、出力変化スピードや解列から再連系までのスピードといったそれぞれの装置に固有の特性である。実際にこれらを各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性情報として用いる場合には、前述の特性値をそのまま用いても、あるいはある値で規格化（例えば１０段階評価など）にしてもよい。本明細書では特性値の逆数について１０段階に表示している（０〜１０の範囲で規格化して整数値とした値を用いている）。逆数を取ることで変化スピードの速い装置ほど高評価（それを行いやすい）装置であるとみなされる。設定値演算部３５は特性演算部３９のデータ読取り時間間隔と干渉しないようにあらかじめ設定された時間間隔で分散型エネルギーシステム情報ＤＢ３４から「電圧上昇抑制動作の容易さ」に関するデータを読み出し、そのデータをもとに各分散型エネルギーシステム１１Ｂに対する設定値を算出、算出された設定値を一旦、設定値情報ＤＢ３６に格納する（ステップ２０５）。その後、各々の分散型エネルギーシステム１１Ｂにおける設定値データはデータ結合部３７にてエネルギー需給制御部装置３３にて生成されたデータと結合され（ステップ２０６，２０７）、データ送出部３８を経て一定時間間隔で各分散型エネルギーシステム１１Ｂに通知される（ステップ２０８）。各分散型エネルギーシステム１１Ｂでは通知された設定値をデータ受送信部１６で受信し設定値・特性データ保持部１５Ｂに格納しておき、その値を参照しながら必要に応じて出力電力抑制動作を行う。 In FIG. 9, information held in the set value / characteristic data holding unit 15B of the distributed energy system 11B installed in the distribution network and performing the grid connection operation (operating voltage of the grid point voltage rise suppression function). (Including characteristic information for calculating the set value) is received by the data receiver 31 of the distributed energy system operation control device 2B via the data transmitter / receiver 16 and the communication line 6 (step 201). . The received information is calculated by the data separation unit 32 for use in energy supply and demand control such as energy consumption and operating status of the distributed energy system in each of the consumers 1 ₁ to 1 ₃ and “ease of voltage rise suppression operation”. To be separated into characteristic information of each distributed energy system (step 202). Information used for energy supply and demand control is sent to the energy supply and demand control unit 33, and characteristic information of each distributed energy system 11B is temporarily stored in the distributed energy system information DB 34 (step 203). The characteristic calculation unit 39 reads the characteristic information of each distributed energy system 11B from the distributed energy system information DB 34 at predetermined time intervals, and calculates “ease of voltage rise suppression operation” for each distributed energy system 11B. The calculated data regarding “ease of voltage rise suppression operation” is stored in the distributed energy system information DB 34 (step 204). Here, the “characteristic information” is a characteristic unique to each device such as an output change speed and a speed from disconnection to reconnection. When these are actually used as the characteristic information of each distributed energy system 11B, the above-described characteristic values may be used as they are, or may be normalized with a certain value (for example, 10-level evaluation). In this specification, the reciprocal of the characteristic value is displayed in 10 levels (values normalized to an integer value in the range of 0 to 10 are used). By taking the reciprocal, a device with a faster change speed is considered to be a device that is highly evaluated (easy to do it). The set value calculation unit 35 reads data related to “ease of voltage rise suppression operation” from the distributed energy system information DB 34 at a preset time interval so as not to interfere with the data reading time interval of the characteristic calculation unit 39, and the data Based on the above, the setting value for each distributed energy system 11B is calculated, and the calculated setting value is temporarily stored in the setting value information DB 36 (step 205). Thereafter, the set value data in each distributed energy system 11B is combined with the data generated by the energy supply / demand control unit device 33 in the data combining unit 37 (steps 206 and 207), and then passed through the data sending unit 38 for a predetermined time. Each distributed energy system 11B is notified at intervals (step 208). In each distributed energy system 11B, the notified setting value is received by the data transmission / reception unit 16 and stored in the setting value / characteristic data holding unit 15B, and the output power suppression operation is performed as necessary while referring to the value. Do.

各分散型エネルギーシステム１１Ｂから送出されるデータの内容としては表９に示すような各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性を表す指標となる。 The contents of the data transmitted from each distributed energy system 11B are indexes indicating the characteristics of each distributed energy system 11B as shown in Table 9.

特性を表す指標としては表９のように抽象化された指標でもよいし、表１０のように数値化された指標であってもよい。

The index indicating the characteristic may be an abstracted index as shown in Table 9 or a numerical index as shown in Table 10.

表１０の例では数字が大きいほど出力変更や解列−再連系動作が行いやすいことを示している。ただしゼロの場合は当該操作ができないことを示している。表１０の例では出力変動の容易さや解列−再連系動作の容易さについて１０段階評価を用いて数値化している。出力変動動作や解列−再連系動作の行いやすさを示す指標として、各々の分散型エネルギーシステムがそれらの動作にかかる時間またはその逆数を用いることも可能である。ただし、その場合にはそれらの動作が分散型エネルギーシステムに与える影響に関する項目を、別途追加する必要がある。

The example in Table 10 indicates that the larger the number, the easier the output change and disconnection-reconnection operation is performed. However, zero indicates that the operation cannot be performed. In the example of Table 10, the ease of output fluctuations and the ease of disconnection-reconnection operation are quantified using a 10-step evaluation. As an index indicating the ease of performing the output fluctuation operation and the disconnection-reconnection operation, it is possible to use the time required for each distributed energy system or the inverse thereof. However, in that case, it is necessary to add a separate item regarding the effects of these operations on the distributed energy system.

