JP5980536B2 - 発電システム、並びに当該発電システムに用いるパワーコンディショナおよび出力抑制管理装置 - Google Patents
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Description
太陽電池からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナであって、
複数のパワーコンディショナを管理する出力抑制管理装置から発電量制限値に関する情報を受信するとともに、自装置の発電量に関する情報を送信する通信部と、
前記発電量制限値に基づき、自装置の出力電力を抑制する抑制制御部と
を備え、
前記発電量制限値は、自装置を管理する出力抑制管理装置により管理される複数のパワーコンディショナの各発電量の総和であるトータル発電電力が、当該複数のパワーコンディショナの各発電量の総和の上限値であるトータル発電電力上限値を超えないように設定された値である。
前記抑制制御部は、前記電力変換部の出力制御により、自装置の出力電力を抑制することが好ましい。
複数のパワーコンディショナを管理する出力抑制管理装置であって、
前記各パワーコンディショナから各発電量を受信するとともに、前記各パワーコンディショナに各々の発電量制限値に関する情報を送信する通信部と、
前記各パワーコンディショナから受信した発電量を用いて、前記各パワーコンディショナの各発電量制限値を算出する算出部と
を備え、
前記各発電量制限値は、前記複数のパワーコンディショナの各発電量の総和であるトータル発電電力が、前記複数のパワーコンディショナの各発電量の総和の上限値であるトータル発電電力上限値を超えないように設定された値である。
前記算出部は、前記各パワーコンディショナの発電量の大小に応じて、前記各パワーコンディショナの各発電量制限値を増減させることが好ましい。
前記複数のパワーコンディショナの各出力を制限する同一の出力制限値が、前記出力抑制管理装置に与えられる場合、
前記算出部は、
前記複数のパワーコンディショナの一部のパワーコンディショナに関し、前記出力制限値を上回る制限値である前記各発電量制限値を算出し、
残余のパワーコンディショナに関し、前記出力制限値を下回る制限値である前記各発電量制限値を算出することが好ましい。
太陽電池からの直流電力を交流電力に変換する複数のパワーコンディショナと、前記複数のパワーコンディショナを管理する出力抑制管理装置とを有する発電システムであって、
前記各パワーコンディショナが、
前記出力抑制管理装置から発電量制限値に関する情報を受信するとともに、前記パワーコンディショナの発電量に関する情報を送信する第1通信部と、
前記発電量制限値に基づき、前記パワーコンディショナの出力電力を抑制する抑制制御部と
を備え、
前記出力抑制管理装置が、
前記各パワーコンディショナから各発電量を受信するとともに、前記各パワーコンディショナに各々の発電量制限値に関する情報を送信する第2通信部と、
前記各パワーコンディショナから受信した発電量を用いて、前記各パワーコンディショナの各々の発電量制限値を算出する算出部と
を備え、
前記各発電量制限値は、前記複数のパワーコンディショナの各発電量の総和であるトータル発電電力が、前記複数のパワーコンディショナの各発電量の総和の上限値であるトータル発電電力上限値を超えないように設定された値である。
前記算出部は、前記各パワーコンディショナの発電量の大小に応じて、前記各パワーコンディショナの各発電量制限値を増減させることが好ましい。
前記複数のパワーコンディショナの各出力を制限する同一の出力制限値が、前記出力抑制管理装置に与えられる場合、
前記算出部は、
前記複数のパワーコンディショナの一部のパワーコンディショナに関し、前記出力制限値を上回る制限値である前記各発電量制限値を算出し、
残余のパワーコンディショナに関し、前記出力制限値を下回る制限値である前記各発電量制限値を算出することが好ましい。
本発明の一実施形態について図1〜図3に基づいて説明すれば、以下の通りである。
図1に示すように、本発明の一実施形態に係る発電システム1は、自身の管理下にある太陽光発電の出力抑制を行なう統合制御装置(出力抑制管理装置)10と、太陽光発電を行なう複数の太陽光発電装置20a、20b、…、20n(ここでは、n個)とを備えている。発電システム1においては、1つの統合制御装置10に太陽光発電装置20a、20b、…、20nが通信ネットワーク50を介して接続されている。通信ネットワーク50は、双方向デジタル回線の環境を構築できるものであればよく、例えばインターネット、広帯域ISDN(Integrated Services Digital Network)の電話回線、都市型のCATVネットワーク、一般公衆回線、無線回線、イーサネット(登録商標)等である。
