JP5537302B2 - 電力貯蔵装置の制御装置 - Google Patents
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Description
太陽光発電装置等から発電される電力の電力貯蔵装置の制御装置に関する。
近年の環境問題への関心の高まりから太陽光発電装置などの自然エネルギー発電装置の導入が進んでおり、今後も導入量が増加する可能性が高い。太陽光発電装置は日射量の変化によって発電される電力が変動することから、配電系統の一定範囲に太陽光発電装置が集中した場合は電圧変動、特に日中の発電量増大に伴う配電線の逆潮流による電圧上昇が懸念される。この電圧上昇によって、太陽光発電装置の出力抑制や保護停止につながる。
配電系統において電力を安定供給するための方法として、電力貯蔵装置を配電系統に設置して親局で集中制御する方法がある（例えば、特許文献１）。
特許文献１の電力貯蔵装置を配電系統に設置して親局で集中制御する方法では、電力貯蔵装置と親局を結ぶ大規模な伝送経路が必要となるという課題がある。また、太陽光発電装置ごとに電力貯蔵装置を設置する方法は出力変動抑制の手段として有効であるが、各装置の都合で有効電力出力が制御され、逆潮流が抑制されるとは限らず、電圧上昇要因を取り除く効果がない、または、小さい場合がある。また、個別にローカルな制御を行うため、発電した電力を他の負荷に融通した方が効率の良い場合でも出力を絞るなど、配電系統の状態に適した制御が行われることは期待しにくい。
本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、太陽光発電装置などによる逆潮流増加に伴う電圧上昇防止と配電系統の状態に適した潮流制御を実現する電力貯蔵装置の制御装置を得ることを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線に設置された第１の電力検出器により検出された低圧配電線の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合又は上限値と下限値の間の場合に放電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記第１の電力検出器の電力値が負荷から低圧側接続点に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合又は上限値と下限値の間の場合に充電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線に設置された第１の電力検出器により検出された低圧配電線の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、第１の変圧器の高圧側接続点と前記高圧側接続点の上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第３の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間にあり、且つ、前記第３の電力検出器の電力値が前記第２の変圧器の高圧側接続点から前記第１の変圧器の高圧側接続点に向かう有力電力を示し、且つ、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示す場合、又は、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合に放電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間にあり、且つ、前記第３の電力検出器の電力値が前記第１の変圧器の高圧側接続点から前記第２の変圧器の高圧側接続点に向かう有力電力を示す場合、又は、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合に充電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線と変圧器との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記変圧器との間の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量に基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器により検出された前記変圧器から低圧側接続点に向かう有効電力から高周波成分を除去した値に基づいて制御目標値を算出し、当該制御目標値と前記電力値の差と前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間の場合は、充電動作又は放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合は、充電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合は、放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線と変圧器の間に設置された第１の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記変圧器との間の電力値と、電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値と、予め設定された単位時間ごとの蓄電残量を示すスケジュール残量と、予め設定された有効電力目標値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記変圧器の通過有効電力の有効電力目標値と、前記第１の電力検出器により検出された有効電力と、前記スケジュール残量と、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、第１の変圧器の高圧側接続点と上