JP6277757B2 - 制御装置、電力貯蔵システム、制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、制御装置、電力貯蔵システム、制御方法に関する。

一般に、風力や太陽光などの自然エネルギーを利用した分散型電源が電力線に接続されている電力系統が知られている。この電力系統においては、分散型電源の出力の変動等により電力線の電力品質が悪化したり、需給が不安定になったりすることがある。これらの対策として、例えば、分散型電源の出力変動に応じて、当該出力変動が打ち消されるように蓄電池を充放電する蓄電池システム等の電力系統安定化装置が電力系統に設けられることがある。この電力系統安定化装置の制御方法として、例えば特許文献１の制御方法が知られている。

特開２０１２―８５４４９号公報

例えば、特許文献１の制御方法は、１つの機能を有する電力系統安定化装置を、電力系統の系統周波数の変動及び分散型電源から出力される電力の変動等に基づいて、当該１つの機能を発揮させている。しかしながら、この制御方法においては、例えば、複数の異なる機能のうちの一の機能を選択することは困難である。このため、電力系統安定化装置が電力線との間において電力の授受を行う蓄電池を有する蓄電池システムであり、当該電力の授受についての複数の機能を有している場合、特許文献１の制御方法を用いて複数の機能を発揮させるのが困難となり、電力系統安定化装置を制御するための制御量に応じた電力の授受ができなくなる虞がある。

前述した課題を解決する主たる本発明は、電力線と前記電力線に接続されている電力貯蔵装置との間において電力の授受が行われるように電力を変換する電力変換装置を制御する制御装置であって、前記電力線と前記電力貯蔵装置との間において授受させる電力の電力値及び授受方向を示す電力制御量を演算する複数の制御量演算部と、前記複数の制御量演算部で演算された複数の電力制御量から一の電力制御量を優先電力制御量として選択する選択部と、前記優先電力制御量の授受方向を判定する判定部とを備え、前記複数の電力制御量のうち前記判定部で判定した授受方向と同一である電力制御量から指令値を定めて前記電力変換装置を制御する制御部と、を備えたことを特徴とする制御装置である。

本発明の他の特徴については、添付図面及び本明細書の記載により明らかとなる。

本発明によれば、複数の電力制御量のうちの一の電力制御量が示す電力の授受方向で、複数の機能に基づく電力の授受を、電力線と電力貯蔵装置との間において行わせることができる。

本発明の第１実施形態における制御装置の機能を示す図である。 本発明の第１乃至第５実施形態における蓄電池システムを示す図である。 本発明の第１実施形態における仮の有効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第１実施形態における仮の無効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における仮の有効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態における仮の無効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３実施形態における制御装置の機能を示す図である。 本発明の第４実施形態における制御装置の機能を示す図である。 本発明の第５実施形態における制御装置の機能を示す図である。

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。
[第１実施形態]
＝＝＝蓄電池システム＝＝＝
以下、図２を参照して、本実施形態における蓄電池システムについて説明する。図２は、本実施形態における蓄電池システムを示す図である。

蓄電池システム１００は、電力線Ｌ１００の有効電力及び無効電力を調整するシステムである。蓄電池システム１００は、電力貯蔵装置１、双方向電力変換装置２（電力変換装置）、制御装置３を有する。

電力貯蔵装置１は、例えばフライホイール、二次電池（蓄電池）、キャパシタ等である。電力貯蔵装置１は、双方向電力変換装置２、連系用変圧器１０１を介して電力線Ｌ１００に接続されている。

双方向電力変換装置２は、電力線Ｌ１００を含む電力系統と電力貯蔵装置１との間で有効電力の授受を行う。双方向電力変換装置２は、制御装置３からの有効電力指令値Ｐ０が示している大きさ（電力値）及び向き（授受方向）の有効電力の授受を行わせる。尚、有効電力の向き（授受方向）とは、有効電力が供給される向き（授受方向）を示している。例えば、電力貯蔵装置１から電力線Ｌ１００に向かって供給される有効電力の向きを正の向きとし、電力線Ｌ１から電力貯蔵装置１に向かって供給される有効電力の向きを負の向きとする。

双方向電力変換装置２は、更に、電力線Ｌ１００を含む電力系統に対して無効電力を出力する。双方向電力変換装置２は、制御装置３からの無効電力指令値Ｑ０が示している大きさ及び向き（授受方向）の無効電力を出力する。尚、無効電力の向き（授受方向）とは、電力線Ｌ１００に対して出力される無効電力が容量性の無効電力であるか、誘導性の無効電力であるかを示している。例えば、電力線Ｌ１００に対して出力される無効電力が容量性の無効電力であることを無効電力の向きが正の向きであることとし、電力線Ｌ１００に対して出力される無効電力が誘導性の無効電力であることを無効電力の向きが負の向きであることとする。つまり、双方向電力変換装置２は、電力系統と電力貯蔵装置１との間において無効電力の授受を行っていることにもなる。

尚、電力貯蔵装置１がフライホイールの場合、双方向電力変換装置２は、フライホイール側の交流電力と電力系統側の交流電力を双方向に変換し、電力貯蔵装置１が二次電池・キャパシタ等である場合、双方向電力変換装置２は、二次電池・キャパシタ側の直流電力と電力系統側の交流電力を双方向に変換する。

制御装置３は、有効電力の制御系や無効電力の制御系を有しており、有効電力指令値Ｐ０、無効電力指令値Ｑ０を双方向電力変換装置２に出力する。又、例えば有効電力の制御系には電力系統における出力変動補償や周波数変動補償など、無効電力の制御系には電力系統における無効電力変動補償や電圧変動補償など、複数の機能・制御系が実装されることが特徴である。尚、本実施形態においては制御装置３への入力信号は問題にしておらず、実装する機能・制御系にあわせて必要な入力信号を選択・構成すればよい。尚、制御装置３の詳細については、後述する。
＝＝＝制御装置＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図１は、本実施形態における制御装置の機能を示す図である。

制御装置３は、第１制御系３２１、第２制御系３２２、第３制御系３２３、仮の有効電力指令値演算部３５、第１リミッタ３６、仮の無効電力指令値演算部３７、第２リミッタ３８（「制御装置３の各種機能」とも称する）を有する例えばプログラマブルコントローラである。尚、制御装置３の各種機能は、制御装置３の記憶装置（不図示）に記憶されているプログラムを制御装置３のＣＰＵ（Central Processing Unit）（不図示）が実行することにより実現されることとしてもよい。尚、第１制御系３２１、第２制御系３２２、第３制御系３２３、が複数の制御量演算部に相当し、仮の有効電力指令値演算部３５及び仮の無効電力指令値演算部３７が選択部と判定部に相当し、仮の有効電力指令値演算部３５、第１リミッタ３６、仮の無効電力指令値演算部３７、第２リミッタ３８が制御部に相当する。
＝制御系＝
第１制御系３２１、第２制御系３２２、第３制御系３２３（「各制御系」とも称する）夫々には、有効電力の制御系及び無効電力の制御系が含まれている。

