JP6338008B1 - Power stabilization system and control device - Google Patents

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Abstract

【課題】変動電源の出力が停止した場合でも、変動電源と電力貯蔵装置の合成出力を目標合成出力に追従させることができる電力安定化システム及び制御装置を提供する。【解決手段】電力安定化システム(10)は、充放電が可能な電力貯蔵装置(11)と、電力貯蔵装置(11)の出力と変動電源(16)の出力の合成出力を制御する制御装置(13)と、を有している。制御装置(13)は、変動電源(16)の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力(ESmax)を演算して、最大必要充電電力(ESmax)に基づいて、電力貯蔵装置(11)の充放電を制御する。【選択図】図1Provided is a power stabilization system and a control device capable of causing a combined output of a variable power supply and a power storage device to follow a target combined output even when the output of the variable power supply is stopped. A power stabilization system (10) includes a chargeable / dischargeable power storage device (11), and a control device that controls a combined output of the output of the power storage device (11) and the output of a variable power supply (16). (13). The control device (13) calculates the maximum required charging power (ESmax) for causing the combined output to follow the target combined output until a predetermined time elapses after the output of the variable power supply (16) is stopped. Based on the maximum required charging power (ESmax), charging / discharging of the power storage device (11) is controlled. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、電力安定化システム及び制御装置に関する。   The present invention relates to a power stabilization system and a control device.

風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーを利用する変動電源の電力系統への連系が近年増加している。しかし、変動電源の出力は時々刻々と変化するので、大量導入に伴う電力品質への悪影響が懸念されている。そこで、風力発電所や太陽光発電所に蓄電池やフライホイールなどで構成される電力貯蔵装置を設置して、電力貯蔵装置の充放電制御により、発電設備の出力変動を補償する出力変動緩和制御が提案されている。   In recent years, the interconnection of variable power sources using renewable energy such as wind power generation and solar power generation to power systems has increased. However, since the output of the variable power supply changes from moment to moment, there is concern about the adverse effect on power quality associated with mass introduction. Therefore, output fluctuation mitigation control that compensates for fluctuations in the output of the power generation equipment by installing power storage devices such as storage batteries and flywheels at wind power plants and solar power plants, and charging and discharging control of the power storage devices. Proposed.

例えば、特許文献1に記載の電力安定化システムでは、変動電源を電力系統に連系した場合の系統周波数への影響を小さくするため、変動電源で生成される発電電力を電力貯蔵装置の充放電電力と合成して平滑化している。   For example, in the power stabilization system described in Patent Document 1, in order to reduce the influence on the system frequency when the variable power source is connected to the power system, the generated power generated by the variable power source is charged / discharged by the power storage device. It is smoothed by combining with electric power.

特開2007−318883号公報JP 2007-318883 A

変動電源の出力(発電電力)は、例えば、季節、時間帯、気象条件などの要因により変動するが、何らかの事情によって変動電源の運転が停止すると、変動電源の出力がゼロまでステップ状に急激に低下してしまう。この場合、電力貯蔵装置への負荷が過大になって、要求される充電電力に応えきれず、電力安定化システムの運転に支障が出るおそれがある。   The output (generated power) of the variable power supply varies depending on factors such as the season, time of day, and weather conditions. However, if the operation of the variable power supply stops for some reason, the output of the variable power supply suddenly steps up to zero. It will decline. In this case, the load on the power storage device becomes excessive, so that the required charging power cannot be met, and there is a possibility that the operation of the power stabilization system may be hindered.

電力安定化システムでは、電力需要の増加が予想される時間帯に変動電源と電力貯蔵装置の合成出力の減少を禁止する制御を行う場合がある。この減少禁止時間帯に変動電源の運転(出力)が停止すると、電力貯蔵装置が受け持つ電力負担量が飛躍的に大きくなり、上記技術課題がより一層クローズアップされる。   In the power stabilization system, there is a case where control for prohibiting a decrease in the combined output of the variable power source and the power storage device is performed in a time zone where an increase in power demand is expected. When the operation (output) of the variable power supply is stopped during this reduction prohibition time period, the amount of electric power that the power storage device is responsible for increases dramatically, and the above technical problem is further highlighted.

従来の電力安定化システムでは、電力貯蔵装置の目標充電電力を設定する場合があるが、当該目標充電電力の算出方法が曖昧かつヒューリスティックであり、例えば、変動電源の運転(出力)が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、電力貯蔵装置ひいては電力安定化システムが支障なく運転することを保証できなかった。   In the conventional power stabilization system, the target charging power of the power storage device may be set, but the calculation method of the target charging power is ambiguous and heuristic, for example, when the operation (output) of the variable power supply stops Until the predetermined time elapses, it has not been possible to guarantee that the power storage device and thus the power stabilization system will operate without trouble.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、変動電源の出力が停止した場合でも、変動電源と電力貯蔵装置の合成出力を目標合成出力に追従させることができる電力安定化システム及び制御装置を提供することを目的の1つとする。   The present invention has been made in view of such a point, and even when the output of the variable power supply is stopped, the power stabilization system and the control apparatus capable of causing the combined output of the variable power supply and the power storage device to follow the target combined output. Is one of the purposes.

本実施形態の電力安定化システムは、充放電が可能な電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置の出力と変動電源の出力の合成出力を制御する制御装置と、を有し、前記制御装置は、前記変動電源の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、前記合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力を演算して、前記最大必要充電電力に基づいて、前記電力貯蔵装置の充放電を制御し、前記制御装置は、前記変動電源の現在出力と、出力変化速度設定値と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少許容時間の残り時間と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少禁止時間の残り時間とに基づいて、前記最大必要充電電力を演算する、ことを特徴としている。 The power stabilization system of the present embodiment includes a power storage device that can be charged and discharged, and a control device that controls a combined output of the output of the power storage device and the output of the variable power source. Until the predetermined time elapses from the time when the output of the variable power supply is stopped, the maximum required charging power for causing the combined output to follow the target combined output is calculated, based on the maximum required charging power, The charging / discharging of the power storage device is controlled, and the control device includes a current output of the variable power source, an output change rate setting value, a remaining time of a decrease allowable time of the combined output included in the predetermined time, and the predetermined The maximum required charging power is calculated based on the remaining time of the combined output reduction inhibition time included in the time.

本実施形態の制御装置は、電力貯蔵装置の出力と変動電源の出力の合成出力を制御する制御装置であって、前記変動電源の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、前記合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力を演算して、前記最大必要充電電力に基づいて、前記電力貯蔵装置の充放電を制御し、前記変動電源の現在出力と、出力変化速度設定値と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少許容時間の残り時間と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少禁止時間の残り時間とに基づいて、前記最大必要充電電力を演算する、ことを特徴としている。 The control device of the present embodiment is a control device that controls the combined output of the output of the power storage device and the output of the variable power source, and until the predetermined time elapses from the time when the output of the variable power source stops. The maximum required charging power for causing the combined output to follow the target combined output is calculated, the charging / discharging of the power storage device is controlled based on the maximum required charging power, the current output of the variable power supply, and the output change Based on the speed set value, the remaining time of the allowable reduction time of the combined output included in the predetermined time, and the remaining time of the combined output decrease prohibiting time included in the predetermined time, the maximum required charging power is calculated. It is characterized by computing .

本発明によれば、変動電源の出力が停止した場合でも、変動電源と電力貯蔵装置の合成出力を目標合成出力に追従させることができる電力安定化システム及び制御装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, even when the output of a fluctuation | variation power supply stops, the electric power stabilization system and control apparatus which can make the synthetic | combination output of a fluctuation | variation power supply and an electric power storage apparatus track a target synthetic | combination output can be provided.

本実施形態の電力安定化システムの構成例を示す図である。It is a figure which shows the structural example of the electric power stabilization system of this embodiment. 合成出力の減少禁止時間、増加禁止時間、増加/減少禁止時間を示す図である。It is a figure which shows the reduction | restoration prohibition time of composite output, increase prohibition time, and increase / decrease prohibition time. シミュレーションで設定した各運転時間帯と出力変化率及び係数の対応関係を示す図である。It is a figure which shows the correspondence of each operation time slot | zone set by simulation, an output change rate, and a coefficient. 減少禁止時間の開始時に風力発電機の運転が停止した場合における最大必要充電電力の演算の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the calculation of the maximum required charging power when the operation of the wind power generator is stopped at the start of the reduction prohibition time. 合成出力の減少許容時間と減少禁止時間で用いる最大必要充電電力を演算するための異なる関数の一例を示している。An example of different functions for calculating the maximum required charging power used in the reduction allowable time and reduction prohibition time of the combined output is shown. 減少許容時間(減少禁止準備時間)に風力発電機の運転(出力)が停止し且つ減少禁止時間の開始前に合成出力をゼロにできる場合の最大必要充電電力を示す図である。It is a figure which shows the maximum required charging electric power when a driving | operation (output) of a wind power generator stops in the reduction | decrease permissible time (decrease prohibition preparation time), and a synthetic | combination output can be made into zero before the start of a reduction prohibition time. 減少許容時間(減少禁止準備時間)に風力発電機の運転(出力)が停止し且つ減少禁止時間の開始前に合成出力をゼロにできない場合の最大必要充電電力を示す図である。It is a figure which shows the maximum required charging electric power when a driving | operation (output) of a wind-power generator stops in reduction | decrease permissible time (decrease prohibition preparation time), and a synthetic | combination output cannot be made zero before the start of reduction prohibition time. 減少禁止時間に風力発電機の運転(出力)が停止した場合の最大必要充電電力を示す図である。It is a figure which shows the maximum required charging electric power when a driving | operation (output) of a wind power generator stops in the reduction prohibition time. 減少禁止時間の終了時に風力発電機の運転(出力)が停止した場合の最大必要充電電力を示す図である。It is a figure which shows the maximum required charging electric power when a driving | operation (output) of a wind power generator stops at the end of reduction | decrease prohibition time. 減少禁止時間の開始時に風力発電機の運転が停止した場合における見込み発電電力の演算の一例を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows an example of the calculation of estimated generation electric power in case the driving | operation of a wind power generator stops at the time of the start of the reduction prohibition time. 見込み発電電力演算部の内部構成の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of an internal structure of an estimated electric power generation calculating part. 減少禁止時間の開始時点における風力発電機の出力と減少禁止時間における風力発電機の発電量の時間平均値の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the time average value of the output of a wind power generator in the start time of reduction | decrease prohibition time, and the power generation amount of a wind power generator in reduction | decrease prohibition time. 減少禁止時間における風力発電機の発電量予測値とこれに対応する発電量実績値の関係を示す概念図である。It is a conceptual diagram which shows the relationship between the electric power generation predicted value of the wind power generator in the reduction prohibition time, and the electric power generation performance value corresponding to this. 制御装置(最大必要充電電力演算部と見込み発電電力演算部と差分電力演算部)による演算内容を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the calculation content by the control apparatus (The maximum required charging power calculating part, the estimated generated power calculating part, and the difference power calculating part). 減少禁止時間の開始時間が現在よりも遅い第1、第2の場合及び現在の場合における最大必要充電電力の一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the maximum required charging power in the 1st, 2nd case where the start time of reduction | restoration prohibition time is later than the present, and the present case.

図1は、本実施形態の電力安定化システム10の構成例を示している。電力安定化システム10は、電力貯蔵装置11、電力変換器12及び制御装置13を有しており、変圧器14を介して電力系統15に接続される。以下の説明において、電力安定化システム10は、再生可能エネルギーを利用した変動電源の出力変動補償を行う場合を想定している。図1では、変動電源の一例となる風力発電機16が変圧器17を介して電力系統15に接続されている。なお、電力系統15に連系された変動電源であれば、風力発電機16に限らず、例えば太陽光発電機であってもよいし、また再生可能エネルギーに限定されない。また、変動電源は、複数の発電機からなる発電所であっても良いし、複数の発電所の集合であっても良い。   FIG. 1 shows a configuration example of a power stabilization system 10 of the present embodiment. The power stabilization system 10 includes a power storage device 11, a power converter 12, and a control device 13, and is connected to the power system 15 via a transformer 14. In the following description, it is assumed that the power stabilization system 10 performs output fluctuation compensation of a variable power source using renewable energy. In FIG. 1, a wind power generator 16 that is an example of a variable power source is connected to a power system 15 via a transformer 17. In addition, if it is the fluctuation | variation power supply linked | linked with the electric power grid | system 15, it may be not only a wind power generator 16 but a solar power generator, for example, and it is not limited to renewable energy. Further, the variable power source may be a power plant composed of a plurality of generators or a set of a plurality of power plants.

電力貯蔵装置11は、例えば、フライホイール、二次電池又はキャパシタ等からなる。電力貯蔵装置11がフライホイールである場合は、フライホイール側の交流電力と電力系統15側の交流電力を双方向に変換する。電力貯蔵装置11が二次電池又はキャパシタである場合は、二次電池又はキャパシタ側の直流電力と電力系統15側の交流電力を双方向に変換する。   The power storage device 11 includes, for example, a flywheel, a secondary battery, a capacitor, or the like. When the power storage device 11 is a flywheel, the AC power on the flywheel side and the AC power on the power system 15 side are converted in both directions. When the power storage device 11 is a secondary battery or a capacitor, the DC power on the secondary battery or capacitor side and the AC power on the power system 15 side are converted bidirectionally.