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、高圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器により検出された前記第２の変圧器の高圧側接続点から前記第１の変圧器の高圧側接続点に向かう有効電力から高周波成分を除去した値に基づいて制御目標値を算出し、当該制御目標値と前記電力値の差と前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間の場合は、充電動作又は放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合は、充電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合は、放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、第１の変圧器の高圧側接続点と上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値と、予め設定された単位時間ごとの蓄電残量を示すスケジュール残量と、予め設定された有効電力目標値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記変圧器の通過有効電力の有効電力目標値と、前記第１の電力検出器により検出された有効電力と、前記スケジュール残量と、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線に設置された第１の電力検出器により検出された低圧配電線の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、第１の変圧器の高圧側接続点と前記高圧側接続点の上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第３の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間にあり、且つ、前記第３の電力検出器の電力値が前記第２の変圧器の高圧側接続点から前記第１の変圧器の高圧側接続点に向かう有力電力を示し、且つ、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示す場合、又は、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合に放電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間にあり、且つ、前記第３の電力検出器の電力値が前記第１の変圧器の高圧側接続点から前記第２の変圧器の高圧側接続点に向かう有力電力を示す場合、又は、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合に充電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線と変圧器との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記変圧器との間の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量に基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器により検出された前記変圧器から低圧側接続点に向かう有効電力から高周波成分を除去した値に基づいて制御目標値を算出し、当該制御目標値と前記電力値の差と前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間の場合は、充電動作又は放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合は、充電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合は、放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、低圧配電線と変圧器の間に設置された第１の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記変圧器との間の電力値と、電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値と、予め設定された単位時間ごとの蓄電残量を示すスケジュール残量と、予め設定された有効電力目標値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記変圧器の通過有効電力の有効電力目標値と、前記第１の電力検出器により検出された有効電力と、前記スケジュール残量と、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、第１の変圧器の高圧側接続点と上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、高圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器により検出された前記第２の変圧器の高圧側接続点から前記第１の変圧器の高圧側接続点に向かう有効電力から高周波成分を除去した値に基づいて制御目標値を算出し、当該制御目標値と前記電力値の差と前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間の場合は、充電動作又は放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合は、充電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合は、放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
