JP5536182B2

JP5536182B2 - Output smoothing apparatus, output smoothing method and program

Info

Publication number: JP5536182B2
Application number: JP2012253168A
Authority: JP
Inventors: 雅之橋本; 哲郎重水
Original assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2012-11-19
Filing date: 2012-11-19
Publication date: 2014-07-02
Anticipated expiration: 2032-11-19
Also published as: JP2014103740A

Description

本発明は、発電装置が発電した電力を平滑化して電力系統へ出力させる出力平滑化装置、出力平滑化方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to an output smoothing device, an output smoothing method, and a program for smoothing power generated by a power generation device and outputting the smoothed power to an electric power system.

太陽光、風力などの自然エネルギを利用した発電技術が進歩している。これに伴い、メガソーラ、ウインドファームといった自然エネルギを利用した発電設備（以下自然エネルギ発電設備）の導入量が増加している。
しかしながら、自然エネルギは、天候、季節などの自然環境の変化によって時々刻々と変動するため、自然エネルギ発電設備が発電する電力も時々刻々と変動する。自然エネルギ発電設備が大量導入された場合、自然エネルギの変動によって、自然エネルギ発電設備が連系された電力系統の周波数、電圧が不安定になることが懸念されている。
そのため、自然エネルギ発電設備にリチウム二次電池などで構成される蓄電システムを併設し、自然エネルギ発電設備が発電する電力に対して二次電池が適切に電荷を充放電することで電力変動を吸収（平滑化）して電力系統に送電する技術が開発されており、当該技術の関連技術が、例えば、特許文献１に開示されている。 Power generation technology using natural energy such as sunlight and wind power is progressing. Along with this, the introduction amount of power generation facilities using natural energy (hereinafter referred to as natural energy power generation facilities) such as mega solar and wind farms is increasing.
However, since natural energy fluctuates every moment due to changes in the natural environment such as weather and seasons, the power generated by the natural energy power generation facility also fluctuates every moment. When natural energy power generation facilities are introduced in large quantities, there is a concern that the frequency and voltage of the power system connected to the natural energy power generation facilities may become unstable due to fluctuations in natural energy.
Therefore, an energy storage system composed of lithium secondary batteries, etc., is installed in the natural energy power generation facility, and the secondary battery appropriately charges and discharges the electric power generated by the natural energy power generation facility to absorb power fluctuations. A technique of smoothing and transmitting power to an electric power system has been developed, and a technique related to the technique is disclosed in Patent Document 1, for example.

特開２００８−２９５２０８号公報JP 2008-295208 A

ところで、二次電池は、満充電に近い状態、完全放電に近い状態（充放電深度が深い状態）で充放電が繰り返されると劣化が促進されるのが一般的である。すなわち、二次電池は、充放電深度が深いところでの利用が長くなると劣化する。 By the way, as for a secondary battery, when charge / discharge is repeated in a state close to full charge and a state close to complete discharge (a state where the charge / discharge depth is deep), deterioration is generally promoted. That is, the secondary battery deteriorates when the use at a deep charge / discharge depth becomes long.

したがって、二次電池における充放電深度は、二次電池により出力電力を制御する場合、電力系統側の要求（例えば電力系統における電力変動が一定値以下にするなど）を満足しつつ、できるだけ浅くすることが望まれる。逆に、充放電深度を浅くすることができれば、電池の搭載容量を減らすことも可能となる。 Therefore, when the output power is controlled by the secondary battery, the charge / discharge depth of the secondary battery is made as shallow as possible while satisfying the requirements on the power system side (for example, the power fluctuation in the power system is not more than a certain value). It is desirable. Conversely, if the depth of charge / discharge can be reduced, the capacity of the battery can be reduced.

ここで、上述の特許文献１の技術は、二次電池の充放電中に電池充電率が一方向（放電側または充電側）にシフトするのを避けるための技術である。しかしながら、充放電中にできるだけ充放電深度を浅くする技術とはなっていなかった。 Here, the technique of the above-mentioned patent document 1 is a technique for avoiding a shift of the battery charge rate in one direction (discharge side or charge side) during charging / discharging of the secondary battery. However, it has not been a technique for making the charge / discharge depth as shallow as possible during charge / discharge.

そこでこの発明は、上記の課題を解決することのできる出力平滑化装置、出力平滑化方法及びプログラムを提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an output smoothing device, an output smoothing method, and a program that can solve the above-described problems.

上記目的を達成するために、本発明は、発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置であって、前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する平滑化電力算出部と、二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力された充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出する制御電力平滑化信号算出部と、前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する充放電制御電力算出部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。 In order to achieve the above object, the present invention provides an output smoothing device for smoothing the power generated by a power generation device and outputting it to a power system, wherein a power value signal indicating a value of power generated by the power generation device is provided. Based on the smoothed power calculation unit that calculates the generated power smoothed signal obtained by smoothing the power value signal, and the charge / discharge control power signal output to the power converter that charges / discharges the secondary battery, A control power smoothing signal calculation unit for calculating a sign inversion control power smoothing signal obtained by smoothing the charge / discharge control power signal; a value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal; and the charge / discharge control. The charge signal output at the current timing is based on the signal delayed by one sign of the sign inversion control power smoothing signal converted to the discharge when the power signal indicates charging, and converted to the signal indicating charging when the power signal indicates discharging. Discharge control power It generates No., and the charge and discharge control power calculating unit to be output to the power converter, an output smoothing apparatus comprising: a.

また本発明は、前記二次電池の充電率を推定する充電率推定部と、前記二次電池の目標充電率と前記充電率推定部が推定した充電率との差に基づいて、前記充電率を前記目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出する適正化電力算出部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。 Further, the present invention provides a charging rate estimation unit that estimates a charging rate of the secondary battery, and the charging rate based on a difference between a target charging rate of the secondary battery and a charging rate estimated by the charging rate estimation unit. And an optimized power calculation unit that calculates a charge rate optimized power for controlling the power to approach the target charge rate.

また本発明は、前記制御電力平滑化信号算出部は、前記充電率推定部が推定する充電率が前記二次電池の目標充電率から離れる程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じるゲイン可変部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。 Further, according to the present invention, the control power smoothing signal calculation unit sets a gain coefficient that is so large that the charging rate estimated by the charging rate estimation unit is far from the target charging rate of the secondary battery, as a value of the charge / discharge control power signal. And an output smoothing device comprising: a gain variable unit that multiplies.

また本発明は、前記制御電力平滑化信号算出部は、前記電力変換装置の単位時間当たりの充放電量に基づく直流交流変換の変換効率が低い程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じるゲイン可変部と、を備えることを特徴とする出力平滑化装置である。 Further, according to the present invention, the control power smoothing signal calculation unit calculates a gain factor that is larger as the conversion efficiency of the DC / AC conversion based on the charge / discharge amount per unit time of the power converter is lower than the charge / discharge control power signal. An output smoothing apparatus comprising: a gain variable unit that multiplies the value.

また本発明は、発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置における出力平滑化方法であって、前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号を算出し、前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する、を備えることを特徴とする出力平滑化方法である。 The present invention also relates to an output smoothing method in an output smoothing device for smoothing the power generated by the power generation device and outputting it to the power system, based on a power value signal indicating the value of the power generated by the power generation device. The power generation signal smoothed signal obtained by smoothing the power value signal is calculated, and the charge / discharge control power signal output to the power converter for charging / discharging the secondary battery is input to smooth the charge / discharge control power signal. A signal obtained by delaying the sign inversion control power smoothing signal by one timing is calculated, and a value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal and discharging when the charge / discharge control power signal indicates charging. In the case of indicating discharge, based on the sign inversion control power smoothing signal converted into a signal indicating charging, a charge / discharge control power signal to be output at this timing is generated and output to the power conversion device. Prepare An output smoothing method comprising and.