電力変換器12は、制御装置13からの電力変換器出力指令値PO(電力貯蔵装置11から電力を放出する方向を“正”とする)に基づいて、電力系統15と電力貯蔵装置11との間で電力PSの授受(すなわち電力貯蔵装置11の充放電)を行う。   The power converter 12 is connected to the power system 15 and the power storage device 11 based on the power converter output command value PO from the control device 13 (the direction in which power is discharged from the power storage device 11 is “positive”). The power PS is exchanged (that is, charging / discharging of the power storage device 11).

制御装置13は、図示を省略したCPU及びメモリ(ハードディスク等の記憶装置)を有しており、以下に説明する各種の演算処理及び制御処理等を実行する。制御装置13による各種の演算処理及び制御処理等は、ハードウェアによって実現してもよいし、CPUが記憶装置に記憶されている所定のアプリケーションプログラムを読出して実行することにより実現してもよい。またハードウェアによって実現する場合、プログラマブルコントローラ等のディジタル回路を用いて制御してもよいし、オペアンプ等によるアナログ制御回路で実現してもよい。   The control device 13 includes a CPU and a memory (storage device such as a hard disk) (not shown), and executes various arithmetic processing and control processing described below. Various arithmetic processes and control processes performed by the control device 13 may be realized by hardware, or may be realized by a CPU reading and executing a predetermined application program stored in the storage device. Further, when realized by hardware, it may be controlled using a digital circuit such as a programmable controller, or may be realized by an analog control circuit such as an operational amplifier.

制御装置13は、電力貯蔵装置11の出力と風力発電機(変動電源)16の出力の合成出力を制御する。制御装置13は、有効電力検出部21と、貯蔵電力量検出部22と、最大必要充電電力演算部23と、見込み発電電力演算部24と、差分電力演算部25と、補償電力補正演算部26と、平滑化フィルタ27と、リミッタ回路28と、電力変換器制御部29とを有している。   The control device 13 controls the combined output of the output of the power storage device 11 and the output of the wind power generator (variable power source) 16. The control device 13 includes an active power detection unit 21, a stored power amount detection unit 22, a maximum required charge power calculation unit 23, an estimated generated power calculation unit 24, a differential power calculation unit 25, and a compensation power correction calculation unit 26. A smoothing filter 27, a limiter circuit 28, and a power converter control unit 29.

有効電力検出部21は、風力発電機16の出力端の電圧及び電流値に基づいて、変動電源の出力となる風力発電機16の有効電力PGを検出する。なお、変動電源が複数の発電機・発電所を含む場合、有効電力検出部21は各フィーダで検出した各有効電力の総和を用いて有効電力PGを検出しても良い。   The active power detection unit 21 detects the active power PG of the wind power generator 16 serving as the output of the variable power source based on the voltage and current value at the output terminal of the wind power generator 16. When the variable power source includes a plurality of generators / power stations, the active power detection unit 21 may detect the active power PG using the sum of the active powers detected by the feeders.

貯蔵電力量検出部22は、電力貯蔵装置11の貯蔵電力量ESを直接的あるいは間接的に検出(算出)する。例えば、電力貯蔵装置11がフライホイールで構成される場合は、フライホイールの回転数に基づいて貯蔵電力量ESを検出(算出)する。また、電力貯蔵装置11が二次電池又はキャパシタで構成される場合は、端子電圧及び/又は端子電流を検出して、その検出結果に基づいて貯蔵電力量ESを検出(算出)する。   The stored power amount detection unit 22 detects (calculates) the stored power amount ES of the power storage device 11 directly or indirectly. For example, when the power storage device 11 is configured by a flywheel, the stored power amount ES is detected (calculated) based on the rotational speed of the flywheel. Further, when the power storage device 11 is configured by a secondary battery or a capacitor, the terminal voltage and / or the terminal current is detected, and the stored power amount ES is detected (calculated) based on the detection result.

最大必要充電電力演算部23は、風力発電機16の運転(出力)が停止したと仮定した場合に、その停止時点から所定時間が経過するまでの間において、電力貯蔵装置11と風力発電機16の合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力ESmaxを演算する。風力発電機16の運転(出力)が停止した場合、理論的には、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下するので、その損失分を電力貯蔵装置11の放電により埋め合わせなければならない。最大必要充電電力ESmaxは、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下するという理論上の最悪条件(最も過酷な条件)を想定して、当該最悪条件であっても、所定時間は風力発電機16の運転を保証できるような値に設定されている。最大必要充電電力演算部23による最大必要充電電力ESmaxの演算については、後に詳細に説明する。   When it is assumed that the operation (output) of the wind power generator 16 has stopped, the maximum required charging power calculation unit 23 has the power storage device 11 and the wind power generator 16 until the predetermined time elapses from the stop time. The maximum required charging power ESmax for making the combined output follow the target combined output is calculated. When the operation (output) of the wind power generator 16 stops, theoretically, the generated power of the wind power generator 16 suddenly decreases stepwise to zero, so that the loss is compensated by the discharge of the power storage device 11. There must be. The maximum required charging power ESmax is predetermined even under the worst condition, assuming the theoretical worst condition (the most severe condition) in which the power generated by the wind power generator 16 rapidly decreases to zero. The time is set to a value that can guarantee the operation of the wind power generator 16. The calculation of the maximum required charging power ESmax by the maximum required charging power calculation unit 23 will be described in detail later.

見込み発電電力演算部24は、風力発電機16の運転(出力)が停止したと仮定した場合に、その停止時点から所定時間が経過するまでの間における風力発電機16の見込み発電電力ESestを演算する。風力発電機16の運転(出力)が停止した場合であっても、実際には、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下することはなく、気象条件や発電設備の特性(風力発電機16の場合は回転機の慣性)によって、風力発電機16の発電電力がある程度緩やかに低下する。見込み発電電力ESestは、所定時間において風力発電機16の発電電力がある程度緩やかに低下した場合に発生する発電電力を見積もったものである。見込み発電電力演算部24による見込み発電電力ESestの演算については、後に詳細に説明する。   When it is assumed that the operation (output) of the wind power generator 16 has stopped, the predicted generated power calculation unit 24 calculates the predicted generated power Eest of the wind power generator 16 during a predetermined time after the stop point. To do. Even when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped, the generated power of the wind power generator 16 does not actually decrease stepwise to zero, and the weather conditions and the characteristics of the power generation equipment (In the case of the wind power generator 16, the inertia of the rotating machine), the power generated by the wind power generator 16 gradually decreases to some extent. The expected generated power ESest is an estimate of the generated power that is generated when the generated power of the wind power generator 16 is moderately lowered for a predetermined time. The calculation of the predicted generated power Eest by the predicted generated power calculation unit 24 will be described in detail later.

差分電力演算部25は、まず最大必要充電電力演算部23が演算した最大必要充電電力ESmaxと見込み発電電力演算部24が演算した見込み発電電力ESestの差分である必要充電電力(ESmax−ESest)を演算する。その必要充電電力は、電力貯蔵装置11の貯蔵電力目標値ESrefと一致する。さらに、差分電力演算部25は、貯蔵電力目標値ESrefから現在の貯蔵電力量ESを減算して、補正貯蔵電力量ES´を算出する。   The difference power calculation unit 25 first calculates a required charge power (ESmax−ESest) that is a difference between the maximum required charge power ESmax calculated by the maximum required charge power calculation unit 23 and the expected generated power ESest calculated by the estimated generated power calculation unit 24. Calculate. The required charging power matches the stored power target value ESref of the power storage device 11. Further, the differential power calculator 25 subtracts the current stored power amount ES from the stored power target value ESref to calculate a corrected stored power amount ES ′.

補償電力補正演算部26は、補正貯蔵電力量ES´がゼロになるような補償電力補正信号PCを計算する。例えば補正貯蔵電力量ES´にマイナスのゲインを乗算して補償電力補正信号PCを演算する。貯蔵電力目標値ESrefが現在の貯蔵電力量ESを上回るならば、補正貯蔵電力量ES´がプラスの値を取る。その値にマイナスのゲインを乗算すると補償電力補正信号PCがマイナスの値になる。そして、後述する平滑化フィルタ27の入力信号、合成出力目標値PAおよび電力変換器出力指令値POがより小さくなり、電力貯蔵装置11が電力変換器12を介して電力系統15から電力を充電することが促される。その結果、電力貯蔵装置11の貯蔵電力量ESが増加し、貯蔵電力量ESが貯蔵電力目標値ESrefに近づき、補正貯蔵電力量ES´がゼロに近づく。   The compensation power correction calculation unit 26 calculates a compensation power correction signal PC such that the corrected stored power amount ES ′ becomes zero. For example, the compensation power correction signal PC is calculated by multiplying the corrected stored power amount ES ′ by a negative gain. If the stored power target value ESref exceeds the current stored power amount ES, the corrected stored power amount ES ′ takes a positive value. When the value is multiplied by a negative gain, the compensation power correction signal PC becomes a negative value. Then, an input signal of a smoothing filter 27, which will be described later, a combined output target value PA, and a power converter output command value PO become smaller, and the power storage device 11 charges power from the power system 15 via the power converter 12. Is encouraged. As a result, the stored power amount ES of the power storage device 11 increases, the stored power amount ES approaches the stored power target value ESref, and the corrected stored power amount ES ′ approaches zero.

一方、貯蔵電力目標値ESrefが現在の貯蔵電力量ESを下回るならば、補正貯蔵電力量ES´がマイナスの値を取る。その値にマイナスのゲインを乗算すると補償電力補正信号PCがプラスの値になる。そして、後述する平滑化フィルタ27の入力信号、合成出力目標値PAおよび電力変換器出力指令値POがより大きくなり、電力貯蔵装置11が電力変換器12を介して電力系統15へ電力を放電することが促される。その結果、電力貯蔵装置11の貯蔵電力量ESが減少し、貯蔵電力量ESが貯蔵電力目標値ESrefに近づき、補正貯蔵電力量ES´がゼロに近づく。   On the other hand, if the stored power target value ESref is lower than the current stored power amount ES, the corrected stored power amount ES ′ takes a negative value. When the value is multiplied by a negative gain, the compensation power correction signal PC becomes a positive value. Then, an input signal of a smoothing filter 27 described later, a combined output target value PA, and a power converter output command value PO become larger, and the power storage device 11 discharges power to the power system 15 via the power converter 12. Is encouraged. As a result, the stored power amount ES of the power storage device 11 decreases, the stored power amount ES approaches the stored power target value ESref, and the corrected stored power amount ES ′ approaches zero.

補正貯蔵電力量ES´がゼロになれば貯蔵電力量ESが貯蔵電力目標値ESrefと一致するため、必要充電電力を電力貯蔵装置11に確保することができる。なお必要充電電力を貯蔵電力目標値ESrefと等しいとし、貯蔵電力量ESに一致させるような制御を実現する方法について説明したが、貯蔵電力量ESが必要充電電力(ESmax−ESest)を下回らない様に制御方法でも良い。また図1に示す構成例では、補償電力補正信号PCは平滑化フィルタ27の前段で有効電力PGと加えているが、平滑フィルタ27の後段で加える構成としてもよい。   If the corrected stored power amount ES ′ becomes zero, the stored power amount ES coincides with the stored power target value ESref, so that necessary charging power can be secured in the power storage device 11. In addition, although the required charging power is assumed to be equal to the stored power target value ESref and the method for realizing the control to match the stored power amount ES has been described, the stored power amount ES does not fall below the required charging power (ESmax-ESest). The control method may be used. In the configuration example shown in FIG. 1, the compensation power correction signal PC is added to the active power PG before the smoothing filter 27, but may be added after the smoothing filter 27.

平滑化フィルタ27は、風力発電機16からの有効電力PGと補償電力補正演算部26からの補償電力補正信号PCの加算出力から高周波成分を除去して平滑化するフィルタである。図1では平滑化フィルタ27を一次遅れフィルタで構成したが、その他の手法を適用して平滑化フィルタを構成してもよい。例えば、移動平均フィルタを用いた手法、ハイパスフィルタと組み合せて再合成する手法などを適用できる。   The smoothing filter 27 is a filter that removes a high frequency component from the added output of the active power PG from the wind power generator 16 and the compensation power correction signal PC from the compensation power correction calculation unit 26 and smoothes it. In FIG. 1, the smoothing filter 27 is configured by a first-order lag filter, but other methods may be applied to configure the smoothing filter. For example, a method using a moving average filter, a method of recombining in combination with a high-pass filter, or the like can be applied.