また本発明の電力貯蔵装置の制御装置は、第１の変圧器の高圧側接続点と上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、前記有効電力指令値と、前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値と、予め設定された単位時間ごとの蓄電残量を示すスケジュール残量と、予め設定された有効電力目標値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、前記有効電力制御部は、前記変圧器の通過有効電力の有効電力目標値と、前記第１の電力検出器により検出された有効電力と、前記スケジュール残量と、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御することを特徴とする。
本発明によれば、太陽光発電装置などによる逆潮流増加に伴う電圧上昇防止と配電系統の状態に適した潮流制御を実現する電力貯蔵装置の制御が可能となる。
以下、本発明にかかる電力貯蔵装置の制御を行う制御装置の実施形態について図面を用いて説明する。
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図１〜図２を参照して説明する。
本発明の実施形態１について図１〜図２を参照して説明する。
図１は本実施形態１の電力系統に設置される電力貯蔵装置の制御を行う制御装置とその周辺装置の構成図である。図１における高圧配電線１は変電所７に接続され、低圧配電線２は柱上変圧器３を介して高圧配電線１に接続され、電力を消費する住宅負荷４と太陽光によって発電を行う太陽光発電５は低圧配電線２に接続される。ここで、柱上変圧器３が、高圧配電線１に接続される点を高圧側接続点８、低圧配電線２に接続される点を低圧側接続点９とし、高圧側接続点８から変電所側を上流、変電所と逆側を下流とする。
電力が貯蔵される電力貯蔵装置６は、電流検出器１２と電力検出器１１ａを介して低圧配電線２に接続される。電力検出器１１ｂは電力貯蔵装置６と住宅負荷４の間に、電圧検出器１３は電力貯蔵装置６の設置点に配置され、蓄電量を検出する蓄電量検出器１４は電力貯蔵装置６に接続される。ここでの電力貯蔵装置６は、蓄電池、コンデンサ、フライホイール、ＳＭＥＳ（Superconducting Magnetic Energy Storage）などが考えられる。
電力貯蔵装置６の蓄電及び放電は、基本制御部２１によって制御され、この基本制御部２１には、電流検出器１２と電圧検出器１３の検出値と、有効電力を制御する有効電力制御部２３からの出力と無効電力を制御する無効電力制御部２４からの出力が入力される。
有効電力制御部２３は、電力検出器１１ｂの有効電力検出値を入力とする正数通過要素５４および負数通過要素５５と、蓄電量検出器１４の検出値を入力とする放電末判定器５１および充電末判定器５２と、放電末判定器５１の判定値を入力とするNOT回路５３ａと、充電末判定器５２の判定値を入力とするNOT回路５３ｂと、正数通過要素５４の出力とNOT回路５３ａの出力を入力とする乗算器５６ａと、負数通過要素５５の出力とNOT回路５３ｂの出力を入力とする乗算器５６ｂと、乗算器５６ａの結果と乗算器５６ｂの結果を入力とする加算器５７ａと、加算器５７ａの結果と電力検出器１１ａの有効電力検出値を入力とする減算器５８ａと、減算器５８ａの結果を入力とするPI制御器５９ａから構成され、PI制御器５９により生成される有効電流指令値で電力貯蔵装置６の有効電力の入出力、すなわち充放電を制御する。
ここで、正数通過要素５４は入力値が正数であればそのままの値を出力し、負数であれば０を出力するものであり、負数通過要素５５は入力値が負数であればそのままの値を出力し、正数であれば０を出力するものである。
無効電力制御部２４は、電力検出器１１ａの有効電力検出値を入力とするローパスフィルタ６１と、ローパスフィルタ６１の出力を入力とする非線形要素６２と、非線形要素６２の出力と定数１を入力とする減算器５８ｆと、事前に設定された電圧設定値Vrefと電圧検出器１３の検出値を入力とする減算器５８ｂと、減算器５８ｂの結果を入力とするゲイン６０ａと、事前に設定された無効電力設定値Qbrefと電力検出器１１ａの無効電力検出値を入力とする減算器５８ｃと、減算器５８ｃの結果を入力とするゲイン６０ｂと、ゲイン６０ａの出力と非線形要素６２の出力を入力とする乗算器５６ｃと、ゲイン６０ｂの出力と減算器５８ｆの結果を入力とする乗算器５６ｄと、乗算器５６ｃの結果と乗算器５６ｄの結果を入力とする加算器５７ｂと、加算器５７ｂの結果を入力とするPI制御器５９ｂから構成され、PI制御器５９ｂにより生成される無効電流指令値で無効電力が入出力される。
ここで、ローパスフィルタ６１は入力信号のうち周波数の低いものを出力するものであり、高周波を除去して滑らかな信号を出力することができる。非線形要素６２は入力値に応じて、非線形的な信号を出力するものである。
次に、上記のように構成された本実施形態１の有効電力制御部２３の作用を説明する。
電力検出器１１ａは、電力貯蔵装置６から柱上変圧器３への向きに流れる電力を正として検出し、電力検出器１１ｂは、柱上変圧器３から住宅負荷４への向きに流れる電力を正として検出するため、太陽光発電５の発電量が住宅負荷４の消費電力を上回る場合、太陽光発電５から柱上変圧器３へ有効電力が流れて電力検出器１１ｂでは有効電力が負数として検出され、逆の場合は正数として検出される。
正数通過要素５４は電力検出器１１ｂの有効電力検出値が正数であれば有効電力検出値をそのまま出力し、負数であれば０を出力する。負数通過要素５５は電力検出器１１ｂの有効電力検出値が負数であれば有効電力検出値をそのまま出力し、正数であれば０を出力する。この処理により、電力検出器１１ｂの有効電力検出値を正負に分離している。 一方、放電末判定器５１は蓄電量検出器１４の検出値が下限値以上であれば出力０、NOT回路５３ａの出力は１となり、下限値以下であれば放電末判定器５１は出力１、NOT回路５３ａの出力は０となる。充電末判定器５２は蓄電量検出器１４の検出値が上限値以下であれば出力０、NOT回路５３ｂの出力は１となり、上限値以上であれば充電末判定器５２は出力１、NOT回路５３ｂの出力は０となる。