また本発明は、発電装置が発電する電力を平滑化して電力系統へ出力する出力平滑化装置において、前記発電装置が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する平滑化電力算出手段、二次電池へ充放電する電力変換装置へ出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号を算出する制御電力平滑化信号算出手段、前記発電電力平滑化信号から前記電力値信号を減じた値と、前記充放電制御電力信号が充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換した符号反転制御電力平滑化信号と、に基づいて、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、前記電力変換装置へ出力する充放電制御電力算出手段、として機能させることを特徴とするプログラムである。 The present invention also provides an output smoothing device for smoothing the power generated by the power generation device and outputting the smoothed power to the power system based on the power value signal indicating the value of the power generated by the power generation device. Smoothed power calculating means for calculating the generated power smoothed signal, a code for smoothing the charge / discharge control power signal by inputting the charge / discharge control power signal output to the power converter for charging / discharging the secondary battery Control power smoothing signal calculating means for calculating a signal obtained by delaying the inverted control power smoothing signal by one timing, a value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal, and the charge / discharge control power signal indicating charging In this case, a charge / discharge control power signal output at this timing is generated based on the sign inversion control power smoothing signal converted into a signal indicating discharge and a signal indicating charge when indicating discharge. Is a program for causing to function as charge and discharge control power calculating means, for outputting to the device.

本発明によれば、制御電力平滑化信号算出部による制御により二次電池の過度な充放電が抑えられ、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池の充放電深度が低減でき、二次電池の寿命を長く保つことができるという効果が得られる。 According to the present invention, secondary charging and discharging of the secondary battery is suppressed by the control by the control power smoothing signal calculation unit, and while satisfying the demand for output smoothing such that the power fluctuation is a certain value or less, the secondary battery is satisfied. The effect that the depth of charge / discharge of the battery can be reduced and the life of the secondary battery can be kept long can be obtained.

本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the output smoothing apparatus 1 by 1st embodiment of this invention. 本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed example of a structure of the output smoothing apparatus 1 by 1st embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the output smoothing apparatus 1 by 2nd embodiment of this invention. 本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed example of a structure of the output smoothing apparatus 1 by 2nd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structure of the output smoothing apparatus 1 by 3rd embodiment of this invention. 本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed example of a structure of the output smoothing apparatus 1 by 3rd embodiment of this invention. 本発明の第四の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the detailed example of a structure of the output smoothing apparatus 1 by 4th embodiment of this invention. 充電率シミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows a charging rate simulation result. 充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果を示す図である。It is a figure which shows the simulation result of charging / discharging depth and the frequency | count of a cycle.

＜第一の実施形態＞
図１は、本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
第一の実施形態による出力平滑化装置１は、図１で示すように、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の各機能部を備えている。また、出力平滑化装置１は、図１で示すように、発電装置１１０、電力変換装置１２０、二次電池１３０、発電電力計測装置１４０の各装置を備えている。 <First embodiment>
FIG. 1 is a functional block diagram showing the configuration of the output smoothing device 1 according to the first embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 1, the output smoothing apparatus 1 according to the first embodiment includes functional units of a smoothed power calculation unit 2, a control power smoothing signal calculation unit 3, and a charge / discharge control power calculation unit 4. Yes. Moreover, the output smoothing apparatus 1 is provided with each apparatus of the electric power generating apparatus 110, the power converter device 120, the secondary battery 130, and the generated electric power measuring apparatus 140, as shown in FIG.

ここで、平滑化電力算出部２は、発電装置１１０が自然エネルギに基づいて発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出する機能部である。
また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０に出力された充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を符号反転（充電を示す場合には放電に、放電を示す場合には充電を示す信号に変換）および平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ出力する機能部である。
また、充放電制御電力算出部４は、発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、符号反転制御電力平滑化信号を１タイミング遅らせた信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、電力変換装置１２０へ出力する機能部である。
また、発電装置１１０は、太陽光、風力などの自然エネルギを利用して発電し、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する装置である。
また、電力変換装置１２０は、電力系統と二次電池１３０とに接続され、充放電制御電力信号に基づいて、電力系統に流れる電流を交流から直流に変換して二次電池１３０に充電するか、または、二次電池１３０が出力する電流を直流から交流に変換して電力系統へ放電する装置である。
また、二次電池１３０は、電力変換装置１２０が直流に変換した電流を充電し、また電力変換装置１２０へ直流電流を放電するための装置である。
また、発電電力計測装置１４０は、発電装置１１０が発電した電力を計測し、その計測結果である電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する装置である。
なお、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の各機能部は、例えば出力平滑化装置１の制御部（例えばＣＰＵ、ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）が制御プログラムを実行することにより、出力平滑化装置１に構成される。 Here, the smoothed power calculation unit 2 calculates a generated power smoothed signal obtained by smoothing the power value signal based on a power value signal indicating a value of power generated by the power generation device 110 based on natural energy. It is a functional part.
Further, the control power smoothing signal calculation unit 3 inputs the charge / discharge control power signal output to the power conversion device 120 that charges / discharges the secondary battery 130, and reverses the sign (charges) the charge / discharge control power signal. It is a functional unit that calculates a smoothed sign-inverted control power smoothing signal and discharges it to the charging / discharging control power calculating unit 4.
The charge / discharge control power calculation unit 4 adds the value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal and the signal obtained by delaying the sign inversion control power smoothing signal by one timing, and outputs the result at this timing. It is a functional unit that generates a charge / discharge control power signal and outputs it to the power converter 120.
The power generation device 110 is a device that generates power using natural energy such as sunlight and wind power, and outputs the generated power to the generated power measurement device 140 and the power system.
In addition, the power conversion device 120 is connected to the power system and the secondary battery 130, and converts the current flowing through the power system from AC to DC based on the charge / discharge control power signal to charge the secondary battery 130. Alternatively, it is a device that converts the current output from the secondary battery 130 from direct current to alternating current and discharges it to the power system.
The secondary battery 130 is a device for charging the current converted by the power conversion device 120 into a direct current and discharging the direct current to the power conversion device 120.
The generated power measuring device 140 is a device that measures the power generated by the power generating device 110 and outputs a power value signal, which is the measurement result, to the smoothed power calculating unit 2 and the charge / discharge control power calculating unit 4. .
In addition, each function part of the smoothing power calculation part 2, the control power smoothing signal calculation part 3, and the charging / discharging control power calculation part 4 is controlled by the control part (for example, CPU, Central Processing Unit) of the output smoothing apparatus 1, for example. The output smoothing apparatus 1 is configured by executing the program.

そして、第一の実施形態による出力平滑化装置１において、発電装置１１０は自然エネルギを利用して発電し、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する。発電電力計測装置１４０は、発電装置１１０が発電した電力を計測し、電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する。平滑化電力算出部２は、発電装置１１０が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ発電電力平滑化信号を出力する。また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０へ１タイミング前に出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ符号反転制御電力平滑化信号を出力する。充放電制御電力算出部４は、発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、符号反転制御電力平滑化信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、電力変換装置１２０へ出力する。電力変換装置１２０は、充放電制御電力信号に基づいて、電力系統の交流電力を直流電力に変換し、また二次電池１３０が出力する直流電力を交流電力に変換する。 In the output smoothing device 1 according to the first embodiment, the power generation device 110 generates power using natural energy, and outputs the generated power to the generated power measurement device 140 and the power system. The generated power measuring device 140 measures the power generated by the power generating device 110 and outputs a power value signal to the smoothed power calculating unit 2 and the charge / discharge control power calculating unit 4. The smoothed power calculation unit 2 calculates a generated power smoothed signal obtained by smoothing the power value signal based on the power value signal indicating the value of the power generated by the power generation device 110, and the charge / discharge control power calculation unit 4. Outputs the generated power smoothing signal. Further, the control power smoothing signal calculation unit 3 inputs the charge / discharge control power signal output one timing before to the power converter 120 that charges / discharges the secondary battery 130, and smoothes the charge / discharge control power signal. The sign inversion control power smoothing signal is calculated, and the sign inversion control power smoothing signal is output to the charge / discharge control power calculation unit 4. The charge / discharge control power calculation unit 4 adds the value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal and the sign inversion control power smoothing signal to generate a charge / discharge control power signal output at this timing. And output to the power converter 120. The power conversion device 120 converts AC power of the power system into DC power based on the charge / discharge control power signal, and converts DC power output from the secondary battery 130 into AC power.