統合制御装置10は、太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各々の出力抑制を管理する。統合制御装置10は、電力会社といった商用電力系統が管理・運営する系統側サーバー60から送信された抑制情報をアンテナ11で受信する。抑制情報には少なくとも、PV(Photovoltaic)出力制限値(出力制限値)が含まれている。抑制情報はさらに、太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各々の出力抑制を開始および終了する時間を表わす時間情報や、それらの出力抑制の実行対象である日を表わす対象日情報を含んでいてもよい。
通信部12は、例えば、アンテナ11で受信された電波を検波する検波部(図示省略)と、検波されたアナログ電波信号を増幅する増幅部(図示省略)と、増幅されたアナログ電波信号をデジタル電波信号に変換するA/D変換器(図示省略)と、を有している。これにより、通信部12は、受信した電波からデジタル信号に変換した抑制情報を検出する。
演算部13は、太陽光発電装置20a、20b、…、20nの出力抑制を個別に行なうべく、太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各々のPCS(Power Conditioning System)出力制限値(発電量制限値)を算出する。このPCS出力制限値は、上述したPV出力制限値と同様、例えば、太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各最大発電量(定格出力)に対する割合として規定されている。具体的には、「最大発電量の50%」の如くである。
記憶部14は、演算部13の演算結果、並びに系統側サーバー60および太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各々から取得した各種のデータや数値を記憶する。具体的は、記憶部14は、トータル発電電力情報141と、トータル発電電力余力情報142と、トータル発電電力上限値情報143と、PCS情報144と、天気情報145と、を記憶する。記憶部14は、ハードディスクドライブなどの磁気ディスク装置や半導体メモリ等の公知の記憶装置から適宜選択して用いることができる。
太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各々は、同一の構成および効果を備えている。ただし、太陽光発電装置20a、20b、…、20nの各最大発電量(定格出力)は同一である必要はなく、例えば、太陽光発電装置20aの最大発電量が3KW、太陽光発電装置20bの最大発電量が4KWであっても構わない。
パワーコンディショナ21aは、通信部(第1通信部)31aと、表示部32aと、記憶部33aと、制御部(抑制制御部)34aと、測定部35aと、電力変換部36aと、を備えている。
次に、図2に基づいて、系統側サーバー60、統合制御装置10および複数のパワーコンディショナ21a、21b、…、21n間の送受信シーケンスを説明する。図2は、系統側サーバー60、統合制御装置10および複数のパワーコンディショナ21a、21b、…、21n間の送受信シーケンスを示すシーケンス図である。
次に、図3(a)および(b)に基づいて、統合制御装置10の送受信手順を説明する。図3(a)は、統合制御装置10の送受信手順を示すフローチャート、図3(b)は、図3(a)のステップS206の処理を説明する説明図である。
ここで、等分した電力余分とは、トータル発電電力余力を、発電電力が設定済みのPCS出力制限値により既に制限されているパワーコンディショナの個数で除算した電力量である。
上記のステップS206−3では、設定済みのPCS出力制限値が発電電力よりも大きいパワーコンディショナに関し、その発電電力に達するまで、新たなPCS出力制限値を降下させている。
次に、本発明の実施の形態2について説明する。本発明の実施の形態2と上記の実施の形態1とが異なる点は、上記の実施の形態1の発電システム1における系統側サーバー60、統合制御装置10および複数のパワーコンディショナ21a、21b、…、21n間の送受信シーケンス、並びに、統合制御装置10の送受信手順である。本発明の実施の形態2に係る発電システムは、上記の実施の形態1の発電システム1と同一の構成を備えており、それゆえ、その構成の説明は繰り返さない。以下、本発明の実施の形態2が上記の実施の形態1と異なる点について説明する。
図4に基づいて、系統側サーバー60、統合制御装置10および複数のパワーコンディショナ21a、21b、…、21n間の送受信シーケンスを説明する。図4は、系統側サーバー60、統合制御装置10および複数のパワーコンディショナ21a、21b、…、21n間の送受信シーケンスを示すシーケンス図である。
