JP6318734B2 - Distributed power system controller, power conditioner, distributed power system, and distributed power system control method - Google Patents
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Description
本発明は、発電装置に蓄電池を併設して出力電力の変動を抑制する分散型電源システムの制御装置、パワーコンディショナ、分散型電源システム及び、分散型電源システムの制御方法に関する。 The present invention relates to a distributed power supply system control device, a power conditioner, a distributed power supply system, and a control method for a distributed power supply system, in which a storage battery is provided in the power generation device to suppress fluctuations in output power.
近年、地球環境問題が注目される中、クリーンなエネルギーである自然エネルギーを利用して発電する、自然エネルギー発電装置の普及が進んでいる。この自然エネルギー発電装置においては、出力が天候の変化により大きく変動する場合がある。この出力変動を抑制する対策の一つとして、自然エネルギー発電装置と蓄電池とを組み合わせたシステムが提案されている。このシステムでは、蓄電池でその充電レベルを適正に維持しつつ、システム全体としての急峻な出力変動を抑制し、系統の周波数調整力で緩やかな出力変動を吸収することが検討されている。また、コジェネレーションシステムや燃料電池に蓄電池を併設し、同様の制御が行われる場合もある。なお、上記のように、自然エネルギー発電装置、コジェネレーションシステムまたは燃料電池などの発電装置と蓄電池とを組み合わせたシステムを、以下において分散型電源システムと呼ぶ。 In recent years, a natural energy power generation apparatus that generates power using natural energy, which is clean energy, has been spreading while attention has been paid to global environmental problems. In this natural energy generator, the output may fluctuate greatly due to changes in the weather. As one of measures for suppressing this output fluctuation, a system combining a natural energy power generation device and a storage battery has been proposed. In this system, while maintaining the charge level appropriately with a storage battery, it is studied to suppress a steep output fluctuation as a whole system and absorb a gradual output fluctuation with the frequency adjustment power of the system. In addition, a storage battery may be added to the cogeneration system or the fuel cell, and the same control may be performed. Note that, as described above, a system in which a power generation device such as a natural energy power generation device, a cogeneration system, or a fuel cell and a storage battery are combined is referred to as a distributed power system below.
しかし、この分散型電源システムにおいては、自然エネルギー発電装置、コジェネレーションシステムまたは燃料電池などの発電装置の発電量は急峻に上下するため、その変動を蓄電池で吸収しようとすると、蓄電池においては、単位時間あたりの充放電電流レートの増大や充放電回数の増加を招く場合がある。その結果、発電電力の利用効率の低下や、蓄電池の寿命の短命化を招来する虞がある。 However, in this distributed power system, the amount of power generated by a power generator such as a natural energy power generator, a cogeneration system, or a fuel cell rises and falls sharply. There is a case where an increase in charge / discharge current rate per time and an increase in the number of times of charge / discharge are caused. As a result, there is a risk that the utilization efficiency of the generated power is reduced and the life of the storage battery is shortened.
これに対し、変化速度制限フィルターを用いて蓄電池の単位時間あたりの充放電電流レートや充放電回数を抑える技術が提案されている(例えば、非特許文献1を参照。)。しかしながら、この技術においては、全ての発電電力に対して変化速度制限フィルターが効果を発揮するため、結果として、発電装置と蓄電池とを組み合わせによる供給電力の変動抑制率が低下してしまう場合があった。また、上記の技術においては全ての方向の発電電力の変化速度を制限するため、本来あまり制限する必要のない、充電方向から充電方向への変化速度や、放電方向から放電方向への変化速度も制限してしまい、効率的な変化速度制限とは言えなかった。 On the other hand, the technique which suppresses the charging / discharging current rate per unit time and the frequency | count of charging / discharging of a storage battery using a change rate limiting filter is proposed (for example, refer nonpatent literature 1). However, in this technology, the change rate limiting filter is effective for all the generated power, and as a result, the fluctuation suppression rate of the supplied power due to the combination of the power generation device and the storage battery may decrease. It was. In addition, since the change speed of the generated power in all directions is limited in the above technology, the change speed from the charge direction to the charge direction and the change speed from the discharge direction to the discharge direction, which do not need to be limited so much, are also included. It was limited and could not be said to be an efficient change rate limit.
本発明は、上記の従来技術に鑑みて発明されたものであり、その目的は、自然エネルギー発電装置、コジェネレーションシステムまたは燃料電池などの発電装置と蓄電池を組み合わせた分散型電源システムにおいて、蓄電池の充放電の切換え回数を低減することで、
蓄電池の長寿命化を実現しまたは、より効率的な電力供給を実現する技術を提供することである。
The present invention has been invented in view of the above-described prior art. The purpose of the present invention is in a distributed power supply system that combines a storage battery with a power generator such as a natural energy power generator, a cogeneration system, or a fuel cell. By reducing the number of charge / discharge switchings,
It is to provide a technology for realizing a long life of a storage battery or realizing more efficient power supply.
上記課題を解決するための本発明は、発電手段と蓄電池とを備え、発電手段による発電量が電力負荷量に対し不足している場合には該不足量に応じて前記蓄電池から放電し、前記発電手段による発電量が電力負荷量より多い場合にはその余剰量に応じて前記蓄電池に充電する分散型電源システムについての制御装置に関し、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値がより小さい場合には、該偏差の絶対値がより大きい場合と比較して、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の値を、その変動がより大きく抑制されるように変換することで、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度を低減することを最大の特徴とする。 The present invention for solving the above problems comprises a power generation means and a storage battery, and when the amount of power generated by the power generation means is insufficient with respect to the amount of power load, the battery is discharged from the storage battery according to the shortage, The absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount with respect to the control device for the distributed power supply system that charges the storage battery according to the surplus amount when the power generation amount by the power generation means is greater than the power load amount Is smaller than the case where the absolute value of the deviation is larger, the deviation value between the power generation amount and the power load amount of the power generation means is converted so that the fluctuation is more largely suppressed. Thus, the greatest feature is to reduce the frequency of switching between the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery.
より詳しくは、電力を出力する発電手段と、
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、
を備えた分散型電源システムの、制御装置であって、
前記発電手段による発電量が電力負荷量に対し不足している場合には該不足量に応じて前記蓄電池から放電して前記発電手段による発電量を補完するとともに、前記発電手段による発電量が電力負荷量より多い場合にはその余剰量に応じた電力を前記蓄電池に充電する制御手段と、
前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の値を、その変動が抑制されるように変換する変動抑制手段と、
を備えた、分散型電源システムであって、
前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値がより小さい場合には、該偏差の絶対値がより大きい場合と比較して、前記変動抑制手段による、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動の抑制の度合いを高めることで、前記制御手段により、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度を低減する充放電切換え抑制手段を、
備えることを特徴とする。
More specifically, power generation means for outputting power,
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged in accordance with a deviation between an electric power generation amount of the electric power generation means and an electric power load amount;
A control device for a distributed power supply system comprising:
When the amount of power generated by the power generation means is insufficient with respect to the amount of power load, the power generation amount by the power generation means is supplemented with the amount of power generated by the power generation means by discharging from the storage battery according to the shortage. Control means for charging the storage battery with electric power corresponding to the surplus amount when the load amount is larger than the load amount;
Fluctuation suppression means for converting the deviation value between the power generation amount of the power generation means and the power load amount so that the fluctuation is suppressed;
A distributed power supply system comprising:
When the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is smaller than the case where the absolute value of the deviation is larger, the power generation amount of the power generation means by the fluctuation suppression means Charge / discharge switching suppression that reduces the frequency at which the state of discharging from the storage battery and the state of charging of the storage battery are switched by the control means by increasing the degree of suppression of variation in deviation from the power load amount Means
It is characterized by providing.
すなわち、本発明においては、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値がより小さい場合には、該偏差の絶対値がより大きい場合と比較して、前記変動抑制手段による、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動の抑制の度合いを高める。そうすると、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値が0により近い場合には、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動がより小さくなる。このことにより、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が、制御手段によって切換えられる頻度が低減される。 That is, in the present invention, when the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is smaller, the variation suppression means performs the above-described case when the absolute value of the deviation is larger. The degree of suppression of variation in deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is increased. Then, when the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is closer to 0, the variation in the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount becomes smaller. As a result, the frequency at which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched by the control means is reduced.
本発明によれば、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度を低減することで、蓄電池への負担を低減することができる。その結果、蓄電池の寿命をより長くすることが可能である。また、本発明によれば、すべての場合に発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動を抑制する訳ではないので、発電手段と蓄電池とを組み合わせによる供給電力の変動抑制率が低下してしまうことを抑制でき、効率的な電力供給を行うことが可能となる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the burden to a storage battery can be reduced by reducing the frequency with which the state discharged from the storage battery and the state charged to the storage battery are switched. As a result, it is possible to extend the life of the storage battery. In addition, according to the present invention, since the variation in deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is not suppressed in all cases, the fluctuation suppression rate of the supplied power by the combination of the power generation means and the storage battery is reduced. Therefore, efficient power supply can be performed.