図２は、本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
この第一の実施形態による出力平滑化装置１は、図１で示した出力平滑化装置１の構成の詳細を示しており、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の各機能部を示している。そして、充放電制御電力算出部４は、図１で示した電力変換装置１２０が単位時間当たりで充放電される電力が定格を超えないように充放電制御電力信号を制限する電力変換装置出力リミッタ４１を備えている。
平滑化電力算出部２は、平滑化フィルタ２１を備えている。
制御電力平滑化信号算出部３は、符号反転回路３１、一時記憶部３２、平滑化フィルタ３３を備えている。 FIG. 2 is a functional block diagram showing a detailed example of the configuration of the output smoothing device 1 according to the first embodiment of the present invention.
The output smoothing device 1 according to the first embodiment shows details of the configuration of the output smoothing device 1 shown in FIG. 1, and includes a smoothed power calculation unit 2, a control power smoothed signal calculation unit 3, Each function part of the discharge control electric power calculation part 4 is shown. The charge / discharge control power calculation unit 4 limits the charge / discharge control power signal so that the power charged / discharged by the power converter 120 shown in FIG. 1 per unit time does not exceed the rating. 41 is provided.
The smoothing power calculation unit 2 includes a smoothing filter 21.
The control power smoothing signal calculation unit 3 includes a sign inversion circuit 31, a temporary storage unit 32, and a smoothing filter 33.

次に図２を用いて第一の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６）について説明する。
まず、発電装置１１０は、太陽光、風力などの自然エネルギを利用して例えば半導体技術を用いた太陽光パネルやモータ技術を用いた発電機などにより電力を発電する。この発電装置１１０が発電する電力は、天候、季節などの自然環境の変化によって変動するため、電力系統の周波数や電圧を不安定にする要因となる。そして、発電装置１１０は、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する。 Next, the processing flow (step S1 to step S6) of the output smoothing device 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
First, the power generation device 110 generates electric power using a natural energy such as sunlight or wind power by using a solar panel using semiconductor technology or a generator using motor technology, for example. The electric power generated by the power generation device 110 fluctuates due to changes in the natural environment such as weather and seasons, which causes the frequency and voltage of the power system to become unstable. Then, the power generation device 110 outputs the generated power to the generated power measurement device 140 and the power system.

発電電力計測装置１４０は例えば電力計であって、発電装置１１０から電力を入力すると、入力した電力を計測し、その計測結果である電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する。 The generated power measuring device 140 is, for example, a wattmeter, and when power is input from the power generating device 110, the input power is measured, and the power value signal as the measurement result is calculated with the smoothed power calculating unit 2 and the charge / discharge control power. Output to part 4.

平滑化電力算出部２は、電力値信号の変動成分（高周波成分）を除去する平滑化フィルタ２１であって、当該平滑化フィルタ２１は、例えば関数Ｇ１で表される移動平均（一種のローパスフィルタ）の手法を用いたフィルタである。そしてこの平滑化フィルタ２１は、電力値信号を平滑化することで、電力系統における目標電力を示す発電電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ発電電力平滑化信号を出力する（ステップＳ１）。 The smoothed power calculation unit 2 is a smoothing filter 21 that removes a fluctuation component (high frequency component) of a power value signal, and the smoothing filter 21 is, for example, a moving average (a kind of low-pass filter represented by a function G1). ). The smoothing filter 21 smoothes the power value signal to calculate a generated power smoothing signal indicating the target power in the power system, and outputs the generated power smoothed signal to the charge / discharge control power calculation unit 4. (Step S1).

また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０へ１タイミング前に出力した充放電制御電力信号を入力して、その入力した充放電制御電力信号を−１．０倍することで反転する（ステップＳ２）。 Further, the control power smoothing signal calculation unit 3 inputs the charge / discharge control power signal output one timing before to the power conversion device 120 that charges / discharges the secondary battery 130, and uses the input charge / discharge control power signal. Inversion is performed by -1.0 (step S2).

そして、制御電力平滑化信号算出部３は、充放電制御電力信号を反転した信号を、例えばサンプルホールド回路のような一時記憶部３２を用いて、一時刻前の信号すなわち１サンプリング周期前の信号として信号を保持し、１サンプリング周期後である今タイミングで平滑化フィルタ３３へ出力する（ステップＳ３）。 Then, the control power smoothing signal calculation unit 3 uses a temporary storage unit 32 such as a sample-and-hold circuit, for example, a signal one time before, that is, a signal before one sampling period, as an inverted version of the charge / discharge control power signal. And the signal is output to the smoothing filter 33 at the current timing after one sampling period (step S3).

そして制御電力平滑化信号算出部３は、関数Ｇ１と同一の関数Ｇ２で表される移動平均の手法を用いた平滑化フィルタ３３に、１サンプリング周期後の充放電制御電力信号を入力する。そして制御電力平滑化信号算出部３は、当該充放電制御電力信号を平滑化フィルタ３３で平滑化し、符号反転制御電力平滑化信号を算出する。そして、制御電力平滑化信号算出部３は、その符号反転制御電力平滑化信号を、充放電制御電力算出部４へ出力する（ステップＳ４）。 The control power smoothing signal calculation unit 3 inputs the charge / discharge control power signal after one sampling period to the smoothing filter 33 using the moving average technique represented by the same function G2 as the function G1. Then, the control power smoothing signal calculation unit 3 smoothes the charge / discharge control power signal with the smoothing filter 33 and calculates a sign inversion control power smoothing signal. Then, the control power smoothing signal calculation unit 3 outputs the sign inversion control power smoothing signal to the charge / discharge control power calculation unit 4 (step S4).

充放電制御電力算出部４は、ステップＳ１における発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、ステップＳ４における符号反転制御電力平滑化信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成する（ステップＳ５）。なお、ステップＳ２の反転の処理を行わずに、充放電制御電力算出部４が、ステップＳ５における発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、ステップＳ２における符号反転制御電力平滑化信号とを減算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成するようにしてもよい。 The charge / discharge control power calculation unit 4 adds the value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal in step S1 and the sign inversion control power smoothing signal in step S4, and outputs the charge / discharge at this timing A control power signal is generated (step S5). In addition, without performing the inversion process of step S2, the charge / discharge control power calculation unit 4 subtracts the power value signal from the generated power smoothing signal in step S5, and the sign inversion control power smoothing signal in step S2. May be subtracted to generate a charge / discharge control power signal output at the current timing.