次に、図5に基づいて、統合制御装置10の送受信手順を説明する。図5は、統合制御装置10の送受信手順を示すフローチャートである。
統合制御装置10は、パワーコンディショナ21aのPCS出力制限値を再計算すると、パワーコンディショナ21aに、再計算されたPCS出力制限値を送信する(ステップS407)。
次に、本発明の実施の形態3について説明する。本発明の実施の形態3が上記の実施の形態1および2と異なる点は、統合制御装置10配下のパワーコンディショナ21a、21b、…、21nを各設置地域の天気情報を用いて、雨・曇り領域のPCSグループと晴れ領域のPCSグループとにグルーピングし、各グループに対し、異なる出力抑制を行なう点である。本発明の実施の形態3に係る発電システムは、上記の実施の形態1および2の発電システム1と同一の構成を備えており、それゆえ、その構成の説明は繰り返さない。以下、本発明の実施の形態3が上記の実施の形態1および2と異なる点について説明する。
ここで、等分した電力余分とは、トータル発電電力余力を、晴れ地域のPCSグループのパワーコンディショナの個数で除算した電力量である。
次に、本発明の実施の形態4について説明する。本発明の実施の形態4が上記の実施の形態3と異なる点は、統合制御装置10配下のパワーコンディショナ21a、21b、…、21nを、雨・曇り領域のPCSグループと晴れ領域のPCSグループとにグルーピングする際、天気情報を用いるのに代えて、パワーコンディショナ21a、21b、…、21nの発電電力を用いて、各設置地域の天気を推測する点である。本発明の実施の形態4に係る発電システムは、上記の実施の形態1〜3の発電システム1と同一の構成を備えており、それゆえ、その構成の説明は繰り返さない。以下、本発明の実施の形態4が上記の実施の形態3と異なる点について説明する。
ここで、等分した電力余分とは、トータル発電電力余力を、晴れ地域のPCSグループのパワーコンディショナの個数で除算した電力量である。
10 統合制御装置(出力抑制管理装置)
11 アンテナ
12 通信部(第2通信部)
13 演算部(算出部)
14 記憶部
20a、20b、…、20n 太陽光発電装置
21a、21b、…、21n パワーコンディショナ
22a、22b、…、22n 太陽光発電パネル
31a、31b、…、31n 通信部(第1通信部)
32a、32b、…、32n 表示部
33a、33b、…、33n 記憶部
34a、34b、…、34n 制御部(抑制制御部)
35a、35b、…、35n 測定部
36a、36b、…、36n 電力変換部
50 通信ネットワーク
60 系統側サーバー
Claims (4)
- 複数のパワーコンディショナを管理する出力抑制管理装置であって、
前記各パワーコンディショナから各発電量を受信するとともに、前記各パワーコンディショナに各々の発電量制限値に関する情報を送信する通信部と、
前記各パワーコンディショナから受信した発電量を用いて、前記各パワーコンディショナの各発電量制限値を算出する算出部と
を備え、
前記各発電量制限値は、前記複数のパワーコンディショナの各発電量の総和であるトータル発電電力が、前記複数のパワーコンディショナの各発電量の総和の上限値であるトータル発電電力上限値を超えないように設定された値であるとともに、
前記出力抑制管理装置は、
前記複数のパワーコンディショナの各々を、各設置地域の天候が、各発電量が所定値を超える天気である第1グループと、各発電量が前記所定値以下となる天気である第2グループとに分割し、
前記第1グループおよび前記第2グループはそれぞれ、少なくとも2つのパワーコンディショナから構成され、
前記第2グループの各パワーコンディショナの発電量と発電量制限値との差分の総和を、前記第1グループのパワーコンディショナ数で等分し前記第1グループの各パワーコンディショナに割り当てることにより、
前記第1グループの各パワーコンディショナの発電量制限値を上昇させることを特徴とする出力抑制管理装置。 - 前記算出部は、前記各パワーコンディショナの発電量の大小に応じて、前記各パワーコンディショナの各発電量制限値を増減させることを特徴とする請求項1に記載の出力抑制管理装置。
- 請求項1または2に記載の出力抑制管理装置からの前記発電量制限値に応じて出力電力の抑制を行うパワーコンディショナであって、
前記パワーコンディショナに予め記憶された設置地域を表わす設置情報が前記パワーコンディショナから前記出力抑制管理装置に送信され、前記設置情報は前記発電量制限値の算出に用いられることを特徴とするパワーコンディショナ。 - 請求項1または2に記載の出力抑制管理装置と、複数のパワーコンディショナと、を備えることを特徴とする発電システム。
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