第１制御系３２１は、入力信号Ｖ１、Ｉ１、Ｐ１、Ｑ１、Ｆ１が入力され、当該入力信号に基づいて第１制御系３２１の機能を発揮させるための有効電力制御量Ｐｓ１及び無効電力制御量Ｑｓ１を出力する。尚、入力信号Ｖ１、Ｉ１、Ｐ１、Ｑ１、Ｆ１は夫々、電圧、電流、有効電力、無効電力、周波数夫々の値を示す信号である。

有効電力制御量Ｐｓ１は、有効電力の大きさと有効電力の向きとを示している。例えば、有効電力制御量Ｐｓ１が１００（ｋＷ）と正の向きとを示している場合、第１制御系３２１の機能を発揮させるためには、１００（ｋＷ）の有効電力を電力貯蔵装置１から電力線Ｌ１００の向きに供給する必要があることを示していることになる。又、無効電力制御量Ｑｓ１は、有効電力制御量Ｐｓ１と同様に、無効電力の大きさと無効電力の向きとを示している。例えば、無効電力制御量Ｑｓ１が１０（ｋＶａｒ）と正の向きとを示している場合、第１制御系３２１の機能を発揮させるためには、１０（ｋＶａｒ）の容量性の無効電力を電力線Ｌ１００に対して出力する必要があることを示していることになる。

第２制御系３２２は、入力信号Ｖ２、Ｉ２、Ｐ２、Ｑ２、Ｆ２が入力され、当該入力信号に基づいて第２制御系３２２の機能を発揮させるための有効電力制御量Ｐｓ２及び無効電力制御量Ｑｓ２を出力する。尚、第２制御系３２２に入力される入力信号の構成は、第１制御系３２１に入力される入力信号の構成と同様である。又、有効電力制御量Ｐｓ２及び無効電力制御量Ｑｓ２の構成は夫々、有効電力制御量Ｐｓ１及び無効電力制御量Ｑｓ１の構成と同様である。

第３制御系３２３は、入力信号Ｖ３、Ｉ３、Ｐ３、Ｑ３、Ｆ３が入力され、当該入力信号に基づいて第３制御系３２３の機能を発揮させるための有効電力制御量Ｐｓ３及び無効電力制御量Ｑｓ３を出力する。尚、第３制御系３２３に入力される入力信号の構成は、第１制御系３２１に入力される入力信号の構成と同様である。又、有効電力制御量Ｐｓ３及び無効電力制御量Ｑｓ３の構成は夫々、有効電力制御量Ｐｓ１及び無効電力制御量Ｑｓ１の構成と同様である。

なお、第１制御系への入力信号Ｖ１，Ｉ１，Ｐ１，Ｑ１，Ｆ１、第２制御系への入力信号Ｖ２，Ｉ２，Ｐ２，Ｑ２，Ｆ２、第３制御系への入力信号Ｆ３，Ｖ３，Ｉ３，Ｐ３，Ｑ３，Ｆ３、はそれぞれ同じ信号でも良い。各制御系の機能によって出力される有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３および無効電力制御量Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ３は基本的には異なる値となる。
＝演算部等＝
仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３が入力され、当該入力等に基づいて各種処理を行って、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を出力する。仮の無効電力指令値演算部３７は、無効電力制御量Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ３が入力され、当該入力等に基づいて各種処理を行って、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０を出力する。尚、仮の有効電力指令値演算部３５及び仮の無効電力指令値演算部３７の各種処理の詳細については、後述する。

第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が入力され、当該入力に基づいて有効電力指令値Ｐ０を出力する。第２リミッタ３８は、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０が入力され、当該入力に基づいて無効電力指令値Ｑ０を出力する。尚、第１リミッタ３６、第２リミッタ３８の詳細については、後述する。
＝＝＝仮の有効電力指令値演算部、仮の無効電力指令値演算部＝＝＝
以下、図３及び図４を参照して、本実施形態における仮の有効電力指令値演算部及び仮の無効電力指令値演算部について説明する。図３は、本実施形態における仮の有効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。図４は、本実施形態における仮の無効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。尚、仮の有効電力指令値演算部３５及び仮の無効電力指令値演算部３７の動作と共に構成について説明する。
＝仮の有効電力指令値演算部＝
仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３を取得する（ステップＳ１１）。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御の優先順位を取得する（ステップＳ１２）。有効電力制御の優先順位とは、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３における優先順位であり、例えば、電力系統の管理者による制御装置３へ情報の入力により設定されることとしてもよい。又、有効電力制御の優先順位は、例えば、電力系統の管理者から制御装置３に入力される情報に基づいて、仮の有効電力指令値演算部３５が決定することとしてもよい。また、管理者が優先順位はあらかじめ設定しておいても良い。他の優先順位の設定方法として、タイマーとデータベースからなるスケジュールで決定・設定してもよい。例えば、1：00〜2：00は優先順位を機能1、機能2、機能3とし、2：00〜3：00は優先順位を機能3、機能2、機能1とするなど、時間別に優先順位を設定する。さらに他の優先順位の設定方法として、計測値と判定条件に基づいて決定・設定してもよい。例えば、第１制御系について「入力信号Ｖ１＞aなら、機能１を最優先」などの判定条件を決定しておき、当該判定条件に基づいて優先順位を設定しても良い。

仮の有効電力指令値演算部３５は、取得された有効電力制御の優先順位に示されている有効電力制御量のうちの優先順位が最も高い有効電力制御量を選択する（ステップＳ１３）。
仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１３において選択された有効電力制御量に対して有効電力の向き（方向）を判定し、判定結果を制御装置３の記憶装置に記憶する（ステップＳ１４）。仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１４において有効電力の向きの判定に成功したか否かを判断する（ステップＳ１５）。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量が示している有効電力の大きさが０でないとき、有効電力の向きの判定に成功したと判断し、有効電力制御量が示している有効電力の大きさが０のとき、有効電力の向きの判定に成功していないと判断することとする。

有効電力の向きの判定に成功したと判断した場合（ステップＳ１５のＹＥＳ）、仮の有効電力指令値演算部３５は、全ての有効電力制御量の内、ステップＳ１５において有効電力の向きの判定に成功したと判断された有効電力制御量と有効電力の向きが一致する（同じ向きの）有効電力制御量を全て抽出し、抽出結果を制御装置３の記憶装置に記憶する（ステップＳ１７）。仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１７において抽出された有効電力制御量のうちの有効電力の大きさが最大となる有効電力制御量を選択する（ステップＳ１８）。仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１８において選択された有効電力制御量を仮の有効電力指令値Ｐｓ１０として出力する。

ステップＳ１５の判断において、有効電力の向きの判定に成功していないと判断した場合（ステップＳ１５のＮＯ）、仮の有効電力指令値演算部３５は、優先順位が次に高い有効電力制御量を選択した後、ステップＳ１４の動作、ステップＳ１５の判断を再度行う。
＜仮の有効電力指令値演算部の動作の一例（第１の場合）＞
例えば、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３が示している有効電力の向きが夫々、正、負、正であり、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３が示している有効電力の大きさが夫々、１００（ｋＷ）、１５０（ｋＷ）、２００（ｋＷ）であり、ステップＳ１２において取得される有効電力制御の優先順位においては、優先順位が高い方から低い方に向かって、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３の順に優先順位が設定されていることとして（第１の場合）、仮の有効電力指令値演算部３５の動作の一例について説明する。

仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１１、Ｓ１２の動作の後に、有効電力制御量Ｐｓ１を選択（ステップＳ１３）し、有効電力制御量Ｐｓ１が示している有効電力の向きを判定し（ステップＳ１４）、有効電力の向きの判定に成功したか否かを判断する（ステップＳ１５）。有効電力制御量Ｐｓ１が示している有効電力の大きさは、１００（ｋＷ）であり０ではないので、仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力の向きの判定に成功したと判断する（ステップＳ１５のＹＥＳ）。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３のうちの有効電力制御量Ｐｓ１と有効電力の向きが一致する有効電力制御量として、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ３を抽出する（ステップＳ１７）。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ３のうちの有効電力の大きさが最大となる有効電力制御量Ｐｓ３を選択し（ステップＳ１８）、有効電力制御量Ｐｓ３を仮の有効電力指令値Ｐｓ１０として出力する。
＜仮の有効電力指令値演算部の動作の一例（第２の場合）＞
例えば、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３が示している有効電力の向きが夫々、正、負、正であり、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３が示している有効電力の大きさが夫々、０（ｋＷ）、１５０（ｋＷ）、２００（ｋＷ）であり、ステップＳ１２において取得される有効電力制御の優先順位においては、第１の場合の優先順位と同様であることとして（第２の場合）、仮の有効電力指令値演算部３５の動作の一例について説明する。

仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１１乃至Ｓ１３の動作の後に、有効電力制御量Ｐｓ１が示している有効電力の向きを判定し（ステップＳ１４）、有効電力の向きの判定に成功したか否かを判断する（ステップＳ１５）。有効電力制御量Ｐｓ１が示している有効電力の大きさが０（ｋＷ）であるので、仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力の向きの判定に成功していない判断する（ステップＳ１５のＮＯ）。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３のうちの次に優先順位が高い有効電力制御量Ｐｓ２を選択し（ステップＳ１６）、当該選択された有効電力制御量Ｐｓ２についてステップＳ１４の動作、ステップＳ１５の判断を行う。そして、仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１７、Ｓ１８の動作の後に、有効電力制御量Ｐｓ２を仮の有効電力指令値Ｐｓ１０として出力する。
＜仮の有効電力指令値演算部の動作の一例（第３の場合）＞
例えば、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３が示している有効電力の大きさが全て０（ｋＷ）であり、ステップＳ１２において取得される有効電力制御の優先順位においては、第１の場合の優先順位と同様であることとして（第３の場合）、仮の有効電力指令値演算部３５の動作の一例について説明する。

仮の有効電力指令値演算部３５は、ステップＳ１５の判断において、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３の全てについて、有効電力の向きの判定に成功していない判断（ステップＳ１５のＮＯ）した後、有効電力の大きさが０であることを示す仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を出力する。
＝仮の無効電力指令値演算部＝
ステップＳ２１乃至Ｓ２９（図４）の動作は、ステップＳ１１乃至Ｓ１９の動作と同様である。仮の無効電力指令値演算部３７が仮の無効電力指令値Ｑｓ１０を出力する構成は、仮の有効電力指令値演算部３５が仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を出力する構成と同様であるので、その詳細の説明については省略する。

以上より、最も優先度の高い制御系に有効電力、無効電力の制御方向（有効電力の向き及び無効電力の向き）を合わせるため、最優先の機能が阻害されることがない。また、最も制御量を要求する制御系に合わせるため、全体の能力を最も発揮することができる。
＝＝＝第１及び第２リミッタ＝＝＝
以下、図１を参照して、本実施形態における第１及び第２リミッタについて説明する。
=第１リミッタ=
第１リミッタ３６は、上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ（所定値）で有効電力の大きさが制限された有効電力指令値Ｐ０を出力する。具体的には、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が上限値＋Ｐｌｉｍｉｔ以上の場合、第１リミッタ３６は、有効電力の大きさが上限値＋Ｐｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさであり、且つ、有効電力の向きが仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きと同じ向きであることを示す有効電力指令値Ｐ０を出力する。仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が下限値−Ｐｌｉｍｉｔ以下の場合、第１リミッタ３６は、有効電力の大きさが下限値−Ｐｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさであり、且つ、有効電力の向きが仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きと同じ向きであることを示す有効電力指令値Ｐ０を出力する。仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が上限値＋Ｐｌｉｍｉｔと下限値−Ｐｌｉｍｉｔとの間である場合、第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を有効電力指令値Ｐ０として出力する。

尚、上限値＋Ｐｌｉｍｉｔは、正の向きの有効電力の大きさの制限値を示しており、下限値−Ｐｌｉｍｉｔは、負の向きの有効電力の大きさの制限値を示している。尚、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が上限値＋Ｐｌｉｍｉｔ以上の場合とは、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きが正の向きであり、且つ、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の大きさが上限値＋Ｐｌｉｍｉｔの絶対値としてのＰｌｉｍｉｔ以上である場合を示している。又、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が下限値−Ｐｌｉｍｉｔ以下の場合とは、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きが負の向きであり、且つ、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の大きさが下限値−Ｐｌｉｍｉｔの絶対値としてのＰｌｉｍｉｔ以上である場合を示している。又、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が上限値＋Ｐｌｉｍｉｔと下限値−Ｐｌｉｍｉｔとの間である場合とは、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きが正の向きであり、且つ、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の大きさが上限値＋Ｐｌｉｍｉｔの絶対値としてのＰｌｉｍｉｔより小さい場合、及び、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きが負の向きであり、且つ、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の大きさが下限値−Ｐｌｉｍｉｔの絶対値としてのＰｌｉｍｉｔより小さいである場合である。
=第２リミッタ=
第２リミッタ３８は、第１リミッタ３６と同様な構成であり、上下限値±Ｑｌｉｍｉｔ（所定値）で制限された無効電力指令値Ｑｏを出力する。具体的には、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０が上限値＋Ｑｌｉｍｉｔ以上の場合、第２リミッタ３８は、無効電力の大きさが上限値＋Ｑｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさであり、且つ、無効電力の向きが仮の無効電力指令値Ｑｓ１０が示す無効電力の向きと同じ向きであることを示す無効電力指令値Ｑ０を出力する。仮の無効電力指令値Ｑｓ１０が下限値−Ｑｌｉｍｉｔ以下の場合、第２リミッタ３８は、無効電力の大きさが下限値−Ｑｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさであり、且つ、無効電力の向きが仮の無効電力指令値Ｑｓ１０の無効電力の向きと同じ向きであることを示す無効電力指令値Ｑ０を出力する。仮の無効電力指令値Ｑｓ１０が上限値＋Ｑｌｉｍｉｔと下限値−Ｑｌｉｍｉｔとの間である場合、第２リミッタ３８は、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０を無効電力指令値Ｑ０として出力する。尚、上限値＋Ｑｌｉｍｉｔは、正の向きの無効電力の大きさの制限値を示しており、下限値−Ｑｌｉｍｉｔは、負の向きの無効電力の大きさの制限値を示している。
=上下限値=
上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔは、双方向電力変換装置２の装置容量Ｓ等に基づいて設定される。尚、例えば、制御装置３の各種機能に上下限値設定部が含まれており、当該上下限値設定部によって上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔが設定されることとしてもよい。