リミッタ回路28は、短周期的変動に対して当該合成出力の変化率を所定幅に収めるように動作する短周期リミッタを構成する第1リミッタ41と、長周期的変動に対して当該合成出力の変化率を所定幅に収めるように動作する長周期リミッタを構成する第2リミッタ42とを有する。リミッタ回路28は、変動電源である風力発電機16の出力を入力として制御する構成又は合成出力を入力として制御する構成のいずれの構成でもよい。本実施の形態では、風力発電機16の出力を入力として制御する構成について説明する。   The limiter circuit 28 includes a first limiter 41 that constitutes a short-period limiter that operates so as to keep the rate of change of the combined output within a predetermined range with respect to short-period fluctuations, and the combined output of the combined output with respect to long-period fluctuations. And a second limiter 42 that constitutes a long-period limiter that operates to keep the change rate within a predetermined width. The limiter circuit 28 may have either a configuration in which the output of the wind power generator 16 that is a variable power supply is controlled as an input or a configuration in which the combined output is controlled as an input. In the present embodiment, a configuration for controlling the output of the wind power generator 16 as an input will be described.

風力発電機16の出力または風力発電機16と電力貯蔵装置11の合成出力が有する変動成分には、長周期的変動と長周期的変動に重畳する短周期的変動とが含まれる。風力発電機16の出力または合成出力に含まれる長周期的変動は、例えば数十分から数時間単位の出力変動成分であり、短周期的変動は数十分単位までの出力変動成分である。但し、長周期的変動に短周期的変動が重畳する関係があるならば、長周期的変動と短周期的変動の変動周期は特に限定されない。実際に風力発電機16の出力または合成出力に含まれる長周期的変動と長周期的変動に重畳する短周期的変動の分析結果(周期特性)、電力会社による管理の仕方、電力会社から求められる要求仕様、その他の条件、のいずれか1つ又は任意の組み合せに応じて、抑制すべき長期的変動及び短期的変動の想定周期を決めればよい。例えば、長周期的変動が10分から5時間であり、短周期的変動が10秒から5分であるとする。あるいは、長周期的変動が30分から10時間であり、短周期的変動が1分から20分であるとする。また長周期的変動と短周期的変動の変動周期は一定である必要はない。   The fluctuation component of the output of the wind power generator 16 or the combined output of the wind power generator 16 and the power storage device 11 includes a long-period fluctuation and a short-period fluctuation superimposed on the long-period fluctuation. The long-period fluctuation included in the output or combined output of the wind power generator 16 is, for example, an output fluctuation component of several tens of minutes to several hours, and the short-period fluctuation is an output fluctuation component of several tens of minutes. However, if there is a relationship in which short-period fluctuations are superimposed on long-period fluctuations, the fluctuation periods of long-period fluctuations and short-period fluctuations are not particularly limited. Analysis results (periodic characteristics) of the long-period fluctuations superimposed on the long-period fluctuations and the long-period fluctuations actually included in the output or combined output of the wind power generator 16, the management method by the power company, and the power company What is necessary is just to determine the assumption period of the long-term fluctuation | variation and the short-term fluctuation | variation which should be suppressed according to any one or arbitrary combinations of requirement specification and other conditions. For example, it is assumed that the long period fluctuation is 10 minutes to 5 hours and the short period fluctuation is 10 seconds to 5 minutes. Alternatively, it is assumed that the long period fluctuation is 30 minutes to 10 hours and the short period fluctuation is 1 minute to 20 minutes. Further, the fluctuation cycle of the long-period fluctuation and the short-period fluctuation need not be constant.

第1リミッタ41、第2リミッタ42は、合成出力目標値、或いは合成出力を、合成出力の短周期的変動及び長周期的変動を評価するサンプル時間Δt1、Δt2だけサンプルホールドする。本実施の形態では、合成出力目標値をサンプルホールドして制御する構成について説明するが、合成出力値をサンプルホールドする構成にも適用可能である。第1リミッタ41は、短周期的変動に対応した期間Δt1だけ前の合成出力目標値をサンプルホールドする第1サンプルホールド回路43から前回の合成出力目標値PA(S)が与えられる。サンプルホールド期間Δt1は、短周期的変動を評価するのに適したサンプル時間(例えば、10秒)とする。なお、短周期的変動を評価するためのサンプル時間は抑制したい変動成分の周期よりも小さければよく、例えば秒単位また分単位で適宜設定される。第2リミッタ42は、長周期的変動に対応した期間Δt2だけ前回の合成出力目標値をサンプルホールドする第2サンプルホールド回路44から前回の合成出力目標値PA(L)が与えられる。サンプルホールド期間Δt2は、長周期的変動を評価するのに適したサンプル時間(例えば、10分)とする。なお、長周期的変動を評価するためのサンプル時間は抑制したい変動成分の周期よりも小さければよく、例えば分単位または数十分単位で適宜設定される。また、サンプルホールド期間Δt1とΔt2を同じ時間に設定することもできる。   The first limiter 41 and the second limiter 42 sample-hold the combined output target value or the combined output for sample times Δt1 and Δt2 for evaluating the short-period fluctuation and the long-period fluctuation of the combined output. In the present embodiment, the configuration in which the composite output target value is sampled and held is described. However, the present invention can also be applied to a configuration in which the composite output value is sampled and held. The first limiter 41 is given the previous combined output target value PA (S) from the first sample hold circuit 43 that samples and holds the combined output target value of the previous period Δt1 corresponding to the short period fluctuation. The sample hold period Δt1 is set to a sample time (for example, 10 seconds) suitable for evaluating short-period fluctuation. Note that the sample time for evaluating short-period fluctuations only needs to be shorter than the period of the fluctuation component to be suppressed, and is appropriately set in units of seconds or minutes, for example. The second limiter 42 is given the previous combined output target value PA (L) from the second sample hold circuit 44 that samples and holds the previous combined output target value for the period Δt2 corresponding to the long-period fluctuation. The sample hold period Δt2 is a sample time (for example, 10 minutes) suitable for evaluating long-period fluctuation. Note that the sample time for evaluating long-period fluctuations only needs to be shorter than the period of the fluctuation component to be suppressed, and is appropriately set, for example, in minutes or tens of minutes. Further, the sample hold periods Δt1 and Δt2 can be set to the same time.

第1リミッタ41は、Δt1だけ前の合成出力目標値PA(S)に上限側の係数A1にサンプルホールド時間Δt1を乗算した乗算値を加算した値(=PA(S)+A1Δt1)を上限レベルに設定し、前回の合成出力目標値PA(S)に下限側の係数B1にサンプルホールド時間Δt1を乗算した乗算値を加算した値(=PA(S)+B1Δt1)を下限レベルに設定する。係数A1,B1により短周期的変動に対応した合成出力の変化率を所定幅に収めることができる。   The first limiter 41 sets a value (= PA (S) + A1Δt1) obtained by adding a multiplication value obtained by multiplying the upper limit coefficient A1 by the sample hold time Δt1 to the combined output target value PA (S) before Δt1 to the upper limit level. Then, a value (= PA (S) + B1Δt1) obtained by multiplying the previous composite output target value PA (S) by the lower limit coefficient B1 multiplied by the sample hold time Δt1 is set as the lower limit level. With the coefficients A1 and B1, the change rate of the combined output corresponding to the short period fluctuation can be kept within a predetermined range.

第2リミッタ42は、Δt2だけ前の合成出力目標値PA(L)に上限側の係数A2にサンプルホールド時間Δt2を乗算した乗算値を加えた値(=PA(L)+A2Δt2)を上限レベルに設定し、前回の合成出力目標値PA(L)と下限側の係数B2にサンプルホールド時間Δt2を乗算した乗算値を加算した値(=PA(L)+B2Δt2)を下限レベルに設定する。係数A2,B2により長周期的変動に対応した合成出力の変化率を所定幅に収めることができる。   The second limiter 42 sets a value (= PA (L) + A2Δt2) obtained by adding a multiplication value obtained by multiplying the upper limit coefficient A2 by the sample hold time Δt2 to the combined output target value PA (L) that is Δt2 before the upper limit level. The value obtained by multiplying the previous composite output target value PA (L) and the lower limit coefficient B2 by the sample hold time Δt2 (= PA (L) + B2Δt2) is set as the lower limit level. With the coefficients A2 and B2, the change rate of the combined output corresponding to the long-period fluctuation can be kept within a predetermined range.

制御装置13は、電力需要が大きく増加あるいは減少する時間帯に、風力発電機16と電力安定化システム10の連系点における合成出力が電力需要の増減と逆方向に変化することを禁止する。電力需要が所定変化率以上で増加する傾向を「大幅増加」と呼ぶこととする。電力需要が大幅増加する時間帯に対して、合成出力(合成出力変化率)が電力需要と逆方向となる減少方向に変化することを禁止する「減少禁止時間」に設定する。また、電力需要が所定変化率以上の減少する傾向を「大幅減少」と呼ぶこととする。電力需要が大幅減少する時間帯に対して、合成出力(合成出力変化率)が電力需要と逆方向となる増加方向に変化することを禁止する「増加禁止時間」に設定する。また、電力需要が所定変化率以上に増加及び減少する傾向を「大幅増減変化」と呼ぶこととする。大幅増減変化する時間帯を、合成出力(合成出力変化率が)減少方向及び増加方向へ変化することを禁止する「増加/減少禁止時間」に設定する。「減少禁止時間」、「増加禁止時間」及び「増加/減少禁止時間」に設定される時間帯は、固定のスケジュール(例えば7:00〜10:00に固定)だけでなく、電力会社等からの外部指令に応じて決定してもよいし、需要予測結果に応じて決定しても良い。その他、各種仕様や要求に応じて適宜決定する方式としてもよい。   The control device 13 prohibits the combined output at the connection point between the wind power generator 16 and the power stabilization system 10 from changing in the direction opposite to the increase / decrease in the power demand during a time period when the power demand greatly increases or decreases. The tendency for power demand to increase above a predetermined rate of change will be referred to as “significant increase”. A “decrease prohibited time” is set in which the combined output (combined output change rate) is prohibited from changing in a decreasing direction opposite to the power demand with respect to a time period in which the power demand increases significantly. In addition, the tendency for power demand to decrease by more than a predetermined rate of change will be referred to as “significant decrease”. It is set to “inhibition prohibition time” for prohibiting the combined output (combined output change rate) from changing in the increasing direction opposite to the power demand with respect to the time period in which the power demand is greatly reduced. In addition, the tendency for the power demand to increase and decrease beyond a predetermined rate of change will be referred to as “significant change”. The time zone during which the increase / decrease changes significantly is set to an “increase / decrease prohibition time” that prohibits the combined output (the combined output change rate) from changing in the decreasing direction and increasing direction. The time zone set in “Decrease Prohibition Time”, “Increase Prohibition Time” and “Increase / Decrease Prohibition Time” is not only from a fixed schedule (for example, fixed at 7:00 to 10:00), but also from an electric power company, etc. May be determined according to the external command, or may be determined according to the demand prediction result. In addition, it is good also as a system determined suitably according to various specifications and a request | requirement.

第2リミッタ42は、合成出力の減少禁止時間には今回の合成出力を前回の合成出力から下回らせない下限に設定され、合成出力の増加禁止時間には今回の合成出力を前回の合成出力から上回らせない上限に設定される。なお、第2リミッタ42は、下限または上限のいずれか一方だけを設定してもよい。本例では、減少禁止時間には、第2リミッタ42の下限を計算する係数B2を0に制御する。これにより、第2リミッタ42において合成出力の下限が、前回の合成出力から下回らない下限レベルに制限されるので、合成出力目標値が減少禁止時間の直前の合成出力に維持される。また、増加禁止時間には、第2リミッタ42の上限を計算する係数A2を0に制御する。これにより、第2リミッタ42において合成出力の上限が、今回の合成出力を前回の合成出力から上回らない上限レベルに制限されるので、合成出力目標値が増加禁止時間の直前の合成出力に維持される。さらに、増加/減少禁止時間には、第2リミッタ42の上限を計算する係数A2及び下限を計算する係数B2を0に制御する。これにより、第2リミッタ42において合成出力の上限及び下限が制限されるので、合成出力目標値が増加/減少禁止時間の直前の合成出力に維持される。   The second limiter 42 is set to a lower limit that prevents the current combined output from falling below the previous combined output during the combined output decrease prohibition time, and the current combined output from the previous combined output during the combined output increase prohibited time. It is set to an upper limit that cannot be exceeded. Note that the second limiter 42 may set only one of a lower limit and an upper limit. In this example, the coefficient B2 for calculating the lower limit of the second limiter 42 is controlled to 0 during the decrease inhibition time. As a result, the lower limit of the combined output is limited to a lower limit level that does not fall below the previous combined output in the second limiter 42, so that the combined output target value is maintained at the combined output immediately before the decrease inhibition time. In addition, the coefficient A2 for calculating the upper limit of the second limiter 42 is controlled to 0 during the increase prohibition time. As a result, the upper limit of the combined output in the second limiter 42 is limited to an upper limit level that does not exceed the current combined output from the previous combined output, so that the combined output target value is maintained at the combined output immediately before the increase prohibition time. The Further, during the increase / decrease prohibition time, the coefficient A2 for calculating the upper limit of the second limiter 42 and the coefficient B2 for calculating the lower limit are controlled to zero. As a result, the upper limit and the lower limit of the combined output are limited in the second limiter 42, so that the combined output target value is maintained at the combined output immediately before the increase / decrease prohibition time.