従って、蓄電量が上下限の範囲内では乗算器５６ａの結果は正数通過要素５４の出力と等しく、乗算器５６ｂの結果は負数通過要素５５の出力と等しくなるので、加算器５７ａの結果はもともとの電力検出器１１ｂの有効電力検出値と等しくなる。故に、電力貯蔵装置6は電力検出器１１ｂの有効電力検出値、即ち低圧配電線２の有効電力と等しい充放電動作となり、太陽光発電５から柱上変圧器３に向かって有効電力が流れる場合は充電し、柱上変圧器３から住宅負荷４に向かって有効電力が流れる場合は放電するので、柱上変圧器３を通過する有効電力が減少し、変電所７から柱上変圧器３までの高圧配電線１に流れる有効電力も減少する。
蓄電量が下限値以下の場合はNOT回路５３ａの出力が０となるので乗算器５６ａの結果は常に０となる。その結果、正数通過要素５４の出力が反映されないため、加算器５７ａの結果は常に０または負数となる。故に、蓄電量が下限値以下では放電動作にならず、充電動作のみとなる。充電により蓄電量が下限値以上となれば放電動作が可能となる。
蓄電量が上限値以上の場合はNOT回路５３ｂの出力が０となるので乗算器５６ｂの結果は常に０となる。その結果、負数通過要素５５の出力が反映されないため、加算器57aの結果は常に０または正数となる。故に、蓄電量が上限値以上では充電動作にならず、放電動作のみとなる。放電により蓄電量が上限値以下となれば充電動作が可能となる。
なお、放電末判定器５１と充電末判定器５２にはヒステリシスを設けており、蓄電量の増減によって放電または充電の可否が短時間で切り替わらないものとする。
次に、無効電力制御部２４の作用を説明する。
減算器５８bで算出される電圧検出器１３の検出値と電圧設定値Vrefの差分にゲイン６０aを乗じることで電力貯蔵装置６の設置点電圧を電圧設定値Vrefに制御するための制御偏差を得、減算器５８cで算出される電力検出器１１aの無効電力検出値と無効電力設定値Qbrefの差分にゲイン６０bを乗じることで電力貯蔵装置６の無効電力出力を無効電力設定値Qbrefに制御するための制御偏差を得る。
一方、ローパスフィルタ６１は電力検出器１１aの有効電力検出値から高周波成分を除去して滑らかな信号とし、非線形要素６２はローパスフィルタ６１の出力が０付近では1を出力、大きくなるに従い出力を減少させる特性を持つ。減算器５８fは１．０から非線形要素62の出力を減じており、ローパスフィルタ６１の出力、すなわち電力貯蔵装置６の有効電力出力に対する非線形要素６２と減算器５８fの出力値は図２のように、電力貯蔵装置６の有効電力の絶対値が小さいときは非線形要素６２の出力が大きく、逆に電力貯蔵装置６の有効電力の絶対値が大きいときは減算器５８fの結果が大きくなる。
乗算器５６cでゲイン６０aの出力に非線形要素６２の出力を乗じ、乗算器５６dでゲイン６０bの出力に減算器５８fの結果を乗じ、加算器５７bで乗算器５６cの結果と乗算器５６dの結果を加算してPI制御器５９bを介して無効電流指令値を生成することで、電力貯蔵装置６の有効電力出力の絶対値が小さい領域では電圧制御の比率が高く、電力貯蔵装置６の有効電力出力の絶対値が大きい領域では無効電力制御の比率が高い制御動作となる。
無効電力設定値Qbrefを０に近い設定とすることで、電力貯蔵装置６の有効電力が大きく、容量に余裕がないときは無効電力の入出力を抑え、逆に有効電力が小さく、容量に余裕があるときは無効電力を入出力することで電圧が制御される。
本実施形態１によれば、変電所７から柱上変圧器３までの高圧配電線１に流れる有効電力を抑制することができるので、配電線の抵抗分と配電線を流れる電流の積で求められる電圧変動分が抑制でき、電圧上昇および電圧低下を抑制することができる。
また、電力貯蔵装置６の有効電力出力が小さく、変電所７から柱上変圧器３までの高圧配電線１に流れる有効電力が抑制できていない状況でも電力貯蔵装置６の設置点電圧と電圧設定値Vrefの差分に応じて電力貯蔵装置６の無効電力が入出力されるので、電圧上昇および電圧低下を抑制することができる。
（実施形態２）
本発明の実施形態２について図３を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の実施形態２について図３を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図３は本実施形態２の電力系統に設置される電力貯蔵装置の制御を行う制御装置とその周辺装置の構成図である。実施形態１と異なる点は、柱上変圧器３の高圧側接続点８とその上流に設置された第２の高圧側接続点ｂとの間の高圧配電線１に電力検出器１１ｃを設け、電力検出器１１ｃの有効電力検出値を入力とする正数通過要素５４ｂと負数通過要素５５ｂを設け、正数通過要素５４の出力と正数通過要素５４ｂの出力を入力とする低値選択６４を設け、乗算器５６ａの入力の一方を低値選択６４の出力とし、負数通過要素５５を廃して乗算器５６ｂの入力の一方を負数通過要素５５ｂとした点である。ここで、低値選択６４は、複数の入力値のうち、値の低い方を出力するものである。
次に、上記のように構成された本実施形態２の作用について説明する。
電力検出器１１ｃは変電所７から柱上変圧器３の向きに流れる有効電力を正として検出する。正数通過要素５４ｂは電力検出器１１ｃの有効電力検出値が正数であれば有効電力検出値をそのまま出力し、負数であれば０を出力する。負数通過要素５５ｂは電力検出器１１ｃの有効電力検出値が負数であれば有効電力検出値をそのまま出力し、正数であれば０を出力する。
低値選択６４は正数通過要素５４の出力と正数通過要素５４ｂの出力の値の小さい方を出力するので、電力検出器１１ｃの検出値が正数、即ち高圧配電線１の有効電力が順方向（変電所７から柱上変圧器３へ向かう方向）であり、電力検出器１１ｂの検出値も正数、即ち低圧配電線２の有効電力も順方向（柱上変圧器３から住宅負荷４へ向かう方向）である場合は、高圧配電線１の有効電力と低圧配電線２の有効電力の小さいほうが出力される。