上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔは、式１が成立するように設定される。

Ｓ²≧（Ｐｌｉｍｉｔ）²＋（Ｑｌｉｍｉｔ）²・・・（１）
尚、Ｓは、双方向電力変換装置２の装置容量を示しており、双方向電力変換装置２を介して供給できる皮相電力の最大値に対応しており、双方向電力変換装置２の仕様等に基づいて予め定められている。また、ここでＳは装置制限電力値に相当する。

尚、電力貯蔵装置１が例えば蓄電池であり、蓄電池の充電量（ＳＯＣ）によって充放電電力が制限され、尚且つ蓄電池の充電電力制限Ｐｍｉｎ（−Ｐｌｉｍｉｔ≦Ｐｍｉｎ≦０）、放電電力制限Ｐｍａｘ（０≦Ｐｍａｘ≦＋Ｐｌｉｍｉｔ）が逐次変化する場合、充電電力制限Ｐｍｉｎが下限値−Ｐｌｉｍｉｔとして設定され、放電電力制限Ｐｍａｘが＋Ｐｌｉｍｉｔとして設定されることとすればよい。尚、充電量については、電力貯蔵装置１から一定時間毎に出力されるＳＯＣ情報（図２）に示されていることとする。制御装置３は、ＳＯＣ情報を受信し、電力貯蔵装置１の充電量を把握することが可能となる。
＝有効電力指令値、無効電力指令値＝
第１リミッタ３６及び第２リミッタ３８は、有効電力指令値Ｐ０及び無効電力指令値Ｑ０のうちの優先度の高い方から順に電力指令値を定める。有効電力指令値Ｐ０及び無効電力指令値Ｑ０のうちの何れが優先されるかの順序を示す情報については、例えば、電力系統の管理者により制御装置３に入力されることとしてもよいし、予め設定されていることとしてもよい。また、管理者が優先順位はあらかじめ設定しておいても良い。他の優先順位の設定方法として、タイマーとデータベースからなるスケジュールで決定・設定してもよい。例えば、1：00〜2：00は有効電力指令値Ｐ０を優先とし、2：00〜3：00は無効電力指令値Ｑ０を優先するなど、時間別に優先順位を設定する。さらに他の優先順位の設定方法として、計測値と判定条件に基づいて決定・設定してもよい。例えば、第１制御系について「入力信号ｆ１＞ｂなら、有効電力指令値Ｐ０を優先」などの判定条件を決定しておき、当該判定条件に基づいて優先順位を設定しても良い。
＜無効電力指令値を優先する場合＞
無効電力指令値Ｑ０を優先する場合、まず無効電力の制約を考慮する。無効電力指令値Ｑ０には双方向電力変換装置２の装置容量Ｓが制限となるので、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０に対する第２リミッタ３８の上限値＋Ｑｌｉｍｉｔ及び下限値−Ｑｌｉｍｉｔが夫々，式２に示されるように＋Ｓ、−Ｓに設定される。第２リミッタ３８は、前述したように、上下限値±Ｑｌｉｍｉｔとしての±Ｓで制限された値を無効電力指令値Ｑ０とする。

±Ｑｌｉｍｉｔ＝±Ｓ・・・（２）
次に有効電力の制約を考慮する。有効電力指令値Ｐ０にはまず双方向電力変換装置２の装置容量Ｓが制限となるので、装置容量Ｓと第２リミッタ３８によって定められた無効電力指令値Ｑ０から、有効電力指令値Ｐ０に対する第１リミッタ３６の上限値＋Ｐｌｉｍｉｔ及び下限値−Ｐｌｉｍｉｔが夫々、式３に示されるように＋ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｑ０²)、−ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｑ０²)に設定される。第１リミッタ３６は、前述したように、上下限値±Ｐｌｉｍｉｔとしての±ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｑ０²)で制限された値を有効電力指令値Ｐ０とする。

±Ｐｌｉｍｉｔ＝±ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｑ０²)・・・（３）
尚、電力貯蔵装置１が例えば蓄電池であり、蓄電池の充電量（ＳＯＣ）によって充放電電力が制限され、尚且つ蓄電池の充電電力制限Ｐｍｉｎ（−Ｐｌｉｍｉｔ≦Ｐｍｉｎ≦０）、放電電力制限Ｐｍａｘ（０≦Ｐｍａｘ≦＋Ｐｌｉｍｉｔ）が逐次変化する場合、第１リミッタ３６の後段にもう一つ他のリミッタを設け、他のリミッタの下限値及び上限値を夫々、充電電力制限Ｐｍｉｎ、放電電力制限Ｐｍａｘとし、逐次変化させることとする。そして、他のリミッタの上限値及び下限値で制限された値を有効電力指令値Ｐ０とすればよい。
＜有効電力指令値を優先する場合＞
有効電力指令値を優先する場合において、電力貯蔵装置１が例えば蓄電池であり、蓄電池の充電量（ＳＯＣ）によって充放電電力が制限され、尚且つ蓄電池の充電電力制限Ｐｍｉｎ（−Ｐｌｉｍｉｔ≦Ｐｍｉｎ≦０）、放電電力制限Ｐｍａｘ（０≦Ｐｍａｘ≦＋Ｐｌｉｍｉｔ）が逐次変化する場合、まず蓄電池のＳＯＣによる充放電電力制限を考慮する。第１リミッタ３６に対し、リミッタ下限値及び上限値を夫々、充電電力制限Ｐｍｉｎ、放電電力制限Ｐｍａｘとし、逐次変化させる。尚、充電電力制限Ｐｍｉｎ（−Ｓ≦Ｐｍｉｎ≦０）、放電電力制限Ｐｍａｘ（０≦Ｐｍａｘ≦＋Ｓ）であるので、これにより必然的に有効電力指令値Ｐ０は装置容量±Ｓの範囲内に制限される。

次に無効電力の制約を考慮する。無効電力指令値Ｑ０には装置容量Ｓが制限となるので、装置容量Ｓと有効電力指令値Ｐ０から、第２リミッタ３８の上限値＋Ｑｌｉｍｉｔ及び下限値−Ｑｌｉｍｉｔが夫々、式４に示されるように＋ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｐ０²)、−ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｐ０²)に設定される。第２リミッタ３８は、前述したように、上下限値±Ｑｌｉｍｉｔとしての±ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｐ０²)で制限された値を無効電力指令値Ｑ０とする。

±Ｑｌｉｍｉｔ＝±ｓｑｒｔ(Ｓ²−Ｐ０²)・・・（４）
これにより、有効電力、及び/或いは無効電力をある制御範囲内で運用することが可能になる。
＝蓄電池システムの動作＝
以下、図１及び図２を参照して、本実施形態における蓄電池システムの動作について説明する。