そして、充放電制御電力算出部４は、ステップＳ２で算出した充放電電力を充放電電力信号として電力変換装置１２０が定格を超える電力を出力しないように制限する電力変換装置出力リミッタ４１に入力する。そして、充放電制御電力算出部４は、充放電電力信号を電力変換装置出力リミッタ４１で設定されている上限値と下限値との間に抑えて充放電制御電力信号として電力変換装置１２０と制御電力平滑化信号算出部３とへ出力する（ステップＳ６）。 Then, the charge / discharge control power calculation unit 4 inputs the charge / discharge power calculated in step S2 to the power converter output limiter 41 that restricts the power converter 120 from outputting power exceeding the rating as a charge / discharge power signal. . The charge / discharge control power calculation unit 4 controls the power converter 120 and the power converter 120 as a charge / discharge control power signal by suppressing the charge / discharge power signal between the upper limit value and the lower limit value set by the power converter output limiter 41. It outputs to the electric power smoothing signal calculation part 3 (step S6).

電力変換装置１２０は、充放電制御電力信号を入力すると、入力した充放電制御電力信号に基づいて、電力系統の交流電力を直流電力に変換し、また二次電池１３０が出力する直流電力を交流電力に変換する。 When the power conversion device 120 receives the charge / discharge control power signal, the power conversion device 120 converts the AC power of the power system into DC power based on the input charge / discharge control power signal, and converts the DC power output from the secondary battery 130 to AC. Convert to electricity.

上述の第一の実施形態による出力平滑化装置１において、制御電力平滑化信号算出部３は、ステップＳ５において充放電制御電力信号の符号を反転して充放電制御電力算出部４に戻すことで、充放電制御電力信号の変動を抑えている。そして、電力変換装置１２０は、この充放電制御電力信号に基づいて二次電池１３０の電力を電力系統に充放電することで電力系統における電力変動を抑えることができる。 In the output smoothing device 1 according to the first embodiment described above, the control power smoothing signal calculation unit 3 inverts the sign of the charge / discharge control power signal and returns it to the charge / discharge control power calculation unit 4 in step S5. The fluctuation of the charge / discharge control power signal is suppressed. And the power converter device 120 can suppress the electric power fluctuation | variation in an electric power grid | system by charging / discharging the electric power of the secondary battery 130 to an electric power grid | system based on this charging / discharging control electric power signal.

また、上述の第一の実施形態による出力平滑化装置１において、電力値を直接平滑化フィルタに入力し、電流または電力の積算値を算出する際の積分による応答遅れを除去することで応答を速くすることができるため、充放電深度を浅くすることができる。 Further, in the output smoothing device 1 according to the first embodiment described above, the power value is directly input to the smoothing filter, and the response is eliminated by removing the response delay due to the integration when calculating the integrated value of the current or power. Since the speed can be increased, the charge / discharge depth can be reduced.

なお、ステップＳ２では入力信号を反転する目的で−１．０倍したが、必要に応じて−１．０倍以外の負の値としてゲインを持たせてもよい。 In step S2, it is multiplied by -1.0 for the purpose of inverting the input signal. However, if necessary, the gain may be given as a negative value other than -1.0.

以上のように、本発明の第一の実施形態による出力平滑化装置１によれば、電力変換装置１２０が、この充放電制御電力信号に基づいて二次電池１３０の電力を電力系統に充放電することで電力系統における電力変動を抑えることができる。したがって、第一の実施形態による出力平滑化装置１は、二次電池１３０の過度な充放電を抑え、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池１３０の充放電深度を浅くすることができる。その結果、二次電池１３０の寿命が長く保たれる。 As described above, according to the output smoothing device 1 according to the first embodiment of the present invention, the power conversion device 120 charges / discharges the power of the secondary battery 130 to / from the power system based on the charge / discharge control power signal. By doing so, power fluctuations in the power system can be suppressed. Therefore, the output smoothing device 1 according to the first embodiment suppresses excessive charging / discharging of the secondary battery 130 and satisfies the output smoothing request such that the power fluctuation is a predetermined value or less, while the secondary battery 130 The 130 charge / discharge depth can be reduced. As a result, the life of the secondary battery 130 is kept long.

＜第二の実施形態＞
図３は、本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
第二の実施形態による出力平滑化装置１は、第一の実施形態における出力平滑化装置１の各機能部に加え、さらに、充電率推定部５、適正化電力算出部６の機能部を備えている。 <Second Embodiment>
FIG. 3 is a functional block diagram showing the configuration of the output smoothing device 1 according to the second embodiment of the present invention.
The output smoothing device 1 according to the second embodiment further includes functional units of a charging rate estimation unit 5 and an optimized power calculation unit 6 in addition to the functional units of the output smoothing device 1 in the first embodiment. ing.

図３で示す平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４は、図１で説明した平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４と同様であるためその説明は省略する。
また、発電装置１１０、電力変換装置１２０、二次電池１３０、発電電力計測装置１４０は、図１で説明した発電装置１１０、電力変換装置１２０、二次電池１３０、発電電力計測装置１４０と同様であるためその説明は省略する。 The smoothed power calculator 2, the control power smoothed signal calculator 3, and the charge / discharge control power calculator 4 shown in FIG. 3 are the same as the smoothed power calculator 2, the control power smoothed signal calculator 3 described in FIG. Since it is the same as that of the charge / discharge control power calculation unit 4, its description is omitted.
The power generation device 110, the power conversion device 120, the secondary battery 130, and the generated power measurement device 140 are the same as the power generation device 110, the power conversion device 120, the secondary battery 130, and the generated power measurement device 140 described in FIG. Therefore, the explanation is omitted.

ここで、充電率推定部５は、二次電池１３０の充電率を推定する機能部である。
また、適正化電力算出部６は、二次電池の目標充電率と充電率推定部５が推定した充電率との差に基づいて、充電率を目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出する機能部である。
なお、平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４、充電率推定部５、適正化電力算出部６の各機能部は、出力平滑化装置１の例えば制御部（例えばＣＰＵ）が制御プログラムを実行することにより、出力平滑化装置１に構成される。 Here, the charging rate estimation unit 5 is a functional unit that estimates the charging rate of the secondary battery 130.
In addition, the optimized power calculation unit 6 controls the charging rate so as to approach the target charging rate based on the difference between the target charging rate of the secondary battery and the charging rate estimated by the charging rate estimation unit 5. It is a functional unit that calculates optimized power.
In addition, each function part of the smoothing electric power calculation part 2, the control electric power smoothing signal calculation part 3, the charging / discharging control electric power calculation part 4, the charging rate estimation part 5, and the optimization electric power calculation part 6 is the output smoothing apparatus 1. For example, the output smoothing apparatus 1 is configured by a control unit (for example, CPU) executing a control program.