また、本発明においては、前記充放電切換え抑制手段は、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差についての閾値を一個または複数個有し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値と前記閾値との関係に基づいて、前記偏差を、前記偏差の絶対値の大きさに応じた複数の領域に分割し、前記偏差の絶対値がより小さい領域においては、前
記偏差の絶対値がより大きい領域と比較して、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変化速度が、より小さい値になるように、前記変動抑制手段に、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を変換させるようにしてもよい。
Further, in the present invention, the charge / discharge switching suppression means has one or a plurality of threshold values for the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount, and the power generation amount and power load amount of the power generation means Based on the relationship between the absolute value of the deviation and the threshold, the deviation is divided into a plurality of regions according to the magnitude of the absolute value of the deviation, and in the region where the absolute value of the deviation is smaller, Compared with the region where the absolute value of the deviation is larger, the fluctuation suppression means is connected to the power generation means of the power generation means so that the change rate of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount becomes a smaller value. The deviation between the amount and the power load amount may be converted.
すなわち、本発明では、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値と、一個または複数個準備された閾値との関係に基づいて、前記偏差を、偏差の絶対値の大きさに応じた複数の領域に分割する。これにより、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値は、その値に応じて少なくとも2段階にレベル分けされる。 That is, in the present invention, based on the relationship between the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount and one or more prepared threshold values, the deviation is set to the magnitude of the absolute value of the deviation. It is divided into a plurality of corresponding areas. Thus, the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is classified into at least two levels according to the value.
そして、本発明では、前記偏差の絶対値がより小さい領域においては、前記偏差の絶対値がより大きい領域と比較して、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変化速度が、より小さい値になるように、変動抑制手段に、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を変換させる。すなわち、前記偏差の値が小さい場合には、その偏差の変化速度がより小さくなるように、偏差の値を変換する。 In the present invention, in the region where the absolute value of the deviation is smaller, the change rate of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is higher than in the region where the absolute value of the deviation is larger. The deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is converted by the fluctuation suppression means so as to be a small value. That is, when the deviation value is small, the deviation value is converted so that the variation rate of the deviation becomes smaller.
このことにより、制御手段によって、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度が低減され、その結果として、蓄電池への負担を低減することができ、蓄電池の寿命をより長くすることが可能となる。また、すべての場合に発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動を抑制する場合と比較して、発電手段と蓄電池とを組み合わせによる供給電力の変動抑制率が低下してしまうことを抑制でき、より効率的な電力供給を行うことが可能となる。 As a result, the frequency at which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched by the control means is reduced, and as a result, the burden on the storage battery can be reduced and the life of the storage battery can be reduced. It becomes possible to make it longer. In addition, in all cases, the fluctuation suppression rate of the supplied power due to the combination of the power generation means and the storage battery is reduced as compared with the case where the fluctuation of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is suppressed. It can be suppressed, and more efficient power supply can be performed.
また、本発明においては、前記充放電切換え抑制手段は、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値と所定の閾値との関係に基づいて、前記偏差を、前記偏差の絶対値がより小さい第一領域と、前記偏差の絶対値がより大きい第二領域に分割し、前記偏差が前記第一領域に属する場合には、前記変動抑制手段に、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を、その変化速度が抑制されるように変換させるように変換させるようにしてもよい。 Further, in the present invention, the charge / discharge switching suppression means is configured to calculate the deviation based on a relationship between an absolute value of a deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount and a predetermined threshold value. When the value is divided into a first region having a smaller value and a second region having a larger absolute value of the deviation, and the deviation belongs to the first region, You may make it convert so that the deviation with an electric power load amount may be converted so that the rate of change may be suppressed.
すなわち、本発明では、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値と、所定の閾値との関係に基づいて、前記偏差を、偏差の絶対値の大きさに応じた第一領域と第二領域に分割する。そして、本発明では、前記偏差の絶対値がより小さい第一領域においては、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変化速度が、より小さい値になるように、変動抑制手段に、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を変換させる。 That is, in the present invention, based on the relationship between the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount and a predetermined threshold value, the deviation is determined according to the magnitude of the absolute value of the deviation. And divide into the second area. In the present invention, in the first region where the absolute value of the deviation is smaller, the fluctuation suppressing means is configured so that the change rate of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount becomes a smaller value. The deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is converted.
このことにより、制御手段によって、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度が低減され、その結果として、蓄電池への負担を低減することができ、蓄電池の寿命をより長くすることが可能である。また、すべての場合に発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動を抑制する場合と比較して、発電手段と蓄電池とを組み合わせによる供給電力の変動抑制率が低下してしまうことを抑制でき、より効率的な電力供給を行うことが可能となる。 As a result, the frequency at which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched by the control means is reduced, and as a result, the burden on the storage battery can be reduced and the life of the storage battery can be reduced. It is possible to make it longer. In addition, in all cases, the fluctuation suppression rate of the supplied power due to the combination of the power generation means and the storage battery is reduced as compared with the case where the fluctuation of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is suppressed. It can be suppressed, and more efficient power supply can be performed.
また、本発明においては、前記充放電切換え抑制手段は、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動が、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる変動か否かを判定する充放電切換え判定手段を有し、
前記充放電切換え判定手段が、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動が、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる変動であると判定した場合に、前記変動抑制手段に、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を、その変化速度が抑制されるように変換させるようにしてもよい。
Further, in the present invention, the charge / discharge switching suppressing means has a state in which a variation in a deviation between a power generation amount of the power generation means and a power load amount is discharged from the storage battery and a state in which the storage battery is charged. Charge / discharge switching determining means for determining whether or not the change is switched;
The charge / discharge switching determination means determines that the variation in the deviation between the power generation amount and the power load amount of the power generation means is a change in which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched. In this case, the fluctuation suppression unit may convert the deviation between the power generation amount of the power generation unit and the power load so that the rate of change is suppressed.
すなわち、本発明では、充放電切換え判定手段によって、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動が、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が切換えられる変動であると実際に判定されたした場合に、変動抑制手段に、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を、その変化速度が抑制されるように変換させる。 That is, in the present invention, the change in the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is a change in which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched by the charge / discharge switching determination means. When it is actually determined, the fluctuation suppression means converts the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount so that the rate of change is suppressed.
これによれば、実際に、発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動が、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が切換えられる変動である場合に、制御手段によって、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度が低減される。その結果、より確実に蓄電池への負担を低減することができ、より確実に蓄電池の寿命をより長くすることが可能である。また、すべての場合に発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動を抑制する場合と比較して、より効率的な電力供給を行うことが可能となる。 According to this, when the fluctuation of the deviation between the amount of power generated by the power generation means and the amount of power load is actually a change in which the state of discharging from the storage battery and the state of charging of the storage battery are switched, the control means This reduces the frequency at which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched. As a result, the burden on the storage battery can be reduced more reliably, and the life of the storage battery can be extended more reliably. Further, in all cases, more efficient power supply can be performed as compared with the case where the variation in deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is suppressed.
また、本発明においては、前記発電手段は、太陽電池によって太陽光エネルギーを電力に変換することで発電する太陽光発電手段としてもよい。これによれば、現在、再生可能エネルギーとして広く普及しつつある太陽電池と蓄電池とを組み合わせた太陽光発電システムにおいて、蓄電池への負担を低減することができ、蓄電池の寿命をより長くすることが可能である。 Moreover, in this invention, the said electric power generation means is good also as a solar power generation means to generate electric power by converting sunlight energy into electric power with a solar cell. According to this, in a photovoltaic power generation system that combines a solar battery and a storage battery, which are now widely used as renewable energy, the burden on the storage battery can be reduced, and the life of the storage battery can be made longer. Is possible.
