JP6145940B2 - 周波数制御方法 - Google Patents
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Description
本発明者は、「背景技術」の欄において記載した、電力系統の周波数を安定化させる技術に関し、以下の問題が生じることを見出した。
[1.構成]
(システム構成図)
図1は、本実施の形態に係る周波数制御装置および周波数制御装置が用いられるシステム構成図の一例である。図1に示されるシステムには、電力系統の運用者(以下、「系統運用者10」と呼ぶ)と、電力の需給を制御するサービス事業者20と、電力使用者30(30a〜30n)とが含まれる。本実施の形態では、サービス事業者20が周波数制御装置を備える場合を例として説明する。
図2は、本実施の形態に係るシステムのうち、系統運用者10が備える情報処理装置100、サービス事業者20が備える制御装置200、及び電力使用者30が備えるコントローラ300の機能ブロック図である。
情報処理装置100は、周波数情報取得部101と、偏差予測部102と、指令値生成部103と、指令値送信部104と、を備える。
制御装置200は、指令値受信部(指令値取得部)201と、メモリ202と、機器決定部203と、通信部204とを備える。
コントローラ300は、取得部301と、第1の通信部302と、制御部303と、第2の通信部304とを備える。
(全体シーケンス)
図4は、本実施の形態で用いられる情報処理装置100、制御装置200、コントローラ300、蓄電池400、および、負荷機器500の間の情報のやり取りを示すシーケンス図である。
図5は、本実施の形態に係る制御装置200の動作を示すフローチャートである。
図7は、本実施の形態の変形例1に係る制御装置200の動作を示すフローチャートである。
図8Aは、本実施の形態の変形例2に係る制御装置200の動作を示すフローチャートである。図8Aのフローチャートは、図5または図7のステップS505で説明した負荷機器の決定処理の他の例を示すものである。
本変形例において、蓄電池のSOC(State of charge)(蓄電池の残量)を考慮した周波数制御方法について説明する。
実施の形態1では、負荷制御では追従できない短周期について蓄電池を充放電する場合を例に説明したが、図8Bに示すように、1つの周波数指令に対して蓄電池の充放電および負荷制御の両方を組み合わせてもよい。なお、図8Bの(a)に示す動作時の特性データは、図3のデータに制御タイミングを追加したものであるともいえる。
さらに、変形例4において、周波数指令値を予測して、蓄電池を充放電させるか、負荷制御を行うかを選択してもよい。
実施の形態1では、周波数変動を検知して電力指令値を生成する情報処理装置100と、各電力使用者30が備える機器の中から、電力指令値に対応して周波数変動を抑制させるために動作させる機器を決定する制御装置200とを別の構成として説明したが、必ずしも別の構成とする必要はない。例えば、図9および図10に示すように、これらは1つの制御装置1000として実現されてもよい。
20 サービス事業者
30,30a,30b,30c,30n 電力使用者
100 情報処理装置
101 周波数情報取得部
102 偏差予測部
103 指令値生成部
104 指令値送信部
200,1000 制御装置
201 指令値受信部
202 メモリ
203 機器決定部
204 通信部
300 コントローラ
301 取得部
302 第1の通信部
303 制御部
304 第2の通信部
400 蓄電池
500,500a,500b,500c,500n 負荷機器
Claims (14)
- 蓄電池システム、および、負荷機器を制御することにより電力系統の周波数を制御する周波数制御方法であって、
電力系統の周波数が所定の範囲を逸脱することが検知された場合に、前記電力系統の周波数を前記所定の範囲内に収めるための電力指令値を含む指令信号を取得し、
前記負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合には前記負荷機器を制御する第1の制御信号を生成し、当該第1の制御信号に基づいて前記負荷機器を制御し、前記指令信号に追従不可能な場合には前記蓄電池システムを充放電させる第2の制御信号を生成し、当該第2の制御信号に基づいて前記蓄電池システムを制御し、
前記負荷機器が動作したときの電力特性に関する情報を記憶している管理テーブルを参照し、前記電力特性と前記指令信号とを比較することにより当該負荷機器を動作させて前記指令信号に追従できるか否か判断し、
前記管理テーブルは、予め複数の負荷機器それぞれが示す電力特性に関する情報を記憶しており、