電力変換器制御部29は、リミッタ回路28から出力される合成出力目標値と有効電力PGとの差分である補正補償電力ΔPGの大きさに応じて電力変換器出力指令値POを生成し、電力変換器出力指令値POに基づいて電力変換器12を制御し、電力貯蔵装置11に電力PSを充放電させる。   The power converter control unit 29 generates a power converter output command value PO according to the magnitude of the corrected compensation power ΔPG that is the difference between the combined output target value output from the limiter circuit 28 and the active power PG. The power converter 12 is controlled based on the converter output command value PO, and the power storage device 11 is charged and discharged with the power PS.

図2A〜図2Cを参照して、電力需要が増加あるいは減少する時間帯に、風力発電機16と電力安定化システム10の連系点における合成出力が電力需要の増減方向と逆方向に変化することを禁止する動作について具体的に説明する。   With reference to FIGS. 2A to 2C, the combined output at the connection point of the wind power generator 16 and the power stabilization system 10 changes in the direction opposite to the increase / decrease direction of the power demand during a time period when the power demand increases or decreases. The operation for prohibiting this will be specifically described.

図2Aは長周期リミッタとなる第2リミッタ42に設定される上限(長周期上限値)及び下限(長周期下限値)と出力変化率の関係を示す図である。同図に示す例では、時刻T11から時刻T12が、電力需要が増加する時間帯(合成出力の低下が規制される時間帯)に対応しており減少禁止時間として設定されている。第1リミッタ41は、合成出力の出力変化率を前回値(Δt1前)から±1%以内に収めるように係数A1,B1が制御され、第2リミッタ42は、減少禁止時間(及び増加/減少禁止時間)以外では、出力変化率を前回値(Δt2前)から±2%以内に収めるように係数A2,B2が制御される場合が例示されている。第2リミッタ42の下限(長周期下限値)は、減少禁止時間(及び増加/減少禁止時間)では、合成出力の出力変化率が0になるように係数B2が計算され(合成出力を前回値よりも小さくさせない制御に相当)、第2リミッタ42の上限(長周期上限値)は、減少禁止時間(及び増加/減少禁止時間)であっても前回値(Δt2前)から+2%以内に収めるように係数A2が制御される。具体的には、第2サンプルホールド回路44でサンプルホールドされているΔt2前の前回値PA(L)と今回の係数B2にサンプルホールド期間Δt2を乗算した乗算値を加算した値(=PA(L)+B2Δt2)を下限(長周期下限値)に設定するが、減少禁止時間(及び増加/減少禁止時間)は強制的に係数B2=0に設定する。これにより、図2Aに示すように、減少禁止時間(及び増加/減少禁止時間)は、第2リミッタ42の下限(長周期下限値)が前回値に固定されるので、合成出力はΔt2前の前回値PA(L)よりも小さくならないように制御される。   FIG. 2A is a diagram showing the relationship between the upper limit (long cycle upper limit value) and lower limit (long cycle lower limit value) set for the second limiter 42 serving as a long cycle limiter and the output change rate. In the example shown in the figure, the time T11 to the time T12 correspond to a time zone in which power demand increases (a time zone in which a decrease in the combined output is restricted), and is set as a reduction prohibition time. The first limiter 41 controls the coefficients A1 and B1 so that the output change rate of the combined output is within ± 1% from the previous value (before Δt1), and the second limiter 42 controls the decrease prohibition time (and increase / decrease). Except for the prohibition time), the case where the coefficients A2 and B2 are controlled so that the output change rate is within ± 2% from the previous value (before Δt2) is illustrated. The lower limit (long cycle lower limit value) of the second limiter 42 is calculated such that the coefficient B2 is calculated so that the output change rate of the combined output becomes 0 during the decrease prohibition time (and increase / decrease prohibition time) (the composite output is the previous value). The upper limit (long-cycle upper limit value) of the second limiter 42 is within + 2% from the previous value (before Δt2) even if it is the decrease prohibition time (and increase / decrease prohibition time). Thus, the coefficient A2 is controlled. Specifically, the value obtained by multiplying the previous value PA (L) before Δt2 sampled and held by the second sample hold circuit 44 and the current coefficient B2 by the sample hold period Δt2 (= PA (L ) + B2Δt2) is set to the lower limit (long period lower limit value), but the decrease prohibition time (and increase / decrease prohibition time) is forcibly set to the coefficient B2 = 0. As a result, as shown in FIG. 2A, the decrease prohibition time (and increase / decrease prohibition time) is fixed to the previous value at the lower limit (long cycle lower limit value) of the second limiter 42, so that the combined output is Δt2 before Control is performed so as not to become smaller than the previous value PA (L).

図2Bは増加禁止時間において第2リミッタ42に設定される上限(長周期上限値)及び下限(長周期下限値)と出力変化率の関係を示す図である。同図に示す例では、時刻T21から時刻T22が、電力需要が減少する時間帯(合成出力の増加が規制される時間帯)に対応しており増加禁止時間として設定されている。第1リミッタ41は、出力変化率を前回値(Δt1前)から±1%以内に収めるように係数A1,B1が計算され、第2リミッタ42は、増加禁止時間(及び増加/減少禁止時間)以外では、出力変化率を前回値(Δt2前)から±2%以内に収めるように係数A2,B2が制御される場合が例示されている。第2リミッタ42の上限(長周期上限値)は、増加禁止時間(及び増加/減少禁止時間)では、合成出力の変化率が0になるように係数A2が計算され(合成出力を前回値よりも大きくさせない制御)、第2リミッタ42の下限(長周期下限値)は、増加禁止時間であっても、前回値(Δt2前)から−2%以内に収めるように係数B2が制御される。具体的には、第2サンプルホールド回路44でサンプルホールドされているΔt2前の前回値PA(L)と今回の係数A2にサンプルホールド期間Δt2を乗算した乗算値を加算した値(=PA(L)+A2Δt2)を上限(長周期上限値)に設定するが、増加禁止時間(及び増加/減少禁止時間)は強制的に係数A2=0に設定する。これにより、図2Bに示すように、増加禁止時間(及び増加/減少禁止時間)は、第2リミッタ42の上限(長周期上限値)が前回値に固定されるので、合成出力はΔt2前の前回値PA(L)よりも大きくならないように制御される。   FIG. 2B is a diagram showing the relationship between the upper limit (long cycle upper limit value) and lower limit (long cycle lower limit value) set in the second limiter 42 during the increase prohibition time and the output change rate. In the example shown in the figure, time T21 to time T22 correspond to a time zone in which the power demand decreases (a time zone in which the increase in the combined output is restricted), and is set as an increase prohibition time. The first limiter 41 calculates the coefficients A1 and B1 so that the output change rate falls within ± 1% from the previous value (before Δt1), and the second limiter 42 calculates the increase prohibition time (and increase / decrease prohibition time). Other than the above, the case where the coefficients A2 and B2 are controlled so that the output change rate is within ± 2% from the previous value (before Δt2) is illustrated. The upper limit (long cycle upper limit value) of the second limiter 42 is calculated such that, during the increase prohibition time (and increase / decrease prohibition time), the coefficient A2 is calculated so that the rate of change of the composite output becomes zero (the composite output is set to the previous value The coefficient B2 is controlled so that the lower limit (long cycle lower limit value) of the second limiter 42 is within -2% from the previous value (before Δt2) even when the increase limit time is not allowed. Specifically, the value obtained by multiplying the previous value PA (L) before Δt2 sampled and held by the second sample hold circuit 44 and the current coefficient A2 by the sample hold period Δt2 (= PA (L ) + A2Δt2) is set to the upper limit (long period upper limit value), but the increase prohibition time (and increase / decrease prohibition time) is forcibly set to the coefficient A2 = 0. As a result, as shown in FIG. 2B, the increase prohibition time (and increase / decrease prohibition time) is fixed to the previous value at the upper limit (long cycle upper limit value) of the second limiter 42. Control is performed so as not to be larger than the previous value PA (L).

図2Cは第2リミッタ42に設定される上限(長周期上限値)及び下限(長周期下限値)と出力変化率の関係を示す図であり、同図に示す例では、時刻T31から時刻T32が、電力需要が大幅に上下変動(増加及び減少)する時間帯(合成出力の減少及び増加の双方が規制される時間帯)に対応しており増加/減少禁止時間として設定されている。第2リミッタ42は、増加/減少禁止時間以外では、出力変化率を前回値(Δt2前)から±2%以内に収めるように係数A2,B2が制御される場合が例示されている。第2リミッタ42の下限(長周期下限値)及び上限(長周期上限値)は、図2Aと図2Bと組み合わせた制御になっている。すなわち、増加/減少禁止時間では、第2リミッタ42の下限(長周期下限値)が前回値に固定されるので、合成出力はΔt2前の前回値PA(L)よりも小さくならないように制御され、しかも第2リミッタ42の上限(長周期上限値)が前回値に固定されるので、合成出力はΔt2前の前回値PA(L)よりも大きくならないように制御される。   FIG. 2C is a diagram showing the relationship between the upper limit (long cycle upper limit value) and lower limit (long cycle lower limit value) set in the second limiter 42 and the output change rate. In the example shown in FIG. However, it corresponds to a time zone (a time zone in which both reduction and increase of the combined output are regulated) in which the power demand greatly fluctuates (increases and decreases), and is set as an increase / decrease prohibited time. The second limiter 42 exemplifies a case where the coefficients A2 and B2 are controlled so that the output change rate is within ± 2% from the previous value (before Δt2) except for the increase / decrease prohibition time. The lower limit (long cycle lower limit value) and upper limit (long cycle upper limit value) of the second limiter 42 are controlled in combination with FIGS. 2A and 2B. That is, in the increase / decrease prohibition time, the lower limit (long cycle lower limit value) of the second limiter 42 is fixed to the previous value, so that the combined output is controlled so as not to become smaller than the previous value PA (L) before Δt2. In addition, since the upper limit (long period upper limit value) of the second limiter 42 is fixed to the previous value, the combined output is controlled so as not to become larger than the previous value PA (L) before Δt2.

なお、第1リミッタ41では、第1サンプルホールド回路43から前回の合成出力目標値PA(S)が与えられ、出力変化率を前回値(Δt1前)から±1%以内に収めるように係数A1,B1が制御される場合が例示されている。   The first limiter 41 is given the previous combined output target value PA (S) from the first sample hold circuit 43, and the coefficient A1 so that the output change rate is within ± 1% from the previous value (before Δt1). , B1 is controlled.

図3は、シミュレーションで設定した各運転時間帯と出力変化率及び係数A2,B2の対応関係を示している。時刻7時00分から時刻10時00分の期間は減少禁止時間に設定され、時刻11時30分から時刻13時30分までの期間は増加/減少禁止時間に設定されている。また、時刻16時00分から時刻19時00分の期間は再び減少禁止時間に設定され、時刻20時00分から時刻23時00分までの期間は増加禁止時間に設定されている。長周期変動に対応した第2リミッタ42では上記禁止時間以外の出力変化率は±2%以内に収めるように係数A2,B2が制御される。   FIG. 3 shows the correspondence between each operation time zone set in the simulation, the output change rate, and the coefficients A2 and B2. The period from time 7:00 to time 10:00 is set as a decrease prohibition time, and the period from time 11:30 to time 13:30 is set as an increase / decrease prohibition time. Further, the period from 16:00 to 19:00 is set again as a decrease prohibition time, and the period from 20:00 to 23:00 is set as an increase prohibition time. In the second limiter 42 corresponding to the long period fluctuation, the coefficients A2 and B2 are controlled so that the output change rate other than the prohibition time is within ± 2%.

図4〜図9を参照して、最大必要充電電力演算部23による最大必要充電電力ESmaxの演算について詳細に説明する。   The calculation of the maximum required charging power ESmax by the maximum required charging power calculation unit 23 will be described in detail with reference to FIGS.

図4は、減少禁止時間の開始時に風力発電機16の運転(出力)が停止した場合における最大必要充電電力ESmaxの演算の一例を示す概念図である。風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下した場合において、電力貯蔵装置11の放電電力量を最小限に制御するためには、電力貯蔵装置11と風力発電機16の合成出力をなるべく早く低下させることが好ましい。ところが、減少禁止時間には電力貯蔵装置11と風力発電機16の合成出力を低下させることができないので、減少禁止時間における必要電力(図4の一点鎖線で囲まれた長方形のグレー領域)を電力貯蔵装置11の放電電力で賄わなければならない。また、減少禁止時間が終了して減少許容時間に移行しても、所定の出力変化速度(例えば1%/min以内)でしか合成出力を低下させることができないので、減少許容時間における必要電力(図4の一点鎖線で囲まれた三角形のグレー領域)を電力貯蔵装置11の放電電力で賄わなければならない。従って、図4において一点鎖線で囲まれた長方形と三角形を合わせた台形のグレー領域の面積が、最大必要充電電力ESmaxに相当する。この最大必要充電電力ESmaxを電力貯蔵装置11に充電させることにより、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下するという理論上の最悪条件(最も過酷な条件)であっても、所定時間は風力発電機16の運転を保証することができる。   FIG. 4 is a conceptual diagram showing an example of the calculation of the maximum required charging power ESmax when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped at the start of the reduction prohibition time. In order to control the amount of discharge power of the power storage device 11 to the minimum when the power generated by the wind power generator 16 suddenly decreases stepwise to zero, the combined output of the power storage device 11 and the wind power generator 16 is used. Is preferably reduced as soon as possible. However, since the combined output of the power storage device 11 and the wind power generator 16 cannot be reduced during the reduction prohibition time, the power required for the reduction prohibition time (rectangular gray area surrounded by a one-dot chain line in FIG. 4) is used as power. It must be covered by the discharge power of the storage device 11. Further, even if the reduction prohibition time ends and shifts to the allowable reduction time, the combined output can be reduced only at a predetermined output change rate (for example, within 1% / min), so that the required power in the allowable reduction time ( The triangular gray area surrounded by the one-dot chain line in FIG. 4 must be covered by the discharge power of the power storage device 11. Therefore, the area of the trapezoidal gray region that is a combination of a rectangle and a triangle surrounded by a dashed line in FIG. 4 corresponds to the maximum required charging power ESmax. Even if this is the worst theoretical condition (the most severe condition) in which the electric power storage device 11 is charged with the maximum required charging power ESmax, the generated power of the wind power generator 16 suddenly drops to zero. The operation of the wind power generator 16 can be guaranteed for a predetermined time.