制御装置３に入力信号が入力される。制御装置３の各制御系は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３、無効電力制御量Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ３を出力する。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３に基づいて仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を出力する。仮の無効電力指令値演算部３７は、無効電力制御量Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ３に基づいて仮の無効電力指令値Ｑｓ１０を出力する。第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０に基づいて有効電力指令値Ｐ０を定める。第２リミッタ３８は、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０に基づいて無効電力指令値Ｑ０を定める。制御装置３は、定められた有効電力指令値Ｐ０、無効電力指令値Ｑ０を出力する。

双方向電力変換装置２は、制御装置３から出力された有効電力指令値Ｐ０、無効電力指令値Ｑ０に基づいて有効電力及び無効電力を供給する。
[第２実施形態]
第２実施形態の蓄電池システム１００Ａは、第１実施形態の蓄電池システム１００における制御装置３を制御装置３Ａに変更したものであり、制御装置３Ａ以外の構成は、蓄電池システム１００の構成と同様である。
＝＝＝制御装置、仮の有効電力指令値演算部、仮の無効電力指令値演算部＝＝＝
以下、図５及び図６を参照して、本実施形態における制御装置、仮の有効電力指令値演算部及び仮の無効電力指令値演算部について説明する。図５は、本実施形態における仮の有効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。図６は、本実施形態における仮の無効電力指令値演算部の動作を示すフローチャートである。尚、図５、図６夫々における図３、図４と同様な動作には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

制御装置３Ａは、第１実施形態の制御装置３における仮の有効電力指令値演算部３５、仮の無効電力指令値演算部３７を夫々、仮の有効電力指令値演算部３５Ａ、仮の無効電力指令値演算部３７Ａに変更したものである。仮の有効電力指令値演算部３５Ａ、仮の無効電力指令値演算部３７Ａ以外の構成は、制御装置３の構成と同様である。尚、仮の有効電力指令値演算部３５Ａ及び仮の無効電力指令値演算部３７Ａが判定部に相当する。

仮の有効電力指令値演算部３５Ａは、ステップＳ１７（図５）において抽出された有効電力制御量夫々が示している有効電力の大きさの平均値を演算する（ステップＳ３８）。仮の有効電力指令値演算部３５Ａは、ステップＳ３８において演算された平均値を有効電力の大きさとし、且つ、ステップＳ１７において抽出された有効電力制御量に示されている有効電力の向きを有効電力の向きとして、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０として出力する（ステップＳ３９）。

仮の無効電力指令値演算部３７Ａは、ステップＳ２７（図６）において抽出された無効電力制御量夫々が示している無効電力の大きさの平均値を演算する（ステップＳ４８）。仮の無効電力指令値演算部３７Ａは、ステップＳ４８において演算された平均値を無効電力の大きさとし、且つ、ステップＳ２７において抽出された無効電力制御量に示されている無効電力の向きを無効電力の向きとして、仮の無効電力指令値Ｑｓ１０として出力する（ステップＳ４９）。

以上より、最も優先度の高い制御系に有効電力、無効電力の制御方向（有効及び無効電力の向き）を合わせるため、最優先の機能が阻害されることがない。また、制御量を各制御系の平均値に合わせるため、全体の能力を安定的に発揮することができる。
[第３実施形態]
第３実施形態の蓄電池システム１００Ｂは、第１実施形態の蓄電池システム１００における制御装置３を制御装置３Ｂに変更したものであり、制御装置３Ｂ以外の構成は、蓄電池システム１００の構成と同様である。
＝＝＝制御装置＝＝＝
以下、図７を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図７は、本実施形態における制御装置の機能を示す図である。尚、図１と同様な構成には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

制御装置３Ｂは、第１リミッタ３６１、３６２、３６３、第２リミッタ３８１、３８２、３８３（「各リミッタ」とも称する）、第１加算回路３５Ｂ、第２加算回路３７Ｂを有する。
＝各リミッタ＝
各リミッタは、各制御量が入力され、各リミッタに設定されている上下限値で制限された制御量を出力する。尚、各リミッタが制御量を出力する構成は、第１リミッタ３６（第１実施形態）が、有効電力指令値Ｐ０を出力する構成と同様であるので、各リミッタに設定される上下限値についてのみ説明する。

各リミッタの上下限値は、双方向電力変換装置２の装置容量Ｓ等を考慮して、式１、式５、式６に示される関係が成立するように設定される。

Ｐｌｉｍｉｔ１＋Ｐｌｉｍｉｔ２＋Ｐｌｉｍｉｔ３≦Ｐｌｉｍｉｔ・・・（５）
Ｑｌｉｍｉｔ１＋Ｑｌｉｍｉｔ２＋Ｑｌｉｍｉｔ３≦Ｑｌｉｍｉｔ・・・（６）
尚、Ｐｌｉｍｉｔ１、Ｐｌｉｍｉｔ２、Ｐｌｉｍｉｔ３は夫々、第１リミッタ３６１、３６２、３６３の上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ１、±Ｐｌｉｍｉｔ２、±Ｐｌｉｍｉｔ３の大きさに対応し、Ｑｌｉｍｉｔ１、Ｑｌｉｍｉｔ２、Ｑｌｉｍｉｔ３は夫々、第２リミッタ３８１、３８２、３８３の上下限値±Ｑｌｉｍｉｔ１、±Ｑｌｉｍｉｔ２、±Ｑｌｉｍｉｔ３の大きさに対応している。

具体的には、Ｐｌｉｍｉｔ１乃至Ｐｌｉｍｉｔ３は、例えば、Ｐｌｉｍｉｔを所定の比率で配分することにより設定されることとしてもよい。Ｑｌｉｍｉｔ１乃至Ｑｌｉｍｉｔ３は、Ｐｌｉｍｉｔ１乃至Ｐｌｉｍｉｔ３と同様にして設定されることとしてもよい。尚、所定の比率が例えば１：１：１の場合（３等分される場合）、式７、式８の関係が成立するように各上下限値が設定される。

Ｐｌｉｍｉｔ１＝Ｐｌｉｍｉｔ２＝Ｐｌｉｍｉｔ３＝Ｐｌｉｍｉｔ/３・・・（７）
Ｑｌｉｍｉｔ１＝Ｑｌｉｍｉｔ２＝Ｑｌｉｍｉｔ３＝Ｑｌｉｍｉｔ/３・・・（８）
尚、電力貯蔵装置１としての蓄電池のＳＯＣによって充放電電力が制限され、尚且つ充電電力制限Ｐｍｉｎ（−Ｐｌｉｍｉｔ≦Ｐｍｉｎ≦０）、放電電力制限Ｐｍａｘ（0≦Ｐｍａｘ≦＋Ｐｌｉｍｉｔ）が逐次変化する場合、以下の式９、式１０が成り立つように各リミッタの下限値としての有効電力制御充電電力制限Ｐｌｉｍｉｔ#ｉ#ｍｉｎ（Ｐｌｉｍｉｔ#ｉ#ｍｉｎ≦０、ｉ＝１、２、３）、上限値としての有効電力制御放電電力制限Ｐｌｉｍｉｔ#ｉ#ｍａｘ（０≦Ｐｌｉｍｉｔ#ｉ#ｍａｘ、ｉ＝１、２、３）を逐次変化させる。