また、本発明は、上記の制御装置と、
前記発電手段及び前記蓄電池の少なくとも一方と、電力負荷及び系統の少なくとも一方との間で、各々の出力を電圧変換および/または直流交流変換する電力変換装置と、
を備えることを特徴とする分散型電源システムのパワーコンディショナであってもよい。
The present invention also includes the above control device,
A power conversion device that performs voltage conversion and / or DC / AC conversion of each output between at least one of the power generation means and the storage battery and at least one of a power load and a system;
It may be a power conditioner of a distributed power supply system characterized by comprising:
あるいは、本発明は、上記の制御装置と、
電力を出力する発電手段と、
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、
を備えることを特徴とする分散型電源システムであってもよい。
Alternatively, the present invention provides the above control device,
Power generation means for outputting electric power;
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged in accordance with a deviation between an electric power generation amount of the electric power generation means and an electric power load amount;
A distributed power supply system characterized by comprising:
また、本発明は、上記のパワーコンディショナと、
電力を出力する発電手段と、
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、
を備えることを特徴とする分散型電源システムであってもよい。
Further, the present invention provides the above power conditioner,
Power generation means for outputting electric power;
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged in accordance with a deviation between an electric power generation amount of the electric power generation means and an electric power load amount;
A distributed power supply system characterized by comprising:
また、本発明は、電力を出力する発電手段と、
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、を備え、
前記発電手段による発電量が電力負荷量に対し不足している場合には該不足量に応じて前記蓄電池から放電して前記発電手段による発電量を補完するとともに、前記発電手段による発電量が電力負荷量より多い場合にはその余剰量に応じた電力を前記蓄電池に充電する、分散型電源システムの制御方法であって、
前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値がより小さい場合には、該偏差の絶対値がより大きい場合と比較して、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の値を、その変動がより大きく抑制されるように変換することで、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度を低減することを特徴とする分散型電源システムの制御方法であってもよい。
Further, the present invention provides power generation means for outputting electric power,
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged according to a deviation between an electric power generation amount and an electric power load amount of the electric power generation means,
With the amount of power generation to supplement power generation amount by the power generating means and discharged from said storage battery in response to said non foot amount if missing to power load amount by the power generating means, the power generation amount by the power generating means power When there is more than the load amount, the storage battery is charged with electric power according to the surplus amount, and the control method of the distributed power system,
When the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is smaller, the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount than when the absolute value of the deviation is larger. The frequency of switching the value so that the fluctuation is suppressed more greatly, thereby reducing the frequency of switching between the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery, It may be a control method of the power supply system.
また、この場合には、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値と一個または複数個設けられた閾値との関係に基づいて、前記偏差を、前記偏差の絶対値の大きさに応じた複数の領域に分割し、前記偏差の絶対値がより小さい領域においては、前記偏差の絶対値がより大きい領域と比較して、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変化速度が、より小さい値になるように、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を変換することを特徴とする、分散型電源システムの制御方法であってもよい。 Further, in this case, based on the relationship between the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount and one or a plurality of threshold values, the deviation is set to the magnitude of the absolute value of the deviation. In a region where the absolute value of the deviation is smaller, the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is compared with a region where the absolute value of the deviation is larger. A control method for a distributed power supply system may be characterized in that the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is converted so that the change rate of the power supply becomes a smaller value.
また、この場合には、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値と所定の閾値との関係に基づいて、前記偏差を、前記偏差の絶対値がより小さい第一領域と、前記偏差の絶対値がより大きい第二領域に分割し、前記偏差が前記第一領域に属する場合には、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を、その変化速度が抑制されるように変換することを特徴とする、分散型電源システムの制御方法であってもよい。 Further, in this case, based on the relationship between the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount and a predetermined threshold value, the deviation is defined as the first region where the absolute value of the deviation is smaller. , When the deviation is divided into a second region having a larger absolute value and the deviation belongs to the first region, the variation rate of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is suppressed. It may be a control method of a distributed power supply system, characterized in that conversion is performed as described above.
また、この場合には、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動が、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる変動であると判定される場合に、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を、その変化速度が抑制されるように変換することを特徴とする、分散型電源システムの制御方法であってもよい。 Further, in this case, it is determined that the variation in the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is a variation in which the state in which the storage battery is discharged and the state in which the storage battery is charged are switched. In this case, the control method of the distributed power supply system may be characterized in that the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is converted so that the rate of change is suppressed.
また、本発明は、前記発電手段は、太陽電池によって太陽光エネルギーを電力に変換することで発電する太陽光発電手段であることを特徴とする、分散型電源システムの制御方法であってもよい。 Also, the present invention may be a control method for a distributed power system, wherein the power generation means is a solar power generation means for generating power by converting solar energy into electric power by a solar cell. .
なお、上記した課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することが可能である。 Note that means for solving the above-described problems can be used in combination as much as possible.
本発明によれば、自然エネルギー発電装置、コジェネレーションシステムまたは燃料電池などの発電装置と蓄電池を組み合わせた分散型電源システムにおいて、蓄電池の充放電の切換え回数を低減することで、蓄電池の長寿命化を実現しまたは、より効率的な電力供給を実現することができる。 According to the present invention, in a distributed power system that combines a storage battery with a power generation device such as a natural energy power generation device, a cogeneration system, or a fuel cell, the life of the storage battery is extended by reducing the number of times of switching between charging and discharging of the storage battery. Or more efficient power supply can be realized.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。なお、下記の実施例においては、発電手段の例として太陽電池を例にとって説明するが、本発明の適用対象は太陽光発電に限定されるものではない。 DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the following embodiments, a solar cell will be described as an example of power generation means, but the application target of the present invention is not limited to solar power generation.