ところで、最大必要充電電力ESmaxは、風力発電機16の運転(出力)が停止した時点及びその後に所定時間が経過するまでに、合成出力の減少許容時間と減少禁止時間がどのような割合で含まれているかに応じて変動し得る。以下では、「合成出力の減少許容時間」が「減少禁止準備時間(減少禁止時間の開始前の時間)」及び「減少禁止開放時間(減少禁止時間の終了後の時間)」を含むものとして説明する(いずれも合成出力の減少を許容するという意味で共通している)。制御装置13は、合成出力の減少許容時間(減少禁止準備時間、減少禁止開放時間)と減少禁止時間の滞在時間に基づいて、最大必要充電電力ESmaxを演算する。本明細書において、合成出力の減少許容時間(減少禁止準備時間、減少禁止開放時間)と減少禁止時間の「滞在時間」は、文言通りの各時間の純粋な滞在時間の他、各時間の開始時間(開始時刻)と終了時間(終了時刻)、及び、各時間に滞在している場合の残り時間などを含む広い概念で使用する。   By the way, the maximum necessary charging power ESmax includes the ratio of the allowable reduction time and the reduction prohibition time of the combined output until the predetermined time elapses after the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped. It can vary depending on what is being done. In the following description, it is assumed that the “allowable reduction time of the composite output” includes “reduction prohibition preparation time (time before the start of the reduction prohibition time)” and “reduction prohibition release time (time after the end of the reduction prohibition time)”. (Both are common in the sense of allowing a decrease in the combined output). The control device 13 calculates the maximum required charging power ESmax based on the combined output reduction allowable time (reduction prohibition preparation time, reduction prohibition release time) and the stay time of the reduction prohibition time. In this specification, the allowable reduction time of composite output (reduction prohibition preparation time, reduction prohibition open time) and “stay time” of reduction prohibition time are the pure stay time of each time as written, and the start of each time It is used in a broad concept including time (start time) and end time (end time) and the remaining time when staying at each time.

制御装置13は、合成出力の減少許容時間(減少禁止準備時間、減少禁止開放時間)と減少禁止時間で異なる関数を用いて、最大必要充電電力ESmaxを演算する。図5は、合成出力の減少許容時間と減少禁止時間で用いる最大必要充電電力ESmaxを演算するための異なる関数の一例を示している。図5に示すように、減少許容時間に対応する関数(実線)と減少禁止時間に対応する関数(破線)は、時間によって変化する傾きの異なる一次関数となっている(減少許容時間に対応する関数よりも減少禁止時間に対応する関数の方が傾きの大きい直線となっている)。なお、図5に示した関数は一例であり、一次関数でなく二次関数を用いてもよく、当該関数の具体的態様には種々の設計変更が可能である。   The control device 13 calculates the maximum required charging power ESmax by using different functions for the combined output reduction allowable time (reduction prohibition preparation time, reduction prohibition release time) and reduction prohibition time. FIG. 5 shows an example of different functions for calculating the maximum required charging power ESmax used in the combined output reduction allowable time and reduction prohibition time. As shown in FIG. 5, the function corresponding to the decrease allowable time (solid line) and the function corresponding to the decrease prohibition time (broken line) are linear functions having different slopes varying with time (corresponding to the decrease allowable time). The function corresponding to the decrease prohibition time is a straight line with a larger slope than the function). Note that the function shown in FIG. 5 is an example, and a quadratic function may be used instead of a linear function, and various design changes can be made to the specific form of the function.

図6は、減少許容時間(減少禁止準備時間)に風力発電機16の運転(出力)が停止し且つ減少禁止時間の開始前に合成出力をゼロにできる場合の最大必要充電電力ESmaxを示している。合成出力は、短周期変動基準(例えば出力変化速度が1%/min以内)及び長周期変動基準(減少禁止時間では減少禁止)を満足するように変化させなければならないので、最大必要充電電力ESmaxをゼロにすることはできない。図6の例では、所定の出力変化速度で低下させたときの合成出力である必要電力(減少禁止準備時間の三角形のグレー領域)が最大必要充電電力ESmaxに相当する。なお、風力発電機16の運転停止時の出力が大きければ大きいほど図6の三角形が相似形で大きくなるので、最大必要充電電力ESmaxが累乗的に増大する。   FIG. 6 shows the maximum required charging power ESmax when the operation (output) of the wind power generator 16 stops during the reduction allowable time (reduction prohibition preparation time) and the combined output can be zero before the start of the reduction prohibition time. Yes. Since the combined output must be changed so as to satisfy the short cycle fluctuation criterion (for example, the output change speed is within 1% / min) and the long cycle fluctuation criterion (decrease prohibition during the reduction prohibition time), the maximum required charging power ESmax Cannot be zero. In the example of FIG. 6, the required power (triangle gray area of the reduction prohibition preparation time) that is the combined output when the output is reduced at a predetermined output change speed corresponds to the maximum required charging power ESmax. Note that the larger the output when the wind power generator 16 is stopped, the larger the triangle in FIG. 6 becomes similar, so the maximum required charging power ESmax increases exponentially.

図7は、減少許容時間(減少禁止準備時間)に風力発電機16の運転(出力)が停止し且つ減少禁止時間の開始前に合成出力をゼロにできない場合の最大必要充電電力ESmaxを示している。この場合、減少禁止準備時間を利用して所定の出力変化速度で合成出力が低下した後、減少禁止時間では合成出力を一定にする必要があり、減少禁止時間の終了後の減少禁止開放時間を利用して、さらに所定の出力変化速度で合成出力が低下していく。図7の例では、所定の出力変化速度で低下させたときの必要電力(減少禁止準備時間の台形のグレー領域と減少禁止開放時間の三角形のグレー領域)及び合成出力を一定に維持したときの必要電力(減少禁止時間の長方形のグレー領域)の総和が最大必要充電電力ESmaxに相当する。   FIG. 7 shows the maximum required charging power ESmax when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped during the reduction allowable time (decrease prohibition preparation time) and the combined output cannot be made zero before the start of the reduction prohibition time. Yes. In this case, after the composite output decreases at a predetermined output change rate using the reduction prohibition preparation time, the composite output needs to be constant during the reduction prohibition time. Utilizing this, the combined output further decreases at a predetermined output change rate. In the example of FIG. 7, the required power (a trapezoidal gray area of the reduction prohibition preparation time and a triangular gray area of the reduction prohibition release time) when the power is reduced at a predetermined output change rate and the composite output are kept constant. The sum of the required power (rectangular gray area of the decrease prohibition time) corresponds to the maximum required charging power ESmax.

図6、図7において、制御装置13は、減少許容時間(減少禁止準備時間)から減少禁止時間への移行時における合成出力がゼロより大きいか否かを判定する。合成出力がゼロより小さい場合、移行時点での合成出力をゼロに補正してその後の処理を継続し(図6)、合成出力がゼロより大きい場合、移行時点での合成出力をそのまま使用してその後の処理を継続することができる(図7)。   6 and 7, the control device 13 determines whether or not the combined output at the time of transition from the reduction allowable time (reduction prohibition preparation time) to the reduction prohibition time is greater than zero. If the composite output is smaller than zero, the composite output at the transition point is corrected to zero and the subsequent processing is continued (FIG. 6). If the composite output is larger than zero, the composite output at the transition point is used as it is. Subsequent processing can be continued (FIG. 7).

図8は、減少禁止時間に風力発電機16の運転(出力)が停止した場合の最大必要充電電力ESmaxを示している。この場合、減少禁止時間では合成出力を一定にする必要があり、減少禁止時間の終了後の減少禁止開放時間を利用して、所定の出力変化速度で合成出力が低下していく。図8の例では、合成出力を一定に維持したときの必要電力(減少禁止時間の長方形のグレー領域)と所定の出力変化速度で低下させたときの必要電力(減少禁止開放時間の三角形のグレー領域)の総和が最大必要充電電力ESmaxに相当する。また、減少禁止時間の開始時に風力発電機16の運転(出力)が停止した場合が上述した図4に相当し、最大必要充電電力ESmaxが最も大きくなる。   FIG. 8 shows the maximum required charging power ESmax when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped during the reduction prohibition time. In this case, it is necessary to make the combined output constant during the reduction prohibition time, and the combined output decreases at a predetermined output change rate using the reduction prohibition release time after the end of the reduction prohibition time. In the example of FIG. 8, the required power when the composite output is maintained constant (rectangular gray area of the reduction prohibition time) and the required power when reduced at a predetermined output change rate (triangle gray of the reduction prohibition release time) Area) corresponds to the maximum required charging power ESmax. Further, the case where the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped at the start of the reduction prohibition time corresponds to FIG. 4 described above, and the maximum required charging power ESmax becomes the largest.

図9は、減少禁止時間の終了時(減少禁止開放時間の開始時)に風力発電機16の運転(出力)が停止した場合の最大必要充電電力ESmaxを示している。この場合、減少禁止時間の終了後の減少禁止開放時間を利用して、所定の出力変化速度で合成出力が低下していく。図9の例では、所定の出力変化速度で低下させたときの必要電力(減少禁止開放時間の三角形のグレー領域)が最大必要充電電力ESmaxに相当する。図6と図9は、風力発電機16の運転(出力)が停止した後の所定時間に減少禁止時間を含まないので、合成出力を最も早くゼロに近付けることができる(つまり最大必要充電電力ESmaxが最も小さくなる)。   FIG. 9 shows the maximum required charging power ESmax when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped at the end of the reduction prohibition time (at the start of the reduction prohibition opening time). In this case, the combined output decreases at a predetermined output change speed by using the decrease prohibition release time after the end of the decrease prohibition time. In the example of FIG. 9, the required power (a gray area in the triangle of the reduction prohibition open time) when it is reduced at a predetermined output change speed corresponds to the maximum required charging power ESmax. In FIGS. 6 and 9, since the reduction prohibition time is not included in the predetermined time after the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped, the combined output can be brought close to zero earliest (that is, the maximum required charging power ESmax). Is the smallest).

このように、風力発電機16と電力貯蔵装置11の合成出力には、短周期変動と長周期変動の制約が課せられるので、その変化率や変動方向に制限がある。短周期変動と長周期変動の制約を満たしつつ且つ最も短時間で合成出力をゼロに近付けるケースを想定して、制御装置13(最大必要充電電力演算部23)が最大必要充電電力ESmaxを演算する。   As described above, the combined output of the wind power generator 16 and the power storage device 11 is restricted by the short period fluctuation and the long period fluctuation, and therefore the change rate and the fluctuation direction are limited. The control device 13 (maximum required charge power calculation unit 23) calculates the maximum required charge power ESmax assuming a case where the combined output approaches zero in the shortest time while satisfying the constraints of the short cycle fluctuation and the long cycle fluctuation. .

最大必要充電電力ESmaxの具体的な算出は、例えば、数式(1)によって実行することができる。なお、最大必要充電電力ESmaxを算出する際に、さらに電力貯蔵装置11の効率(放電時の効率)を考慮しても良いし、充電電力運用下限値に相当する充電電力量を考慮しても良い。すなわち、最大必要充電電力ESmaxの算出式は数式(1)に限定されず、種々の設計変更が可能である。
The specific calculation of the maximum required charging power ESmax can be executed by, for example, Expression (1). Note that when calculating the maximum required charging power ESmax, the efficiency of the power storage device 11 (efficiency during discharging) may be further considered, or the charging power amount corresponding to the charging power operation lower limit value may be considered. good. That is, the calculation formula for the maximum required charging power ESmax is not limited to the formula (1), and various design changes are possible.

