JP6338009B1 - Power stabilization system and control device using power storage device - Google Patents

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Abstract

【課題】電力貯蔵装置の必要容量を効果的に抑制できる電力貯蔵装置を用いた電力安定化システムを提供する。【解決手段】電力安定化システムの制御装置は、合成出力の長周期変動を緩和するための長周期変動緩和制御部と、長周期変動緩和指定時間帯の開始時点での制御点である合成出力準備値を計算する合成出力準備値計算部と、前記合成出力準備値を前記合成出力目標値に反映させる合成出力準備値設定部とを有する。【選択図】図1A power stabilization system using a power storage device capable of effectively suppressing the required capacity of the power storage device is provided. A control device of a power stabilization system includes a long-cycle fluctuation relaxation control unit for relaxing long-period fluctuations of a composite output, and a composite output that is a control point at the start of a long-period fluctuation relaxation designated time zone. A composite output preparation value calculation unit that calculates a preparation value; and a composite output preparation value setting unit that reflects the composite output preparation value in the composite output target value. [Selection] Figure 1

Description

本発明は、電力系統の電力変動を抑制する電力貯蔵装置を用いた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 using a power storage device that suppresses power fluctuations in a power system.

太陽光発電や風力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。太陽光発電所や風力発電所に、蓄電池又はフライホイール等で構成される電力貯蔵装置を設置し、発電設備出力の微小変動成分または短周期変動成分を補償する出力変動緩和制御方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   In recent years, the interconnection of variable power sources using renewable energy such as solar power generation and wind power generation to the power system has increased. An output fluctuation mitigation control method has been proposed in which a power storage device composed of a storage battery or flywheel is installed at a solar power plant or wind power plant to compensate for minute fluctuation components or short-period fluctuation components of the output of the power generation equipment. (For example, refer to Patent Document 1).

特許文献1に記載の電力安定化システムは、太陽光発電所又は風力発電所等の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。かかる電力安定化システムでは、電力貯蔵装置の貯蔵電力量が上限または下限に到達すると、それ以上の電力補償ができなくなるので、電力変動を安定化するための充放電制御の他に、適切な貯蔵電力量を確保するための補正制御が行われている。   The power stabilization system described in Patent Document 1 generates power generated by a variable power source in order to reduce the influence on the system frequency when a variable power source such as a solar power plant or a wind power plant is connected to the power system. The power is combined with the charge / discharge power of the power storage device and smoothed. In such a power stabilization system, when the stored power amount of the power storage device reaches the upper limit or the lower limit, further power compensation cannot be performed. Therefore, in addition to charge / discharge control for stabilizing power fluctuations, an appropriate storage can be performed. Correction control for ensuring the amount of electric power is performed.

特開2007−318883号公報JP 2007-318883 A

ところで、気象条件等によって出力が変動する太陽光発電及び風力発電等の変動電源の変動成分には、数十分単位までの出力変動成分である短周期的変動と、数十分から数時間単位の出力変動成分である長周期的変動とが混在する。   By the way, the fluctuation components of variable power sources such as solar power generation and wind power generation whose output fluctuates depending on weather conditions, etc., are short-period fluctuations that are output fluctuation components up to several tens of minutes and tens of minutes to several hours Are mixed with long-period fluctuations, which are output fluctuation components.

変動電源の長周期的変動を緩和することが期待される背景として、既存の発電設備の長周期的変動に対する調整能力の不足が挙げられる。電力系統においては、電力需要、及び変動電源の変動に対し、一般的に火力発電機や水力発電機など既存の発電設備の出力調整によって需給バランスを維持している。特に時間帯や季節によって需要家の電力需要が大きく変化する場合、その様な長周期的変動に対しては運転台数の変更も伴って出力調整を行っている。しかし、電力需要の変化が大きい時間帯、および運転台数が少ない時間帯においては、既存の発電設備による長周期的変動の調整能力が低下する。そのため、既存の発電設備の調整能力が低下する時間帯においては、再生可能エネルギーを利用する変動電源、及び変動電源向けの電力貯蔵装置についても長周期的変動を緩和することが期待される。   As a background that is expected to mitigate long-term fluctuations of variable power sources, there is a lack of ability to adjust long-term fluctuations of existing power generation facilities. In the power system, the supply and demand balance is generally maintained by adjusting the output of existing power generation facilities such as thermal power generators and hydroelectric power generators in response to fluctuations in power demand and variable power sources. In particular, when the power demand of the customer greatly changes depending on the time of day or season, the output is adjusted with the change in the number of operating units for such a long-term fluctuation. However, in the time zone when the change in power demand is large and the time zone where the number of units in operation is small, the ability to adjust long-period fluctuations by the existing power generation facilities decreases. Therefore, in the time zone when the adjustment capability of the existing power generation facilities is reduced, long-term fluctuations are expected to be mitigated for the variable power source that uses renewable energy and the power storage device for the variable power source.

かかる状況において、電力の安定供給等の目的で合成出力(変動電源の発電電力と電力貯蔵装置の充放電電力を合成した電力)の減少または増加に対して制限がかかると、電力貯蔵装置にかかる負荷が増大することが懸念される。例えば、合成出力の減少が禁止されている時間帯において、発電量が減少する場合には電力貯蔵装置は放電をする必要がある。合成出力の減少不可要求に十分に対応するため、予想される放電電力および放電電力量の最大値を電力貯蔵装置の必要容量として確保する必要がある。予想される放電電力および放電電力量としてあらゆる気象変動等を織り込んだ最大値を見込むとすると、電力貯蔵装置の必要容量が大きくなり設備コストが増大する問題がある。   In such a situation, if there is a limit to the decrease or increase in the combined output (the combined power generated by the variable power supply and the charge / discharge power of the power storage device) for the purpose of stable power supply, the power storage device is applied. There is a concern that the load will increase. For example, the power storage device needs to be discharged when the amount of power generation decreases in a time zone in which the reduction of the combined output is prohibited. In order to sufficiently cope with the request for the reduction of the composite output, it is necessary to secure the expected discharge power and the maximum value of the discharge power amount as the necessary capacity of the power storage device. Assuming that the expected discharge power and the maximum value taking into account all weather fluctuations are expected, the required capacity of the power storage device increases and the equipment cost increases.

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、電力貯蔵装置の必要容量を効果的に抑制できる電力貯蔵装置を用いた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。   This invention is made | formed in view of this point, and it is set as one of the objectives to provide the power stabilization system and control apparatus using the power storage device which can suppress the required capacity | capacitance of a power storage device effectively.

本発明の一態様の電力安定化システムは、充放電を行う電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置の充放電による入出力を電力系統と前記電力貯蔵装置の間で相互に変換する電力変換器と、前記電力変換器の変換動作を制御し、前記電力系統に連系する変動電源と前記電力貯蔵装置との合成出力を合成出力目標値に基づいて制御する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記合成出力の長周期変動を緩和するための長周期変動緩和制御部と、少なくとも長周期変動緩和指定時間帯の開始時点での制御点となる合成出力準備値を計算する合成出力準備値計算部と、前記合成出力準備値を前記合成出力目標値に反映させる合成出力準備値設定部とを具備し、前記合成出力準備値計算部は、前記長周期変動緩和指定時間帯前の準備時間帯の残り時間のみ、又は前記長周期変動緩和指定時間帯前の準備時間帯の残り時間及び前記長周期変動緩和指定時間帯の残り時間を用いて、前記合成出力準備値を計算することを特徴とする。 A power stabilization system according to an aspect of the present invention includes a power storage device that performs charging and discharging, and a power converter that mutually converts input and output due to charging and discharging of the power storage device between a power system and the power storage device. A control device that controls a conversion operation of the power converter, and controls a combined output of the variable power source and the power storage device linked to the power system based on a combined output target value. Is a composite output preparation value for calculating a composite output preparation value that is a control point at the start of at least the long-period fluctuation relaxation specified time zone, and a long-period fluctuation relaxation control unit for relaxing the long-period fluctuation of the composite output A calculation unit, and a combined output preparation value setting unit that reflects the combined output preparation value in the combined output target value , wherein the combined output preparation value calculation unit is a preparation time before the long-period fluctuation relaxation designated time zone Only the remaining time of the belt Or by using the long period change mitigation remaining time of the specified time period before the preparation time period and the remaining time of the long period change mitigation specified time period, and calculates the combined output preparation value.

本発明によれば、電力貯蔵装置の必要容量を効果的に抑制できる電力貯蔵装置を用いた電力安定化システム及び制御装置を提供できる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the power stabilization system and control apparatus using the electric power storage apparatus which can suppress the required capacity | capacitance of an electric power storage apparatus effectively can be provided.