<実施例1> <Example 1>
図1には、本実施例における分散型電源システムの一例である太陽光発電システム1の概略構成を示す。太陽光発電システム1においては、自然エネルギーとして太陽光エネルギーを利用して発電する太陽電池2が設けられている。太陽電池2の出力は、太陽電池2の直流出力を電圧変換して昇圧するDC/DC変換回路3に入力される。また、DC/DC変換回路3から出力される直流電力は、双方向DC/AC変換回路4によって交流に変換される。この双方向DC/AC変換回路3の出力は、系統8及び負荷9に接続されている。
FIG. 1 shows a schematic configuration of a photovoltaic
系統8が正常に作動している場合には、太陽光発電システム1は、系統8と連系した連系運転状態になる。そのとき、双方向DC/AC変換回路4は系統8と負荷9に交流電力を出力する。双方向DC/AC変換回路4からの出力電力が負荷9の消費電力よりも少ないときには、不足分が系統8から負荷9に自動的に供給されるようにしてもよい。逆に、双方向DC/AC変換回路4からの出力電力が負荷9の消費電力よりも多いときには、余剰分が系統8に自動的に供給されるようにしてもよい。
When the
また、本実施例における太陽光発電システム1は、蓄電池5を備えている。本実施例においては、蓄電池5としてリチウム・イオン電池を用いることを前提に説明を進めるが、蓄電池5は、例えばNaS電池(ナトリウム−硫黄電池)など、他の種類のものであっても構わない。蓄電池5の出力は双方向DC/DC変換回路6に接続され電圧変換される。双方向DC/DC変換回路6の出力は、DC/DC変換回路3の出力に接続されている。これにより、負荷9の消費電力が太陽電池2による発電電力より多い場合には、蓄電池5から放電される電力を補完することで負荷9の消費電力を充足させる。また、前述のように、太陽電池2による発電量は天候の影響を受けて出力が大きく変動し、系統8の電圧変動や周波数変動といった電力品質への悪影響を与える虞があるので、蓄電池5からの電力供給によって、太陽電池2と蓄電池5の組み合わせにおける発電電力の変動を抑制するようになっている。
Moreover, the solar
また、負荷9の消費電力が太陽電池2による発電電力より少なく、蓄電池5の充電量が不充分な場合は、太陽電池2で発電された電力のうち、負荷9に供給されない分は、蓄電池5の充電のために双方向DC/DC変換回路6を通じて蓄電池5に供給される。また、蓄電池5の充電量が不充分であって太陽電池2で発電された電力のうち、負荷9に供給されない分の電力が蓄電池5の充電のための電力として不充分な場合には、系統8から、双方向DC/AC変換回路4、双方向DC/DC変換回路6を通じて、蓄電池5に電力が供給されるようにしてもよい。
Further, when the power consumption of the
この蓄電池5からの充放電量の制御は、制御装置7が有する図示しないマイクロプロセッサ及び、マイクロプロセッサ上で実行されるプログラムによって双方向DC/DC変換回路6が制御されることにより実現される。この図示しないマイクロプロセッサ及びプログラムは、本実施例における制御手段に相当する。制御装置7は、後述するPV発電量センサーによってDC/DC変換回路3の出力電力を計測するとともに、負荷量センサーによって負荷9における負荷電力を計測し、その偏差の量に応じて、蓄電池5の充放電量を制御する。なお、図1において破線で示す範囲、すなわちDC/DC変換回路3、双方向DC/AC変換回路4、制御装置7、双方向DC/DC変換回路6を、パワーコンディショナ1aという形で一筐体内に配置してもよい。あるいは、制御装置7だけを独立の装置とし、点線で示す範囲、すなわちDC/DC変換回路3、双方向DC/AC変換回路4、双方向DC/DC変換回路6をパワーコンディショナ1bという形で一筐体内に配置してもよい。ここで、DC/DC変換回路3、双方向DC/AC変換回路4、双方向DC/DC変換回路6の少なくとも一つは、本実施例における電力変換装置に相当する。
The control of the charge / discharge amount from the
図2には、制御装置7のシステム構成図を示す。制御装置7は、CPU76、ROM77、RAM78の他、先述のPV発電量センサーとしての電圧センサー71、電流センサー72と、負荷量センサーとしての電圧センサー73、電流センサー74と、を備えており、これらのセンサーからのアナログ出力は、ADコンバーター74によってデジタル化される。また、制御装置7の制御信号は、I/Oインターフェース75を通じて、充放電量制御のために双方向DC/DC変換回路6に入力される。
In FIG. 2, the system block diagram of the
図3には、制御装置7による従来の充放電量制御のブロック図を示す。図3に示すように、従来の充放電量制御においては、太陽電池2による発電量と負荷9の負荷量との偏差と、蓄電池5による充放電量と、の間の偏差が目標値に近づくように、制御ロジックに基づく充放電制御が行われる。この目標値が0の場合には、基本的に系統8との間の電力授受がないように制御されることになる。
In FIG. 3, the block diagram of the conventional charge / discharge amount control by the
なお、前述のように、蓄電池5からの電力供給によって、太陽電池2と蓄電池5の組み合わせにおける発電電力の変動を抑制するようになっているが、太陽電池2と蓄電池5の組合せによる供給電力の変動抑制効果は以下の変動抑制率(FRR:Fluctuation Reduction Rate)によって評価される。
FRR=(Spv−Sgd)/Spv×100・・・・・(1)
ここで、Spvは、太陽電池出力にFFT(Fast Fourier Transform)を施して得られる、所定の周波数範囲における周波数スペクトル成分の大きさである。また、Sgdは、太陽電池2と蓄電池5の出力の組合せ後の連係点における出力にFFTを施して得られる、所定の周波数範囲における周波数スペクトル成分の大きさである。よって、FRRの値が大きいほど、太陽電池2と蓄電池5の組合せにおける発電電力の変動抑制効果が大きいことを意味する。(直井伸也、他2名、「出力変動抑制機能付き太陽光発電システムの実証試験」、東芝レビュー、Vol.67 No.1(2012)、p.14−17)
As described above, the power supply from the
FRR = (Spv−Sgd) / Spv × 100 (1)
Here, Spv is the magnitude of the frequency spectrum component in a predetermined frequency range obtained by performing FFT (Fast Fourier Transform) on the solar cell output. Sgd is the magnitude of the frequency spectrum component in a predetermined frequency range obtained by performing FFT on the output at the linkage point after the combination of the outputs of the
このように、太陽電池2による発電量の、天候の変化による変動を、蓄電池5で吸収して抑制しているので、天候や負荷9の負荷量の状態によっては、単位時間あたりの蓄電池5の充放電電流レートが増大したり蓄電池5の充放電回数が増加したりするため、太陽電池2と蓄電池5の組合せによる発電効率が低下したり、蓄電池5の寿命が短寿命化するなどの不都合が生じる場合があった。
In this way, fluctuations in the amount of power generated by the
それに対し、従来より、「変化速度制限フィルター」を用いる対策が提案されている。
これは、図4に示すように、太陽電池2の発電量と負荷量との偏差の量に対して変動抑制手段の一例としてのレイトリミッター760を挿入し、太陽電池2の発電量と負荷量との偏差の変化速度の絶対値を常に規定値以下に制限するものである。
On the other hand, conventionally, a countermeasure using a “change rate limiting filter” has been proposed.
As shown in FIG. 4, a
ここで、太陽電池2の発電量と負荷量との偏差の変化速度(レイト)は、以下の式で表される。
Rate=(y(x)−y(x−1))/(t(x)−t(x−1))・・・(2)
ここで、t(x)は、x番目のサンプリング時刻、y(x)は、t(x)における物理量(今回の場合は、太陽電池2の発電量と負荷量との偏差)である。
Here, the change rate (rate) of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
Rate = (y (x) −y (x−1)) / (t (x) −t (x−1)) (2)
Here, t (x) is the x-th sampling time, and y (x) is a physical quantity at t (x) (in this case, the deviation between the power generation amount and the load amount of the solar cell 2).
そして、レイトリミッター760においては、最大立ち上がりレートをRp、最大立下りレートをRnとすると、上記のRateが制限値であるRp以下、Rn以上の場合出力はy(x)がそのまま出力される。また、上記のRateが制限値であるRp以上の場合はRpが、Rn以下の場合はRnが出力される。このレイトリミッター760を利用した場合の、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、レイトリミッター760を通過した後の偏差出力との関係は、図5に示すようなものになる。なお、図5では、図3における目標値は0としている。
In the
図5において、横軸は時間、縦軸は電力であるが、電力の数値自体は便宜上のものである。この点は、以下の説明における同様のグラフでも同じである。点線で示すのは太陽電池2の発電量と負荷量の偏差であり、実線で示すのはレイトリミッター760を働かせた場合の偏差出力である。図5から分かるように、レイトリミッター760を挿入することで、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変動(以下、偏差変動ともいう)が抑えられている。その結果、蓄電池5による充放電量の変動も押えられ、充放電の切換え回数も減少する。しかしながら、このレイトリミッター760を挿入する方策では、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差がどのような値であっても、その変化速度が制限される。そのため、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が大きく増加する場合には、その変化を蓄電池5が充分に補完することができず、太陽電池2と蓄電池5の組み合わせによる、発電電力の変動抑制効果が充分得られない場合があった。
In FIG. 5, the horizontal axis represents time, and the vertical axis represents power, but the power values themselves are for convenience. This is the same for the similar graphs in the following description. A dotted line indicates a deviation between the power generation amount and the load amount of the
また、レイトリミッター760を挿入する方策では、蓄電池5の寿命の短寿命化を抑制する観点からは、あまり偏差変動を抑制する必要のない、蓄電池5における充電方向から充電方向または、放電方向から放電方向への偏差変動も制限してしまう。従って、太陽電池2と蓄電池5の組合せによる発電電力の変動抑制が効率良く行われているとは言えなかった。
Further, in the measure for inserting the
これに対し、本実施例では、レイトリミッター760を、太陽電池2の発電量と負荷量との偏差の絶対値が規定値以下の場合にのみ働かせる、ダイナミックレイトリミッターを採用することにした。このダイナミックレイトリミッターによる偏差変動の抑制のための、レイトリミッター制御ロジックのフローチャートを図6に示す。このレイトリミッター制御ロジックは、制御装置7のROM77に格納されたプログラムであり、CPU76によって実行される。
On the other hand, in this embodiment, a
本ロジックが実行されると、まず、S101において、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値以下か否かが判定される。ここで、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値より大きいと判定された場合には、充電方向から放電方向へまたは放電方向から充電方向へというように、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性は低いと判断されるので、S104に進む。一方、S101において、偏差の絶
対値が規定値以下であると判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性が高いと判断されるので、S102に進む。
When this logic is executed, first, in S101, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S102においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度の絶対値が制限値以下かどうかが判定される。ここで、変化速度の絶対値が制限値以下であると判定された場合には、偏差変動を抑制する必要は特にないと判断されるのでS104に進む。一方、変化速度の絶対値が制限値より大きいと判定された場合には、偏差変動を抑制する必要があると判断されるのでS103に進む。
In S102, it is determined whether or not the absolute value of the change rate of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S103においては、変化速度の絶対値が制限値となるような偏差の値を出力する。一方、S104においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差、すなわちレイトリミッター760への入力をそのまま出力する。S103またはS104の処理が終了すると本ロジックを一旦終了する。なお、図6のS101及びS102においては、簡単のため、夫々偏差、変化速度という言葉を使用しているが、これらは正確には、偏差の絶対値、変化速度の絶対値を表している。なお、本実施例におけるレイトリミッター制御ロジックまたは、レイトリミッター制御ロジックを実行するCPU76は、充放電切換え抑制手段に相当する。