Ｐｌｉｍｉｔ#１#ｍｉｎ＋Ｐｌｉｍｉｔ#２#ｍｉｎ＋Ｐｌｉｍｉｔ#３#ｍｉｎ＝Ｐｍｉｎ・・・（９）
Ｐｌｉｍｉｔ#１#ｍａｘ＋Ｐｌｉｍｉｔ#２#ｍａｘ＋Ｐｌｉｍｉｔ#３#ｍａｘ＝Ｐｍａｘ・・・（１０）
尚、ｉ＝１、２、３は夫々、第１リミッタ３６１、３６２、３６３に対応している。

具体的には、例えば、有効電力制御充電電力制限Ｐｌｉｍｉｔ#ｉ#ｍｉｎ、有効電力制御放電電力制限Ｐｌｉｍｉｔ#ｉ#ｍａｘをＰｍｉｎ、及びＰｍａｘに対し任意に設定した比率で配分すれば良く、例えば3等分する場合には、式１１、式１２の様に設定されることとすれば良い。

Ｐｌｉｍｉｔ#１#ｍｉｎ＝Ｐｌｉｍｉｔ#２#ｍｉｎ＝Ｐｌｉｍｉｔ#３#ｍｉｎ＝Ｐｍｉｎ/３・・・（１１）
Ｐｌｉｍｉｔ#１#ｍａｘ＝Ｐｌｉｍｉｔ#２#ｍａｘ＝Ｐｌｉｍｉｔ#３#ｍａｘ＝Ｐｍａｘ/３・・・（１２）
＝加算回路＝
第１加算回路３５Ｂは、第１リミッタ３６１、３６２、３６３の出力としての有効電力制御量Ｐｓ１１、Ｐｓ２１、Ｐｓ３１を加算し、当該加算結果を有効電力指令値Ｐ０と定めて出力する。第２加算回路３７Ｂは、第１加算回路３５Ｂと同様にして、第２リミッタ３８１、３８２、３８３の出力としての無効電力制御量Ｑｓ１１、Ｑｓ２１、Ｑｓ３１を加算し、当該加算結果を無効電力指令値Ｑ０と定めて出力する。

以上より、有効電力、及び/或いは無効電力をある制御範囲内で運用することが可能になる。又、本実施形態によれば、各制御系に制御範囲を割り当てるため、最低限の補償容量が保証され、設備容量設計、機能設計・変更・追加が容易となる。
[第４実施形態]
第４実施形態の蓄電池システム１００Ｃは、第１実施形態の蓄電池システム１００における制御装置３を制御装置３Ｃに変更したものであり、制御装置３Ｃ以外の構成は、蓄電池システム１００の構成と同様である。
＝＝＝制御装置＝＝＝
以下、図８を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図８を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図８は、本実施形態における制御装置の機能を示す図である。尚、図１と同様な構成には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

制御装置３Ｃは、第１実施形態の制御装置３における仮の有効電力指令値演算部３５、仮の無効電力指令値演算部３７を夫々、有効電力制御量切替回路３５Ｃ、無効電力制御量切替回路３７Ｃに変更し、有効電力制御選択回路３９１、無効電力制御選択回路３９２を追加したものである。有効電力制御量切替回路３５Ｃ、無効電力制御量切替回路３７Ｃ、有効電力制御選択回路３９１、無効電力制御選択回路３９２以外の構成は、制御装置３の構成と同様である。

有効電力制御選択回路３９１は、複数の有効電力の制御系のうちの最優先されるべき有効電力の制御系を選択する。有効電力制御量切替回路３５Ｃは、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３の内の有効電力制御選択回路３９１された有効電力の制御系の制御に対応する有効電力制御量を仮の有効電力指令値Ｐｓ１２として出力する。第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１２に基づいて、有効電力指令値Ｐ０を出力する。

無効電力制御選択回路３９２は、複数の無効電力の制御系のうちの最優先されるべき無効電力の制御系を選択する。無効電力制御量切替回路３７Ｃは、無効電力制御量Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ３の内の無効電力制御選択回路３９２された無効電力の制御系の制御に対応する無効電力制御量を仮の無効電力指令値Ｑｓ１２として出力する。第２リミッタ３８は、仮の無効電力指令値Ｑｓ１２に基づいて、無効電力指令値Ｑ０を出力する。

以上より、最も優先度の高い制御系を常に選択するため、その時その時の最優先の機能に対し最も能力を発揮することができる。
[第５実施形態]
第５実施形態の蓄電池システム１００Ｄは、第１実施形態の蓄電池システム１００における制御装置３を制御装置３Ｄに変更したものであり、制御装置３Ｄ以外の構成は、蓄電池システム１００の構成と同様である。
＝＝＝制御装置＝＝＝
以下、図９を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図８を参照して、本実施形態における制御装置について説明する。図９は、本実施形態における制御装置の機能を示す図である。尚、図１と同様な構成には、同様な符号を付し、その説明については省略する。

制御装置３Ｄは、第１実施形態の制御装置３における仮の有効電力指令値演算部３５、仮の無効電力指令値演算部３７を夫々、第１加算回路３５Ｄ、第２加算回路３７Ｄに変更したものである。第１加算回路３５Ｄ、第２加算回路３７Ｄ以外の構成は、制御装置３の構成と同様である。

第１加算回路３５Ｄは、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３を加算して、加算結果を仮の有効電力指令値Ｐｓ１３として出力する。第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１３に基づいて、有効電力指令値Ｐ０を出力する。

第２加算回路３７Ｄは、無効電力制御量Ｑｓ１、Ｑｓ２、Ｑｓ３を加算して、加算結果を仮の無効電力指令値Ｑｓ１３として出力する。第２リミッタ３８は、仮の無効電力指令値Ｑｓ１３に基づいて、無効電力指令値Ｑ０を出力する。

以上より、各制御系の制御量を合算するため全機能を平均的に動作させることができる。

前述したように、制御装置３（第１実施形態）は、仮の有効電力指令値演算部３５、仮の無効電力指令値演算部３７、第１リミッタ３６、第２リミッタ３８を有する。制御装置３は、双方向電力変換装置２を制御する。双方向電力変換装置２は、電力線Ｌ１００と電力線Ｌ１００に接続されている電力貯蔵装置１との間において電力の授受が行われるように電力を変換する。仮の有効電力指令値演算部３５は、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３のうちの一の有効電力制御量の向きを判定する。尚、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３は夫々、電力線Ｌ１００と電力貯蔵装置１との間において授受させる有効電力の大きさ及び向きを示している。第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値演算部３５によって判定された有効電力の向きと同じ向きであり、且つ、制限値としてのＰｌｉｍｉｔ以下の大きさの有効電力の授受が行われるように、有効電力指令値Ｐ０を出力する。仮の無効電力指令値演算部３７は、仮の有効電力指令値演算部３５と同様な判定を行い、第２リミッタ３８は、第１リミッタ３６と同様にして無効電力指令値Ｑ０を出力する。これらの構成により、複数の制御系を有する制御装置３において、各制御系から出力された複数の電力制御量に基づいて、有効電力指令値Ｐ０及び無効電力指令値Ｑ０を出力することができる。つまり、複数の制御系における一の制御系の機能が確実に発揮されるように、双方向電力変換装置２を制御することができる。又、例えば、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３のうちの一の有効電力制御量が示す向きの有効電力の授受を行わせることができる。従って、当該一の有効電力制御量に対応する制御系の機能を確実に発揮させることができる。更に、一の有効電力制御量に対応する制御系と向きが同じ有効電力によって機能を発揮する他の制御系の機能も発揮させることができる。つまり、複数の制御系の機能を発揮させることができる。