本発明の第1の実施の形態に係る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 which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 合成出力準備値設定部に係る3つの実施例を表す図である。It is a figure showing the three Examples which concern on a synthetic | combination output preparation value setting part. 本発明の第1の実施の形態により得られる効果を示す図である。It is a figure which shows the effect acquired by the 1st Embodiment of this invention. 図4Aは減少不可指定時間帯で合成出力を大きく上昇させた場合の問題を示す波形図、図4Bは減少不可指定時間帯で合成出力を一定に維持した場合の問題を示す波形図、図4Cは減少不可指定時間帯における望ましい合成出力の増加方法の1例を示す波形図である。4A is a waveform diagram showing a problem when the combined output is greatly increased in the non-decreasing designated time zone, FIG. 4B is a waveform diagram showing a problem when the synthesized output is kept constant in the non-decreasing designated time zone, and FIG. 4C. These are waveform diagrams showing an example of a desirable method of increasing the composite output in the non-decreasing designated time zone. 本発明の第3の実施の形態に係る電力安定化システムの構成例を示す制御ブロック図である。It is a control block diagram which shows the structural example of the power stabilization system which concerns on the 3rd Embodiment of this invention. 本発明の第3の実施の形態により得られる効果を示す図である。It is a figure which shows the effect acquired by the 3rd Embodiment of this invention. 長周期変動緩和指定時間帯を説明する図である。It is a figure explaining a long-period fluctuation relaxation designated time zone. 本発明の特徴とその位置づけを説明する図である。It is a figure explaining the characteristic of this invention, and its positioning. 変動電源出力がステップ状に低下した場合の必要充電電力を示す図である。It is a figure which shows the required charging power when a fluctuation | variation power supply output falls in step shape. 各時間帯における最大必要充電電力を示す図であり、図10Aは指定時間帯の開始前に合成出力をゼロにできるケースを示し、図10Bは指定時間帯の開始前に合成出力をゼロにできないケースを示し、図10Cは現在時刻が指定時間帯内となるケースを示し、図10Dは現在時刻が指定時間帯外となるケースを示している。FIG. 10A is a diagram showing the maximum required charging power in each time zone, FIG. 10A shows a case where the composite output can be zero before the start of the specified time zone, and FIG. 10B cannot be zero before the start of the specified time zone 10C shows a case where the current time is within the specified time zone, and FIG. 10D shows a case where the current time is outside the specified time zone. 合成出力準備関数を示す図である。It is a figure which shows a synthetic | combination output preparation function. 合成出力準備値計算部における処理内容を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the processing content in a synthetic | combination output preparation value calculation part. 各時間帯における最大必要充電電力を示す図であり、図13Aは指定時間帯の開始時刻が現在時刻よりも遅い第1の場合の例であり、図13Bは指定時間帯の開始時刻が現在時刻よりも遅い第2の場合の例であり、図13Cは指定時間帯の開始時刻が現在時刻の場合の例を示している。It is a figure which shows the maximum required charge electric power in each time slot | zone, FIG. 13A is an example in the 1st case where the start time of the designated time slot is later than the current time, and FIG. 13B is the start time of the designated time slot. FIG. 13C shows an example in which the start time of the specified time zone is the current time. 発電所合成出力を合成出力準備値まで下げた場合のシミュレーション結果を示す図であり、図14Aは電力貯蔵装置のSOC値(%)を示す図であり、図14Bは出力変化速度(%/min)を示す図であり、図14Cは発電所合成出力、変動電源出力、蓄電池出力を示す図である。It is a figure which shows the simulation result at the time of reducing a power station synthetic | combination output to a synthetic | combination output preparation value, FIG. 14A is a figure which shows SOC value (%) of an electric power storage apparatus, FIG. 14B is an output change rate (% / min). 14C is a diagram showing a combined power plant output, a variable power output, and a storage battery output.

本発明は、変動電源および電力貯蔵装置の合成出力制御による長周期変動緩和を目的としている。長周期変動緩和のため合成出力制御が制約を受ける時間帯(以下、長周期変動緩和指定時間帯と呼ぶ)は図7に示す3つのパターンが考えられる。まず1つ目は需要が増えていく時間帯において、変動電源には“減少不可“の制約が課せられる。それは、需要が増えていくと予想される時間帯において変動電源が減少してしまうと需要と供給のバランスが崩れ、停電などの問題が起こってしまうためである。2つ目は、需要が一定であることが見込まれる時間帯においては、変動電源には”増加・減少不可“の制約が課せられる。3つ目は、需要が減少していくと見込まれる時間帯においては、変動電源には”増加不可“の制約が課せられる。この減少不可、増加不可、増減不可の時間帯の事を総称して長周期変動緩和指定時間帯(単に指定時間帯と略す場合もある)と定義する。本発明者らは、長周期変動緩和指定時間帯において、変動電源および電力貯蔵装置の合成出力の制御をどのように実現すべきかについて開発を行った。その制御内容については特願2016−167802にて出願している。   An object of the present invention is to alleviate long-period fluctuations by combined output control of a variable power source and a power storage device. Three patterns shown in FIG. 7 can be considered as the time period in which the combined output control is restricted for long period fluctuation relaxation (hereinafter referred to as the long period fluctuation relaxation designated time period). First, in the time zone when demand increases, the variable power source is imposed with a “non-decreasing” constraint. This is because if the variable power supply decreases in a time zone where demand is expected to increase, the balance between demand and supply will be disrupted, causing problems such as power outages. Secondly, in a time zone in which demand is expected to be constant, the restriction of “increase / decrease” is imposed on the variable power source. Third, in the time zone when demand is expected to decrease, the constraint of “unincreaseable” is imposed on the variable power supply. The time zones in which the decrease cannot be increased, the increase cannot be made, and the increase and decrease cannot be made are collectively defined as a long-period fluctuation relaxation designated time zone (sometimes abbreviated as a designated time zone). The present inventors have developed how to control the combined output of the variable power source and the power storage device in the long-period fluctuation relaxation designated time zone. The details of the control have been filed in Japanese Patent Application No. 2006-167802.

長周期変動緩和指定時間帯の間では、変動電源および電力貯蔵装置の合成出力の減少や増加が制限されてしまうため制御に自由度が少ない。そのため、長周期変動緩和指定時間帯に入る前、またはその入り方について最適な制御の状態となるよう開発を行った。今回の発明の技術的特徴である4点について図8に示す。1つ目は長周期変動緩和指定時間帯に入る時の制御点を準備値という最適値にする点である。2つ目はその準備値をどのように算出するかという点、3つ目は制御点をどのように準備値へ移行するかいう点、4つ目は長周期変動緩和指定時間帯における制御についての工夫である。詳細は以下に述べる。   During the long-period fluctuation relaxation designated time zone, the reduction or increase in the combined output of the fluctuation power supply and the power storage device is limited, so the degree of freedom in control is small. For this reason, we have developed the system so that it is in an optimal state of control before or after entering the long-period fluctuation relaxation designated time zone. FIG. 8 shows four technical features of the present invention. The first point is that the control point when entering the long period fluctuation relaxation designated time zone is set to an optimum value called a preparation value. The second point is how to calculate the preparation value, the third point is how to shift the control point to the preparation value, and the fourth point is the control in the long period fluctuation relaxation designated time zone. It is a device. Details are described below.

(第1の実施の形態)
まず図1を用いて第1の実施の形態となる電力安定化システムの構成を説明する。
本実施の形態の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を備える。電力変換器12が変圧器14を介して電力系統15に接続される。また、風力発電機16が変圧器17を介して電力系統15に接続される。制御装置13は、風力発電機16の出力である有効電力PGを入力とする構成、又は発電所出力と電力貯蔵装置11の充放電電力を合成した合成出力を入力とする構成のいずれの構成でも良い。以下の説明では、風力発電機16の出力である発電所出力を入力する構成について説明する。
(First embodiment)
First, the configuration of the power stabilization system according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The power stabilization system 10 according to the present embodiment includes a power storage device 11, a power converter 12, and a control device 13. The power converter 12 is connected to the power system 15 via the transformer 14. A wind power generator 16 is connected to the power system 15 via the transformer 17. The control device 13 has either a configuration in which the active power PG that is the output of the wind power generator 16 is input or a configuration in which a combined output obtained by combining the power plant output and the charge / discharge power of the power storage device 11 is input. good. In the following description, a configuration for inputting a power plant output that is an output of the wind power generator 16 will be described.

電力貯蔵装置11は、例えばフライホイール、二次電池、又はキャパシタ等で構成される。電力変換器12は、制御装置13から与えられる電力変換器出力指令値PO(ここでは、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との間で電力の授受を行う。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には、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 is configured by, for example, a flywheel, a secondary battery, or a capacitor. The power converter 12 is connected to the power system 15 and the power based on the power converter output command value PO given from the control device 13 (here, the direction in which power is discharged from the power storage device 11 is “positive”). Power is exchanged with the storage device 11. 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.

制御装置13は、有効電力検出部21、発電量予測部45、合成出力準備値計算部24、合成出力準備値設定部22、長周期変動緩和制御部23、長周期変動緩和制御部23の出力である合成出力目標値PAから有効電力PGを減算して電力貯蔵装置11の出力指令を出力する減算要素44、電力変換器制御部27を備える。   The control device 13 includes outputs from the active power detection unit 21, the power generation amount prediction unit 45, the combined output preparation value calculation unit 24, the combined output preparation value setting unit 22, the long cycle fluctuation relaxation control unit 23, and the long cycle fluctuation relaxation control unit 23. A subtracting element 44 for subtracting the active power PG from the combined output target value PA and outputting an output command of the power storage device 11, and a power converter control unit 27.

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、発電所出力となる風力発電機21の有効電力PGを検出する。風力発電機が複数台ある場合は、複数の風力発電機から出力される電線の電圧及び電流値に基づいて風力発電全体の有効電力PGを検出する。またはそれぞれの風力発電機の有効電力を検出した上で総和を取っても良い。   The active power detection unit 21 detects the active power PG of the wind power generator 21 serving as a power plant output based on the voltage and current value at the output end of the wind power generator 16. When there are a plurality of wind power generators, the effective power PG of the entire wind power generation is detected based on the voltage and current values of the electric wires output from the plurality of wind power generators. Alternatively, the sum may be calculated after detecting the effective power of each wind power generator.

発電量予測部45は、当該発電所の将来の発電量を予測する計算部である。例えば外部から取得される一般的な気象予報データや近傍の他の発電所の発電データを入力とし、数値気象モデルや統計モデルを用いて予測値を算出する。算出する発電量予測値PG−qは指定時間帯の間の発電電力量(kWh)、その時間平均値(kWh/h)など指定時間帯の発電電力量に係る予測値である。発電量予測値PG−qは或る時刻または現在から或る一定時間経過後における発電電力(kW)の予測値であっても良い。時刻を指定する場合、例えば長周期変動の緩和が求められる指定時間帯の終了時刻であっても良いし、指定時間帯の開始と終了の中間であっても良い。入手可能な気象予報データの形式の制約から選定すれば良い。   The power generation amount prediction unit 45 is a calculation unit that predicts the future power generation amount of the power plant. For example, general weather forecast data acquired from the outside and power generation data of other nearby power plants are used as inputs, and predicted values are calculated using a numerical weather model or a statistical model. The power generation amount predicted value PG-q to be calculated is a predicted value related to the power generation amount in the specified time zone, such as the power generation amount (kWh) during the specified time zone and the time average value (kWh / h). The predicted power generation amount PG-q may be a predicted value of the generated power (kW) after a certain time has elapsed from a certain time or the present. When specifying the time, for example, it may be the end time of a specified time zone in which relaxation of long-period fluctuations is required, or may be intermediate between the start and end of the specified time zone. Select based on the restrictions on the format of available weather forecast data.

また発電量予測値PG−qを計算するときに風力発電機の出力や風力発電機に設置された風速計などの計測値をさらに用いることにより発電量予測値を補正する予測方法を用いても良い。   Further, when calculating the power generation amount predicted value PG-q, a prediction method for correcting the power generation amount predicted value by further using a measured value such as an output of the wind power generator or an anemometer installed in the wind power generator may be used. good.