In S103, a deviation value is output such that the absolute value of the change speed becomes the limit value. On the other hand, in S104, the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図7には、本実施例における制御内容に係るブロック図を示す。本実施例における示すブロック図と、図4に示したブロック図との相違点は、本実施例においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差に対してレイトリミッター760を働かす経路と、働かせない経路とが設けられており、何れの経路を使用するかを選択するレイトリミッター制御ロジック761が設けられている点である。このレイトリミッター制御ロジック761が、図6に示したフローチャートにおいてS103の処理を実行するか、S104の処理を実行するかによって、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差がレイトリミッター760を働かせるか否かが選択される。
FIG. 7 shows a block diagram relating to control contents in the present embodiment. The difference between the block diagram shown in the present embodiment and the block diagram shown in FIG. 4 is that, in the present embodiment, the path for operating the
図8には、本実施例における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、レイトリミッター制御ロジック761及びレイトリミッター760による偏差変動の抑制制御を行った後の偏差出力との関係を示す。点線で示されるカーブは太陽電池2の発電量と負荷量の偏差である。実線で示されるカーブは、レイトリミッター制御ロジック761及びレイトリミッター760による偏差変動の抑制制御を行った後の偏差出力である。図8においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値の規定値、すなわち、レイトリミッター760を働かせるかどうかの閾値は5と定めている。また、レイトリミッター760を働かせる場合の変化速度の絶対値の制限値は1と定めている。従って、点線で示した太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、−5〜+5の範囲であって、その時点におけるレイトリミッター760の偏差出力から、次のサンプリング時間における偏差量への変化速度の絶対値が1より大きい場合には、変化速度すなわちグラフの傾きの絶対値を1に制限している。
FIG. 8 shows the relationship between the deviation between the power generation amount and the load amount of the
以上のダイナミックレイトリミッターによれば、太陽電池2の充放電の方向が切換る可能性の高い、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が小さい領域に限って偏差変動を抑制するので、単にレイトリミッターを使用した場合、すなわち全ての偏差変動を抑制する場合と比較して、全体としての太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の偏差変動に対する蓄電池5の出力の追従性を高めることができる、よって、太陽電池2と蓄電池5の組合せに係るFRRを、レイトリミッターを使用した場合と比較して高く維持することが可能となる。
According to the dynamic rate limiter described above, the variation in deviation is suppressed only in a region where the deviation between the power generation amount and the load amount of the
次に、ダイナミックレイトリミッターにおける、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値に関する実際の規定値、すなわち、レイトリミッター760を働かせるかどうかの閾値と、レイトリミッター760を働かせる場合の変動速度の実際の制限値の決め方について説明する。ダイナミックレイトリミッターについて説明する前に、まず、単にレイト
リミッター760を働かせる場合の、変動速度の実際の制限値の決め方について説明する。
Next, in the dynamic rate limiter, the actual specified value regarding the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図9には、単にレイトリミッター760を働かせた場合の変化速度の絶対値の制限値を横軸に、FRR及び、充放電回数を縦軸にとったグラフを示す。実線が充放電回数、破線がFRRを示す。このグラフから、単にレイトリミッター760を働かせた場合には、変化速度の絶対値の制限値を設定しない場合と比較して、充放電回数をある程度低減することができ、且つ充分なFRRを得ることが可能な制限値として、例えば0.5程度としても良いことが分かる。
FIG. 9 is a graph in which the limit value of the absolute value of the change rate when the
次に、図10には、本実施例におけるダイナミックレイトリミッターに関して、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値の規定値を横軸に、FRR及び太陽電池2の充放電回数を縦軸にとったグラフを示す。図10から、FRRが70%以上、充放電回数が10回以下となる規定値の範囲を検討すると、0.25≦規定値≦0.4程度の値に設定してもよいことが分かる。また、図11には、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値の規定値を横軸に、充電率及び放電率を縦軸にとったグラフを示す。ここで、充電率及び放電率は90%〜100%の範囲であることが望ましいので、図11から規定値の範囲を検討すると、0≦規定値≦0.25程度の値が望ましいと言える。よって、図10及び図11の結果から、規定値の値としては0.25を採用してもよいことが分かる。
Next, in FIG. 10, regarding the dynamic rate limiter in the present embodiment, the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図12には、ダイナミックレイトリミッターにおいてレイトリミッター760を働かせる場合の変動速度の絶対値の制限値を横軸に、FRR及び充放電回数を縦軸にとったグラフを示す。実線が充放電回数、破線がFRRを示す。また、このグラフでは規定値は0.25で固定している。このグラフからダイナミックレイトリミッターにおいては、変化速度の絶対値の制限値を設定しない場合と比較して、充放電回数をある程度低減することができ、且つ充分なFRRを得ることが可能な制限値として、例えば0.01程度としても良いことが分かる。
FIG. 12 is a graph in which the limit value of the absolute value of the fluctuation speed when the
図13には、横軸に、季節と天気、負荷(オール電化、ガス併用、ガス発電併用)を含む36パターンにおける充放電回数を、リミッターなし、レイトリミッター使用、本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用の各場合についてシミュレーションを行った結果を示す。実線はリミッターなし、点線がレイトリミッター使用、破線は本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用の場合を示している。図13から分かるように、全体的には、リミッターなしの場合に比較して、レイトリミッターを使用した方が、また、レイトリミッター使用の場合と比較して、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合の方が、充放電回数が改善している。 In FIG. 13, the horizontal axis shows the number of times of charging / discharging in 36 patterns including the season, weather, and load (all electrification, combined use of gas, combined use of gas power generation), no limiter, use of the rate limiter, and the dynamic rate limiter according to the present embodiment. The result of having performed simulation about each case of use is shown. A solid line indicates a case where no limiter is used, a dotted line indicates that the rate limiter is used, and a broken line indicates a case where the dynamic rate limiter according to this embodiment is used. As can be seen from FIG. 13, overall, the rate limiter is used compared to the case without the limiter, and the case where the dynamic rate limiter is used compared to the case where the rate limiter is used. However, the number of charge and discharge is improved.
また、図14には、横軸に、季節と天気、負荷(オール電化、ガス併用、ガス発電併用)を含む36パターンにおけるFRRを、リミッターなし、レイトリミッター使用、本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用の各場合についてシミュレーションを行った結果を示す。実線はリミッターなし、点線がレイトリミッター使用、破線は本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用の場合を示している。図14から分かるように、全体的には、リミッターなしの場合が、FRRが最も高くなっているが、レイトリミッター使用の場合と比較して、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合の方が、FRRが高くなっている。 In FIG. 14, the horizontal axis shows the FRR in 36 patterns including the season, weather, and load (all electrification, combined use of gas, combined use of gas power generation), no limiter, use of the rate limiter, and the dynamic rate limiter according to this embodiment. The result of having performed simulation about each case of use is shown. A solid line indicates a case where no limiter is used, a dotted line indicates that the rate limiter is used, and a broken line indicates a case where the dynamic rate limiter according to this embodiment is used. As can be seen from FIG. 14, overall, the FRR is highest when there is no limiter, but the FRR is higher when the dynamic rate limiter is used than when the rate limiter is used. It is high.
図15〜図19には、各環境条件における、リミッターなし、レイトリミッター使用、本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用の各場合について、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差、蓄電池5の充放電、受電端売買電力の計測結果を示す。図15は春雨の場合、図16は、夏季の晴れの場合、図17は、夏季の雨の場合、図18は秋雨の場合
、図19は冬季の曇りの場合について示す。5種類の環境条件における測定の全ての場合において、FRRについてはリミッターなし、本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用、レイトリミッター使用の順番でFRRが高く、充放電回数についてはレイトリミッター使用、本実施例に係るダイナミックレイトリミッター使用、リミッターなしの順番で充放電回数が少ないことが分かる。
15 to 19 show the deviation between the power generation amount and the load amount of the
以上の結果、比較的少ない充放電回数と、比較的高いFRRをバランス良く得る方法として、本実施例におけるダイナミックレイトリミッターを使用することが有効である点が理解できた。 As a result of the above, it was understood that it is effective to use the dynamic rate limiter in the present embodiment as a method for obtaining a relatively small number of charge / discharge cycles and a relatively high FRR in a balanced manner.