前記複数の負荷機器それぞれが示す電力特性を組み合わせて得られる電力特性を用いて前記指令信号に追従できるか否か判断し、
前記負荷機器の電力特性と前記指令信号の波形との近似度が高いほど、前記負荷機器の所有者に提供するインセンティブを高く設定し、
前記インセンティブが最も高くなる負荷機器の組み合わせを選択する、
周波数制御方法。 - 蓄電池システム、および、負荷機器を制御することにより電力系統の周波数を制御する周波数制御方法であって、
電力系統の周波数が所定の範囲を逸脱することが検知された場合に、前記電力系統の周波数を前記所定の範囲内に収めるための電力指令値を含む指令信号を取得し、
前記負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合には前記負荷機器を制御する第1の制御信号を生成し、当該第1の制御信号に基づいて前記負荷機器を制御し、前記指令信号に追従不可能な場合には前記蓄電池システムを充放電させる第2の制御信号を生成し、当該第2の制御信号に基づいて前記蓄電池システムを制御し、
前記負荷機器の電力特性と前記指令信号の波形との近似度が高いほど、前記負荷機器の所有者に提供するインセンティブを高く設定し、
前記インセンティブが所定の閾値よりも小さくなる場合、前記蓄電池を充放電させる
周波数制御方法。 - 前記負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合、前記第1の制御信号に基づいて、電力系統から供給される電力を前記負荷機器に消費させる
請求項1又は2に記載の周波数制御方法。 - 前記負荷機器を動作させる場合、前記負荷機器の電力消費量を低下させる、又は、前記負荷機器の電力消費量を増加させることにより前記指令信号に追従させる
請求項3に記載の周波数制御方法。 - 前記電力指令値に対応する電力を前記電力系統との間でやり取りする周期が所定値以上の場合には前記負荷機器を制御し、前記周期が前記所定値よりも短い場合には前記蓄電池システムを充放電させる
請求項1又は2に記載の周波数制御方法。 - 前記指令信号を取得するに応じて前記負荷機器の制御し、前記電力指令値に対応する電力を前記負荷機器と前記電力系統との間でやり取りする期間の中で、前記負荷機器を制御しても前記電力指令値に対して差分電力が生じる場合は、前記電力指令値に対する前記差分電力を前記蓄電池システムに充放電させる、
請求項1又は2に記載の周波数制御方法。 - 前記電力系統の周波数を制御する周波数制御期間の終了時における前記蓄電池システムの残量が所定の目標値となるように前記負荷機器を制御する
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の周波数制御方法。 - 前記周波数制御期間における、前記蓄電池システムの電力変換ロスによって生じる電力を、前記負荷機器を制御して補うことにより、前記周波数制御期間の終了時における前記蓄電池システムの残量が前記所定の目標値となるように前記負荷機器を制御する、
請求項7に記載の周波数制御方法。 - 前記所定の目標値は、前記周波数制御期間の開始時における前記蓄電池の残量であり、
前記周波数制御期間の開始時および終了時における前記蓄電池システムの残量が同じとなるように前記負荷機器を制御する、
請求項7に記載の周波数制御方法。 - 前記負荷機器は、家電機器、ポンプ、ヒータおよび冷凍機のうちの少なくとも1つである
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の周波数制御方法。 - 電力系統の周波数を制御する周波数制御システムであって、
蓄電池システムと、
前記蓄電池システムおよび負荷機器を制御するための制御信号を生成するサーバとを備え、
前記サーバは、
前記蓄電池システムと通信する通信部と、
電力系統の周波数が所定の範囲を逸脱することが検知された場合に、前記電力系統の周波数を前記所定の範囲内に収めるための電力指令値を含む指令信号を取得する取得部と、
前記負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合には前記負荷機器を制御する第1の制御信号を生成し、当該第1の制御信号に基づいて前記負荷機器を制御し、前記指令信号に追従不可能な場合には前記蓄電池システムを充放電させる第2の制御信号を生成し、生成した前記第2の制御信号を、前記通信部を介して前記蓄電池システムに送信する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記負荷機器が動作したときの電力特性に関する情報を記憶している管理テーブルを参照し、前記電力特性と前記指令信号とを比較することにより当該負荷機器を動作させて前記指令信号に追従できるか否か判断し、