又、仮の有効電力指令値演算部３５は、全ての有効電力制御量の内、ステップＳ１５において有効電力の向きの判定に成功したと判断された有効電力制御量と有効電力の向きが一致する有効電力制御量を全て抽出し、抽出された有効電力制御量のうちの有効電力の大きさが最大となる有効電力制御量を仮の有効電力指令値Ｐｓ１０として出力する。仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が上限値＋Ｐｌｉｍｉｔと下限値−Ｐｌｉｍｉｔとの間である場合、第１リミッタ３６は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を有効電力指令値Ｐ０として出力する。つまり、この場合、制御装置３は、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示す大きさの有効電力の授受が行われるように、双方向電力変換装置２を制御する。又、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が上限値＋Ｐｌｉｍｉｔ以上の場合、第１リミッタ３６は、有効電力の大きさが上限値＋Ｐｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさであり、且つ、有効電力の向きが仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きと同じ向きであることを示す有効電力指令値Ｐ０を出力する。つまり、この場合、制御装置３は、上限値＋Ｐｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさの有効電力の授受が行われるように、双方向電力変換装置２を制御する。又、仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が下限値−Ｐｌｉｍｉｔ以下の場合、第１リミッタ３６は、有効電力の大きさが下限値−Ｐｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさであり、且つ、有効電力の向きが仮の有効電力指令値Ｐｓ１０が示している有効電力の向きと同じ向きであることを示す有効電力指令値Ｐ０を出力する。この場合、制御装置３は、下限値−Ｐｌｉｍｉｔの大きさに応じた大きさの有効電力の授受が行われるように、双方向電力変換装置２を制御する。尚、制御装置３は、無効電力についても有効電力と同様となるように、双方向電力変換装置２を制御する。これらの構成により、各制御系の能力を最も発揮させることが可能となる。

又、仮の有効電力指令値演算部３５Ａ（第２実施形態）は、ステップＳ１７（図５）において抽出された有効電力制御量夫々が示している有効電力の大きさの平均値を演算する。この後、仮の有効電力指令値演算部３５Ａは、有効電力の大きさが演算された平均値に応じた大きさであり、且つ、有効電力の向きがステップＳ１７において抽出された有効電力制御量が示している有効電力の向きと同じ向きであることを示す仮の有効電力指令値Ｐｓ１０を出力する。第２実施形態の第１リミッタ３６は、第１実施形態の第１リミッタ３６と同様にして、有効電力指令値Ｐ０を出力する。つまり、制御装置３Ａは、上述の平均値に応じて有効電力の授受が行われるように、双方向電力変換装置２を制御する。尚、制御装置３Ａは、無効電力についても有効電力と同様となるように、双方向電力変換装置２を制御する。これらの構成により、各制御系の能力を安定的に発揮させることが可能となる。

又、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３（第１実施形態）は、電力線Ｌ１００を含む電力系統についての制御対象としての各制御系に応じて優先順位が設定されている。仮の有効電力指令値演算部３５は、当該優先順位に基づいて、有効電力制御量Ｐｓ１、Ｐｓ２、Ｐｓ３から一の有効電力制御量を選択し、選択された有効電力制御量が示している有効電力の向きを判定する。制御装置３は、当該判定結果に基づいて、有効電力指令値Ｐ０を出力する。尚、制御装置３は、有効電力指令値Ｐ０と同様にして無効電力指令値Ｑ０を出力する。これらの構成により、各制御系のうちの例えば優先度が最も高い制御系の機能を確実に発揮させることが可能となる。

又、第１リミッタ３６及び第２リミッタ３８は、式１の関係が成立するように、予め設定されている順序に従って、有効電力指令値Ｐ０及び無効電力指令値Ｑ０を定める。この構成により、有効電力の制御系及び無効電力の制御系の何れかを優先させて、更に確実に機能を発揮させることが可能となる。

又、上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔは、双方向電力変換装置２の装置容量Ｓに応じて定められている。この構成により、例えば、装置容量Ｓを超えた大きさの電力を示す有効電力指令値Ｐ０及び無効電力指令値Ｑ０が出力されるのを防止して、制御系の機能を確実に発揮させることが可能となる。

又、電力貯蔵装置１が蓄電池である場合、第１リミッタ３６は、蓄電池の充電量に基づいて有効電力指令値Ｐ０を定める。この構成により、有効電力の授受を確実に行わせることが可能となる。

尚、上記第１乃至第５実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。

第１実施形態（図２）においては、制御装置３に関し、デジタルの制御装置３（プログラマブルコントローラ）を蓄電池システム１００に併設する形態を想定したものになっているが、これに限定されるものではない。例えば、制御装置３は、ハードウェアによって実現されることとしても良いし、ソフトウェアによって実現されることとしても良いし、アナログ回路によって実現されることとしても良いし、デジタル回路によって実現されることとしても良い。又、制御装置３や各制御系の一部/或いは全体を遠方に設置し、通信ネットワークを介して制御装置３が双方向電力変換装置２を制御する形態にしてもよい。又、双方向電力変換装置２が、制御装置３の機能の一部又は全てを有していることとしてもよい。

又、第１実施形態においては、式１等の関係が成立するように上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔが設定されることについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔは、所定の判定ロジックに基づいて設定及び変更されることとしてもよい。又、上下限値±Ｐｌｉｍｉｔ、±Ｑｌｉｍｉｔは、外部装置（不図示）から制御装置３に入力される入力信号に基づいて設定及び変更されることとしてもよい。

又、第１実施形態においては、ステップＳ１４（図３）において有効電力の向きが判定され、ステップＳ２４（図４）において無効電力の向きが判定されることについて説明したが、これに限定されるものではない。例えば、有効電力の向きが予め定められている等により自明である場合は、有効電力の向きの判定が行われないこととしてもよい。又、例えば、無効電力の向きが予め定められている等により自明である場合は、無効電力の向きの判定が行われないこととしてもよい。

又、第１実施形態においては、第１制御系３２１、第２制御系３２２、第３制御系３２３の３個の制御系が設けられていることとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、制御系が３個以外の複数個設けられていることとしてもよい。

又、第１実施形態においては、第１制御系３２１、第２制御系３２２、第３制御系３２３夫々が、有効電力制御量及び無効電力制御量の双方を出力することとして説明したが、これに限定されるものではない。例えば、各制御系が、有効電力制御量及び無効電力制御量の少なくとも一方を出力することとしてもよい。