そして、第二の実施形態による出力平滑化装置１において、充電率推定部５は、二次電池１３０の充電率を推定し、適正化電力算出部６に出力する。適正化電力算出部６は、二次電池１３０の目標充電率と充電率推定部５が推定した充電率との差に基づいて、充電率を目標充電率に近付くよう制御するための充電率適正化電力を算出し、平滑化電力算出部２に出力する。また、発電装置１１０は自然エネルギを利用して発電し、発電した電力を発電電力計測装置１４０と電力系統とへ出力する。発電電力計測装置１４０は、発電装置１１０が発電した電力を計測し、電力値信号を平滑化電力算出部２と充放電制御電力算出部４とへ出力する。平滑化電力算出部２は、発電装置１１０が発電する電力の値を示す電力値信号に基づいて、当該電力値信号を平滑化した発電電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ発電電力平滑化信号を出力する。また、制御電力平滑化信号算出部３は、二次電池１３０へ充放電する電力変換装置１２０へ１タイミング前に出力した充放電制御電力信号を入力して、当該充放電制御電力信号を平滑化した符号反転制御電力平滑化信号を算出し、充放電制御電力算出部４へ符号反転制御電力平滑化信号を出力する。充放電制御電力算出部４は、発電電力平滑化信号から電力値信号を減じた値と、符号反転制御電力平滑化信号とを加算して、今タイミングで出力する充放電制御電力信号を生成し、電力変換装置１２０へ出力する。電力変換装置１２０は、充放電制御電力信号に基づいて、電力系統の交流電力を直流電力に変換し、また二次電池１３０が出力する直流電力を交流電力に変換する。 And in the output smoothing apparatus 1 by 2nd embodiment, the charging rate estimation part 5 estimates the charging rate of the secondary battery 130, and outputs it to the optimization electric power calculation part 6. FIG. The optimized power calculation unit 6 is based on the difference between the target charging rate of the secondary battery 130 and the charging rate estimated by the charging rate estimation unit 5 to control the charging rate so as to approach the target charging rate. Power is calculated and output to the smoothed power calculator 2. In addition, the power generation device 110 generates power using natural energy and outputs the generated power to the generated power measurement device 140 and the power system. The generated power measuring device 140 measures the power generated by the power generating device 110 and outputs a power value signal to the smoothed power calculating unit 2 and the charge / discharge control power calculating unit 4. The smoothed power calculation unit 2 calculates a generated power smoothed signal obtained by smoothing the power value signal based on the power value signal indicating the value of the power generated by the power generation device 110, and the charge / discharge control power calculation unit 4. Outputs the generated power smoothing signal. Further, the control power smoothing signal calculation unit 3 inputs the charge / discharge control power signal output one timing before to the power converter 120 that charges / discharges the secondary battery 130, and smoothes the charge / discharge control power signal. The sign inversion control power smoothing signal is calculated, and the sign inversion control power smoothing signal is output to the charge / discharge control power calculation unit 4. The charge / discharge control power calculation unit 4 adds the value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal and the sign inversion control power smoothing signal to generate a charge / discharge control power signal output at this timing. And output to the power converter 120. The power conversion device 120 converts AC power of the power system into DC power based on the charge / discharge control power signal, and converts DC power output from the secondary battery 130 into AC power.

図４は、本発明の第二の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
図４では、図２で示した平滑化電力算出部２、制御電力平滑化信号算出部３、充放電制御電力算出部４の詳細な構成に、充電率推定部５、適正化電力算出部６を加えた詳細な構成を示している。 FIG. 4 is a functional block diagram showing a detailed example of the configuration of the output smoothing device 1 according to the second embodiment of the present invention.
In FIG. 4, the detailed configuration of the smoothed power calculator 2, the control power smoothed signal calculator 3, and the charge / discharge control power calculator 4 shown in FIG. The detailed structure which added is shown.

次に図４を用いて第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４）について説明する。
ただし、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６は、第一の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６と同様であるためその説明は省略する。 Next, the processing flow (step S1 to step S6, step S11 to step S14) of the output smoothing apparatus 1 according to the second embodiment will be described with reference to FIG.
However, steps S1 to S6 in the processing flow of the output smoothing apparatus 1 according to the second embodiment are the same as steps S1 to S6 in the processing flow of the output smoothing apparatus 1 according to the first embodiment, so that Description is omitted.

まず、充電率推定部５は、二次電池１３０の充放電に基づいて二次電池１３０に入出流する電流値、およびその電圧値を用いて電力計が算出した電力値［Ｗ；ワット］を入力する。そして充電率推定部５は、その入力した電力値を積分演算して、単位時間当たりに充放電された電力量[Ｗｈ；ワット時]を求める。充電率推定部５は、この単位時間当たりに充放電された電力量の計算を、二次電池１３０が初期状態（例えば充電率１００パーセントの状態）である時から所定の間隔毎に計算する。そして充電率推定部５は初期状態における二次電池１３０の電力容量から、計算した電力量を加算（放電時は電力量の値はマイナスを示す）する演算を繰り返し、現在の二次電池１３０の電力容量を計算する。ここで出力平滑化装置１は、記憶部に二次電池１３０の満充電時の電力容量［ワット時］を記憶している。充電率推定部５はその満充電時の電力容量を得ることができる。そして充電率推定部５は、現在の二次電池１３０の電力容量を、記憶部から読み取った電力容量で除することにより、現在二次電池１３０の充電率を推定する。そして、充電率推定部５は、推定した充電率を適正化電力算出部６へ出力する（ステップＳ１１）。 First, the charging rate estimation unit 5 calculates the power value [W; Watt] calculated by the wattmeter using the current value flowing into and out of the secondary battery 130 based on charging / discharging of the secondary battery 130 and the voltage value thereof. input. Then, the charging rate estimation unit 5 integrates the input electric power value to obtain the electric energy [Wh; watt hour] charged / discharged per unit time. The charging rate estimation unit 5 calculates the amount of power charged / discharged per unit time from the time when the secondary battery 130 is in an initial state (for example, a state with a charging rate of 100%) at predetermined intervals. Then, the charging rate estimation unit 5 repeats the calculation of adding the calculated power amount from the power capacity of the secondary battery 130 in the initial state (the value of the power amount indicates minus at the time of discharging). Calculate power capacity. Here, the output smoothing device 1 stores the power capacity [watt hour] when the secondary battery 130 is fully charged in the storage unit. The charge rate estimation unit 5 can obtain the power capacity at the time of full charge. Then, the charging rate estimation unit 5 estimates the charging rate of the current secondary battery 130 by dividing the current power capacity of the secondary battery 130 by the power capacity read from the storage unit. Then, the charging rate estimation unit 5 outputs the estimated charging rate to the optimized power calculation unit 6 (step S11).

次に適正化電力算出部６は、充電率推定部５が推定した充電率を入力する。また適正化電力算出部６は、記憶部から目標充電率（例えば５０パーセント）を読み取る。そして適正化電力算出部６は、充電率推定部５より入力した充電率から目標充電率を減算して得られた値を入力する。そして適正化電力算出部６は、入力した値と所定の変換式とに基づいてＰ制御を行い、充電率を目標充電率に近付くよう制御する充電率適正化電力を算出する（ステップＳ１２）。そして適正化電力算出部６は、当該充電率適正化電力を平滑化電力算出部２に出力する（ステップＳ１３）。
この適正化電力算出部６が行うＰ制御は、充電率推定部５が推定した充電率が目標充電率より大きな場合には二次電池１３０に蓄積されている電力を放電し、また充電率推定部５が推定した充電率が目標充電率より小さな場合には二次電池１３０に電力を充電する制御である。つまり適正化電力算出部６は、二次電池１３０の充電率が目標充電率に近付くよう制御する。
そして、適正化電力算出部６は、充電率適正化電力の値を示す充電率適正化電力信号を平滑化電力算出部２へ出力する。 Next, the optimized power calculation unit 6 inputs the charging rate estimated by the charging rate estimation unit 5. The optimized power calculation unit 6 reads a target charging rate (for example, 50%) from the storage unit. Then, the optimized power calculation unit 6 inputs a value obtained by subtracting the target charging rate from the charging rate input from the charging rate estimation unit 5. Then, the optimized power calculation unit 6 performs P control based on the input value and a predetermined conversion formula, and calculates charge rate optimized power for controlling the charge rate to approach the target charge rate (step S12). And the optimization electric power calculation part 6 outputs the said charge rate optimization electric power to the smoothing electric power calculation part 2 (step S13).
The P control performed by the optimized power calculation unit 6 discharges the power stored in the secondary battery 130 when the charging rate estimated by the charging rate estimation unit 5 is larger than the target charging rate, and estimates the charging rate. When the charging rate estimated by the unit 5 is smaller than the target charging rate, the secondary battery 130 is charged with electric power. That is, the optimized power calculation unit 6 performs control so that the charging rate of the secondary battery 130 approaches the target charging rate.
Then, the optimized power calculator 6 outputs a charge rate optimized power signal indicating the value of the charge rate optimized power to the smoothed power calculator 2.