合成出力準備値計算部24は、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻における適切な合成出力の値として合成出力準備値PG−pを計算する。図8に示した本発明の技術的特徴の2つ目であるが、大きく分けると2通りの計算方法がある。また、本実施の形態とは異なる合成出力準備値PG−pの計算方法は、第4の実施の形態において詳述する。   The composite output preparation value calculation unit 24 calculates a composite output preparation value PG-p as an appropriate composite output value at the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone. The second technical feature of the present invention shown in FIG. 8 is roughly divided into two calculation methods. Further, a method of calculating the composite output preparation value PG-p different from that of the present embodiment will be described in detail in the fourth embodiment.

1つ目は、現在の有効電力PGを使う方法であり、電力貯蔵装置11の必要容量をなるべく小さくするための合成出力準備値算出方法として、現在の発電出力(例えば有効電力PG)から或る正の値ΔPを減算することによって合成出力準備値PG−pを決定することができる。
PG−p=PG−ΔP
The first is a method of using the current active power PG. As a method of calculating a composite output preparation value for reducing the required capacity of the power storage device 11 as much as possible, there is a method based on the current power generation output (for example, the active power PG). The composite output preparation value PG-p can be determined by subtracting the positive value ΔP.
PG-p = PG-ΔP

あるいは有効電力PGに1よりも小さい係数M(例えば0.5〜0.9など)を乗算することによって合成出力準備値PG−pを決定することができる。
PG−p=PG×M
Alternatively, the composite output preparation value PG-p can be determined by multiplying the active power PG by a coefficient M smaller than 1 (for example, 0.5 to 0.9).
PG-p = PG × M

これにより、必ず発電出力(例えば有効電力PG)よりも小さくなるように合成出力準備値PG−pが決定される。
ただし、1つ目の発電所出力を用いる方法では、発電所出力(例えば有効電力PG)に乗算する係数Mを小さくすると、合成出力が小さくなり過ぎて充電電力が増大し、電力貯蔵装置11に充電しきれない電力が生じる、あるいは電力貯蔵装置11の充電電力量が上限に達する可能性が有る。その結果、風力発電機16の出力を絞ることによる発電電力の機会損失(以下、逸失電力)が増大するデメリットがある。
Thereby, the composite output preparation value PG-p is determined so as to be always smaller than the power generation output (for example, the active power PG).
However, in the method using the first power plant output, if the coefficient M multiplied by the power plant output (for example, active power PG) is decreased, the combined output becomes too small and the charging power increases, and the power storage device 11 There is a possibility that electric power that cannot be fully charged is generated, or that the amount of electric power stored in the power storage device 11 reaches the upper limit. As a result, there is a demerit that an opportunity loss of generated power (hereinafter referred to as lost power) is increased by reducing the output of the wind power generator 16.

そこで、2つ目の方法として、発電所出力に直接係数を乗算して合成出力準備値を発電所出力の現在値(例えば有効電力PG)より常に小さくするのではなく、将来の出力変動(発電量予測値)に合わせて適切に合成出力準備値を決定する方法を考えた。   Therefore, as a second method, instead of always multiplying the power plant output by a coefficient to make the composite output ready value smaller than the current value of the power plant output (for example, active power PG), A method for appropriately determining the composite output ready value in accordance with the quantity prediction value) was considered.

つまり、2つ目の発電量予測値を用いる方法では合成出力準備値を発電量予測部45で計算される発電量予測値PG−qによって決定する方法である。例えば合成出力準備値PG−pを発電量予測値PG−qと等しい値に決定する。この計算方法によると、所定期間経過後の発電量予測値が現在の発電所出力よりも小さく、所定量以上の放電が予測される場合、1つ目の方法と同様に合成出力が低下し、放電を抑制する方向に作用する。所定期間経過後の発電量予測値が現在の発電所出力よりも大きく、所定量以上の充電が予測される場合、発電量予測値に応じて合成出力準備値を決定すると、1つ目の方法とは異なり合成出力が上昇し、充電を抑制する方向に作用する。発電所出力を用いる1つ目の方法では単に現在値より小さくするような合成出力準備値しか設定できなかったが、発電量予測値を用いる方法では、現在値よりも大きくなるような合成出力準備値も設定することができる。このことは、発電量が増えていくと予測される場合は放電する必要がないため、合成出力を抑制する必要がないためであり、そのことで逸失電力を少なくすることができる。
2つ目の方法では、将来の出力変動に合わせて適切に合成出力準備値を決定するため、電力貯蔵装置11の過度な充電やそれに伴う逸失電力の増大を抑制しつつ、必要容量を抑制することができる。例えば、所定期間経過後の発電量予測値が現在の発電所出力よりも小さい場合、1つ目の方法と同様に合成出力が低下し、放電を抑制する方向に作用する。所定期間経過後の発電量予測値が現在の発電所出力よりも大きい場合、1つ目の方法とは異なり合成出力が上昇し、充電を抑制する方向に作用する。
That is, in the second method using the predicted power generation amount, the composite output preparation value is determined by the power generation amount prediction value PG-q calculated by the power generation amount prediction unit 45. For example, the composite output preparation value PG-p is determined to be equal to the power generation amount prediction value PG-q. According to this calculation method, when the predicted power generation amount after a predetermined period of time is smaller than the current power plant output and a discharge of a predetermined amount or more is predicted, the combined output decreases as in the first method, Acts in a direction to suppress discharge. The first method is to determine the combined output preparation value in accordance with the power generation amount predicted value when the power generation amount predicted value after the lapse of the predetermined period is larger than the current power plant output and charging of a predetermined amount or more is predicted. Unlike the above, the combined output increases and acts to suppress charging. In the first method using the power plant output, only a composite output preparation value that is smaller than the current value can be set, but in the method using the power generation amount prediction value, a composite output preparation that is larger than the current value is possible. A value can also be set. This is because when it is predicted that the amount of power generation will increase, there is no need to discharge, so there is no need to suppress the combined output, which can reduce lost power.
In the second method, in order to appropriately determine the combined output preparation value in accordance with future output fluctuations, the necessary capacity is suppressed while suppressing excessive charging of the power storage device 11 and accompanying increase in lost power. be able to. For example, when the power generation amount predicted value after a predetermined period of time is smaller than the current power plant output, the combined output is reduced in the same manner as the first method, and acts to suppress discharge. When the power generation amount predicted value after the lapse of the predetermined period is larger than the current power plant output, the combined output increases unlike the first method, and acts to suppress charging.

なお、2つ目の方法について合成出力準備値PG−pを発電量予測値PG−qと等しい値に決定するとしたが、合成出力準備値PG−pを有効電力PGと発電量予測値PG−qとのいずれか小さい方としても良い。この場合、たとえ発電量予測値PG−qが実際の発電量よりも大きかった場合であっても、合成出力準備値は現在の発電出力である有効電力PGを用いるため、仮に発電電力が小さくなっても放電量の増大による電力貯蔵装置11の貯蔵電力量の不足を回避しやすく、仮に発電電力が大きくなっても発電電力を抑制することで合成出力を抑制できる。   In the second method, the combined output preparation value PG-p is determined to be equal to the power generation amount predicted value PG-q. However, the composite output preparation value PG-p is determined to be the active power PG and the power generation amount prediction value PG-. It may be the smaller of q and one. In this case, even if the power generation amount predicted value PG-q is larger than the actual power generation amount, the combined output preparation value uses the active power PG which is the current power generation output, so that the generated power is temporarily reduced. However, it is easy to avoid the shortage of the stored power amount of the power storage device 11 due to the increase in the discharge amount, and even if the generated power increases, the combined output can be suppressed by suppressing the generated power.

また発電量予測は信頼区間で推定し、推定された発電量予測の中央値よりも小さい値を合成出力準備値として採用しても良い。一般に予測値と真値には誤差があり、その誤差の分布は正規分布に従わない。例えば、時間当たりの発電量予測値は1MWh/hであるが、0.5MWh/h〜1.2MWh/hまでの区間を取り得ると仮定する。その場合、0.5MWh/hを合成出力準備値として採用すれば、予測誤差があっても電力貯蔵装置11の容量が不足しにくくなる。一方、合成出力準備値を0.5MWh/hと小さい値にし、かつ実際には発電量が1.2MWh/hと大きい値になる場合、風力発電機16の逸失電力の増大が懸念される。逸失電力の低減を優先する場合、発電量予測の中央値よりも大きい値を合成出力準備値として採用しても良い。   The power generation amount prediction may be estimated in the confidence interval, and a value smaller than the median value of the estimated power generation amount prediction may be adopted as the composite output preparation value. In general, there is an error between the predicted value and the true value, and the distribution of the error does not follow the normal distribution. For example, although the power generation amount prediction value per hour is 1 MWh / h, it is assumed that a section from 0.5 MWh / h to 1.2 MWh / h can be taken. In that case, if 0.5 MWh / h is employed as the combined output preparation value, the capacity of the power storage device 11 is not likely to be insufficient even if there is a prediction error. On the other hand, when the combined output preparation value is set to a small value of 0.5 MWh / h and the power generation amount is actually set to a large value of 1.2 MWh / h, there is a concern that the lost power of the wind power generator 16 may increase. When priority is given to the reduction of lost power, a value larger than the median value of power generation prediction may be adopted as the composite output preparation value.

合成出力準備値設定部22は、合成出力準備値計算部24において計算した合成出力準備値を用いて、変動電源の有効電力PGを加工する。これは、図8における、3つ目の発明の特徴部分であり、どのように合成出力準備値に合成出力目標値を移行させるかに関わる。詳しくは図2を用いて後述する。   The combined output preparation value setting unit 22 processes the active power PG of the variable power source using the combined output preparation value calculated by the combined output preparation value calculation unit 24. This is a characteristic part of the third invention in FIG. 8 and relates to how the composite output target value is transferred to the composite output preparation value. Details will be described later with reference to FIG.