ここで、特性演算部３９において各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性情報から電圧上昇抑制動作の容易さの情報を算出する手順を図１２に示す。分散型エネルギーシステム情報ＤＢ３４に保存されている各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性情報、ここでは出力変動動作の容易さと解列―再連系動作の容易さの情報を乗算し、電圧上昇抑制動作の容易さを表す情報を算出する（ステップ２１１）。表１１は特性データの例、表１２は電圧上昇抑制動作の容易さを表す情報である。 Here, FIG. 12 shows a procedure for calculating the information on the ease of the voltage rise suppression operation from the characteristic information of each distributed energy system 11B in the characteristic calculator 39. The characteristic information of each distributed energy system 11B stored in the distributed energy system information DB 34, here, the information of the ease of the output fluctuation operation and the ease of the disconnection-reconnection operation is multiplied, and the voltage rise suppression operation is Information representing ease is calculated (step 211). Table 11 is an example of characteristic data, and Table 12 is information indicating the ease of the voltage rise suppression operation.

本発明を現在一般に利用されている交流低圧電力系統（１００Ｖ）に適用した場合の電圧範囲について、図１３を用いて説明する。現状の低圧配電網では需要家端における電圧を１０１±６Ｖに維持しなければならない。したがって本発明における電圧上限値、下限値もそれぞれ１０７Ｖ、９５Ｖということになる。しかしながら実際には柱上トランス２次側の電圧は１０１〜１０５Ｖ程度になるように運用されており、下限値まで低下することはほとんどない。また上限値についても安全を見込んで１０５Ｖ程度にしておくことが望ましい。 A voltage range when the present invention is applied to an AC low voltage power system (100 V) that is currently generally used will be described with reference to FIG. In the current low voltage distribution network, the voltage at the consumer end must be maintained at 101 ± 6V. Therefore, the voltage upper limit value and the lower limit value in the present invention are 107V and 95V, respectively. However, in practice, the voltage on the secondary side of the pole transformer is operated so as to be about 101 to 105 V, and it hardly decreases to the lower limit. In addition, it is desirable that the upper limit value is set to about 105 V in consideration of safety.

なお、分散型エネルギーシステム運転制御装置２Ａ、２Ｂの機能は、その機能を実現するためのプログラムを、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータに読み込ませ、実行するものであってもよい。コンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク装置等の記憶装置を指す。さらに、コンピュータ読み取り可能な記録媒体は、インターネットを介してプログラムを送信する場合のように、短時間、動的にプログラムを保持するもの（伝送媒体もしくは伝送波）、その場合のサーバとなるコンピュータ内の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものを含む。 Note that the functions of the distributed energy system operation control devices 2A and 2B are such that a program for realizing the function is recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on the recording medium is read by the computer. , May be executed. The computer-readable recording medium refers to a recording medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk device built in a computer system. Further, the computer-readable recording medium is a medium that dynamically holds the program for a short time (transmission medium or transmission wave) as in the case of transmitting the program via the Internet, and in the computer serving as a server in that case Such as a volatile memory that holds a program for a certain period of time.

本発明の第１の実施形態による分散型エネルギーシステム運転制御装置の構成を、分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成と共に示す図である。It is a figure which shows the structure of the distributed energy system operation control apparatus by the 1st Embodiment of this invention with the system structure of a distributed energy community. 図１中の分散型エネルギーシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the distributed energy system in FIG. 需要家連系点の電圧分布例を示す図である。It is a figure which shows the voltage distribution example of a customer interconnection point. 分散型エネルギーシステムが逆潮流を行っている際の需要家連系点の電圧分布例を示す図である。It is a figure which shows the voltage distribution example of the customer connection point at the time of the decentralized energy system performing reverse power flow. 従来制御法を用いて分散型エネルギーシステムの出力調整を行い、連系点電圧の適正化を行った例を示す図である。It is a figure which shows the example which performed the output adjustment of the distributed energy system using the conventional control method, and optimized the connection point voltage. 提案制御法を用いて連系点電圧の適正化を行った例を示す図である。It is a figure which shows the example which optimized the connection point voltage using the proposal control method. 第１の実施形態による分散型エネルギーシステム運転制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the distributed energy system operation control apparatus by 1st Embodiment. 設定値演算部において電圧上昇抑制動作の容易さの情報から連系点電圧上昇抑制機能の動作電圧設定値を算出する手順の例を示す図である。It is a figure which shows the example of the procedure which calculates the operating voltage setting value of a connection point voltage rise suppression function from the information of the ease of voltage rise suppression operation | movement in a setting value calculating part. 本発明の第２の実施形態による分散型エネルギーシステム運転制御装置の構成を、分散型エネルギーコミュニティーのシステム構成と共に示す図である。It is a figure which shows the structure of the distributed energy system operation | movement control apparatus by the 2nd Embodiment of this invention with the system structure of a distributed energy community. 図９中の分散型エネルギーシステムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the distributed energy system in FIG. 第２の実施形態による分散型エネルギーシステム運転制御装置の動作の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of operation | movement of the distributed energy system operation control apparatus by 2nd Embodiment. 特性演算部において各分散型エネルギーシステム１１Ｂの特性情報から電圧上昇抑制動作の容易さの情報を算出する手順を示す図である。It is a figure which shows the procedure which calculates the information of the ease of a voltage rise suppression operation | movement from the characteristic information of each distributed energy system 11B in a characteristic calculating part. 本発明を交流低圧電力系統（１００Ｖ）に適用した場合の電圧上限・下限値の例を説明する図である。It is a figure explaining the example of the voltage upper limit and lower limit value at the time of applying this invention to an alternating current low voltage electric power system (100V).