ステップＳ１３の次に、平滑化電力算出部２は、適正化電力算出部６が算出した充電率適正化電力信号と、発電電力計測装置１４０が計測した発電電力信号とを入力し、加算する（ステップＳ１４）。そして、出力平滑化装置１は、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６と同様の処理を行う。 After step S13, the smoothed power calculation unit 2 inputs and adds the charge rate optimization power signal calculated by the optimization power calculation unit 6 and the generated power signal measured by the generated power measurement device 140 ( Step S14). And the output smoothing apparatus 1 performs the process similar to step S1-step S6 in the processing flow of the output smoothing apparatus 1 by 2nd embodiment.

なお、上述の第二の実施形態による出力平滑化装置１において、充電率は電力積算値［Ｗｈ］で説明したが、充電率を電流積算値［Ａｈ］で考えてもよい。
また、適正化電力算出部６が行う制御は、Ｐ制御に限定するものではない。適正化電力算出部６が行う制御は、二次電池１３０の充電率と目標充電率のオフセットが問題となる場合はＰＩ制御としてオフセットを低減する制御を行ってもよい。また、適正化電力算出部６が行う制御は、Ｄ制御を追加して、目標充電率への収束速度を向上してもよい。 In the output smoothing device 1 according to the second embodiment described above, the charging rate has been described as the electric power integration value [Wh], but the charging rate may be considered as the electric current integration value [Ah].
Further, the control performed by the optimized power calculation unit 6 is not limited to the P control. The control performed by the optimized power calculation unit 6 may perform control to reduce the offset as PI control when the offset between the charging rate of the secondary battery 130 and the target charging rate becomes a problem. In addition, the control performed by the optimized power calculation unit 6 may improve the convergence speed to the target charging rate by adding D control.

以上のように、第二の実施形態による出力平滑化装置１によれば、適正化電力算出部６による制御は二次電池１３０の充電率を目標充電率に近付けつつ、充放電深度を浅くすることができる。したがって、第二の実施形態による出力平滑化装置１は、二次電池１３０の過度な充放電を抑え、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池１３０の充放電深度を浅くすることができる。その結果、二次電池１３０の寿命が長く保たれる。 As described above, according to the output smoothing device 1 according to the second embodiment, the control by the optimized power calculation unit 6 reduces the charge / discharge depth while bringing the charge rate of the secondary battery 130 close to the target charge rate. be able to. Therefore, the output smoothing device 1 according to the second embodiment suppresses excessive charging / discharging of the secondary battery 130 and satisfies the output smoothing request such that the power fluctuation is equal to or less than a certain value. The 130 charge / discharge depth can be reduced. As a result, the life of the secondary battery 130 is kept long.

＜第三の実施形態＞
図５は、本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成を示す機能ブロック図である。
第三の実施形態による出力平滑化装置１は、図５で示すように、制御電力平滑化信号算出部３が、内部にゲイン可変部７の機能を備える。 <Third embodiment>
FIG. 5 is a functional block diagram showing the configuration of the output smoothing device 1 according to the third embodiment of the present invention.
In the output smoothing apparatus 1 according to the third embodiment, as shown in FIG. 5, the control power smoothed signal calculation unit 3 includes the function of the gain variable unit 7 inside.

図６は、本発明の第三の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
次に図６を用いて第三の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１５）について説明する。
ただし、第三の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４は、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様であるためその説明は省略する。 FIG. 6 is a functional block diagram showing a detailed example of the configuration of the output smoothing device 1 according to the third embodiment of the present invention.
Next, the processing flow (step S1 to step S6, step S11 to step S15) of the output smoothing device 1 according to the third embodiment will be described with reference to FIG.
However, steps S1 to S6 and steps S11 to S14 in the processing flow of the output smoothing apparatus 1 according to the third embodiment are steps S1 to S6 in the processing flow of the output smoothing apparatus 1 according to the second embodiment. Since it is the same as step S11 to step S14, its description is omitted.

第三の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローは、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ３の処理に続き、制御電力平滑化信号算出部３のゲイン可変部７が、充電率推定部５から二次電池１３０の充電率を取得し、二次電池１３０の目標充電率から離れる程大きいゲイン係数を、充放電制御電力信号の値に乗じる（ステップＳ１５）。
このステップＳ１５では、制御電力平滑化信号算出部３は、例えば１０パーセント以下または９０パーセント以上の場合にゲイン係数を１より大きな値にし、それ以外の場合にゲイン係数を１に設定する。
そして、制御電力平滑化信号算出部３が充電率推定部５から二次電池１３０の充電率が１０パーセント以下または９０パーセント以上の充電率を取得した場合、出力平滑化装置１は二次電池１３０の充電深度の深いところでの充放電量を増やすように制御して目標充電率である５０パーセントに速やかに近付け、二次電池１３０の充放電深度を速やかに浅くしている。 The processing flow of the output smoothing device 1 according to the third embodiment is the gain variable unit of the control power smoothing signal calculation unit 3 following the processing of step S3 in the processing flow of the output smoothing device 1 according to the second embodiment. 7 obtains the charging rate of the secondary battery 130 from the charging rate estimation unit 5, and multiplies the value of the charge / discharge control power signal by a gain factor that increases as the distance from the target charging rate of the secondary battery 130 increases (step S15).
In this step S15, the control power smoothing signal calculation unit 3 sets the gain coefficient to a value larger than 1, for example, when it is 10% or less or 90% or more, and sets the gain coefficient to 1 otherwise.
When the control power smoothing signal calculation unit 3 acquires a charging rate of 10% or less or 90% or more from the charging rate estimation unit 5, the output smoothing device 1 outputs the secondary battery 130. The charging / discharging amount at a deep charging depth is controlled so as to quickly approach the target charging rate of 50%, and the charging / discharging depth of the secondary battery 130 is quickly reduced.

＜第四の実施形態＞
図７は、本発明の第四の実施形態による出力平滑化装置１の構成の詳細例を示す機能ブロック図である。
次に図７を用いて第四の実施形態による出力平滑化装置１の処理フロー（ステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４、ステップＳ１６）について説明する。
ただし、第四の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４は、第二の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ１〜ステップＳ６、ステップＳ１１〜ステップＳ１４と同様であるためその説明は省略する。 <Fourth embodiment>
FIG. 7 is a functional block diagram showing a detailed example of the configuration of the output smoothing device 1 according to the fourth embodiment of the present invention.
Next, the processing flow (step S1 to step S6, step S11 to step S14, step S16) of the output smoothing device 1 according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG.
However, steps S1 to S6 and steps S11 to S14 in the processing flow of the output smoothing device 1 according to the fourth embodiment are steps S1 to S6 in the processing flow of the output smoothing device 1 according to the second embodiment. Since it is the same as step S11 to step S14, its description is omitted.