<実施例2>
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例では、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値の規定値を複数有し、当該偏差の値に応じて、多段階で変化速度の絶対値の制限値を設定するマルチレベルダイナミックレイトリミッターについて説明する。なお、本実施例における太陽光発電システム1及び、制御装置7のシステム構成は図1及び、図2に示した実施例1のものと同様である。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, there are a plurality of prescribed values of absolute values of deviation between the power generation amount and the load amount of the
実施例1におけるダイナミックレイトリミッターを使用することを前提として、充放電回数をさらに減少させようとする場合は、FRRの減少量が大きくなってしまい、実施例1で示した以上に充放電回数を減少させることが容易ではなかった。それに対し本実施例では、実施例1で設定した規定値の範囲に対し、より広い範囲の第2の規定値を設定し、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値より大きく第2の規定値以下の場合には、偏差の変化速度に対して、実施例1における制限値より大きな第2の制限値を設定し、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度を制限することとした。以下の説明では、この制御をマルチレベルダイナミックレイトリミッターと呼ぶ。
On the premise that the dynamic rate limiter in Example 1 is used, if the number of charge / discharge is further reduced, the amount of FRR decrease becomes large, and the number of charge / discharge is larger than that shown in Example 1. It was not easy to reduce. On the other hand, in this embodiment, the second specified value in a wider range is set with respect to the specified value range set in the first embodiment, and the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図20には、本実施例におけるマルチレベルダイナミックレイトリミッターによる偏差変動の抑制のための、レイトリミッター制御ロジック2のフローチャートを示す。このレイトリミッター制御ロジック2も、制御装置7のROM77に格納されたプログラムであり、CPU76によって実行される。
FIG. 20 shows a flowchart of the rate
本ロジックが実行されると、まず、S201において、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値1以下か否かが判定される。ここで言う規定値1はダイナミックレイトリミッターにおける規定値に相当する。そして、偏差の絶対値が規定値1より大きいと判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性は低いと判断されるので、S205に進む。一方、S101において、偏差の絶対値が規定値以下であると判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性が高いと判断されるので、S202に進む。
When this logic is executed, first, in S201, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S202においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度の絶対値が制限値1以下かどうかが判定される。ここで言う制限値1はダイナミックレイトリミッターにおける制限値に相当する。そして、変化速度の絶対値が制限値1以下であると判定された場合には、偏差変動を抑制する必要は特にないと判断されるのでS204に進む。一方、変化速度の絶対値が制限値1より大きいと判定された場合には、偏差変動を抑制する必要があると判断されるのでS203に進む。
In S202, it is determined whether or not the absolute value of the change rate of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S203においては、変化速度の絶対値が制限値1となるような偏差出力を算出し、その値を出力する。一方、S204においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差をそのまま出力する。
In S203, a deviation output is calculated such that the absolute value of the change speed becomes the
次に、S205においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値2以下か否かが判定される。なお、規定値1及び規定値2は正数であり、規定値2は規定値1より大きくなるように設定されている。ここで、偏差の絶対値が規定値2より大きいと判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性はより低いと判断されるのでS209に進む。一方、S205において、偏差の絶対値が規定値2以下であると判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性が残っている判断されるのでS206に進む。
Next, in S205, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S206においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度の絶対値が制限値2以下かどうかが判定される。なお、制限値1及び制限値2は正数であり、制限値2は制限値1より大きくなるように設定されている。ここで、変化速度の絶対値が制限値2以下であると判定された場合には、偏差変動を抑制する必要は特にないと判断されるのでS208に進む。一方、変化速度の絶対値が制限値2より大きいと判定された場合には、偏差変動を抑制する必要があると判断されるのでS207に進む。
In S206, it is determined whether or not the absolute value of the change rate of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S207においては、変化速度の絶対値が制限値2となるような偏差出力が算出され、その値が出力される。一方、S208においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の値がそのまま出力される。S203、S204、S207、S208のいずれかの処理が終了すると一旦本フローを終了する。
In S207, a deviation output is calculated such that the absolute value of the change speed is the
S201〜S208のフローによって、2段階の既定値と制限値を有するマルチレベルダイナミックレイトリミッターが実現されるが、同様に、3段階以上の規定値及び制限値が設定されている場合にはS205〜S208に相当する処理が繰り返される。ここでは、仮にn段階の規定値及び制限値を有する場合について、S209以降の処理として説明する。S209においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値n以下か否かが判定される。ここで、偏差の絶対値が規定値nより大きいと判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性はさらに低いと判断されるので、S212に進む。一方、S209において、偏差の絶対値が規定値n以下であると判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性がさらに残っていると判断されるので、S210に進む。
A multi-level dynamic rate limiter having two levels of default values and limit values is realized by the flow of S201 to S208. Similarly, when three or more levels of specified values and limit values are set, S205 to The process corresponding to S208 is repeated. Here, a case where there are n-stage specified values and limit values will be described as processing after S209. In S209, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S210においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度の絶対値が第n制限値以下かどうかが判定される。ここで、変化速度の絶対値が第n制限値以下であると判定された場合には、偏差変動を抑制する必要は特にないと判断されるのでS212に進む。一方、変化速度の絶対値が第n制限値より大きいと判定された場合には、偏差変動を抑制する必要があると判断されるのでS211に進む。
In S210, it is determined whether the absolute value of the change rate of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S211においては、変化速度の絶対値が制限値nとなるような偏差出力が算出され、その値が出力される。一方、S212においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差をそのまま出力する。S211またはS212の処理が終了すると本フローを一旦終了する。なお、図20のS201、S205及びS209においては、簡単のため偏差という言葉を使用しているが、これらは各々、偏差の絶対値を意味する。また、S202、206及び210においても、簡単のため変化速度という言葉を使用しているが、これらは各々、変化速度の絶対値を意味する。また、本実施例におけるレイトリミッター制御ロジック2または、レイトリミッター制御ロジック2を実行するCPU76は、充放電切換え抑制手段に相当する。
In S211, a deviation output is calculated such that the absolute value of the change speed becomes the limit value n, and the value is output. On the other hand, in S212, the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図21には、本実施例におけるマルチレベルダイナミックレイトリミッターの制御内容に係るブロック図を示す。本実施例における示すブロック図と、図7に示したブロック図との相違点は、本実施例においては、レイトリミッター760とレイトリミッター762
の2種類のレイトリミッターを有する点である。レイトリミッター760は、規定値1及び制限値1を制御に用いているのに対し、レイトリミッター762は、規定値2及び制限値2を制御に用いている。本実施例においては、レイトリミッター制御ロジック761が、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差に応じて、何れのレイトリミッターを働かせるか、あるいは、何れのレイトリミッターも働かせないかを選択する。なお、n段階の規定値及び制限値を有する場合は、図21においてn個のレイトリミッターを有することとなる。
FIG. 21 is a block diagram relating to the control contents of the multilevel dynamic rate limiter in the present embodiment. The difference between the block diagram shown in the present embodiment and the block diagram shown in FIG. 7 is that a
This is a point having two types of rate limiters. The
図22には、本実施例における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、マルチレベルダイナミックレイトリミッターによる偏差変動の抑制制御を行った後の偏差出力との関係を示す。横軸は時間であり縦軸は電力であるが数値自体は便宜上のものである。図22においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値の規定値は破線で示すように5、規定値2は点線で示すように15に設定されている。また、変化速度の絶対値の制限値は1、制限値2は5と定めている。従って、点線の折れ線で示した太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、−5〜+5の範囲(偏差の絶対値が5以下)であって、その時点におけるレイトリミッターの偏差出力から、次の偏差量への変化速度の絶対値が1より大きい場合には、変化速度(グラフの傾き)の絶対値を1に制限している。また、点線の折れ線で示した太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、−15〜−5及び、+5〜+15の範囲であって、その時点におけるレイトリミッターの偏差出力から、次の偏差量への変化速度の絶対値が5より大きい場合には、変化速度(グラフの傾き)の絶対値を5に制限している。
FIG. 22 shows the relationship between the deviation between the power generation amount and the load amount of the
これによれば、太陽電池2の充放電の方向が切換る可能性の高い、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が小さい場合には、より厳しく偏差変動を抑制し、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が大きくなるにつれ、偏差変動の抑制の度合いを緩和する制御が実現できるので、ダイナミックレイトリミッターを用いた場合と比較して、より確実に、充放電回数を減少させることが可能となる。
According to this, when the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
次に、本実施例におけるマルチレベルダイナミックレイトリミッターにおける規定値2と、制限値2の値の設定の仕方について説明する。この際、1段階目の偏差範囲の規定値1は、実施例1と同様0.25に設定する。また、制限値1も実施例1と同様0.01に設定する。図23には、2段階目の偏差範囲における制限値2を横軸に、FRR及び充放電回数を縦軸にとったグラフを示す。図23において、少ない充放電回数と、高いFRRを併せて実現可能な制限値2としては、0.4の値を選択してもよいことが分かる。なお、この際、規定値2としては仮に0.8に固定している。
Next, how to set the specified
次に、図24には、制限値2を0.4とした場合に、横軸に規定値2、縦軸にFRRと充放電回数をとったグラフを示す。図24において、低い充放電回数と、高いFRRを併せて実現可能な制限値2としては、0.75の値を選択してもよいことが分かる。
Next, FIG. 24 shows a graph in which when the
次に、規定値を0.25、制限値を0.01、規定値2を0.75、制限値2を0.4と設定した上で、マルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合のFRRと、充放電回数をシミュレーションによって求めたところ、FRRは77%、充放電回数は4回であった。これに対し、実施例1で示したダイナミックレイトリミッターを用いて充放電回数を4回に抑えるためには、規定値は0.75、制限値は0.02である必要があり、この規定値及び制限値を用いてシミュレーションを行ったところ、FRRは52%であった。このように、本実施例におけるマルチレベルダイナミックレイトリミッターを用いれば、実施例1におけるダイナミックレイトリミッターを用いた場合と比較して、同じ充放電回数とした場合には、より高いFRRを得ることが可能である。
Next, after setting the specified value to 0.25, the limit value to 0.01, the specified
図25には、横軸に、季節と天気、負荷(オール電化、ガス併用、ガス発電併用)を含む36パターンにおける充放電回数を、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合と
、本実施例に係るマルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合についてシミュレーションを行った結果を示す。実線はダイナミックレイトリミッターを使用した場合、点線は本実施例に係るマルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合を示している。ここでは、ダイナミックレイトリミッターの制限値を0.01、規定値を0.25、マルチレベルダイナミックレイトリミッターの制限値を0.2、規定値を0.35、制限値2を0.01、規定値2を0.25としている。
In FIG. 25, the horizontal axis shows the number of times of charging / discharging in 36 patterns including the season, weather, and load (all electrification, combined use of gas, combined use of gas power generation) when the dynamic rate limiter is used, and the multi-rate according to this embodiment. The result of having performed simulation about the case where a level dynamic rate limiter is used is shown. A solid line indicates a case where the dynamic rate limiter is used, and a dotted line indicates a case where the multi-level dynamic rate limiter according to the present embodiment is used. Here, the limit value of the dynamic rate limiter is 0.01, the specified value is 0.25, the limit value of the multi-level dynamic rate limiter is 0.2, the specified value is 0.35, and the
図25から分かるように、全体的には、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合より、マルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合の方が、充放電回数が改善していることが分かる。充放電回数の平均は、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合は16回、マルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合は14回であった。 As can be seen from FIG. 25, it can be seen that the number of charge / discharge cycles is improved when the multi-level dynamic rate limiter is used as compared with the case where the dynamic rate limiter is used. The average number of times of charging / discharging was 16 times when the dynamic rate limiter was used, and 14 times when the multi-level dynamic rate limiter was used.