高圧配電線１の有効電力と低圧配電線２の有効電力の少なくとも一方が負数であれば、正数通過要素５４または５４ｂの出力が０となるので、低値選択６４の出力は０となる。
蓄電量検出器１４の検出値が上下限の範囲内であればNOT回路５３ａと５３ｂはともに１となるので低値選択６４の出力と負数通過要素５５ｂの出力が加算器５７ａで加算されて電力貯蔵装置６の有効電力指令値となる。この場合の電力検出器１１ｂと１１ｃの検出値に応じた加算器５７ａの出力例を図４に示す。電力検出器１１ｃの検出値が正数、即ち高圧配電線１の有効電力が順方向、かつ、電力検出器１１ｂの検出値も正数、即ち低圧配電線２の有効電力も順方向の場合は電力検出器１１ｂと１１ｃの検出値のいずれか小さい方が有効電力指令値となるので電力貯蔵装置６は放電動作となり、高圧配電線１の有効電力は減少する。
高圧配電線１の有効電力が逆方向（負数）の場合は低圧配電線２の有効電力に関わらず、電力検出器１１ｃの検出値（負数）が有効電力指令値となるので電力貯蔵装置６は充電動作となり、高圧配電線１の有効電力は減少する。高圧配電線１の有効電力が順方向、かつ、低圧配電線２の有効電力が逆方向の場合は有効電力指令値が０となるので電力貯蔵装置６は充放電を行わない。
蓄電量検出器１４の検出値が下限値以下の場合は実施形態１と同様に乗算器５６ａの結果が０となり、加算器５７ａの結果は正数とならないことから電力貯蔵装置６は放電動作とならない。また、蓄電量検出器１４の検出値が上限値以上の場合は実施形態１と同様に乗算器５６ｂの結果が０となり、加算器５７ａの結果は負数とならないことから電力貯蔵装置６は充電動作とならない。
本実施形態２によれば、実施形態１の効果に加えて、低圧配電線２の逆潮流分を他の負荷に供給して有効利用できる。
（実施形態３）
本発明の実施形態３について図５を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の実施形態３について図５を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図５は本実施形態３の電力系統に設置される電力貯蔵装置の制御を行う制御装置とその周辺装置の構成図である。実施形態１と異なる点は、電力貯蔵装置６の設置点と住宅負荷４の間の低圧配電線２に設置された電力検出器１１ｂを廃し、柱上変圧器３の低圧配電線２側に電力検出器１１ｄを設け、電力検出器１１ｄの有効電力検出値を入力とするローパスフィルタ６７と、ローパスフィルタ６７の出力を入力とする正数通過要素５４ｃと、電力検出器１１ｄの有効電力検出値と正数通過要素５４ｃの出力を入力とする減算器５８ｄと、減算器５８ｄの結果と電力検出器１１ａの有効電力検出値を入力とする加算器５７ｃを設け、加算器５７ｃの結果を正数通過要素５４および負数通過要素５５の入力としている点である。
次に、上記のように構成された本実施形態３のローパスフィルタ６７、正数通過要素５４ｃ、減算器５８ｄの作用について図６を参照して説明する。
ローパスフィルタ６７では高周波成分を除去して滑らかな信号とし、その結果は、柱上変圧器３から低圧配電線２へ流れる有効電力を正として検出する電力検出器１１dの有効電力検出値、即ち柱上変圧器３の通過有効電力の時間変化が滑らかになったものとなる。ローパスフィルタ６７の出力は柱上変圧器３を通過する有効電力の制御目標値に相当し、正数通過要素５４bによって柱上変圧器３の通過有効電力の制御目標値を０以上の値とすることで逆方向の有効電力が流れない制御目標値とする。
電力検出器１１dの有効電力検出値から正数通過要素５４bの出力を減じる減算器５８dの結果は柱上変圧器３の通過有効電力と制御目標値の差分である制御偏差に相当し、柱上変圧器３の通過有効電力を制御目標値と等しくするために必要な電力貯蔵装置６の充放電量の増減分に相当する。従って、減算器５８dの結果に電力検出器１１aの有効電力検出値、即ち電力貯蔵装置６の充放電量を加算した加算器５７cの結果は電力貯蔵装置６の有効電力指令値となる。
正数通過要素５４、負数通過要素５５、乗算器５６a、５６b、加算器５７aの作用は実施形態１と同様であり、蓄電量が上下限値の範囲内では加算器５７aの結果は加算器５７cの結果と等しく、充放電動作が可能であり、下限値以下の場合は加算器５７aの結果が０以下となり、電力貯蔵装置６が放電動作とならないように働き、上限値以上の場合は加算器５７aの結果が０以上となり、電力貯蔵装置６が充電動作とならないように働く。
加算器５７aの結果を電力貯蔵装置６の有効電力指令値として動作することにより、蓄電量が上下限値の範囲内のときは柱上変圧器３の通過有効電力が正数通過要素５４cの出力と等しくなるように制御される。
本実施形態３によれば、柱上変圧器３の通過有効電力を平滑化し、時間変化が緩やかで逆方向とならない目標値に柱上変圧器３の通過有効電力が制御されるので、高圧配電線１の逆潮流を抑制するとともに、高圧配電線１の有効電力変動が緩やかとなり、電圧上昇や電圧低下が抑制される。
また、実施形態１と同様に、電力貯蔵装置６の有効電力出力が小さく、変電所７から柱上変圧器3までの高圧配電線１に流れる有効電力が抑制できていない状況でも電力貯蔵装置６の設置点電圧と電圧設定値Vrefの差分に応じて電力貯蔵装置６の無効電力が入出力されるので、電圧上昇および電圧低下を抑制することができる。
（実施形態４）
本発明の実施形態４について図７を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の実施形態４について図７を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
図７は本実施形態４の電力系統に設置される電力貯蔵装置の制御を行う制御装置とその周辺装置の構成図である。実施形態１と異なる点は、電力貯蔵装置６の設置点と住宅負荷４の間の低圧配電線２に設置された電力検出器１１bを廃し、柱上変圧器３の低圧配電線２側に電力検出器１１dを設け、電力検出器１１dの有効電力検出値を入力とするローパスフィルタ６７と、ローパスフィルタ６７の出力を入力とする正数通過要素５４ｃと、電力検出器１１ｄの有効電力検出値と正数通過要素５４ｃの出力を入力とする減算器５８ｄと、減算器５８ｄの結果と電力検出器１１ａの有効電力検出値を入力とする加算器５７ｃを設け、加算器５７ｃの結果を正数通過要素５４および負数通過要素５５の入力としている点である。ここで、スケジュール残量SSOCは柱上変圧器３の通過有効電力の履歴と有効電力目標値Pcoから求めた電力貯蔵装置６の単位時間ごとの蓄電残量を示すものであり、不感帯６８は入力値が所定値を下回る場合は出力を０とするものである。