減少許容時間(減少禁止準備時間)において現在の風力発電機16の出力Pg≦rTpのときは、たとえ風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下しても、減少禁止時間の開始前に合成出力をゼロまで低下させることができる。そのため、長周期変動基準の減少禁止に関係なく、最大必要充電電力ESmaxは、図6又は図9のように、減少禁止時間の開始前又は開始後の三角形の面積を計算すればよい。但し、電力貯蔵装置11の充電電力を放電するとき、連系点に至るまでに損失が生じることから、その放電時の効率で除算した電力量を確保してもよい。また充電電力運用下限値以下の充電電力は原則として制御に利用しないことから、充電電力運用下限値に相当する充電電力量を加算してもよい。   When the current output Pg ≦ rTp of the wind power generator 16 in the allowable reduction time (reduction prohibition preparation time), even if the generated power of the wind power generator 16 suddenly drops stepwise to zero, the reduction prohibited time The composite output can be reduced to zero before starting. Therefore, the maximum required charging power ESmax may be calculated by calculating the area of the triangle before or after the start of the reduction prohibition time, as shown in FIG. However, when the charging power of the power storage device 11 is discharged, a loss occurs until the connection point is reached. Therefore, the amount of power divided by the efficiency at the time of discharging may be secured. In addition, since charging power below the charging power operation lower limit value is not used for control in principle, a charging power amount corresponding to the charging power operation lower limit value may be added.

一方、減少許容時間(減少禁止準備時間)において現在の風力発電機16の出力Pg>rTpのときは、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下しても、減少禁止時間の開始時までに合成出力をPg−rTp(>0)までしか低下させることができない。このため、減少禁止時間の残り時間(滞在時間)をその出力(減少禁止時間の開始時の出力)で一定に維持する。   On the other hand, when the current output Pg> rTp of the wind power generator 16 is within the allowable reduction time (reduction prohibition preparation time), the reduction prohibited time even if the generated power of the wind power generator 16 suddenly drops to zero. The combined output can only be reduced to Pg-rTp (> 0) by the start of the process. For this reason, the remaining time (stay time) of the reduction prohibition time is kept constant at its output (output at the start of the reduction prohibition time).

減少許容時間(減少禁止準備時間)においては、残り時間Tpの間は合成出力をPgで維持しなければならない。しかし、残り時間Tp=0とすれば、上述した通り、現在の風力発電機16の出力Pg>rTpのときと同様に、数式(1)を用いて最大必要充電電力ESmaxを演算することができる。   In the reduction allowable time (reduction prohibition preparation time), the composite output must be maintained at Pg for the remaining time Tp. However, if the remaining time Tp = 0, as described above, the maximum required charging power ESmax can be calculated using Equation (1), as in the case of the current output Pg> rTp of the wind power generator 16. .

図10〜図13を参照して、見込み発電電力演算部24による見込み発電電力ESestの演算について詳細に説明する。   With reference to FIGS. 10 to 13, the calculation of the predicted generated power Eest by the predicted generated power calculation unit 24 will be described in detail.

図10は、減少禁止時間の開始時に風力発電機16の運転(出力)が停止した場合における見込み発電電力ESestの演算の一例を示す概念図である。風力発電機16の運転(出力)が停止した場合であっても、実際には、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下することはなく、気象条件や発電設備の特性(風力発電機16の場合は回転機の慣性)によって、風力発電機16の発電電力がある程度緩やかに低下する。見込み発電電力ESestは、所定時間において風力発電機16の発電電力がある程度緩やかに低下した場合に発生する発電電力を見積もったものである。図10では、見込み発電電力ESestを、減少禁止時間において破線で囲まれた部分の面積として描いている。本実施形態では、最大必要充電電力ESmaxから見込み発電電力ESestを減算した差分電力(最大必要充電電力ESmax−見込み発電電力ESest)を「必要充電電力」として確保している。これにより、電力貯蔵装置11(例えば蓄電池)の容量を必要最低限のレベルに抑えて電力貯蔵装置11の規模増大に伴うコストアップを回避しつつ(経済性を向上させつつ)、電力安定化システム1を良好に運転することができる。   FIG. 10 is a conceptual diagram illustrating an example of the calculation of the expected generated power E Est when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped at the start of the reduction prohibition time. Even when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped, the generated power of the wind power generator 16 does not actually decrease stepwise to zero, and the weather conditions and the characteristics of the power generation equipment (In the case of the wind power generator 16, the inertia of the rotating machine), the power generated by the wind power generator 16 gradually decreases to some extent. The expected generated power ESest is an estimate of the generated power that is generated when the generated power of the wind power generator 16 is moderately lowered for a predetermined time. In FIG. 10, the expected generated power ESest is drawn as the area of the portion surrounded by the broken line during the reduction prohibition time. In the present embodiment, the difference power obtained by subtracting the estimated generated power ESest from the maximum required charging power ESmax (maximum required charging power ESmax−estimated generated power ESest) is secured as “required charging power”. As a result, the capacity of the power storage device 11 (for example, a storage battery) is suppressed to a necessary minimum level to avoid an increase in cost associated with an increase in the size of the power storage device 11 (while improving economy), and a power stabilization system. 1 can be operated well.

図11は、見込み発電電力演算部24の内部構成の一例を示している。見込み発電電力演算部24は、減算部24Aと、乗算部24Bと、減算部24Cと、最大値選択部24Dとを有している。減算部24Aは、風力発電機16の出力Pg(単位はMW)から風力発電機16の出力補正項α(単位はMW)を減算する(Pg−α)。乗算部24Bは、減算部24Aの減算結果(Pg−α)に減少禁止時間の滞在時間KT(単位はh)を乗算することで第1候補電力A(単位はMWh)を取得する。減算部24Cは、発電量予測値Ef(単位はMWh)から発電量予測補正項β(単位はMWh)を減算する(Ef−β)ことで第2候補電力Bを取得する。最大値選択部24Dは、第1候補電力Aと第2候補電力Bのいずれか大きい方を見込み発電電力ESestとして選択する。   FIG. 11 shows an example of the internal configuration of the expected generated power calculation unit 24. The expected generated power calculation unit 24 includes a subtraction unit 24A, a multiplication unit 24B, a subtraction unit 24C, and a maximum value selection unit 24D. The subtracting unit 24A subtracts the output correction term α (unit: MW) of the wind power generator 16 from the output Pg (unit: MW) of the wind power generator 16 (Pg−α). The multiplication unit 24B obtains the first candidate power A (unit: MWh) by multiplying the subtraction result (Pg−α) of the subtraction unit 24A by the stay time KT (unit: h) of the reduction prohibition time. The subtracting unit 24C obtains the second candidate power B by subtracting the power generation amount prediction correction term β (unit: MWh) from the power generation prediction value Ef (unit: MWh) (Ef−β). The maximum value selection unit 24D selects the larger one of the first candidate power A and the second candidate power B as the expected generated power ETest.

第1候補電力Aは、風力発電機16の現在の出力Pgに基づいた実測値としての意味を持つ。第1候補電力Aは、A(MWh)=(Pg−α)×KTで表すことができる。この式は、減少禁止時間における発電量の時間平均値と減少禁止時間の開始時点における風力発電機16の出力Pgの間に強い相関があることを活用したものである。   The first candidate power A has a meaning as an actual measurement value based on the current output Pg of the wind power generator 16. The first candidate power A can be expressed as A (MWh) = (Pg−α) × KT. This expression utilizes the fact that there is a strong correlation between the time average value of the power generation amount during the reduction prohibition time and the output Pg of the wind power generator 16 at the start of the reduction prohibition time.

図12は、減少禁止時間の開始時点における風力発電機16の出力(x)と減少禁止時間における風力発電機16の発電量(y)の時間平均値との関係を示す概念図である。図12は発電所の定格出力が100MWの場合を例示している。図12の各プロットは、過去の所定期間における風力発電機16の出力(x)と発電量(y)の時間平均値の実測値を示している。風力発電機16の出力(x)はあまり変化せずに所定時間は同じレベルを保つことが多い。従って、風力発電機16の出力(x)と発電量(y)の時間平均値は近い値になることが多く、直線y=xの近傍にプロットが集中する。それでも全プロットは、直線y=xを中心としてある程度のばらつきを持って分布する。直線y=xより上側にあるプロットは、減少禁止時間の開始時点における風力発電機16の出力xに比べて、減少禁止時間における風力発電機16の発電量yの時間平均値の方が大きい。一方、直線y=xより下側にあるプロットは、減少禁止時間の開始時点における風力発電機16の出力xに比べて、減少禁止時間における風力発電機16の発電量yの時間平均値の方が小さい。   FIG. 12 is a conceptual diagram showing the relationship between the output (x) of the wind power generator 16 at the start of the reduction prohibition time and the time average value of the power generation amount (y) of the wind power generator 16 at the reduction prohibition time. FIG. 12 illustrates the case where the rated output of the power plant is 100 MW. Each plot in FIG. 12 shows an actual measurement value of the time average value of the output (x) and the power generation amount (y) of the wind power generator 16 in the past predetermined period. The output (x) of the wind power generator 16 does not change much and often maintains the same level for a predetermined time. Therefore, the time average value of the output (x) of the wind power generator 16 and the power generation amount (y) is often close to each other, and the plots are concentrated in the vicinity of the straight line y = x. Nevertheless, all plots are distributed with some variation around the straight line y = x. In the plot on the upper side of the straight line y = x, the time average value of the power generation amount y of the wind power generator 16 in the decrease prohibition time is larger than the output x of the wind power generator 16 at the start of the decrease prohibition time. On the other hand, the plot below the straight line y = x shows the time average value of the power generation amount y of the wind power generator 16 in the decrease prohibition time compared to the output x of the wind power generator 16 at the start of the decrease prohibition time. Is small.

本実施形態では、風力発電機16の出力が最も低下した場合であっても確実に見込める発電量を見込み発電電力ESestに演算する。図12の例では、全プロットのうち直線y=xに対して最も下方に離れているプロット(x、y)=(80、30)が直線y=x−50より上方にあることから、直線y=x−50に基づいて見込み発電電力ESestを演算することができる。出力補正項αは、例えば50MWに設定することができるが、風力発電機16やその環境等(例えば風況データ等の実績値)に応じて適宜変更することができる。   In this embodiment, even if it is a case where the output of the wind power generator 16 falls most, the electric power generation amount which can be anticipated reliably is calculated to estimated electric power generation ESest. In the example of FIG. 12, the plot (x, y) = (80, 30) that is farthest downward with respect to the straight line y = x among all the plots is above the straight line y = x−50. The expected generated power ESest can be calculated based on y = x−50. The output correction term α can be set to 50 MW, for example, but can be appropriately changed according to the wind power generator 16 and its environment (for example, actual values such as wind condition data).

以上の演算方法で得られた第1候補電力Aを見込み発電電力ESestとすれば、仮に風力発電機16の出力が急減した場合であっても、電力貯蔵装置11によって合成出力を保証することが可能である。しかし、第1候補電力Aは風力発電機16の出力Pgという限られた情報から計算されているので、減少禁止時間における風力発電機16の発電量を過小評価または過大評価しているおそれがある。   Assuming that the first candidate power A obtained by the above calculation method is the expected generated power ESest, even if the output of the wind power generator 16 suddenly decreases, the combined output can be guaranteed by the power storage device 11. Is possible. However, since the first candidate power A is calculated from limited information such as the output Pg of the wind power generator 16, there is a possibility that the power generation amount of the wind power generator 16 during the decrease prohibition time is underestimated or overestimated. .

そこで、例えば、電力安定化システム10に気象予報データを用いた発電量予測技術を搭載して、発電量予測値Efを用いて第2候補電力Bを演算して、これを見込み発電電力ESestとすることも可能である。気象予報データは電力発電機16の設置地点だけではない広域空間の気象モデルを用いて予想されたものであり、且つ、発電量予測技術は気象予報データを用いて統計的学習を行っており季節性を一定程度考慮できることから、減少禁止時間における風力発電機16の発電量(見込み発電量)を精度よく予測することが期待できる。   Therefore, for example, a power generation amount prediction technique using weather forecast data is installed in the power stabilization system 10, the second candidate power B is calculated using the power generation amount prediction value Ef, and this is calculated as the expected power generation power ESest. It is also possible to do. The weather forecast data is predicted by using a weather model in a wide space that is not limited to the location where the power generator 16 is installed, and the power generation prediction technology performs statistical learning using the weather forecast data. Therefore, it can be expected to accurately predict the power generation amount (expected power generation amount) of the wind power generator 16 during the reduction prohibition time.

一方、入手可能な気象予報データは数時間の周期で更新されるので、発電量予測値Efは演算のタイミングによっては精度が低くなるおそれがある。そこで、発電量予測値Efから予測誤差によるばらつきを補正するための発電量予測補正項βを減算して、予測誤差のばらつきがあっても確実に見込める第2候補電力Bを計算する。第2候補電力Bは、B(MWh)=Ef−βで表すことができる。   On the other hand, since the weather forecast data that can be obtained is updated in a cycle of several hours, the power generation amount predicted value Ef may be less accurate depending on the timing of calculation. Therefore, the power generation amount prediction correction term β for correcting the variation due to the prediction error is subtracted from the power generation amount prediction value Ef to calculate the second candidate power B that can be reliably estimated even if the prediction error varies. The second candidate power B can be expressed as B (MWh) = Ef−β.