長周期変動緩和制御部23は、合成出力準備値設定部22の出力を入力とし、長周期変動緩和制御を行うための合成出力目標値を出力する。長周期変動緩和指定時間の減少不可、増加不可、増減不可の3パターンを実現するために、リミッタで構成されている。減少不可の場合は、リミッタの下限値にある設定値を設定することで、合成出力を減少させない制御を実現できる。また、増加不可の場合は、リミッタの上限値にある設定値を設定することで、合成出力を増加させない制御を実現できる。増減不可の場合はリミッタの上下限値にある値を設定することで合成出力を増減させない制御を実現することができる。   The long cycle fluctuation relaxation control unit 23 receives the output of the composite output preparation value setting unit 22 and outputs a composite output target value for performing long cycle fluctuation relaxation control. In order to realize the three patterns that the long cycle fluctuation relaxation specified time cannot be decreased, cannot be increased, and cannot be increased or decreased, it is configured by a limiter. In the case where the reduction cannot be performed, it is possible to realize a control that does not reduce the combined output by setting a set value that is the lower limit value of the limiter. In the case where the increase cannot be made, it is possible to realize a control that does not increase the combined output by setting a set value that is the upper limit value of the limiter. When the increase / decrease is not possible, a control that does not increase / decrease the combined output can be realized by setting a value that is the upper and lower limit values of the limiter.

また、増減不可の場合のみ実現するには、ホールド回路を用いて、合成出力目標値をある一定の値に保持しても良い。   In order to realize only when the increase / decrease is not possible, the composite output target value may be held at a certain value by using a hold circuit.

電力変換器制御部27は、長周期変動緩和制御部23から出力される合成出力目標値PAと有効電力PGとの差分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に電力を充放電させる。   The power converter control unit 27 generates a power converter output command value PO according to the difference between the combined output target value PA output from the long-period fluctuation relaxation control unit 23 and the active power PG, and the power converter output command The power converter 12 is controlled based on the value PO, and the power storage device 11 is charged and discharged with power.

次に、合成出力準備値を合成出力目標値の計算に反映させる合成出力準備設定部22について図2を参照しながら説明する。   Next, the composite output preparation setting unit 22 that reflects the composite output preparation value in the calculation of the composite output target value will be described with reference to FIG.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Aはスイッチで構成されており、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻において、合成出力準備値PG−pが発電有効電力PGの代わりにスイッチされる。このことにより、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻から、最も良い制御点である合成出力準備値での制御を開始することができる。その後は、通常の長周期変動緩和制御を実現するために、スイッチは短時間のうちに元の有効電力PGに入り直させる。   FIG. 2A, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, is configured by a switch, and the composite output preparation value PG-p is replaced with the generated active power PG at the start time of the long-period fluctuation relaxation designated time zone. Switched to As a result, it is possible to start the control with the synthesized output preparation value, which is the best control point, from the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone. Thereafter, in order to realize normal long-period fluctuation relaxation control, the switch reenters the original active power PG within a short time.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Bは、リミッタで構成されており、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻において、リミッタの上限値に合成出力準備値PG−pを設定し、合成出力目標値が合成出力準備値PG−pより大きくならないように制限する。あるいは図2Bのリミッタの下限値に合成出力準備値PG−pを設定し、合成出力目標値が合成出力準備値PG−pより小さくならないように制限する。前者の合成出力準備値を上限値に設定する狙いは、長周期変動緩和指定時間帯における放電電力及び放電電力量の超過を防ぐためである。つまり、長周期変動緩和指定時間帯において風力発電機16の出力が大きく低下すると、合成出力を適正に維持するために電力貯蔵装置の放電電力・放電電力量が大きくなる。その結果、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻において電力貯蔵装置の貯蔵電力量が不足するか、あるいは電力貯蔵装置の容量を大きくする必要がある。それを避けるために、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻における合成出力をあらかじめ合成出力準備値以下に制限する。一方、後者の合成出力準備値を下限値に設定する狙いは、長周期変動緩和指定時間帯において充電電力及び充電電力量の超過を防ぐためである。つまり、長周期変動緩和指定時間帯において風力発電機16の出力が大きく増加すると、合成出力を適正に維持するために電力貯蔵装置の充電電力・充電電力量が大きくなる。その結果、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻において電力貯蔵装置の貯蔵電力量が上限に達して風力発電機の出力を絞るか、あるいは電力貯蔵装置の容量を大きくする必要がある。それを避けるために、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻における合成出力をあらかじめ合成出力準備値以上に制限する。図2Bのリミッタは図2Aよりも制御設計の自由度が高くなる。つまり、合成出力を厳密に合成出力準備値に制御する方法ではなく、リミッタで許容される範囲内で例えば貯蔵電力量の補正などを反映させる他の機能(例えば蓄電池充電電力制御)も活用する余地を残している。図2Bのリミッタも、図2Aのスイッチと同様に短時間で解除され、その後は通常の長周期変動緩和制御を実現する。   FIG. 2B, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, is configured by a limiter, and the composite output preparation value PG-p is set as the upper limit value of the limiter at the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone. The composite output target value is limited so as not to be larger than the composite output preparation value PG-p. Alternatively, the combined output preparation value PG-p is set as the lower limit value of the limiter in FIG. 2B, and the combined output target value is limited so as not to be smaller than the combined output preparation value PG-p. The aim of setting the former composite output preparation value to the upper limit value is to prevent the discharge power and the discharge power amount from being exceeded in the long-period fluctuation relaxation designated time zone. That is, when the output of the wind power generator 16 greatly decreases in the long-period fluctuation relaxation designated time zone, the discharge power / discharge power amount of the power storage device increases in order to maintain the combined output appropriately. As a result, the stored power amount of the power storage device is insufficient or the capacity of the power storage device needs to be increased at the start time of the long-period fluctuation relaxation designated time zone. In order to avoid this, the combined output at the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone is limited in advance to a combined output preparation value or less. On the other hand, the purpose of setting the latter composite output preparation value to the lower limit is to prevent the charging power and the amount of charging power from being exceeded in the long-period fluctuation relaxation designated time zone. In other words, when the output of the wind power generator 16 greatly increases in the long period fluctuation relaxation designated time zone, the charging power / charging power amount of the power storage device increases in order to maintain the combined output appropriately. As a result, it is necessary to reduce the output of the wind power generator or increase the capacity of the power storage device because the stored power amount of the power storage device reaches the upper limit at the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone. In order to avoid this, the combined output at the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone is limited in advance to the combined output preparation value or more. The limiter of FIG. 2B has a higher degree of freedom in control design than that of FIG. 2A. In other words, it is not a method of strictly controlling the combined output to the combined output ready value, but there is room for utilizing other functions (for example, storage battery charging power control) that reflect, for example, correction of the stored power amount within the range allowed by the limiter. Is leaving. The limiter shown in FIG. 2B is also released in a short time like the switch shown in FIG. 2A, and thereafter normal long-period fluctuation relaxation control is realized.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Cは、フィードバック制御のー例としてP制御で構成されており、図2Aや図2Bと異なる部分は、合成出力目標値PA(あるいは合成出力の計測値)を入力とする点である。その合成出力目標値PAが合成出力準備値となるようにP制御を行っている。図2CのP制御などのフィードバック制御(他の例としてはPI制御でも良い)を用いることによって、合成出力目標値をある程度連続的に変化させつつ、合成出力準備値設定部22が合成出力を合成出力準備値に調整することを阻害する要因を一定程度補正することができる。阻害要因としては例えば発電所の構内負荷の変動や風力発電機内部の制御などの制御装置の外部による要因や、電力貯蔵装置または電力変換器の保護制御機能など制御装置の内部による要因が挙げられる。これらの要因によって合成出力あるいは合成出力目標値が合成出力準備値と一致しない場合に図2Cの制御は合成出力目標値と合成出力準備値との偏差を0にするように調整する効果がある。一方、図2Cの制御においては、合成出力目標値PAが合成出力準備値に達して定常状態になるまでに時間を要する。それゆえ、フィードバック制御が定常状態に達するまでに必要な時間を長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻よりも前にあらかじめ確保しておく。上記のフィードバック制御を開始する時刻よりも前の時間においてはP制御のゲインを0にしておき、上記時刻から長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻までの時間においてはP制御のゲインを所定の値に切り替えれば良い。その結果、フィードバック制御の開始時刻よりも前には合成出力準備値設定部の出力信号は入力信号PGをそのまま出力し、フィードバック制御実施中は合成出力準備値設定部と合成出力目標値の差分に従って合成出力目標値PAを調整し、長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻よりも前に合成出力目標値PAが合成出力準備値まで連続的かつ安定的に到達する効果が得られる。   FIG. 2C, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, is configured by P control as an example of feedback control. The difference from FIG. 2A and FIG. 2B is the composite output target value PA (or the composite output target value PA). Output measurement value) as an input. P control is performed so that the composite output target value PA becomes the composite output preparation value. The synthesized output preparation value setting unit 22 synthesizes the synthesized output while continuously changing the synthesized output target value to some extent by using feedback control (P control may be used as another example) such as P control in FIG. 2C. A factor that hinders adjustment to the output preparation value can be corrected to a certain extent. Examples of the obstruction factor include factors caused by the outside of the control device such as fluctuations in the load on the premises of the power plant and control inside the wind power generator, and factors caused by the inside of the control device such as the protection control function of the power storage device or power converter. . When the combined output or the combined output target value does not match the combined output preparation value due to these factors, the control in FIG. 2C has an effect of adjusting the deviation between the combined output target value and the combined output preparation value to zero. On the other hand, in the control of FIG. 2C, it takes time until the combined output target value PA reaches the combined output preparation value and becomes a steady state. Therefore, the time required for the feedback control to reach the steady state is secured in advance before the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone. The gain of the P control is set to 0 in the time before the time when the feedback control is started, and the gain of the P control is set to a predetermined value during the time from the time to the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone. Switch to the value. As a result, the output signal of the composite output preparation value setting unit outputs the input signal PG as it is before the feedback control start time, and according to the difference between the composite output preparation value setting unit and the composite output target value during the feedback control. By adjusting the composite output target value PA, an effect is obtained in which the composite output target value PA reaches the composite output preparation value continuously and stably before the start time of the long period fluctuation relaxation designated time zone.