Explanation of symbols

１Ａ、１Ｂエネルギーコミュニティー
１₁，１₂，１₃ 需要家
２Ａ，２Ｂ分散型エネルギーシステム運転制御装置
３商用電源
４電力線
５熱配管
６通信線
１１Ａ、１１Ｂ分散型エネルギーシステム
１２需要家負荷装置
１３エネルギー発生装置
１４エネルギー蓄積装置
１５Ａ、１５Ｂ設定値・特性データ保持部
１６データ送受信部
２１、３１データ受送信部
２２、３２データ分離部
２３、３３エネルギー需給制御部
２４、３４分散型エネルギーシステム情報ＤＢ
２５、３５設定値演算部
２６、３６設定値情報ＤＢ
２７、３７データ結合部
２８、３８データ送信部
３９特性演算部
１０１〜１０７、１１１〜１１３、２０１〜２０８、２１１ステップ 1A, 1B Energy community 1 ₁ , 1 ₂ , 1 ₃ Consumer 2A, 2B Distributed energy system operation control device 3 Commercial power supply 4 Power line 5 Thermal piping 6 Communication line 11A, 11B Distributed energy system 12 Customer load device 13 Energy Generating device 14 Energy storage device 15A, 15B Set value / characteristic data holding unit 16 Data transmitting / receiving unit 21, 31 Data receiving / transmitting unit 22, 32 Data separating unit 23, 33 Energy supply / demand control unit 24, 34 Distributed energy system information DB
25, 35 Set value calculation unit 26, 36 Set value information DB
27, 37 Data combiner 28, 38 Data transmitter 39 Characteristic calculator 101-107, 111-113, 201-208, 211 steps

Claims

In an operation control method of a distributed energy system in an energy community having a distributed energy system composed of an energy generating device and / or an energy storage device and comprising a plurality of consumers connected to an electric power system,
Collecting information about the characteristics of each distributed energy system and their composition within the energy community by means of communication;
Storing the collected information in a storage device by storage means;
A step of calculating an operating voltage set value, which is a voltage value at which a function of suppressing a connection point voltage increase in each distributed energy system, based on the collected and stored information by a set value calculation means;
The communication means, have a and notifying the calculated operating voltage set value of said each distributed energy system,
The step of calculating the operating voltage setting value includes:
Ranking a numerical index indicating the ease of the voltage rise suppression operation uniquely determined for each of the distributed energy systems based on the magnitude relationship;
A reference voltage set in advance is assigned to a central index of the ranked numerical index, and a difference from the reference voltage is set so that the reference voltage becomes a center voltage based on a magnitude relationship of the ranked numerical index. Calculating an operating voltage setting for each of the distributed energy systems by assigning a voltage to the numerical index;
Distributed energy system operation control method characterized by having a.

In an operation control device of a distributed energy system of an energy community having a distributed energy system composed of an energy generating device and / or an energy storage device and comprising a plurality of consumers connected to an electric power system,
A means of collecting information about the characteristics of each decentralized energy system and their composition within the energy community;
Means for storing the collected information;
Based on the collected and stored information, a means for calculating an operating voltage set value that is a voltage value at which the interconnection point voltage rise suppression function works in each distributed energy system;
Means for notifying each distributed energy system of the calculated operating voltage setting value;
Have
The means for calculating the operating voltage set value is:
Means for ranking a numerical index indicating the ease of the voltage rise suppression operation uniquely determined for each of the distributed energy systems based on the magnitude relationship;
A reference voltage set in advance is assigned to a central index of the ranked numerical index, and a difference from the reference voltage is set so that the reference voltage becomes a center voltage based on a magnitude relationship of the ranked numerical index. Means for calculating an operating voltage set value for each of the distributed energy systems by assigning a voltage to the numerical index;
Distributed energy system operation control apparatus characterized by having a.

A program for operating each step according to claim 1 on a computer .