又、第１乃至第５実施形態における「有効電力」を「有効電流」と読み替え、「無効電力」を「無効電流」と読み替えてもよい。

又、例えば、電力貯蔵装置１から電力線Ｌ１００に対して供給される有効電力の向きを負の向きとし、電力線Ｌ１から電力貯蔵装置１に対して供給される有効電力の向きを正の向きとしてもよい。又、例えば、電力線Ｌ１００に対して出力される無効電力が容量性の無効電力であることを無効電力の向きが負の向きであることとし、電力線Ｌ１００に対して出力される無効電力が誘導性の無効電力であることを無効電力の向きが正の向きであることとしてもよい。

１ 電力貯蔵装置
２ 双方向電力変換装置
３、３Ａ 制御装置
３５、３５Ａ 仮の有効電力指令値演算部
３６ 第１リミッタ
３７、３７Ａ 仮の無効電力指令値演算部
３８ 第２リミッタ
１００、１００Ａ 蓄電池システム

Claims (14)

1. 電力線と前記電力線に接続されている電力貯蔵装置との間において電力の授受が行われるように電力を変換する電力変換装置を制御する制御装置であって、
   前記電力線と前記電力貯蔵装置との間において授受させる電力の電力値及び授受方向を示す電力制御量を演算する複数の制御量演算部と、
   前記複数の制御量演算部で演算された複数の電力制御量から一の電力制御量を優先電力制御量として選択する選択部と、
   前記優先電力制御量の授受方向を判定する判定部と、
   前記複数の電力制御量のうち前記判定部で判定した授受方向と同一である電力制御量から指令値を生成し、該指令値に基づいて前記電力変換装置を制御する制御部と、
   を備えたことを特徴とする制御装置。
2. 前記制御部は、授受方向が前記判定部で判定した授受方向と同一である、最大の電力値を有する電力制御量を指令値とすること、を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
3. 前記制御部は、授受方向が前記判定部で判定した授受方向と同一である電力制御量の平均値を指令値とすること、を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
4. 前記制御部は、前記判定部で判定した授受方向と同一である電力制御量の合計値を指令値とすること、を特徴とする請求項１に記載の制御装置。
5. 前記制御部は、前記指令値が前記電力変換装置で定まる装置制限電力値以上の場合、前記装置制限電力値を指令値として前記電力変換装置を制御する
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の制御装置。
6. 前記選択部は、所定の優先順位に基づいて、前記優先電力制御量を選択することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の制御装置。
7. 前記電力制御量は、有効電力制御量と無効電力制御量とから構成され、
   前記選択部は、複数の前記有効電力制御量から一の有効電力制御量を優先有効電力制御量として選択する有効電力選択部と、複数の前記無効電力制御量から一の無効電力制御量を優先無効電力制御量として選択する無効電力選択部と、を有し
   前記判定部は、前記優先有効電力制御量の授受方向を判定する有効電力判定部と、前記優先無効電力制御量の授受方向を判定する無効電力判定部と、を有し、
   前記制御部は、複数の前記有効電力制御量のうち前記有効電力判定部で判定した授受方向と同一である最大の電力値を有する有効電力制御量を有効電力指令値として前記電力変換装置を制御する有効電力制御部と、複数の前記無効電力制御量のうち前記無効電力判定部で判定した授受方向と同一である最大の電力値を有する無効電力制御量を無効電力指令値として前記電力変換装置を制御する無効電力制御部と、
   を有することを特徴とする請求項２に記載の制御装置。
8. 前記電力制御量は、有効電力制御量と無効電力制御量とから構成され、
   前記選択部は、複数の前記有効電力制御量から一の有効電力制御量を優先有効電力制御量として選択する有効電力選択部と、複数の前記無効電力制御量から一の無効電力制御量を優先無効電力制御量として選択する無効電力選択部と、を有し
   前記判定部は、前記優先有効電力制御量の授受方向を判定する有効電力判定部と、前記優先無効電力制御量の授受方向を判定する無効電力判定部と、を有し、
   前記制御部は、複数の前記有効電力制御量のうち前記有効電力判定部で判定した授受方向と同一である有効電力制御量の平均値を有効電力指令値として前記電力変換装置を制御する有効電力制御部と、複数の前記無効電力制御量のうち前記無効電力判定部で判定した授受方向と同一である無効電力制御量の平均値を無効電力指令値として前記電力変換装置を制御する無効電力制御部と、
   を有することを特徴とする請求項３に記載の制御装置。
9. 前記電力制御量は、有効電力制御量と無効電力制御量とから構成され、
   前記選択部は、複数の前記有効電力制御量から一の有効電力制御量を優先有効電力制御量として選択する有効電力選択部と、複数の前記無効電力制御量から一の無効電力制御量を優先無効電力制御量として選択する無効電力選択部と、を有し
   前記判定部は、前記優先有効電力制御量の授受方向を判定する有効電力判定部と、前記優先無効電力制御量の授受方向を判定する無効電力判定部と、を有し、
   前記制御部は、複数の前記有効電力制御量のうち前記有効電力判定部で判定した授受方向と同一である有効電力制御量の合計値を有効電力指令値として前記電力変換装置を制御する有効電力制御部と、複数の前記無効電力制御量のうち前記無効電力判定部で判定した授受方向と同一である無効電力制御量の合計値を無効電力指令値として前記電力変換装置を制御する無効電力制御部と、
   を有することを特徴とする請求項４に記載の制御装置。
10. 前記制御部は、前記有効電力制御量が所定値以上の場合、当該所定値を前記有効電力制御量とし、前記無効電力制御量が所定値以上の場合、当該所定値を前記無効電力制御量とすることを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
11. 前記制御部は、前記有効電力指令値および前記無効電力指令値から求められる電力値が前記電力変換装置で定まる装置制限電力値以下となるように、前記有効電力指令値および前記無効電力指令値を決定することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の制御装置。
12. 前記選択部は、所定の優先順位に基づいて、前記優先有効電力制御量または前記優先無効電力制御量を選択する
    ことを特徴とする請求項７乃至１１のいずれか１項に記載の制御装置。
13. 電力線に接続されている電力貯蔵装置と、
    前記電力線と前記電力貯蔵装置との間において電力の授受が行われるように電力を変換する電力変換装置と、
    請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の制御装置と、
    を備えたことを特徴とする電力貯蔵システム。
14. 電力線と前記電力線に接続されている電力貯蔵装置との間において電力の授受が行われるように電力を変換する電力変換装置を制御する制御方法であって、
    前記電力線と前記電力貯蔵装置との間において授受させる電力の電力値及び授受方向を示す複数の電力制御量を演算し、
    前記複数の電力制御量から一の電力制御量を優先電力制御量として選択し、
    前記優先電力制御量が示す授受方向を判定し、
    前記複数の電力制御量のうち判定された授受方向と同一である電力制御量から指令値を生成し、
    該指令値に基づいて前記電力変換装置を制御する
    ことを特徴とする制御方法。