次に、図3を用いて、本発明の第1の実施の形態の効果を説明する。
図3Aは、制御装置13において合成出力準備値設定部22を持たず長周期変動緩和制御のみを実施した場合の放電電力(必要容量)を例示している。図3Aに破線で示すように、風力発電機16の出力電力は上下に変動しているものとし、時刻T1からT2の時間帯が長周期変動緩和指定時間(減少不可)に設定されているとする。長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻となる時刻T1には出力電力がピーク近傍になっており、減少不可指定時間帯であるために主に長周期変動緩和制御部23のリミッタの作用により合成出力が一定に維持されている。時刻T1から時刻T2にかけて出力電力は最大値から最小値に向けて減少するので、その間は電力貯蔵装置11を放電させて合成出力を時刻T1時点の値に維持している。このため、図3Aに斜線で示すように大きな放電電力(必要容量)が必要になっている。
Next, the effect of the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 3A illustrates the discharge power (required capacity) when the control device 13 does not have the combined output preparation value setting unit 22 and performs only the long-period fluctuation mitigation control. As shown by a broken line in FIG. 3A, the output power of the wind power generator 16 is assumed to fluctuate up and down, and the time period from time T1 to T2 is set to the long-period fluctuation relaxation designated time (cannot be reduced). To do. The output power is in the vicinity of the peak at time T1, which is the start time of the long-period fluctuation relaxation designated time zone. The output is kept constant. Since the output power decreases from the maximum value to the minimum value from time T1 to time T2, during that time, the power storage device 11 is discharged and the combined output is maintained at the value at time T1. For this reason, a large discharge power (required capacity) is required as indicated by hatching in FIG. 3A.

一方、図3Bは、制御装置13による制御を実施した場合に必要となる放電電力(必要容量)を例示している。図3Aと同様に風力発電機16の出力電力(破線)は上下に変動していて、時刻T1からT2の時間帯が長周期変動緩和指定時間(減少不可)に設定されている。   On the other hand, FIG. 3B illustrates discharge power (necessary capacity) required when the control by the control device 13 is performed. As in FIG. 3A, the output power (broken line) of the wind power generator 16 fluctuates up and down, and the time period from the time T1 to the time T2 is set to the long-period fluctuation relaxation designated time (cannot be reduced).

発電量予測部45(図1参照)は長周期変動緩和指定時間帯における発電所出力を予測する。図3Bに示すように発電所出力が減少することが予測できた場合、発電量予測値PG−qを用いて適切な合成出力準備値PG−pを決定する。例えば、図3Bに示すように指示時間帯(減少不可)における中間付近の時刻T3の発電量予測値PG−pを合成出力準備値PG−pに用いれば、長周期変動緩和指定時間帯における放電電力(必要容量)を大幅に抑制できることが判る。長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻T1に、図2Bにおける合成出力準備値設定部22のリミッタに時刻T3の発電量予測値PG−qが合成出力準備値PG−pとして設定されるとすると、その結果、合成出力準備値設定部22のリミッタにおいて合成出力目標値が合成出力準備値PG−pを超えないように制限される。図3Bに示す例では指示時間帯の開始時刻T1に合成出力の上限が合成出力準備値PG−pに変更されている。発電所出力が合成出力準備値PG−pを下回る時刻T3までは、電力貯蔵装置11が発電出力を吸収する充電動作となる。電力貯蔵装置11の充電容量を超える電力は廃棄しても良い。発電所出力が合成出力を下回る時刻T3から時刻T2までは、合成出力が下がらないように維持するため、電力貯蔵装置11が電力を放電する放電動作となる。指示時間帯の終了時刻T2になると、長周期変動緩和制御のリミッタが取り消されてリミッタが掛からない状態になる。その結果、合成出力が合成出力準備値PG−pから発電出力へ変化する。   The power generation amount prediction unit 45 (see FIG. 1) predicts the power plant output in the long period fluctuation relaxation designated time zone. When it can be predicted that the power plant output will decrease as shown in FIG. 3B, an appropriate combined output preparation value PG-p is determined using the power generation amount prediction value PG-q. For example, as shown in FIG. 3B, if the predicted power generation value PG-p at the time T3 near the middle in the designated time zone (cannot be reduced) is used as the composite output preparation value PG-p, the discharge in the long-period fluctuation relaxation designated time zone. It can be seen that power (required capacity) can be greatly reduced. Assume that the power generation amount predicted value PG-q at time T3 is set as the combined output preparation value PG-p in the limiter of the combined output preparation value setting unit 22 in FIG. As a result, the combined output target value is limited so as not to exceed the combined output preparation value PG-p in the limiter of the combined output preparation value setting unit 22. In the example shown in FIG. 3B, the upper limit of the composite output is changed to the composite output preparation value PG-p at the start time T1 of the designated time zone. Until time T3 when the power plant output falls below the combined output preparation value PG-p, the power storage device 11 performs a charging operation to absorb the power generation output. The power exceeding the charging capacity of the power storage device 11 may be discarded. From time T3 when the power plant output falls below the combined output to time T2, in order to keep the combined output from falling, the power storage device 11 performs a discharging operation for discharging power. When the end time T2 of the instruction time zone is reached, the long-cycle fluctuation relaxation control limiter is canceled and the limiter is not activated. As a result, the combined output changes from the combined output preparation value PG-p to the power generation output.

また本実施の形態によれば、合成出力準備値設定部22により、合成出力目標値を合成出力準備値PG−pへ移行することで、長周期変動緩和指定時間帯において合成出力の制約を受けることになっても、蓄電池の必要容量を抑えた制御を実現することができる。   Further, according to the present embodiment, the composite output preparation value setting unit 22 shifts the composite output target value to the composite output preparation value PG-p, so that the composite output is restricted in the long period fluctuation relaxation designated time zone. Even if this happens, it is possible to achieve control while suppressing the required capacity of the storage battery.

(第2の実施の形態)
第2の実施の形態は、図8における4つ目の発明の特徴部分である長周期変動緩和指定時間帯内の長周期変動緩和制御に関する。
(Second Embodiment)
The second embodiment relates to long-period fluctuation relaxation control within a long-period fluctuation relaxation designated time zone, which is a characteristic part of the fourth invention in FIG.

長周期変動緩和指定時間帯のうち、合成出力の減少を禁止する減少不可の時間帯では、合成出力が増加することは許容される。問題が起こる二つの制御のケースを示す。1つ目のケースについて図4Aを用いて説明する。図4Aの点線に示す時刻T1から時刻T2の指示時間帯が減少不可指定時間帯に指定されている。また、図4Aの時刻T4では電力貯蔵装置11の充電が満充電となりこれ以上充電できなくなる状態を表している。このままでは逸失電力が発生してしまうため合成出力目標値を上げ、合成出力を上げるよう制御する。このあと風力発電出力が下がっていくと、減少不可の制約を受けている指定時間帯の中であるため、合成出力は減少させることができない。そのため、電力貯蔵装置11が放電し合成出力を維持するため、電力貯蔵装置11の放電量(必要容量)が大きくなってしまう。もし電力貯蔵装置11の容量が小さいケースでは減少不可の制約を守ることができないという問題が生じる。   In the long-period fluctuation relaxation designated time zone, in the non-decreasing time zone where the reduction of the composite output is prohibited, the composite output is allowed to increase. Two control cases where the problem occurs are shown. The first case will be described with reference to FIG. 4A. The designated time zone from time T1 to time T2 indicated by the dotted line in FIG. 4A is designated as the non-decreasing designated time zone. 4A shows a state where the power storage device 11 is fully charged and can no longer be charged. In this state, lost power is generated, so control is performed to increase the combined output target value and increase the combined output. If the wind power generation output subsequently decreases, the combined output cannot be reduced because it is in the designated time zone that is subject to the restriction that cannot be reduced. Therefore, since the power storage device 11 is discharged and maintains the combined output, the discharge amount (required capacity) of the power storage device 11 is increased. If the capacity of the power storage device 11 is small, there arises a problem that the restriction that cannot be reduced cannot be observed.

2つ目のケース(図4B)では、ケース1と同様に時刻T1から時刻T2の指示時間帯が減少不可指定時間帯に指定されており、時刻T4で電力貯蔵装置11の充電が満充電となる状況で、合成出力目標値を上げないように制御する。このケースでは減少不可の制約は守ることができるが、逸失電力は大きく発生してしまう。   In the second case (FIG. 4B), the designated time zone from time T1 to time T2 is designated as the non-decreasing designated time zone as in case 1, and charging of the power storage device 11 is fully charged at time T4. In such a situation, control is performed so as not to increase the composite output target value. In this case, the non-decreasing constraint can be observed, but the lost power is greatly generated.

上記のようなケースを避けるため、減少不可の指定時間帯の間に発電出力が減少することが想定される場合には合成出力目標値に上限を設定する。その上限値を、電力貯蔵装置11の容量と、風力発電の発電量予測値を考慮することで適切に設定する。発電量予測部45が計算する発電量予測値を解析し、減少不可指定時間帯における発電出力の出力減少の有無を把握する。図4Cに示す例では、減少不可指定時間帯では発電所出力が上昇した後、時刻T4以後の発電所出力の出力減少が予測される。かかる場合、現在時刻から指定時間帯終了時刻までの時間帯における発電量予測値(kWh)を現在時刻から指定時間帯終了時刻までの時間(h)で除した値(kW)を合成出力の上限値として定める。あるいは前記の発電量予測値(kWh)から図4Cに示す逸失電力の電力量を減算しても良いし、電力貯蔵装置により放電可能な放電電力量を加算しても良い。合成出力の上限値としての定め方は、何通りか考えられるが、合成出力準備値設定部22の入出力のどちらか、または長周期変動緩和制御部23の入出力のどちらかにリミッタを設定することにより実現できる。または、内部のリミッタに制限をかけても良い。   In order to avoid the above case, an upper limit is set to the composite output target value when it is assumed that the power generation output decreases during the designated time zone in which reduction is impossible. The upper limit value is appropriately set by considering the capacity of the power storage device 11 and the predicted power generation amount of wind power generation. The power generation amount prediction value calculated by the power generation amount prediction unit 45 is analyzed, and the presence or absence of a decrease in the power generation output in the non-decreasing designated time zone is grasped. In the example shown in FIG. 4C, the output decrease of the power plant output after time T4 is predicted after the power plant output increases in the non-decreasing designated time zone. In such a case, a value (kW) obtained by dividing the predicted power generation amount (kWh) in the time zone from the current time to the specified time zone end time by the time (h) from the current time to the specified time zone end time is the upper limit of the composite output. Set as value. Alternatively, the power amount of lost power shown in FIG. 4C may be subtracted from the predicted power generation amount (kWh), or the amount of discharge power that can be discharged by the power storage device may be added. There are several ways to determine the upper limit value of the composite output, but a limiter is set to either the input / output of the composite output preparation value setting unit 22 or the input / output of the long-period fluctuation relaxation control unit 23. This can be achieved. Alternatively, an internal limiter may be limited.

このように第2の実施の形態においては、合成出力の減少が禁止される指示時間帯において変動電源の発電量減少が予測される場合、指示時間帯における合成出力の増加を制限することで、電力貯蔵装置の必要容量を効果的に抑制することができる。   As described above, in the second embodiment, when a decrease in the power generation amount of the variable power source is predicted in the instruction time zone in which the decrease in the composite output is prohibited, by limiting the increase in the composite output in the instruction time zone, The required capacity of the power storage device can be effectively suppressed.