また、図26には、横軸に、季節と天気、負荷(オール電化、ガス併用、ガス発電併用)を含む36パターンにおけるFRRを、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合及び、本実施例に係るマルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合についてシミュレーションを行った結果を示す。実線はダイナミックレイトリミッターを使用した場合、点線は本実施例に係るマルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合を示している。図26から分かるように、全体的には、ダイナミックレイトリミッターを使用した場合と、マルチレベルダイナミックレイトリミッターを使用した場合とで、同等のFRRを得られたことが分かる。FRRの平均値は両方の場合において85%であった。 FIG. 26 also shows the FRR in 36 patterns including the season, weather, and load (all electrification, combined use of gas, combined use of gas power generation) on the horizontal axis when the dynamic rate limiter is used and the multi-rate according to this embodiment. The result of having performed simulation about the case where a level dynamic rate limiter is used is shown. A solid line indicates a case where the dynamic rate limiter is used, and a dotted line indicates a case where the multi-level dynamic rate limiter according to the present embodiment is used. As can be seen from FIG. 26, overall, it can be seen that the same FRR was obtained when the dynamic rate limiter was used and when the multi-level dynamic rate limiter was used. The average value of FRR was 85% in both cases.
なお、上記の実施例1及び2においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差を複数の領域に分割し、各々の領域において異なる規定値及び制限値を使用して、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変動が、偏差0のラインと交差しないように制御を行った。しかしながら、このような段階的な制御ではなく、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の値に応じて、無段階に定められた制限値を予め作成したマップから読み出して、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が小さいほど、より小さい制限値を使用して制御するようにしても構わない。
In Examples 1 and 2 described above, the deviation between the power generation amount and the load amount of the
これによれば、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が小さいほど、偏差の変化速度の絶対値を、きめ細やかに小さくすることができ、より確実に、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変動が、偏差0のラインと交差しないようにすることができる。
According to this, as the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
<実施例3>
次に、本発明の実施例3について説明する。本実施例では、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値以下の場合であって、更に、偏差の変化速度の絶対値が制限値以下であり、且つ、偏差が、充放電の方向を変える偏差である場合に、偏差の変化速度を制限するディレクショナルダイナミックレイトリミッターについて説明する。なお、本実施例における太陽光発電システム1及び、制御装置7のシステム構成は図1及び、図2に示した実施例1のものと同様である。
<Example 3>
Next,
図27には、本実施例におけるディレクショナルダイナミックレイトリミッターによる偏差変動の抑制のための、レイトリミッター制御ロジック3のフローチャートを示す。このレイトリミッター制御ロジック3も、制御装置7のROM77に格納されたプログラムであり、CPU76によって実行される。
FIG. 27 shows a flowchart of the rate
本ロジックが実行されると、まず、S301において、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値以下か否かが判定される。ここで、偏差の絶対値が規定値より大き
いと判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性は低いと判断されるので、S305に進む。一方、S301において、偏差の絶対値が規定値以下であると判定された場合には、偏差変動によって蓄電池5の充放電の方向が切換る可能性が高いと判断されるので、S302に進む。
When this logic is executed, first, in S301, it is determined whether or not the absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S302においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度の絶対値が制限値以下かどうかが判定される。ここで、変化速度の絶対値が制限値以下であると判定された場合には、偏差変動を抑制する必要は特にないと判断されるのでS305に進む。一方、変化速度の絶対値が制限値より大きいと判定された場合には、偏差変動を抑制する必要があると判断されるのでS303に進む。
In S302, it is determined whether or not the absolute value of the change rate of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
S303においては、変化後の偏差が蓄電池5の充放電の方向を変える偏差か否かが判定される。すなわち、偏差出力のカーブが充放電量0のラインと交差するような偏差かどうかが判定される。ここで、変化後の偏差が蓄電池5の充放電の方向を変える偏差でない場合には、必ずしも偏差変動を抑制する必要はないと判断されるのでS305に進む。一方、変化後の偏差が蓄電池5の充放電の方向を変える偏差であると判定された場合には、偏差変動を抑制する必要があると判断されるのでS304に進む。
In S303, it is determined whether or not the deviation after the change is a deviation that changes the charging / discharging direction of the
S304においては、変化速度の絶対値が制限値となるような偏差出力を算出し、この値を出力する。一方、S305においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差をそのまま出力する。本実施例における制御内容に係るブロック図の内容は、図7に示したブロック図と同等であるので、ここでは説明を省略する。なお、本実施例におけるレイトリミッター制御ロジック3または、レイトリミッター制御ロジック3を実行するCPU76は、充放電切換え抑制手段に相当する。また、特に、レイトリミッター制御ロジック3におけるS303の処理または、S303の処理を実行するCPU76は、充放電切換え判定手段に相当する。
In S304, a deviation output is calculated so that the absolute value of the change speed becomes the limit value, and this value is output. On the other hand, in S305, the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図28には、本実施例における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、ディレクショナルダイナミックレイトリミッターを使用した場合の偏差出力との関係を示す。横軸は時間、縦軸は電力であるが数値自体は便宜上のものである。図28においては、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値の規定値は5と設定されている。また、変化速度の絶対値の制限値は1と設定されている。従って、点線で示した太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、−5〜+5の範囲であって、次の偏差量への変化速度の絶対値が1より大きく、さらに、その時点におけるディレクショナルダイナミックレイトリミッターの偏差出力から、次の偏差への変化が偏差0のラインと交差する場合には、変化速度(グラフの傾き)の絶対値を1に制限している。
FIG. 28 shows the relationship between the deviation between the power generation amount and the load amount of the
これによれば、太陽電池2の充放電の方向が実際に切換る場合に限って、偏差変動を抑制するので、全体としての太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の偏差変動に対する蓄電池5の出力の追従性をより高めることができるので、太陽電池2と蓄電池5の組合せにおけるFRRをより高く維持することが可能となる。
According to this, since the deviation fluctuation is suppressed only when the charging / discharging direction of the
<実施例4>
次に、本発明の実施例4について説明する。本実施例では、実施例3で説明したディレクショナルダイナミックレイトリミッターをさらに改良した、リミテッドディレクショナルダイナミックレイトリミッターについて説明する。なお、本実施例における太陽光発電システム1及び、制御装置7のシステム構成は図1及び、図2に示した実施例1のものと同様である。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. In this embodiment, a limited directional dynamic rate limiter obtained by further improving the directional dynamic rate limiter described in the third embodiment will be described. In addition, the system configuration | structure of the solar
本実施例におけるリミテッドディレクショナルダイナミックレイトリミッターでは、図29に示すように、以下のルールに従って、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の変化速度を制限する。
(1)現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、次回のサンプリング時間における太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、同符号であり、絶対値が大きくなる方向の変動である場合には、変化速度を制限しない。
(2)現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値3以下であり、現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、次回のサンプリング時間における太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、同符号であり、絶対値が小さくなる方向の変動である場合には、変化速度を制限値3に制限する。
(3)現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値3以下であり、現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、次回のサンプリング時間における太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、異符号であり、次回のサンプリング時間における太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値4以下の場合には、変化速度を制限値3に制限する。
(4)現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値3以下であり、現在のサンプリング時間における、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、次回のサンプリング時間における太陽電池2の発電量と負荷量の偏差が、異符号であり、次回のサンプリング時間における太陽電池2の発電量と負荷量の偏差の絶対値が規定値4より大きい場合には、変化速度を制限しない。
In the limited directional dynamic rate limiter in the present embodiment, as shown in FIG. 29, the rate of change in the deviation between the power generation amount and the load amount of the
(1) The deviation between the power generation amount and the load amount of the
(2) The absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
(3) The absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
(4) The absolute value of the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図30には、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、実施例3で説明したディレクショナルダイナミックレイトリミッターを使用した場合の偏差出力との関係を示す。また、図31には、太陽電池2の発電量と負荷量の偏差と、本実施例におけるリミテッドディレクショナルダイナミックレイトリミッターを使用した場合の偏差出力との関係を示す。
FIG. 30 shows the relationship between the deviation between the power generation amount and the load amount of the
図30と図31のグラフの後半部分比較すると明確であるように、本実施例における、リミテッドディレクショナルダイナミックレイトリミッターを使用した場合には、例え、蓄電池5の充放電の方向が切換るような偏差の変動であっても、変動の規模が大きい場合には、変化速度を制限しない。したがって、太陽電池2と蓄電池5の組み合わせにおけるFRRに大きな影響を及ぼすような変動については変化速度を制限しないこととなり、太陽電池2と蓄電池5の組み合わせにおけるFRRを高く維持することが可能となる。
As is clear when comparing the latter half of the graphs of FIG. 30 and FIG. 31, when the limited directional dynamic rate limiter is used in this embodiment, for example, the charge / discharge direction of the