上記のように構成された本実施形態４の作用について説明する。有効電力制御部23の基本動作はPI制御器59cの出力が０の状態であり、加算器57cの結果が有効電力目標値Pcoと等しい状態である。このとき、減算器58eの結果は有効電力目標値Pcoから電力検出器11dの有効電力検出値、即ち柱上変圧器3の通過有効電力を減じたものであり、柱上変圧器3の通過有効電力を有効電力目標値Pcoと等しくするための制御偏差となる。PI制御器59aは減算器58gの結果である制御偏差を０とするための有効電流指令値を生成し、基本制御部21では有効電流指令値に応じて電力貯蔵装置6の有効電力出力が制御される。よって、柱上変圧器3の通過電力は有効電力目標値Pcoに制御される。なお、有効電力目標値Pcoは柱上変圧器の通過有効電力の履歴などから求めた制御目標値であり、時間とともに変化する目標値と一定の目標値のいずれでも良い。
柱上変圧器3の通過有効電力が想定通りであればリアルタイムで検出される蓄電量検出器14の値とSSOCは大きく乖離することはなく、不感帯68およびPI制御器59cの出力は０となる。しかし、柱上変圧器3の通過有効電力が想定から外れ、電力貯蔵装置6の充放電が想定通りでなくなると、蓄電量検出器14の値とSSOCの差は大きくなり、不感帯68およびPI制御器59cの出力は０でない状態となる。例えば、電力貯蔵装置6の蓄電量が想定よりも少なくなり、蓄電量検出器14の検出値がSSOCより小さくなった場合、減算器58eの結果は正数となる。減算器58cの結果が不感帯68の不感帯幅を超過すればPI制御器59cに正数が入力され、PI制御器59cの出力も正数となる。すると、加算器57cの結果は増加し、減算器58gの結果およびPI制御器59aの出力は減少するので、電力貯蔵装置6の放電量は減少して蓄電量がSSOCに近づくように作用する。逆に、電力貯蔵装置6の蓄電量が想定よりも多くなり、蓄電量検出器14の検出値がSSOCより大きくなった場合、減算器58eの結果は負数となる。減算器58eの結果が不感帯68の不感帯幅を超過すればPI制御器59cに負数が入力され、PI制御器59cの出力も負数となる。すると、加算器57cの結果は減少し、減算器58gの結果およびPI制御器59aの出力は増加するので、電力貯蔵装置6の放電量は増加して蓄電量がSSOCに近づくように作用する。電力貯蔵装置6の事前状態を放電として説明したが、充電状態をマイナスの放電と捉えれば内容は等価である。
本実施形態４によれば、柱上変圧器3の通過有効電力が予め定めた有効電力目標値Pcoとなるように電力貯蔵装置6の充放電が制御され、高圧配電線1の逆潮流が抑制されるとともに、通過有効電力の変動が抑制されるので、電圧上昇や電圧低下が抑制される。
また、実施形態１と同様に、電力貯蔵装置6の有効電力出力が小さく、変電所7から柱上変圧器3までの高圧配電線1に流れる有効電力が抑制できていない状況でも電力貯蔵装置6の設置点電圧と電圧設定値Vrefの差分に応じて電力貯蔵装置6の無効電力が入出力されるので、電圧上昇および電圧低下を抑制することができる。
（実施形態５）
本発明の実施形態５について、図８を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の実施形態５について、図８を参照して説明する。なお、実施形態１と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
実施形態１と異なる点は、電力貯蔵装置６を高圧側接続点８に設置している点であり、それに伴って、電力検出器１１ａ及び１１ｂ、電流検出器１２、電圧検出器１３、蓄電量検出器１４の設置点も変更している。ここでの電力検出器１１ｂは、高圧側接続点８から高圧側接続点８ａへ流れる電力の向きを正として検出している。
本実施形態５の作用と効果は実施形態１と同様であるため、説明は省略する。
（実施形態６）
本発明の実施形態６について、図９を参照して説明する。なお、実施形態３と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の実施形態６について、図９を参照して説明する。なお、実施形態３と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
実施形態３と異なる点は、電力貯蔵装置６を高圧側接続点８に設置している点であり、それに伴って、電力検出器１１ａ及び１１ｄ、電流検出器１２、電圧検出器１３、蓄電量検出器１４の設置点も変更している。ここでの電力検出器１１ｄは、変電所７から柱上変圧器３へ流れる電力の向きを正として検出している。
本実施形態６の作用と効果は実施形態３と同様であるため、説明は省略する。
（実施形態７）
本発明の実施形態７について、図１０を参照して説明する。なお、実施形態４と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
本発明の実施形態７について、図１０を参照して説明する。なお、実施形態４と同一の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
実施形態４と異なる点は、電力貯蔵装置６を高圧側接続点８に設置している点であり、それに伴って、電力検出器１１ａ及び１１ｄ、電流検出器１２、電圧検出器１３、蓄電量検出器１４の設置点も変更している。ここでの電力検出器１１ｄは、変電所７から柱上変圧器３へ流れる電力の向きを正として検出している。
本実施形態７の作用と効果は実施形態４と同様であるため、説明は省略する。