(第3の実施の形態)
第3の実施の形態は、第1の実施の形態に短周期変動緩和制御を加えたものである。
図5を用いて第3の実施の形態となる電力安定化システムの構成を説明する。第1の実施の形態と異なる点は、制御装置50に短周期変動緩和制御部25が加わった点である。
(Third embodiment)
In the third embodiment, short period fluctuation relaxation control is added to the first embodiment.
The configuration of the power stabilization system according to the third embodiment will be described with reference to FIG. The difference from the first embodiment is that a short period fluctuation relaxation control unit 25 is added to the control device 50.

短周期変動緩和制御部25は、合成出力準備値設定部22の出力を入力とし、平滑化フィルタ46およびリミッタ47により短周期変動緩和制御を行う。短周期変動緩和制御とは、風力発電等の変動電源の出力に含まれる長周期的変動成分に重畳する短周期変動成分を抑制し、ある時間内での合成出力の変動をある範囲内に抑える制御である。   The short cycle fluctuation mitigation control unit 25 receives the output of the combined output preparation value setting unit 22 and performs short cycle fluctuation mitigation control by the smoothing filter 46 and the limiter 47. Short-cycle fluctuation mitigation control is a technique that suppresses short-cycle fluctuation components superimposed on long-period fluctuation components included in the output of a variable power source such as wind power generation, and suppresses fluctuations in the combined output within a certain range. Control.

その他の構成に関しては第1の実施の形態と同じであるため説明を省略する。
次に、合成出力準備値を合成出力目標値の計算に反映させる合成出力準備設定部22について図2を参照しながら説明する。短周期変動緩和制御では急激な合成出力の変化ができないため、徐々に制御を変更する必要があり、長周期変動緩和指定時間帯の前に準備時間帯を設け、徐々に制御点を移行させていく工夫が必要である。この点は図8における本発明の特徴の3つ目である準備値への移行の仕方に関する。
Since other configurations are the same as those of the first embodiment, description thereof is omitted.
Next, the composite output preparation setting unit 22 that reflects the composite output preparation value in the calculation of the composite output target value will be described with reference to FIG. Since short cycle fluctuation relaxation control cannot change the composite output suddenly, it is necessary to gradually change the control.Prepare time zone is set before long cycle fluctuation relaxation designated time zone, and the control point is shifted gradually. Some ideas are needed. This point relates to how to shift to the preparation value, which is the third feature of the present invention in FIG.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Aはスイッチで構成されており、合成出力準備値設定部22は準備時間帯の間スイッチを切り替え、合成出力準備値PG−pを発電有効電力PGの代わりに出力する。さらに短周期変動緩和制御部25の出力信号を短周期変動緩和制御部25で変化速度を制限することによって短周期変動成分を除いた信号を合成出力目標値PAとして出力する。このことにより、準備時間帯の開始時刻から徐々に最も良い制御点である合成出力準備値での制御へ移行することができる。その後は、長周期変動緩和指定時間帯に入ると、長周期変動緩和制御を実現するためにスイッチは元の有効電力PGに入り直させる。   FIG. 2A, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, includes a switch. The composite output preparation value setting unit 22 switches the switch during the preparation time period, and generates the composite output preparation value PG-p. Output instead of the active power PG. Further, the output signal of the short cycle fluctuation mitigation control unit 25 is limited by the short cycle fluctuation mitigation control unit 25 to limit the rate of change, and a signal from which the short cycle fluctuation component is removed is output as a composite output target value PA. As a result, it is possible to gradually shift from the start time of the preparation time zone to control at the composite output preparation value, which is the best control point. Thereafter, when the long period fluctuation relaxation designated time zone is entered, the switch reenters the original active power PG in order to realize the long period fluctuation relaxation control.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Bは、リミッタで構成されており、準備時間帯の開始時刻において、リミッタの上限値に合成出力準備値PG−pを設定し、短周期変動緩和制御部25の出力信号が合成出力準備値PG−pを超えないように制限する。さらに短周期変動緩和制御部25の出力信号を短周期変動緩和制御部25で変化速度を制限することにより、準備時間帯にかけて徐々に合成出力目標値を出力準備値PG−pより小さい値で制御を行うことができる。また、増加不可の指定時間帯が設定される場合は、図2Bのリミッタの下限値に合成出力準備値PG−pが設定される。図2Bのリミッタも図2Aのスイッチと同様に準備期間帯が終わると同時に解除され、その後は通常の短周期変動緩和制御および長周期変動緩和制御を実現する。   FIG. 2B, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, is configured by a limiter. At the start time of the preparation time zone, the composite output preparation value PG-p is set as the upper limit value of the limiter, and the short The output signal of the period fluctuation relaxation control unit 25 is limited so as not to exceed the combined output preparation value PG-p. Further, by limiting the rate of change of the output signal of the short cycle fluctuation relaxation control unit 25 by the short cycle fluctuation relaxation control unit 25, the combined output target value is gradually controlled to a value smaller than the output preparation value PG-p over the preparation time period. It can be performed. In addition, when a designated time zone incapable of increasing is set, the composite output preparation value PG-p is set as the lower limit value of the limiter in FIG. 2B. The limiter shown in FIG. 2B is also released at the same time as the preparation period is over, like the switch shown in FIG. 2A, and thereafter normal short-cycle fluctuation relaxation control and long-cycle fluctuation relaxation control are realized.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Cについても同様であるが、P制御・PI制御などのフィードバック制御系で構成されているため、定常状態に達するまでに時間を要する。この所要時間が準備時間帯の期間よりも十分短くなるように制御ゲインや時定数を調整する必要がある。   The same applies to FIG. 2C, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, but since it is configured by a feedback control system such as P control / PI control, it takes time to reach a steady state. It is necessary to adjust the control gain and the time constant so that the required time is sufficiently shorter than the period of the preparation time zone.

次に、図6を用いて、本発明の第3の実施の形態の効果を説明する。
図6Aは、制御装置50において合成出力準備値設定部22を持たず、長周期変動緩和制御および短周期変動緩和制御のみを実施した場合の放電電力(必要容量)を例示している。図6Aに破線で示すように、風力発電機16の出力電力は上下に変動しているものとし、時刻T1からT2の時間帯が長周期変動緩和指定時間(減少不可)に設定されているとする。長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻となる時刻T1には出力電力がピーク近傍になっており、減少不可指定時間帯であるために主に長周期変動緩和制御部23のリミッタの作用により合成出力が一定に維持されている。時刻T1から時刻T2にかけて出力電力は最大値から最小値に向けて減少するので、その間は電力貯蔵装置11を放電させて合成出力を時刻T1時点の値に維持している。このため、図6Aに斜線で示すように大きな放電電力(必要容量)が必要になっている。指示時間帯の終了時刻T2になると、長周期変動緩和制御部23のリミッタの下限値が解除されリミッタが掛からない状態になる。その結果、短周期変動緩和制御部のリミッタ47の作用により短周期変動を抑えた速度で、合成出力が発電出力へ変化する。
Next, the effect of the third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
FIG. 6A illustrates the discharge power (required capacity) when the control device 50 does not have the combined output preparation value setting unit 22 and only the long-period fluctuation relaxation control and the short-period fluctuation relaxation control are performed. As shown by a broken line in FIG. 6A, the output power of the wind power generator 16 is assumed to fluctuate up and down, and the time period from the time T1 to the time T2 is set to the long-period fluctuation relaxation designated time (cannot be reduced). To do. The output power is in the vicinity of the peak at time T1, which is the start time of the long-period fluctuation relaxation designated time zone. Since this is the non-decreasing designated time zone, the synthesis is mainly performed by the action of the limiter of the long-cycle fluctuation relaxation control unit 23. The output is kept constant. Since the output power decreases from the maximum value to the minimum value from time T1 to time T2, during that time, the power storage device 11 is discharged and the combined output is maintained at the value at time T1. For this reason, a large discharge power (necessary capacity) is required as shown by hatching in FIG. 6A. When the end time T2 of the instruction time zone is reached, the lower limit value of the limiter of the long cycle fluctuation relaxation control unit 23 is released, and the limiter is not applied. As a result, the combined output changes to the power generation output at a speed at which the short period fluctuation is suppressed by the action of the limiter 47 of the short period fluctuation relaxation control unit.

一方、図6Bは、制御装置50による制御を実施した場合に必要となる放電電力(必要容量)を例示している。図6Aと同様に風力発電機16の出力電力(破線)は上下に変動していて、時刻T1からT2の時間帯が長周期変動緩和指定時間(減少不可)に設定されている。発電量予測部45(図1参照)は長周期変動緩和指定時間帯における発電所出力を予測する。図6Bに示すように発電所出力が減少することが予測できた場合、発電量予測値PG−qを用いて適切な合成出力準備値PG−pを決定する。例えば、図6Bに示すように指示時間帯(減少不可指定時間帯)において、電力貯蔵装置11の充電量と放電量が同等となるような合成出力値を求め、その合成出力値を合成出力準備値として制御することで、長周期変動緩和指定時間帯における放電電力(必要容量)を大幅に抑制できることが判る。長周期変動緩和指定時間帯の準備時間帯の開始時間T0に、図2Bにおける合成出力準備値設定部22のリミッタに先ほど求めた合成出力値が合成出力準備値PG−pとして設定されるとすると、準備時間帯をかけて徐々に合成出力が合成出力準備値へ下がっていく。指定時間の開始時間T1には、設定した合成出力準備値に制御点が移っている。図6Bに示す例では発電所出力が合成出力準備値PG−pを下回る時刻T3までは、電力貯蔵装置11が発電出力を吸収する充電動作となる。発電所出力が合成出力を下回る時刻T3から時刻T2までは、合成出力が下がらないように維持するため、電力貯蔵装置11が電力を放電する放電動作となる。指示時間帯の終了時刻T2になると、長周期変動緩和制御23のリミッタが解除されリミッタが掛からない状態になる。その結果、短周期変動緩和制御部のリミッタ47の作用により短周期変動を抑えた速度で、合成出力が合成出力準備値PG−pから発電出力へ変化する。   On the other hand, FIG. 6B illustrates discharge power (necessary capacity) required when the control by the control device 50 is performed. Similarly to FIG. 6A, the output power (broken line) of the wind power generator 16 fluctuates up and down, and the time period from the time T1 to the time T2 is set to the long-period fluctuation relaxation designated time (cannot be reduced). The power generation amount prediction unit 45 (see FIG. 1) predicts the power plant output in the long period fluctuation relaxation designated time zone. When it can be predicted that the power plant output will decrease as shown in FIG. 6B, an appropriate combined output preparation value PG-p is determined using the power generation amount prediction value PG-q. For example, as shown in FIG. 6B, a combined output value is obtained such that the charge amount and the discharge amount of the power storage device 11 are equal in the designated time zone (non-decreasing designated time zone), and the composite output value is prepared as a composite output preparation. It can be seen that the discharge power (required capacity) in the long period fluctuation relaxation designated time zone can be significantly suppressed by controlling the value. Assume that the composite output value obtained earlier by the limiter of the composite output preparation value setting unit 22 in FIG. 2B is set as the composite output preparation value PG-p at the start time T0 of the preparation period of the long period fluctuation relaxation designated time period. Over time, the combined output gradually decreases to the combined output ready value. At the start time T1 of the designated time, the control point has moved to the set composite output preparation value. In the example shown in FIG. 6B, the power storage device 11 performs a charging operation to absorb the power generation output until time T3 when the power plant output falls below the combined output preparation value PG-p. From time T3 when the power plant output falls below the combined output to time T2, in order to keep the combined output from falling, the power storage device 11 performs a discharging operation for discharging power. When the end time T2 of the instruction time zone is reached, the limiter of the long-period fluctuation relaxation control 23 is released and the limiter is not applied. As a result, the combined output changes from the combined output preparation value PG-p to the power generation output at a speed at which the short period variation is suppressed by the action of the limiter 47 of the short period variation mitigation control unit.