発電量予測補正項βは、例えば、以下の第1段階〜第4段階の処理方法により設定することができる。
第1段階:風力発電機16の設置地点の気象予報データ及び風況データに基づいて発電量予測値xを算出する。
第2段階:風力発電機16の設置地点の風況データを風車パワーカーブ等で発電量に換算して実績値yを算出する。
第3段階:算出した発電量予測値xと実績値yの中から過酷条件の組み合わせを抽出する。
第4段階:過酷条件に従って発電量予測補正項βを決定する。
The power generation amount prediction correction term β can be set by, for example, the following first to fourth stage processing methods.
First stage: A predicted power generation amount x is calculated based on weather forecast data and wind condition data at the installation site of the wind power generator 16.
Second stage: The actual value y is calculated by converting the wind condition data at the installation point of the wind power generator 16 into the power generation amount by a windmill power curve or the like.
Third stage: A combination of severe conditions is extracted from the calculated power generation amount predicted value x and the actual value y.
Fourth stage: A power generation amount prediction correction term β is determined according to severe conditions.

図13は、減少禁止時間における風力発電機16の発電量予測値(x)とこれに対応する発電量実績値(y)の関係を示す概念図である。図13は、発電所の定格出力が100MW、減少禁止時間が3時間、減少禁止時間における最大発電量が300MWhの場合を例示している。図13において、風力発電機16の発電量予測値(x)と発電量実績値(y)は近い値になることが多く、直線y=xの近傍にプロットが集中する。それでも全プロットは、直線y=xを中心としてある程度のばらつきを持って分布する。直線y=xより上側にあるプロットは、風力発電機16の発電量予測値(x)と比べて、発電量実績値(y)の方が大きいので、電力貯蔵装置11の貯蔵電力が不足し難い傾向にある。一方、直線y=xより下側にあるプロットは、風力発電機16の発電量予測値(x)と比べて、発電量実績値(y)の方が小さいので、電力貯蔵装置11の貯蔵電力が不足し易い傾向にある。   FIG. 13 is a conceptual diagram showing the relationship between the predicted power generation amount (x) of the wind power generator 16 and the corresponding power generation amount actual value (y) during the reduction prohibition time. FIG. 13 illustrates a case where the rated output of the power plant is 100 MW, the reduction prohibition time is 3 hours, and the maximum power generation amount in the reduction prohibition time is 300 MWh. In FIG. 13, the predicted power generation value (x) of the wind power generator 16 and the actual power generation value (y) are often close to each other, and the plots are concentrated near the straight line y = x. Nevertheless, all plots are distributed with some variation around the straight line y = x. In the plot above the straight line y = x, the actual power generation amount value (y) is larger than the power generation amount prediction value (x) of the wind power generator 16, so the stored power of the power storage device 11 is insufficient. It tends to be difficult. On the other hand, in the plot below the straight line y = x, the actual power generation amount value (y) is smaller than the power generation amount prediction value (x) of the wind power generator 16, so the stored power of the power storage device 11 Tends to be short.

本実施形態では、風力発電機16の発電量予測値(x)が発電量実績値(y)より小さい場合であっても確実に見込める発電量を見込み発電電力ESestに演算する。図13の例では、全プロットのうち直線y=xに対して最も下方に離れているプロット(x、y)=(200、80)が直線y=x−120より上方にあることから、直線y=x−120に基づいて見込み発電電力ESestを演算することができる。出力補正項βは、例えば120MWhに設定することができるが、風況データや気象予報データ等に基づいて適宜変動し得る。   In this embodiment, even if the power generation amount predicted value (x) of the wind power generator 16 is smaller than the power generation amount actual value (y), the power generation amount that can be reliably predicted is calculated as the expected power generation power ESest. In the example of FIG. 13, the plot (x, y) = (200, 80), which is farthest from the straight line y = x among all the plots, is above the straight line y = x−120. The expected generated power ESest can be calculated based on y = x−120. The output correction term β can be set to 120 MWh, for example, but can be appropriately changed based on wind condition data, weather forecast data, and the like.

以上のようにして算出された第1候補電力Aと第2候補電力Bのいずれか大きい方の値を見込み発電電力ESestとして採用する。第1候補電力Aと第2候補電力Bのいずれが採用されても、実績データに基づく過酷条件が考慮されているので、風力発電機16の出力急減時の見込み発電電力ESestを正確に把握することが可能になる。   The larger one of the first candidate power A and the second candidate power B calculated as described above is adopted as the expected generated power ETest. Regardless of which of the first candidate electric power A and the second candidate electric power B is adopted, severe conditions based on the actual data are taken into consideration, so that the expected generated electric power ESest when the output of the wind power generator 16 suddenly decreases is accurately grasped. It becomes possible.

図14は、制御装置13(最大必要充電電力演算部23と見込み発電電力演算部24と差分電力演算部25)による演算内容を示すブロック図である。   FIG. 14 is a block diagram showing calculation contents by the control device 13 (maximum required charging power calculation unit 23, estimated generated power calculation unit 24, and differential power calculation unit 25).

最大必要充電電力演算部23は、風力発電機16の運転(出力)が停止すると、その停止時刻tに基づいて、減少禁止時間の残り時間Tlong及び減少禁止準備時間の残り時間Tprepを算出する。最大必要充電電力演算部23は、減少禁止時間及び減少禁止準備時間に対応する充電電力補正関数(図5)を用いて、減少禁止時間の残り時間Tlong及び減少禁止準備時間の残り時間Tprep並びに風力発電機16の現在出力値Pgに基づいて、最大必要充電電力ESmaxを演算する。見込み発電電力演算部24は、風力発電機16の運転(出力)が停止したと仮定した場合に、その停止時点から所定時間が経過するまでの間における風力発電機16の見込み発電電力ESestを演算する。差分電力演算部25は、最大必要充電電力ESmaxから見込み発電電力ESestを減算した差分電力(ESmax−ESest)を必要充電電力として求める。その必要充電電力は、電力貯蔵装置11の貯蔵電力目標値ESrefと一致する。差分電力演算部25は、必要充電電力(貯蔵電力目標値)ESrefと現在の充電電力ESの差分である補正貯蔵電力量ES´を算出する。この補正貯蔵電力量ES´に基づいて電力貯蔵装置11の充放電が制御される。   When the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped, the maximum required charging power calculation unit 23 calculates the remaining time Tlong of the reduction prohibition time and the remaining time Tprep of the reduction prohibition preparation time based on the stop time t. The maximum required charging power calculation unit 23 uses the charging power correction function (FIG. 5) corresponding to the reduction prohibition time and the reduction prohibition preparation time, the remaining time Tlong of the reduction prohibition time, the remaining time Tprep of the reduction prohibition preparation time, and the wind power Based on the current output value Pg of the generator 16, the maximum required charging power ESmax is calculated. When it is assumed that the operation (output) of the wind power generator 16 has stopped, the predicted generated power calculation unit 24 calculates the predicted generated power Eest of the wind power generator 16 during a predetermined time after the stop point. To do. The differential power calculation unit 25 obtains the differential power (ESmax−ESest) obtained by subtracting the estimated generated power ESest from the maximum required charge power ESmax as the required charge power. The required charging power matches the stored power target value ESref of the power storage device 11. The differential power calculation unit 25 calculates a corrected stored power amount ES ′ that is a difference between the required charging power (storage power target value) ESref and the current charging power ES. Charging / discharging of the power storage device 11 is controlled based on the corrected stored power amount ES ′.

このように、本実施形態では、制御装置13が、風力発電機(変動電源)16の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力ESmaxを演算して、最大必要充電電力ESmaxに基づいて、電力貯蔵装置11の充放電を制御する。また、制御装置13は、風力発電機16の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間における風力発電機16の見込み発電電力ESestを演算して、最大必要充電電力ESmaxと見込み発電電力ESestの差分電力(ESmax−ESest)に基づいて、電力貯蔵装置11の充放電を制御する。これにより、風力発電機16の出力が停止した場合でも、風力発電機16と電力貯蔵装置11の合成出力を目標合成出力に追従させることができる。   As described above, in the present embodiment, the control device 13 is the maximum for causing the combined output to follow the target combined output until a predetermined time elapses after the output of the wind power generator (variable power supply) 16 is stopped. The required charging power ESmax is calculated, and charging / discharging of the power storage device 11 is controlled based on the maximum required charging power ESmax. In addition, the control device 13 calculates the expected generated power ESest of the wind power generator 16 from when the output of the wind power generator 16 is stopped until a predetermined time elapses, and the maximum required charging power ESmax and the expected generated power Based on the difference power (ESmax−ESest) of ESest, charging / discharging of the power storage device 11 is controlled. Thereby, even when the output of the wind power generator 16 stops, the combined output of the wind power generator 16 and the power storage device 11 can be made to follow the target combined output.

上記の実施形態では、最大必要充電電力演算部23が、減少禁止準備時間の残り時間Tpと減少禁止時間の残り時間TLの両方を用いて、最大必要充電電力ESmaxを演算する場合を例示して説明した。しかし、最大必要充電電力演算部23は、減少禁止準備時間の残り時間Tpと減少禁止時間の残り時間TLのいずれか一方だけを用いて、最大必要充電電力ESmaxを演算することが可能である。すなわち、最大必要充電電力演算部23は、減少禁止準備時間又は減少禁止時間の滞在時間に基づいて、最大必要充電電力ESmaxを演算することができる。   In the above embodiment, the case where the maximum required charging power calculation unit 23 calculates the maximum required charging power ESmax using both the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time and the remaining time TL of the reduction prohibition time is exemplified. explained. However, the maximum required charging power calculation unit 23 can calculate the maximum required charging power ESmax using only one of the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time and the remaining time TL of the reduction prohibition time. That is, the maximum required charging power calculation unit 23 can calculate the maximum required charging power ESmax based on the stay time of the reduction prohibition preparation time or the reduction prohibition time.

上記の実施形態では、最大必要充電電力ESmaxの計算において、風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下するという理論上の最悪条件に対して最小限の放電電力量となる合成出力制御を想定している。そのために、減少禁止準備時間の残り時間Tpと減少禁止時間の残り時間TLを使用して、減少禁止時間の開始時刻までに合成出力をどこまで低下させることができるかを計算している。   In the above-described embodiment, in the calculation of the maximum required charging power ESmax, the combined power that is the minimum amount of discharge power with respect to the theoretical worst condition that the generated power of the wind power generator 16 rapidly decreases stepwise to zero. Assume output control. Therefore, the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time and the remaining time TL of the reduction prohibition time are used to calculate how much the combined output can be reduced by the start time of the reduction prohibition time.

仮に減少禁止準備時間の残り時間Tpが不明な場合、どの程度まで合成出力を低下させることができるか把握できない。そのため、短周期変動・長周期変動の制約の両方を満足するために必要な放電電力量が大きくなる。ここで、「減少禁止準備時間の残り時間Tpが不明な場合」は、「減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が不明な場合」と言い換えることができ、次の2つの場合に類型化される。
・減少禁止時間の長さは分かっているが、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が不明である場合。
・減少禁止時間の終了時間(終了時刻)は分かっているが、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が不明である場合。
If the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time is unknown, it is impossible to grasp to what extent the combined output can be reduced. As a result, the amount of discharge power required to satisfy both the short cycle fluctuation and long cycle fluctuation constraints is increased. Here, “when the remaining time Tp of the decrease prohibition preparation time is unknown” can be rephrased as “when the start time (start time) of the decrease prohibition time is unknown”, and is classified into the following two cases. The
・ The length of the decrease prohibition time is known, but the start time (start time) of the decrease prohibition time is unknown.
・ The end time (end time) of the decrease prohibition time is known, but the start time (start time) of the decrease prohibition time is unknown.

一方、減少禁止時間の残り時間TLが不明な場合は、例えば、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)は分かっているが、減少禁止時間の終了時間(終了時刻)が不明なケースが当てはまる。以下、これら各ケースについての制御方法(最大必要充電電力ESmaxの演算方法)について説明していく。   On the other hand, when the remaining time TL of the decrease prohibition time is unknown, for example, the start time (start time) of the decrease prohibition time is known, but the end time (end time) of the decrease prohibition time is unknown. Hereinafter, the control method (calculation method of the maximum required charging power ESmax) for each of these cases will be described.

<減少禁止時間の長さは分かっているが、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が不明である場合>
これは、上述した数式(1)において、減少禁止準備時間の残り時間Tpが不明な場合に相当する。風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下するという理論上の最悪条件を想定するならば、最大必要充電電力ESmaxが最も大きくなるのは、減少禁止準備時間の残り時間Tp=0の場合、すなわち、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が現在となる場合である。すなわち、最大必要充電電力ESmaxは、上述した数式(1)において、Tp=0とした次の数式(2)により計算することができる。なお、最大必要充電電力ESmaxを算出する際に、さらに電力貯蔵装置11の効率(放電時の効率)を考慮しても良いし、充電電力運用下限値に相当する充電電力量を考慮しても良い。
<If the length of the reduction prohibition time is known, but the start time (start time) of the reduction prohibition time is unknown>
This corresponds to the case where the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time is unknown in the above-described equation (1). Assuming the theoretical worst condition that the generated power of the wind power generator 16 suddenly decreases stepwise to zero, the maximum required charging power ESmax becomes the largest because the remaining time of the reduction prohibition preparation time Tp = In the case of 0, that is, the start time (start time) of the decrease prohibition time is the current time. That is, the maximum required charging power ESmax can be calculated by the following equation (2) in which Tp = 0 in the above equation (1). Note that when calculating the maximum required charging power ESmax, the efficiency of the power storage device 11 (efficiency during discharging) may be further considered, or the charging power amount corresponding to the charging power operation lower limit value may be considered. good.