前記管理テーブルは、予め複数の負荷機器それぞれが示す電力特性に関する情報を記憶しており、
前記制御部は、前記複数の負荷機器それぞれが示す電力特性を組み合わせて得られる電力特性を用いて前記指令信号に追従できるか否か判断し、
前記負荷機器の電力特性と前記指令信号の波形との近似度が高いほど、前記負荷機器の所有者に提供するインセンティブを高く設定し、
前記インセンティブが最も高くなる負荷機器の組み合わせを選択し、
前記蓄電池システムは、
少なくとも1つの蓄電池と、
前記制御信号を受信する受信部と、
受信した制御信号に基づいて前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、を備える、
周波数制御システム。 - 電力系統の周波数を制御する周波数制御システムであって、
蓄電池システムと、
前記蓄電池システムおよび負荷機器を制御するための制御信号を生成するサーバとを備え、
前記サーバは、
前記蓄電池システムと通信する通信部と、
電力系統の周波数が所定の範囲を逸脱することが検知された場合に、前記電力系統の周波数を前記所定の範囲内に収めるための電力指令値を含む指令信号を取得する取得部と、
前記負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合には前記負荷機器を制御する第1の制御信号を生成し、当該第1の制御信号に基づいて前記負荷機器を制御し、前記指令信号に追従不可能な場合には前記蓄電池システムを充放電させる第2の制御信号を生成し、生成した前記第2の制御信号を、前記通信部を介して前記蓄電池システムに送信する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記負荷機器の電力特性と前記指令信号の波形との近似度が高いほど、前記負荷機器の所有者に提供するインセンティブを高く設定し、
前記インセンティブが所定の閾値よりも小さくなる場合、前記蓄電池を充放電させ、
前記蓄電池システムは、
少なくとも1つの蓄電池と、
前記制御信号を受信する受信部と、
受信した制御信号に基づいて前記蓄電池の充放電を制御する制御部と、を備える、
周波数制御システム。 - 蓄電池システムと通信する通信部と、
電力系統の周波数が所定の範囲を逸脱することが検知された場合に、前記電力系統の周波数を前記所定の範囲内に収めるための電力指令値を含む指令信号を取得する取得部と、
負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合には前記負荷機器を制御する制御信号を生成して当該制御信号に基づいて前記負荷機器を制御し、前記指令信号に追従不可能な場合には前記蓄電池システムを充放電させる制御信号を生成し、生成した前記制御信号を、前記通信部を介して前記蓄電池システムに送信する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記負荷機器が動作したときの電力特性に関する情報を記憶している管理テーブルを参照し、前記電力特性と前記指令信号とを比較することにより当該負荷機器を動作させて前記指令信号に追従できるか否か判断し、
前記管理テーブルは、予め複数の負荷機器それぞれが示す電力特性に関する情報を記憶しており、
前記制御部は、前記複数の負荷機器それぞれが示す電力特性を組み合わせて得られる電力特性を用いて前記指令信号に追従できるか否か判断し、
前記負荷機器の電力特性と前記指令信号の波形との近似度が高いほど、前記負荷機器の所有者に提供するインセンティブを高く設定し、
前記インセンティブが最も高くなる負荷機器の組み合わせを選択する、
サーバ。 - 蓄電池システムと通信する通信部と、
電力系統の周波数が所定の範囲を逸脱することが検知された場合に、前記電力系統の周波数を前記所定の範囲内に収めるための電力指令値を含む指令信号を取得する取得部と、
負荷機器を動作させて前記指令信号に追従可能な場合には前記負荷機器を制御する制御信号を生成して当該制御信号に基づいて前記負荷機器を制御し、前記指令信号に追従不可能な場合には前記蓄電池システムを充放電させる制御信号を生成し、生成した前記制御信号を、前記通信部を介して前記蓄電池システムに送信する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記負荷機器の電力特性と前記指令信号の波形との近似度が高いほど、前記負荷機器の所有者に提供するインセンティブを高く設定し、
前記インセンティブが所定の閾値よりも小さくなる場合、前記蓄電池を充放電させる
サーバ。
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