第四の実施形態による出力平滑化装置１の処理フローにおけるステップＳ３の処理に続き、制御電力平滑化信号算出部３のゲイン可変部７は、電力変換装置１２０の交流側の充電または放電する電力に基づく直流交流変換の変換効率が低い程大きいゲイン係数を、前記充放電制御電力信号の値に乗じる（ステップＳ１６）。
このステップＳ１６では、制御電力平滑化信号算出部３は、例えば電力変換装置１２０から直流交流変換の変換効率情報を記憶部から取得する。この記憶部に記録された変換効率情報が示す値は、予め電力変換装置１２０の設計時に定められた値、または実験によって得られる値である。
ここで、制御電力平滑化信号算出部３は、電力変換装置１２０の変換効率とゲイン係数の対応テーブルを保持している。この対応テーブルは、電力変換装置１２０の変換効率情報が高い程、小さい値のゲイン係数（例えばゲイン係数ｇ＝１．０）を記憶し、変換効率情報が低い程、大きい値のゲイン係数（例えばゲイン係数ｇ＞１．０）を記憶している。
そしてゲイン可変部７が、電力変換装置１２０から電力変換効率を取得し、取得した電力変換効率に対応するゲイン係数を対応テーブルから読み取る。そしてゲイン可変部７は、読み取ったゲイン係数を充放電制御電力信号の値に乗じる（ステップＳ１６）。
このゲイン係数は、電力変換装置１２０の変換効率が理想値である１００パーセントから外れた分の変換効率を補正して、出力平滑化装置１における充放電制御電力信号による二次電池１３０の充放電電力を現実の状況に近付けるための係数である。
これにより、出力平滑化装置１は、より充電率の制御の精度の高い充放電制御電力信号を算出することができる。 Following the processing of step S3 in the processing flow of the output smoothing device 1 according to the fourth embodiment, the gain variable unit 7 of the control power smoothing signal calculation unit 3 charges or discharges power on the AC side of the power converter 120. The value of the charge / discharge control power signal is multiplied by a gain factor that is larger as the conversion efficiency of the DC / AC conversion based on the lower is lower (step S16).
In step S <b> 16, the control power smoothing signal calculation unit 3 acquires the conversion efficiency information of DC / AC conversion from the power conversion device 120 from the storage unit, for example. The value indicated by the conversion efficiency information recorded in the storage unit is a value determined in advance at the time of designing the power conversion device 120 or a value obtained by an experiment.
Here, the control power smoothing signal calculation unit 3 holds a correspondence table between the conversion efficiency and the gain coefficient of the power conversion device 120. The correspondence table stores a smaller gain coefficient (for example, gain coefficient g = 1.0) as the conversion efficiency information of the power converter 120 is higher, and a larger gain coefficient (for example, as the conversion efficiency information is lower). The gain coefficient g> 1.0) is stored.
And the gain variable part 7 acquires power conversion efficiency from the power converter device 120, and reads the gain coefficient corresponding to the acquired power conversion efficiency from a corresponding table. Then, the gain variable unit 7 multiplies the read gain coefficient by the value of the charge / discharge control power signal (step S16).
This gain coefficient corrects the conversion efficiency of the conversion efficiency of the power conversion device 120 from 100%, which is an ideal value, and charges / discharges the secondary battery 130 by the charge / discharge control power signal in the output smoothing device 1. This is a coefficient for bringing power closer to the actual situation.
Thereby, the output smoothing apparatus 1 can calculate the charge / discharge control power signal with higher accuracy of control of the charging rate.

図８は、充電率シミュレーション結果を示す図である。
この図において（ａ）のグラフは、出力平滑化装置１から制御電力平滑化信号算出部３を除いた場合の充電率シミュレーション結果である。
またこの図において（ｂ）のグラフは、制御電力平滑化信号算出部３を備えた出力平滑化装置１（第一の実施形態による出力平滑化装置）の場合の充電率シミュレーション結果である。
図８（ａ）、（ｂ）共に縦軸は充電率［パーセント］であり、横軸は時間［分］である。また、目標充電率は５０パーセントである。
図８（ｂ）に示す充電率の変動幅は、図８（ａ）に比べ１５パーセント改善されることがわかる。また、図８（ｂ）は図８（ａ）に比べ目標充電率の５０パーセント付近に保たれることもわかる。このことから制御電力平滑化信号算出部３を備えた出力平滑化装置１は、充電率変動を抑制し、二次電池１３０の寿命を長く保つことがわかる。 FIG. 8 is a diagram illustrating a charging rate simulation result.
In this figure, the graph of (a) is a charge rate simulation result when the control power smoothing signal calculation unit 3 is removed from the output smoothing device 1.
Moreover, the graph of (b) in this figure is a charging rate simulation result in the case of the output smoothing apparatus 1 (output smoothing apparatus by 1st embodiment) provided with the control electric power smoothing signal calculation part 3. FIG.
8A and 8B, the vertical axis represents the charging rate [percent], and the horizontal axis represents time [minute]. The target charging rate is 50%.
It can be seen that the fluctuation range of the charging rate shown in FIG. 8B is improved by 15% compared to FIG. It can also be seen that FIG. 8 (b) is maintained near 50% of the target charging rate compared to FIG. 8 (a). From this, it can be seen that the output smoothing device 1 including the control power smoothing signal calculation unit 3 suppresses the charging rate fluctuation and keeps the life of the secondary battery 130 long.

図９は、充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果を示す図である。
この図において（ｃ）のグラフは、出力平滑化装置１から制御電力平滑化信号算出部３を除いた場合の充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果である。
またこの図において（ｄ）のグラフは、制御電力平滑化信号算出部３を備えた出力平滑化装置１（第一の実施形態による出力平滑化装置）の場合の充放電深度とサイクル回数のシミュレーション結果である。
図９（ａ）、（ｂ）共に横軸が充電率５０パーセントからの充放電深度を示している。また、図９（ａ）、（ｂ）の、棒グラフにおける縦軸はサイクル回数（年換算）を示しており、折れ線グラフにおける縦軸はサイクル回数の累積出現頻度［パーセント］（年換算）を示している。また、目標充電率は５０パーセントである。なお、サイクル回数とは、二次電池１３０の充放電深度が、５０パーセント±２５パーセントより深くなった回数を示す。 FIG. 9 is a diagram showing simulation results of the charge / discharge depth and the number of cycles.
In this figure, the graph of (c) is a simulation result of the charge / discharge depth and the number of cycles when the control power smoothing signal calculation unit 3 is removed from the output smoothing device 1.
Further, in this figure, the graph of (d) shows a simulation of the charge / discharge depth and the number of cycles in the case of the output smoothing device 1 (the output smoothing device according to the first embodiment) provided with the control power smoothing signal calculation unit 3. It is a result.
9A and 9B, the horizontal axis indicates the charge / discharge depth from the charge rate of 50%. 9A and 9B, the vertical axis in the bar graph indicates the cycle number (annual conversion), and the vertical axis in the line graph indicates the cumulative appearance frequency [percent] (annual conversion) of the cycle number. ing. The target charging rate is 50%. The cycle number indicates the number of times that the charge / discharge depth of the secondary battery 130 is deeper than 50% ± 25%.

ここで、二次電池１３０は、充電率が５０パーセント±２５パーセントより充放電深度が深い場合に劣化が促進されると仮定する。
この場合、図９（ａ）で示すように、二次電池１３０の充放電深度が、５０パーセント±２５パーセントより深くなった回数は、±２５パーセントの時は４３２回、±３５パーセントの時は２２４回、±４５パーセントの時は１４０回、±５０パーセントの時は０回であるため、合計して７９６回である。他方、二次電池１３０の充放電深度が、５０パーセント±２５パーセントより浅くなった回数は、±５パーセントの時は１０８４０回、±１５パーセントの時は１４３６回であるため、全ての充放電深度における全サイクル回数は合計１３０７２回である。したがって、二次電池１３０の充放電深度が、充電率５０パーセント±２５パーセントより深い場合のサイクル回数の割合は「７９６÷１３０７２」で算出できる値である。
また同様に、図９（ｂ）において充電率５０パーセント±２５パーセントより充放電深度が深いサイクルは３９６／２９６４０である。
これら図９（ａ）と図９（ｂ）との充電率５０パーセント±２５パーセントより充放電深度が深いサイクルを比較すると、図９（ｂ）に示すシミュレーション結果は、図９（ａ）の結果に比べ、二次電池１３０の寿命は約４．５倍長持ちすることを意味する。すなわち、適正化電力算出部６による制御に対して、制御電力平滑化信号算出部３による二次電池１３０の充放電の制御を追加することで、二次電池１３０の寿命が約４．５倍長持ちする。 Here, it is assumed that the deterioration of the secondary battery 130 is promoted when the charge rate is deeper than 50% ± 25%.
In this case, as shown in FIG. 9A, the number of times the charge / discharge depth of the secondary battery 130 becomes deeper than 50% ± 25% is 432 times when ± 25%, and when it is ± 35%. In the case of 224 times ± 45%, 140 times, and in the case of ± 50% 0 times, the total is 796 times. On the other hand, the number of times the charge / discharge depth of the secondary battery 130 becomes shallower than 50% ± 25% is 10840 times when ± 5% and 1436 times when ± 15%, so all the charge / discharge depths are The total number of cycles in is a total of 13072 times. Therefore, the ratio of the number of cycles when the charge / discharge depth of the secondary battery 130 is deeper than 50% ± 25% is a value that can be calculated as “796 ÷ 13072”.
Similarly, in FIG. 9B, the cycle having a deeper charge / discharge depth than the charge rate of 50% ± 25% is 396/29640.
9A and 9B, the simulation result shown in FIG. 9B is the result of FIG. 9A when the cycles having a charge / discharge depth deeper than 50% ± 25% are compared. Compared to the above, it means that the life of the secondary battery 130 lasts about 4.5 times longer. That is, by adding control of charge / discharge of the secondary battery 130 by the control power smoothing signal calculation unit 3 to the control by the optimized power calculation unit 6, the life of the secondary battery 130 is about 4.5 times longer. long lasting.