<減少禁止時間の終了時間(終了時刻)は分かっているが、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が不明である場合>
これは、減少禁止準備時間の残り時間Tpと減少禁止時間の残り時間TLとの合計時間(これをTL’と定義する)は決まっているが、それらの内訳が不明な場合に相当する。風力発電機16の発電電力がゼロまでステップ状に急激に低下するという理論上の最悪条件を想定するならば、最大必要充電電力ESmaxが最も大きくなるのは、Tp=0かつTL=TL’の場合、すなわち、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が現在となる場合である。すなわち、最大必要充電電力ESmaxは、上述した数式(1)において、Tp=0かつTL=TL’とした次の数式(3)により計算することができる。なお、最大必要充電電力ESmaxを算出する際に、さらに電力貯蔵装置11の効率(放電時の効率)を考慮しても良いし、充電電力運用下限値に相当する充電電力量を考慮しても良い。
<When the end time (end time) of the decrease prohibition time is known but the start time (start time) of the decrease prohibition time is unknown>
This corresponds to the case where the total time of the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time and the remaining time TL of the reduction prohibition time (which is defined as TL ′) is determined, but the breakdown is unknown. Assuming the theoretical worst condition that the generated power of the wind power generator 16 suddenly decreases stepwise to zero, the maximum required charging power ESmax is largest when Tp = 0 and TL = TL ′. This is a case where the start time (start time) of the decrease prohibition time is now. That is, the maximum required charging power ESmax can be calculated by the following equation (3) where Tp = 0 and TL = TL ′ in the above equation (1). Note that when calculating the maximum required charging power ESmax, the efficiency of the power storage device 11 (efficiency during discharging) may be further considered, or the charging power amount corresponding to the charging power operation lower limit value may be considered. good.

図15A、図15B、図15Cは、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)が現在よりも遅い第1の場合(減少禁止時間までの時間が相対的に長い)、現在よりも遅い第2の場合(減少禁止時間までの時間が相対的に短い)、現在の場合における最大必要充電電力ESmaxの一例を示している。図15A〜図15Cの中において、最大必要充電電力ESmaxが最も大きくなるのは図15Cである。何故なら、現在から減少禁止時間の開始時間(開始時刻)までの放電電力量(図15Aと図15Bの左側の台形部分)と、減少禁止時間終了後の放電電力量(図15A〜図15Cの右側の三角形部分)との合計面積は同じなので、減少禁止時間の放電電力量(図15A〜図15Cの真ん中の長方形部分)の面積の比較になるからである。   FIG. 15A, FIG. 15B, and FIG. 15C show the second case where the start time (start time) of the reduction prohibition time is later than the current time (the time until the reduction prohibition time is relatively long), which is later than the current time. In this case (time until the decrease prohibition time is relatively short), an example of the maximum required charging power ESmax in the present case is shown. 15A to 15C, the maximum required charging power ESmax is the largest in FIG. 15C. This is because the discharge power amount from the present to the start time (start time) of the decrease prohibition time (the trapezoid on the left side of FIGS. 15A and 15B) and the discharge power amount after the end of the decrease prohibition time (FIGS. 15A to 15C). This is because the total area with the triangle portion on the right side) is the same, and thus the area of the discharge power amount (rectangular portion in the middle of FIGS. 15A to 15C) in the reduction prohibition time is compared.

<減少禁止時間の開始時間(開始時刻)は分かっているが、減少禁止時間の終了時間(終了時刻)が不明な場合>
これは、減少禁止準備時間の残り時間Tpは決まっているが、減少禁止時間の残り時間TLがゼロより大きいことしか分からない場合に相当する。この場合における最悪条件は、減少禁止時間の残り時間TL=∞となることである。減少禁止時間において放電を長時間継続すると、やがて充電電力が不足するので、減少禁止時間の開始時間(開始時刻)までに合成出力をゼロにする必要がある。上述した数式(1)において、TL=∞とすると、最大必要充電電力ESmaxは、次の数式(4)により計算することができる。しかし、最大必要充電電力ESmax=∞にすることは実際には不可能であるため、数式(4)において、Pg/2rで算出される最大必要充電電力ESmaxの上限値を採用する。
<If the start time (start time) of the decrease prohibition time is known, but the end time (end time) of the decrease prohibition time is unknown>
This corresponds to a case where the remaining time Tp of the reduction prohibition preparation time is determined, but it is only known that the remaining time TL of the reduction prohibition time is greater than zero. The worst condition in this case is that the remaining time TL = ∞ of the decrease prohibition time. If the discharge is continued for a long time in the reduction prohibition time, the charging power will eventually become insufficient, so the combined output must be made zero by the start time (start time) of the reduction prohibition time. In Equation (1) described above, when TL = ∞, the maximum required charging power ESmax can be calculated by Equation (4) below. However, since it is actually impossible to set the maximum required charging power ESmax = ∞, the upper limit value of the maximum required charging power ESmax calculated by Pg 2 / 2r is employed in Equation (4).

以上の実施形態では、制御装置13が、最大必要充電電力ESmaxを用いて電力貯蔵装置11の充放電を制御する場合を例示して説明したが、最大必要充電電力ESmaxに代えて、最大必要充電率(最大必要SOC)を用いて電力貯蔵装置11の充放電を制御してもよい。この場合、「見込み発電電力」に代えて「見込みSOC」を用いることになる。特許請求の範囲における「最大必要充電電力」と「見込み発電電力」は、文言通りの絶対量の場合の他、満充電に対する充電パーセンテージである「最大必要充電率(最大必要SOC)」と「見込みSOC」を含む概念で使用する。   In the above embodiment, the case where the control device 13 controls charging / discharging of the power storage device 11 using the maximum required charging power ESmax has been described as an example, but instead of the maximum required charging power ESmax, the maximum required charging is performed. You may control charging / discharging of the electric power storage apparatus 11 using a rate (maximum required SOC). In this case, “expected SOC” is used instead of “expected generated power”. “Maximum required charging power” and “estimated generated power” in the claims are the absolute amount as stated in the wording, as well as “maximum required charging rate (maximum required SOC)” and “expected” which are charging percentages relative to full charging. Used in concepts including “SOC”.

また、以上の実施形態で演算に用いた変動電源(例えば風力発電機16)の出力値は、合成出力値でもよいし、合成出力目標値でもよい。変動電源の出力値は変動が激しいため、均等化した出力値として、合成出力値を用いるほうがよい場合もある。   In addition, the output value of the variable power source (for example, the wind power generator 16) used for the calculation in the above embodiment may be a combined output value or a combined output target value. Since the output value of the variable power supply varies greatly, it may be better to use the combined output value as the equalized output value.

また、最大必要充電電力ESmaxから見込み発電電力ESestを減算せずに、最大必要充電電力ESmaxのみを用いて、貯蔵電力目標値ESrefとしてもよい(ESmax=ESref)。   Alternatively, the stored power target value ESref may be set using only the maximum required charging power ESmax without subtracting the estimated generated power ESest from the maximum required charging power ESmax (ESmax = ESref).

10 電力安定化システム
11 電力貯蔵装置
12 電力変換器
13 制御装置
14 変圧器
15 電力系統
16 風力発電機(変動電源)
17 変圧器
21 有効電力検出部
22 貯蔵電力量検出部
23 最大必要充電電力演算部
24 見込み発電電力演算部
24A 減算部
24B 乗算部
24C 減算部
24D 最大値選択部
25 差分電力演算部
26 補償電力補正演算部
27 平滑化フィルタ
28 リミッタ回路
29 電力変換器制御部
41 第1リミッタ
42 第2リミッタ
43 第1サンプルホールド回路
44 第2サンプルホールド回路
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Electric power stabilization system 11 Electric power storage apparatus 12 Electric power converter 13 Control apparatus 14 Transformer 15 Electric power system 16 Wind generator (variable power supply)
17 Transformer 21 Active Power Detecting Unit 22 Stored Power Amount Detecting Unit 23 Maximum Required Charging Power Calculation Unit 24 Expected Generated Power Calculation Unit 24A Subtraction Unit 24B Multiplication Unit 24C Subtraction Unit 24D Maximum Value Selection Unit 25 Differential Power Calculation Unit 26 Compensation Power Correction Operation unit 27 Smoothing filter 28 Limiter circuit 29 Power converter control unit 41 First limiter 42 Second limiter 43 First sample hold circuit 44 Second sample hold circuit

Claims (7)

充放電が可能な電力貯蔵装置と、
前記電力貯蔵装置の出力と変動電源の出力の合成出力を制御する制御装置と、
を有し、
前記制御装置は、前記変動電源の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、前記合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力を演算して、前記最大必要充電電力に基づいて、前記電力貯蔵装置の充放電を制御し、
前記制御装置は、前記変動電源の現在出力と、出力変化速度設定値と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少許容時間の残り時間と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少禁止時間の残り時間とに基づいて、前記最大必要充電電力を演算する、
ことを特徴とする電力安定化システム。
A power storage device capable of charging and discharging; and
A control device for controlling a combined output of the output of the power storage device and the output of the variable power source;
Have
The control device calculates a maximum required charging power for causing the combined output to follow a target combined output until a predetermined time elapses after the output of the variable power supply is stopped, and the maximum required charging power is calculated. Based on the control of the charging and discharging of the power storage device ,
The control device includes a current output of the variable power source, an output change speed setting value, a remaining time of a decrease allowable time of the combined output included in the predetermined time, and a decrease prohibition of the combined output included in the predetermined time. Calculating the maximum required charging power based on the remaining time of the time;
A power stabilization system characterized by that.
前記制御装置は、前記変動電源の出力が停止した時点から前記所定時間が経過するまでの間における前記変動電源の見込み発電電力を演算して、前記最大必要充電電力と前記見込み発電電力の差分電力に基づいて、前記電力貯蔵装置の充放電を制御する、
ことを特徴とする請求項1に記載の電力安定化システム。
The control device calculates the expected generated power of the variable power source from the time when the output of the variable power source stops until the predetermined time elapses, and the difference power between the maximum required charging power and the expected generated power Based on the control of the charge and discharge of the power storage device,
The power stabilization system according to claim 1.
前記制御装置は、前記減少許容時間及び/又は前記減少禁止時間の滞在時間に基づいて、前記最大必要充電電力を演算する、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の電力安定化システム。
The control device calculates the maximum required charging power based on a staying time of the reduction allowable time and / or the reduction prohibition time,
The power stabilization system according to claim 1 or 2, wherein
前記制御装置は、前記減少許容時間と前記減少禁止時間で異なる関数を用いて、前記最大必要充電電力を演算する、
ことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の電力安定化システム。
The control device calculates the maximum required charging power using a function different between the reduction allowable time and the reduction prohibition time,
The power stabilization system according to any one of claims 1 to 3, wherein
前記制御装置は、前記減少許容時間から前記減少禁止時間への移行時における前記合成出力がゼロより大きいか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の電力安定化システム。
The controller determines whether or not the combined output is greater than zero at the time of transition from the reduction allowable time to the reduction prohibition time;
The power stabilization system according to any one of claims 1 to 4, wherein
前記制御装置は、前記変動電源の出力及び/又は前記合成出力に含まれる長周期変動及び/又は前記長周期変動に重畳する短周期変動を緩和する、
ことを特徴とする請求項1から請求項5のいずれかに記載の電力安定化システム。
The control device alleviates long-period fluctuations included in the output of the variable power source and / or the combined output and / or short-period fluctuations superimposed on the long-period fluctuations,
The power stabilization system according to any one of claims 1 to 5, wherein
電力貯蔵装置の出力と変動電源の出力の合成出力を制御する制御装置であって、
前記変動電源の出力が停止した時点から所定時間が経過するまでの間、前記合成出力を目標合成出力に追従させるための最大必要充電電力を演算して、前記最大必要充電電力に基づいて、前記電力貯蔵装置の充放電を制御し、
前記変動電源の現在出力と、出力変化速度設定値と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少許容時間の残り時間と、前記所定時間に含まれる前記合成出力の減少禁止時間の残り時間とに基づいて、前記最大必要充電電力を演算する、
ことを特徴とする制御装置。
A control device that controls the combined output of the output of the power storage device and the output of the variable power source,
Until the predetermined time elapses from the time when the output of the variable power supply is stopped, the maximum required charging power for causing the combined output to follow the target combined output is calculated, based on the maximum required charging power, Control the charge and discharge of the power storage device ,
A current output of the variable power supply, an output change speed setting value, a remaining time of a decrease allowable time of the combined output included in the predetermined time, and a remaining time of a decrease prohibition time of the combined output included in the predetermined time; Based on the maximum required charging power,
A control device characterized by that.
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