本発明の実施形態１乃至７において、簡素化のため柱上変圧器と電力貯蔵装置は１組としたが、数量を限定するものではなく、柱上変圧器ごとに複数の電力貯蔵装置を設置することも可能である。
また、住宅負荷４と太陽光発電５は簡素化のため１組としたが、複数組あるいはどちらか一方が複数存在する場合でも本発明は適用可能であるため、例えば複数の太陽光発電装置を持つ集合住宅単位や商店街単位に電力貯蔵装置６を設置することでも同様の作用、効果が得られる。
１…高圧配電線
２…低圧配電線
３…柱上変圧器
４…住宅負荷
５…太陽光発電
６…電力貯蔵装置
７…変電所
８…高圧側接続点
９…低圧側接続点
２１…基本制御部
２３…有効電力制御部
２４…無効電力制御部
２…低圧配電線
３…柱上変圧器
４…住宅負荷
５…太陽光発電
６…電力貯蔵装置
７…変電所
８…高圧側接続点
９…低圧側接続点
２１…基本制御部
２３…有効電力制御部
２４…無効電力制御部
Claims (6)
- 低圧配電線に設置された第１の電力検出器により検出された低圧配電線の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、
前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、
前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、
前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合又は上限値と下限値の間の場合に放電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記第１の電力検出器の電力値が負荷から低圧側接続点に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合又は上限値と下限値の間の場合に充電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、
前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、
前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵装置の制御装置。 - 低圧配電線に設置された第１の電力検出器により検出された低圧配電線の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、第１の変圧器の高圧側接続点と前記高圧側接続点の上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第３の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、
前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、
前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、
前記有効電力制御部は、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間にあり、且つ、前記第３の電力検出器の電力値が前記第２の変圧器の高圧側接続点から前記第１の変圧器の高圧側接続点に向かう有力電力を示し、且つ、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示す場合、又は、前記第１の電力検出器の電力値が低圧側接続点から負荷に向かう有力電力を示し、且つ、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合に放電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間にあり、且つ、前記第３の電力検出器の電力値が前記第１の変圧器の高圧側接続点から前記第２の変圧器の高圧側接続点に向かう有力電力を示す場合、又は、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合に充電動作の指示を前記有効電力指令値として出力し、
前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、
前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵装置の制御装置。 - 低圧配電線と変圧器との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記変圧器との間の電力値と、前記低圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量に基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、
前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、
前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、
前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器により検出された前記変圧器から低圧側接続点に向かう有効電力から高周波成分を除去した値に基づいて制御目標値を算出し、当該制御目標値と前記電力値の差と前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間の場合は、充電動作又は放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合は、充電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合は、放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、
前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、