上記の実施の形態により、準備時間帯を設けることで、短周期変動緩和制御の範囲内で、合成出力準備値を合成出力に反映させることができ、その結果、電力貯蔵装置11の必要容量を抑えた長周期変動緩和制御および短周期変動緩和制御を実現することができる。   By providing the preparation time zone according to the above embodiment, the composite output preparation value can be reflected in the composite output within the range of short cycle fluctuation mitigation control. As a result, the required capacity of the power storage device 11 can be reduced. Suppressed long-cycle fluctuation relaxation control and short-cycle fluctuation relaxation control can be realized.

なお、本例では、発電量予測部45が制御装置13の内部に配置されるが、発電量予測部45を制御装置13の外部に配置しても良い。その場合、外部から発電量予測値PG−q又は合成出力準備値PG−pを制御装置13へ供給するように構成する。   In this example, the power generation amount prediction unit 45 is disposed inside the control device 13, but the power generation amount prediction unit 45 may be disposed outside the control device 13. In this case, the power generation amount predicted value PG-q or the combined output preparation value PG-p is supplied to the control device 13 from the outside.

(第4の実施の形態)
第4の実施の形態に係る電力安定化システムは、第1から第3の実施の形態と同様の基本構成を有するが、合成出力準備値計算部における合成出力準備値の計算方法、および準備値の移行動作が異なる例である。第4の実施の形態における合成出力準備値計算部は、仮に風力発電機16の発電出力が急激に低下した場合であっても、発電所合成出力がこの値以下であれば電力貯蔵装置11における充電電力量不足による技術要件の未達を回避することができる、という合成出力準備値を計算する。以下、合成出力準備値の計算方法について具体的に説明する。
(Fourth embodiment)
The power stabilization system according to the fourth embodiment has the same basic configuration as that of the first to third embodiments, but the method for calculating the composite output preparation value and the preparation value in the composite output preparation value calculation unit. This is an example in which the transition operation is different. Even if the power generation output of the wind power generator 16 suddenly decreases, the combined output preparation value calculation unit in the fourth embodiment is in the power storage device 11 if the combined power plant output is less than this value. A composite output ready value is calculated that the technical requirement failure due to insufficient charging power can be avoided. Hereinafter, a method for calculating the composite output preparation value will be described in detail.

風力発電機16の発電出力の急減に対しては電力貯蔵装置11の放電によって対応する必要がある。電力貯蔵装置11の充電電力量は、風力発電機16の出力急減時に対応可能な放電電力量を確保する大きさが必要である。ここでは、風力発電機16の出力低下があっても必要な発電所合成出力を維持できる放電電力量を必要充電電力と定義する。   It is necessary to cope with the sudden decrease in the power generation output of the wind power generator 16 by the discharge of the power storage device 11. The amount of charging power of the power storage device 11 needs to be large enough to ensure the amount of discharging power that can be handled when the output of the wind power generator 16 suddenly decreases. Here, the amount of discharge power that can maintain the required combined power output even if the output of the wind power generator 16 is reduced is defined as the required charge power.

また、理論的に最大の放電電力量が必要となる変動電源出力低下のケースは、風力発電機16の出力が瞬時に0へとステップ状に低下するときである。このステップ状の変動電源出力低下に対して、放電電力量を最小限に制御するためには合成出力をなるべく速く低下させるのが望ましい。これは、合成出力と変動電源出力との差異が小さくなるためである。ただし、合成出力は短周期変動の制約と長周期変動の制約が課せられるため、変化率や変動方向に制限がある。短周期変動・長周期変動の制約を満たしつつ、かつ最も短時間で合成出力を変動電源出力(=0)に近づけるケースを想定する。風力発電機16の出力低下が現在の変動電源出力レベルから出力0まで即時に低下し(ステップ状の低下)、それと同時に合成出力を短周期変動・長周期変動の制約を満たしつつ速やかに低下させる条件を想定した場合に必要な放電電力量を、最大必要充電電力と定義する。   Moreover, the case of the fluctuation | variation power supply output fall in which the maximum amount of discharge electric power is required theoretically is when the output of the wind power generator 16 falls to 0 instantly in steps. In order to control the discharge power amount to the minimum with respect to the step-like fluctuation power supply output decrease, it is desirable to decrease the combined output as quickly as possible. This is because the difference between the combined output and the variable power supply output is reduced. However, since the combined output is restricted by short-cycle fluctuation and long-cycle fluctuation, the rate of change and the fluctuation direction are limited. A case is assumed in which the combined output is brought close to the fluctuation power supply output (= 0) in the shortest time while satisfying the constraints of short cycle fluctuation and long cycle fluctuation. The decrease in the output of the wind power generator 16 immediately decreases from the current fluctuation power supply output level to the output 0 (step-like decrease), and at the same time, the combined output is rapidly decreased while satisfying the constraints of the short cycle variation and the long cycle variation. The amount of discharge power required when conditions are assumed is defined as the maximum required charge power.

図9に変動電源出力がステップ状に低下した場合の必要充電電力を例示している。領域A(斜線部+塗りつぶし部)は変動電源出力がステップ状に低下した場合の必要充電電力であり、領域Bはその時の見込み発電量である。ここで、風力発電機16の出力は急激に0に低下するとは限らず、風力発電機16の出力が一定程度緩やかに低下し、領域Bの面積に相当する出力を見込める。指定時間帯において風力発電機16の出力が確実に見込める発電量(前述の領域Bに相当)を「見込み発電量」と定義する。   FIG. 9 exemplifies necessary charging power when the variable power supply output decreases stepwise. Region A (shaded portion + filled portion) is the required charging power when the variable power output decreases stepwise, and region B is the expected power generation at that time. Here, the output of the wind power generator 16 does not necessarily suddenly decrease to 0, but the output of the wind power generator 16 gradually decreases to a certain level, and an output corresponding to the area B can be expected. A power generation amount (corresponding to the above-described region B) in which the output of the wind power generator 16 can be reliably expected in the designated time zone is defined as “expected power generation amount”.

例えば、現在時刻が指定時間帯の開始時刻であり、現在時刻の変動電源出力が100MWであり、見込み発電量Bが(現在時刻の変動電源出力−70MW)×指定時間帯の残り時間であり、短周期変動の制約が出力変化速度を60MW/h以内にすることであるとする。この場合、必要充電電力量Aは以下の通りである。
A=最大必要充電電力−見込み発電量
=(100MW×3h+100MW×100MW/2/60MW/h)−(100MW−70MW)×3h
=293MWh
For example, the current time is the start time of the specified time zone, the variable power output at the current time is 100 MW, the expected power generation amount B is (variable power output at the current time −70 MW) × the remaining time of the specified time zone, It is assumed that the limitation of short-cycle fluctuation is that the output change rate is within 60 MW / h. In this case, the required charging energy A is as follows.
A = maximum required charging power-expected power generation amount = (100 MW × 3h + 100 MW × 100 MW / 2/60 MW / h) − (100 MW−70 MW) × 3 h
= 293MWh

電力貯蔵装置11の容量が小さい場合、現在時点の放電可能電力量が上記必要充電電力量Aの大きさを下回る可能性が高くなる。   When the capacity of the power storage device 11 is small, there is a high possibility that the amount of electric power that can be discharged at the current time point is less than the amount of the required charging electric energy A.

そこで、本実施の形態は、電力貯蔵装置11の現在時点の放電可能電力量(必要充電電力量)に応じて発電所合成出力を制限する合成出力目標値を計算する。発電所合成出力が制限されると、必要充電電力は図9に示す領域Aから小さい領域A‘になり、風力発電機16の急低下に耐えることができる。これにより、必要充電電力不足による技術要件の未達を回避することができる。   Therefore, in the present embodiment, a combined output target value that limits the combined power plant output is calculated in accordance with the dischargeable power amount (necessary charging power amount) of the power storage device 11 at the current time point. When the combined power output of the power plant is limited, the required charging power is changed from the region A shown in FIG. 9 to a small region A ′, and can withstand the sudden decrease of the wind power generator 16. Thereby, it is possible to avoid the technical requirement from being unsatisfactory due to a shortage of necessary charging power.