なお、上記の実施例においては、本発明を図1に示した太陽光発電システム1に適用する例について説明したが、本発明が適用される太陽光発電システムはこれに限られない。図32に示すような太陽光発電システム10に適用されても構わない。この太陽光発電システム10では、蓄電池5は、双方向DC/AC変換回路16に接続されており、双方向DC/AC変換回路16の出力は、双方向DC/AC変換回路4の出力に接続されている。これにより、太陽光発電システム10は、太陽光発電システム1と同等の機能を発揮することが可能となっている。
In the above embodiment, the example in which the present invention is applied to the solar
図32において破線で示す範囲、すなわちDC/DC変換回路3、双方向DC/AC変換回路4、制御装置7、双方向DC/AC変換回路16を、パワーコンディショナ10aという形で一筐体内に配置してもよい。あるいは、制御装置7だけを独立の装置とし、点線で示す範囲、すなわちDC/DC変換回路3、双方向DC/AC変換回路4、双方向DC/AC変換回路16をパワーコンディショナ10bという形で一筐体内に配置してもよい。ここで、DC/DC変換回路3、双方向DC/AC変換回路4、双方向DC/AC変換回路16のうちの少なくとも一つは、本実施例における電力変換装置に相当する。
In FIG. 32, a range indicated by a broken line, that is, the DC /
なお、上記の実施例では、蓄電池から放電している状態と蓄電池に充電している状態が
切換えられる頻度を低減する制御を、制御装置7のROM77に格納されたソフトウェア(プログラム)とCPU76の協働によって実現する例について説明したが、本発明の制御は、アナログ回路を用いて実現しても問題ない。
In the above embodiment, the control for reducing the frequency of switching between the state in which the storage battery is discharged and the state in which the storage battery is charged is controlled by cooperation between the software (program) stored in the
1・・・太陽光発電システム
1a、1b・・・パワーコンディショナ
2・・・太陽電池
3・・・DC/DC変換回路
4・・・双方向DC/AC変換回路
5・・・蓄電池
6・・・双方向DC/DC変換回路
7・・・制御装置
10・・・太陽光発電システム
10a、10b・・・パワーコンディショナ
16・・・双方向DC/AC変換回路
760、762・・・レイトリミッター
761・・・レイトリミッター制御ロジック
DESCRIPTION OF
Claims (13)
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、
を備えた分散型電源システムの、制御装置であって、
前記発電手段による発電量が電力負荷量に対し不足している場合には該不足量に応じて前記蓄電池から放電して前記発電手段による発電量を補完するとともに、前記発電手段による発電量が電力負荷量より多い場合にはその余剰量に応じた電力を前記蓄電池に充電する制御手段と、
前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の値を、その変動が抑制されるように変換する変動抑制手段と、
前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値がより小さい場合には、該偏差の絶対値がより大きい場合と比較して、前記変動抑制手段による、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動の抑制の度合いを高めることで、前記制御手段により、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度を低減する充放電切換え抑制手段を、
備えることを特徴とする、分散型電源システムの制御装置。 Power generation means for outputting electric power;
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged in accordance with a deviation between an electric power generation amount of the electric power generation means and an electric power load amount;
A control device for a distributed power supply system comprising:
When the amount of power generated by the power generation means is insufficient with respect to the amount of power load, the power generation amount by the power generation means is supplemented with the amount of power generated by the power generation means by discharging from the storage battery according to the shortage. Control means for charging the storage battery with electric power corresponding to the surplus amount when the load amount is larger than the load amount;
Fluctuation suppression means for converting the deviation value between the power generation amount of the power generation means and the power load amount so that the fluctuation is suppressed;
When the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is smaller than the case where the absolute value of the deviation is larger, the power generation amount of the power generation means by the fluctuation suppression means Charge / discharge switching suppression that reduces the frequency at which the state of discharging from the storage battery and the state of charging of the storage battery are switched by the control means by increasing the degree of suppression of variation in deviation from the power load amount Means
A control device for a distributed power supply system, comprising:
前記充放電切換え判定手段が、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の変動が、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる変動であると判定した場合に、前記変動抑制手段に、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差を、その変化速度が抑制されるように変換させることを特徴とする、請求項2または3に記載の分散型電源システムの制御装置。 The charge / discharge switching suppression means determines whether the variation in the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load is a change in which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched. Having charge / discharge switching judging means for judging,
The charge / discharge switching determination means determines that the variation in the deviation between the power generation amount and the power load amount of the power generation means is a change in which the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery are switched. 4. The method according to claim 2, wherein the fluctuation suppression unit converts the deviation between the power generation amount of the power generation unit and the power load amount so that the rate of change is suppressed. Control device for distributed power system.
前記発電手段及び前記蓄電池の少なくとも一方と、電力負荷及び系統の少なくとも一方との間で、各々の出力を電圧変換および/または直流交流変換する電力変換装置と、
を備えることを特徴とする分散型電源システムのパワーコンディショナ。 A control device according to any one of claims 1 to 5;
A power conversion device that performs voltage conversion and / or DC / AC conversion of each output between at least one of the power generation means and the storage battery and at least one of a power load and a system;
A power conditioner for a distributed power supply system.
電力を出力する発電手段と、
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、
を備えることを特徴とする分散型電源システム。 A control device according to any one of claims 1 to 5;
Power generation means for outputting electric power;
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged in accordance with a deviation between an electric power generation amount of the electric power generation means and an electric power load amount;
A distributed power supply system comprising:
電力を出力する発電手段と、
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、
を備えることを特徴とする分散型電源システム。 A power conditioner according to claim 6;
Power generation means for outputting electric power;
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged in accordance with a deviation between an electric power generation amount of the electric power generation means and an electric power load amount;
A distributed power supply system comprising:
電力を貯蔵し、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差に応じて充電され、または放電する蓄電池と、を備え、
前記発電手段による発電量が電力負荷量に対し不足している場合には該不足量に応じて前記蓄電池から放電して前記発電手段による発電量を補完するとともに、前記発電手段による発電量が電力負荷量より多い場合にはその余剰量に応じた電力を前記蓄電池に充電する、分散型電源システムの制御方法であって、
前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の絶対値がより小さい場合には、該偏差の絶対値がより大きい場合と比較して、前記発電手段の発電量と電力負荷量との偏差の値を、その変動がより大きく抑制されるように変換することで、前記蓄電池から放電している状態と前記蓄電池に充電している状態が切換えられる頻度を低減することを特徴とする分散型電源システムの制御方法。
Power generation means for outputting electric power;
A storage battery that stores electric power and is charged or discharged according to a deviation between an electric power generation amount and an electric power load amount of the electric power generation means,
With the amount of power generation to supplement power generation amount by the power generating means and discharged from said storage battery in response to said non foot amount if missing to power load amount by the power generating means, the power generation amount by the power generating means power When there is more than the load amount, the storage battery is charged with electric power according to the surplus amount, and the control method of the distributed power system,
When the absolute value of the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount is smaller, the deviation between the power generation amount of the power generation means and the power load amount than when the absolute value of the deviation is larger. The frequency of switching the value so that the fluctuation is suppressed more greatly, thereby reducing the frequency of switching between the state of discharging from the storage battery and the state of charging the storage battery, Power system control method.
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