前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵装置の制御装置。 - 低圧配電線と変圧器の間に設置された第１の電力検出器により検出された前記低圧配電線と前記変圧器との間の電力値と、電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、
前記有効電力指令値と、前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値と、予め設定された単位時間ごとの蓄電残量を示すスケジュール残量と、予め設定された有効電力目標値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、
前記低圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、
前記有効電力制御部は、前記変圧器の通過有効電力の有効電力目標値と、前記第１の電力検出器により検出された有効電力と、前記スケジュール残量と、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量に基づいて前記有効電力指令値を算出し、
前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、
前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵装置の制御装置。 - 第１の変圧器の高圧側接続点と上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、高圧配電線と電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、
前記有効電力指令値と、前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、
前記第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、
前記有効電力制御部は、前記第１の電力検出器により検出された前記第２の変圧器の高圧側接続点から前記第１の変圧器の高圧側接続点に向かう有効電力から高周波成分を除去した値に基づいて制御目標値を算出し、当該制御目標値と前記電力値の差と前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値に基づいて前記有効電力指令値を算出し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値と下限値の間の場合は、充電動作又は放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が下限値以下の場合は、充電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量が上限値以上の場合は、放電動作の指示として算出した有効電力指令値を出力し、
前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、
前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵装置の制御装置。 - 第１の変圧器の高圧側接続点と上流側にある第２の変圧器の高圧側接続点との間に設置された第１の電力検出器により検出された前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記第２の変圧器の高圧側接続点との間の電力値と、前記電力貯蔵装置に接続された蓄電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の蓄電量とに基づいて、有効電力指令値を算出し、前記有効電力指令値を基本制御部に出力する有効電力制御部と、
前記有効電力指令値と、前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間に設置された電流検出器により検出された前記高圧配電線と前記電力貯蔵装置との間の電流値と、前記電力貯蔵装置の設置点に接続された電圧検出器により検出された前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値と、予め設定された単位時間ごとの蓄電残量を示すスケジュール残量と、予め設定された有効電力目標値とに基づいて、前記電力貯蔵装置の有効電力出力を制御する基本制御部と、
前記第１の変圧器の高圧側接続点と前記電力貯蔵装置との間に設置された第２の電力検出器により検出された有効電力および無効電力と、前記電圧検出器により検出された電圧値とに基づいて、無効電力指令値を算出し、前記無効電力指令値を前記基本制御部に出力する無効電力制御部とを備え、
前記有効電力制御部は、前記変圧器の通過有効電力の有効電力目標値と、前記第１の電力検出器により検出された有効電力と、前記スケジュール残量と、前記畜電量検出器により検出された前記電力貯蔵装置の畜電量に基づいて前記有効電力指令値を算出し、
前記無効電力制御部は、前記電力貯蔵装置の設置点での電圧値の電圧設定値と前記電圧検出器により検出された前記電圧値の差と、前記電力貯蔵装置の無効電力出力の無効電力設定値と前記第２の電力検出器により検出された無効電力検出値の差と、前記第２の電力検出器により検出された有効電力検出値とに基づき、前記電力貯蔵装置の有効電力出力の絶対値が大きくなるに従い無効電力制御の比率を高くした制御動作の指示を前記無効電力指示値として出力し、
前記基本制御部は、前記電流検出器により検出された電流値と、前記電圧検出器により検出された電圧値と、前記無効電力指令値とに基づいて、電力貯蔵装置の無効電力出力を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵装置の制御装置。
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