以上のように、本発明の実施形態による出力平滑化装置１によれば、適正化電力算出部６と制御電力平滑化信号算出部３とによる制御により二次電池１３０の過度な充放電が抑えられ、電力変動が一定値以下にするなどの出力平滑化の要求を満足しつつ、二次電池１３０の充放電深度が低減する。そして、二次電池の寿命が長く保たれる。 As described above, according to the output smoothing device 1 according to the embodiment of the present invention, excessive charging / discharging of the secondary battery 130 is suppressed by the control by the optimized power calculation unit 6 and the control power smoothing signal calculation unit 3. In addition, the charge / discharge depth of the secondary battery 130 is reduced while satisfying the demand for smoothing the output such that the power fluctuation is a certain value or less. And the lifetime of a secondary battery is kept long.

なお本発明の実施形態について説明したが、上述の出力平滑化装置１は内部に、コンピュータシステムを有している。そして、上述した処理の過程は、プログラムの形式でコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記憶されており、このプログラムをコンピュータが読み出して実行することによって、上記処理が行われる。ここでコンピュータ読み取り可能な記録媒体とは、磁気ディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、半導体メモリなどをいう。また、このコンピュータプログラムを通信回線によってコンピュータに配信し、この配信を受けたコンピュータが当該プログラムを実行するようにしても良い。 In addition, although embodiment of this invention was described, the above-mentioned output smoothing apparatus 1 has a computer system inside. The process described above is stored in a computer-readable recording medium in the form of a program, and the above process is performed by the computer reading and executing this program. Here, the computer-readable recording medium means a magnetic disk, a magneto-optical disk, a CD-ROM, a DVD-ROM, a semiconductor memory, or the like. Alternatively, the computer program may be distributed to the computer via a communication line, and the computer that has received the distribution may execute the program.

また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであっても良い。さらに、前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。 The program may be for realizing a part of the functions described above. Furthermore, what can implement | achieve the function mentioned above in combination with the program already recorded on the computer system, and what is called a difference file (difference program) may be sufficient.

１・・・出力平滑化装置
２・・・平滑化電力算出部
３・・・制御電力平滑化信号算出部
４・・・充放電制御電力算出部
５・・・充電率推定部
６・・・適正化電力算出部
７・・・ゲイン可変部
２１、３３・・・平滑化フィルタ
３１・・・符号反転回路
３２・・・一時記憶部
４１・・・電力変換装置出力リミッタ
１１０・・・発電装置
１２０・・・電力変換装置
１３０・・・二次電池
１４０・・・発電電力計測装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Output smoothing apparatus 2 ... Smoothing electric power calculation part 3 ... Control electric power smoothing signal calculation part 4 ... Charging / discharging control electric power calculation part 5 ... Charging rate estimation part 6 ... Appropriate power calculation unit 7 ... gain variable units 21, 33 ... smoothing filter 31 ... sign inversion circuit 32 ... temporary storage unit 41 ... power converter output limiter 110 ... power generation device 120 ... Power converter 130 ... Secondary battery 140 ... Power generation measuring device

Claims

An output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system,
Based on a power value signal indicating a value of power generated by the power generation device, a smoothed power calculation unit that calculates a generated power smoothed signal obtained by smoothing the power value signal;
Control power smoothing signal calculation for calculating a sign inversion control power smoothed signal obtained by smoothing the charge / discharge control power signal by inputting the charge / discharge control power signal output to the power converter for charging / discharging the secondary battery And
Sign-reversed control power converted to a value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal, and when the charge / discharge control power signal indicates charge, and converted to a signal indicating charge when the charge indicates discharge Based on the signal obtained by delaying the smoothing signal by one timing, a charge / discharge control power calculation unit that generates a charge / discharge control power signal output at the current timing and outputs the signal to the power converter;
An output smoothing device comprising:

A charge rate estimator for estimating a charge rate of the secondary battery;
Based on the difference between the target charge rate of the secondary battery and the charge rate estimated by the charge rate estimator, it is appropriate to calculate the charge rate optimized power for controlling the charge rate to approach the target charge rate Power generation calculator,
The output smoothing apparatus according to claim 1, comprising:

The control power smoothing signal calculation unit is a gain variable unit that multiplies the value of the charge / discharge control power signal by a gain factor that increases as the charging rate estimated by the charging rate estimation unit increases from the target charging rate of the secondary battery. When,
The output smoothing apparatus according to claim 2, comprising:

The control power smoothing signal calculation unit is
A gain variable unit that multiplies the value of the charge / discharge control power signal by a gain factor that is greater as the conversion efficiency of DC / AC conversion based on the charge / discharge amount per unit time of the power converter is lower,
The output smoothing apparatus according to claim 1, further comprising:

An output smoothing method in an output smoothing device for smoothing the power generated by the power generation device and outputting it to the power system,
Based on a power value signal indicating the value of power generated by the power generation device, a generated power smoothing signal obtained by smoothing the power value signal is calculated,
Input the charge / discharge control power signal output to the power converter for charging / discharging the secondary battery, and calculate a signal obtained by delaying the sign inversion control power smoothing signal obtained by smoothing the charge / discharge control power signal by one timing,
Sign-reversed control power converted to a value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal, and when the charge / discharge control power signal indicates charge, and converted to a signal indicating charge when the charge indicates discharge Based on the smoothing signal, generate a charge / discharge control power signal to be output at the current timing, and output to the power converter,
An output smoothing method comprising:

In the output smoothing device that smoothes the power generated by the power generation device and outputs it to the power system,
Smoothed power calculation means for calculating a generated power smoothed signal obtained by smoothing the power value signal based on a power value signal indicating a value of power generated by the power generation device;
Control for calculating a signal obtained by inputting the charge / discharge control power signal output to the power converter for charging / discharging the secondary battery and delaying the sign inversion control power smoothed signal obtained by smoothing the charge / discharge control power signal by one timing. Power smoothing signal calculation means,
Sign-reversed control power converted to a value obtained by subtracting the power value signal from the generated power smoothing signal, and when the charge / discharge control power signal indicates charge, and converted to a signal indicating charge when the charge indicates discharge Based on the smoothing signal, a charge / discharge control power calculation means for generating a charge / discharge control power signal to be output at the present timing and outputting to the power converter,
A program characterized by functioning as