例えば、図9に例示するように、仮に発電所合成出力を50%まで抑制すると、必要充電電力量(図9の領域A’)は以下の通りになる。
A’=最大必要充電電力−見込み発電量
=(50MW×3h+50MW×50MW/2/60MW%/h)−(100MW−70MW)×3h
=81MWh
For example, as illustrated in FIG. 9, if the combined power output of the power plant is suppressed to 50%, the required amount of charge power (region A ′ in FIG. 9) is as follows.
A ′ = maximum required charging power−expected power generation amount = (50 MW × 3h + 50 MW × 50 MW / 2/60 MW% / h) − (100 MW−70 MW) × 3 h
= 81MWh

ここで、最大必要充電電力量は、風力発電機16の出力レベル、発電所合成出力が同じであっても、準備時間帯の残り時間及び指定時間帯の残り時間によって変化する。そのため、適切な合成出力準備値を計算するためには、準備時間帯の残り時間及び又は指定時間帯の残り時間を考慮することが望ましい。以下に準備時間帯の残り時間及び指定時間帯の残り時間を用いて合成出力準備値を最適化する計算方法について詳述する。   Here, even when the output level of the wind power generator 16 and the combined power output of the power plant are the same, the maximum required charging electric energy varies depending on the remaining time in the preparation time zone and the remaining time in the designated time zone. Therefore, in order to calculate an appropriate composite output preparation value, it is desirable to consider the remaining time in the preparation time zone and / or the remaining time in the designated time zone. Hereinafter, a calculation method for optimizing the composite output preparation value using the remaining time in the preparation time zone and the remaining time in the designated time zone will be described in detail.

図10Aから図10Dは各時間帯における最大必要充電電力量を示している。
図10Aは、準備時間帯(減少禁止準備時間)に風力発電機16の運転(出力)が停止し且つ指定時間帯(減少不可)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量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(指定時間帯(減少不可)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10A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量(準備時間帯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10Aの三角形が相似形で大きくなるので、最大必要充電電力量Esmaxが累乗的に増大する。
10A to 10D show the maximum required charging power amount in each time zone.
FIG. 10A shows the maximum required charging power when the operation (output) of the wind power generator 16 stops in the preparation time period (decrease prohibition preparation time) and the combined output can be zero before the start of the specified time period (cannot decrease). The quantity Esmax is shown. The composite 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 prohibited in the specified time zone (cannot be reduced)). The required charging power Esmax cannot be made zero. In the example of FIG. 10A, the required power amount (the gray area of the triangle in the preparation time zone), which is the combined output when reduced at a predetermined output change rate, 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 of FIG. 10A becomes similar, and thus the maximum required charging energy Esmax increases exponentially.

図10Bは、準備時間帯に風力発電機16の運転(出力)が停止し且つ指定時間帯(減少不可)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、準備時間帯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、指定時間帯(減少不可)では合成出力を一定にする必要があり、指定時間帯(減少不可)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10B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(準備時間帯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(指定時間帯の長方形のグレー領域)の総和が最大必要充電電力量Esmaxに相当する。   FIG. 10B shows the maximum required charging power Esmax when the operation (output) of the wind power generator 16 stops in the preparation time zone and the combined output cannot be made zero before the start of the designated time zone (cannot be reduced). In this case, after the composite output decreases at a predetermined output change rate using the preparation time zone, the composite output must be constant in the specified time zone (cannot be reduced), and the specified time zone (cannot be reduced) ends. Using the subsequent decrease prohibition opening time, the combined output is further reduced at a predetermined output change rate. In the example of FIG. 10B, the necessary power (the trapezoidal gray area in the preparation time zone and the triangular gray area in the reduction prohibition opening time) and the composite output when maintaining at a predetermined output change rate and the composite output are kept constant. The sum of the power (rectangular gray area in the specified time zone) corresponds to the maximum required charge power amount Esmax.

図10Cは、指定時間帯(減少不可)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、指定時間帯(減少不可)では合成出力を一定にする必要があり、指定時間帯(減少不可)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10Cの例では、合成出力を一定に維持したときの必要電力(指定時間帯(減少不可)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量Esmaxに相当する。   FIG. 10C shows the maximum required charging power Esmax when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped in the designated time zone (cannot be reduced). In this case, it is necessary to make the composite output constant in the specified time zone (cannot be reduced), and the composite output is output at a predetermined output change rate using the decrease prohibition release time after the end of the specified time zone (cannot be reduced). It goes down. In the example of FIG. 10C, the required power when the composite output is kept constant (rectangular gray area in the specified time zone (non-decreasing)) and the required power when decreasing at a predetermined output change rate (decreasing prohibition opening time) The total sum of the triangular gray areas) corresponds to the maximum required charge power amount Esmax.

図10Dは、指定時間帯(減少不可)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量Esmaxを示している。この場合、指定時間帯(減少不可)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10Dの例では、所定の出力変化速度で低下させたときの必要充電電力(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量Esmaxに相当する。図10Aと図10Dは、風力発電機16の運転(出力)が停止した後の所定時間に指定時間帯(減少不可)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量Esmaxが最も小さくなる)。   FIG. 10D shows the maximum required charging energy Esmax when the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped at the end of the designated time period (cannot be reduced) (at the start of the reduction prohibition opening time). In this case, the combined output decreases at a predetermined output change rate using the decrease prohibition release time after the end of the designated time period (cannot be decreased). In the example of FIG. 10D, the required charging power (the gray area in the triangle of the reduction prohibition opening time) when it is reduced at a predetermined output change speed corresponds to the maximum required charging power amount Esmax. 10A and 10D do not include the designated time zone (cannot be reduced) in the predetermined time after the operation (output) of the wind power generator 16 is stopped, so that the combined output can be brought close to zero earliest (that is, maximum) The required charge power amount Esmax is the smallest).

次に、合成出力準備値Ppの計算方法について説明する。合成出力準備値Ppを非常に小さい値にすれば、当然ながら必要充電電力は小さくなり、充電電力量不足による出力変動基準の逸脱を回避することができる。一方で、変動電源出力よりも発電所合成出力が小さくなると、充電電力量が充電電力量運用上限値に達するまで充電し、充電しきれなくなった電力を変動電源出力制限によって捨てる必要があるため、過度に合成出力準備値Ppを小さくすると事業者の収益が悪化する。そのため、合成出力準備値Ppを適切に設定する必要がある。   Next, a method for calculating the composite output preparation value Pp will be described. If the combined output preparation value Pp is set to a very small value, the required charging power is naturally reduced, and deviation of the output fluctuation standard due to insufficient charging power can be avoided. On the other hand, when the combined power output of the power plant becomes smaller than the variable power output, it is necessary to charge until the amount of charged power reaches the upper limit of charge power operation, and it is necessary to throw away the power that can not be charged by the variable power output limit, If the composite output preparation value Pp is excessively reduced, the profit of the operator is deteriorated. Therefore, it is necessary to appropriately set the composite output preparation value Pp.

本実施の形態では、放電可能電力量を入力とし、合成出力準備値を出力とする合成出力準備関数を用いて、合成出力準備値Ppを適切に設定する。合成出力準備関数は、同じ放電可能電力量(≒充電電力量)であっても、時間帯によって合成出力準備値が変化する特性を有する関数である。   In the present embodiment, the composite output preparation value Pp is appropriately set using a composite output preparation function that receives the dischargeable electric energy and outputs the composite output preparation value. The composite output preparation function is a function having a characteristic that the composite output preparation value changes depending on the time zone even if the dischargeable power amount (≈charge power amount) is the same.

図11に合成出力準備関数が示されている。縦軸は合成出力準備値であり、横軸は関数入力に相当する放電可能電力量である。合成出力準備値は、仮に変動電源出力が急激に低下した場合であっても、発電所合成出力がこの値以下であれば、充電電力量の不足による技術要件の未達を回避することができるという値である。放電可能電力量は、電力貯蔵装置11の充電電力量と、風力発電機16の見込み電力量とを加算した値である。見込み電力量を考慮すればより高い精度で合成出力準備値を計算できるが必須ではない。例えば、電力貯蔵装置11の充電電力量だけを用いても合成出力準備値を計算しても良い。   FIG. 11 shows a composite output preparation function. The vertical axis is the composite output preparation value, and the horizontal axis is the dischargeable electric energy corresponding to the function input. Even if the variable power output suddenly drops, the combined output preparation value can avoid the technical requirement from being unsatisfactory due to a shortage of charging power if the combined output of the power plant is below this value. It is a value. The dischargeable electric energy is a value obtained by adding the charged electric energy of the power storage device 11 and the expected electric energy of the wind power generator 16. If the expected electric energy is taken into consideration, the composite output ready value can be calculated with higher accuracy, but it is not essential. For example, the combined output preparation value may be calculated using only the amount of charging power of the power storage device 11.

図11に示すように、通常時(準備時間帯、指定時間帯以外の通常の運転時間帯)の合成出力準備関数は、低い充電電力量で発電所合成出力を高く維持できる関数に設定されており、関数の傾きは最大になる(最大傾き)。一方、指定時間帯開始時刻での合成出力準備関数は、高い充電電力量でなければ発電所合成出力を高く維持できない関数に設定されており、関数の傾きは最小になる(最小傾き)。そして、合成出力準備関数の傾きは、準備時間帯の残り時間及び指定時間帯の残り時間に応じて最大傾きから最小傾きの間で調整される。具体的には、準備時間帯の開始時刻から指定時間帯の開始時刻に掛けて、合成出力準備関数の傾きが最大傾きから最小傾きへ徐々に調整され、指定時間帯の開始時刻から指定時間帯の終了時刻に掛けて、合成出力準備関数の傾きが最小傾きから最大傾きへ徐々に調整される。これは、図10Aから図10Dに示すように、現在時刻に応じて準備時間帯の残り時間(現在時刻から指定時間帯開始時刻までの残り時間)及び指定時間帯の残り時間が変化し、これら残り時間に対応して最大必要充電電力量が変化することに対応している。したがって、現在時刻との関係で決まる準備時間帯の残り時間、指定時間帯の残り時間に対応して合成出力準備関数の傾きを調整することで、現在時刻の変化に応じて最適な合成出力準備値を計算することができる。   As shown in FIG. 11, the composite output preparation function in normal time (preparation time zone, normal operation time zone other than the specified time zone) is set to a function that can maintain the power plant composite output high with low charge power. The slope of the function is maximized (maximum slope). On the other hand, the combined output preparation function at the specified time zone start time is set to a function that cannot maintain the combined power plant output high unless the amount of charging power is high, and the function slope is minimized (minimum slope). The slope of the composite output preparation function is adjusted between the maximum slope and the minimum slope according to the remaining time in the preparation time zone and the remaining time in the designated time zone. Specifically, the slope of the composite output preparation function is gradually adjusted from the maximum slope to the minimum slope from the start time of the preparation time period to the start time of the specified time period. The gradient of the composite output preparation function is gradually adjusted from the minimum gradient to the maximum gradient over the end time. As shown in FIG. 10A to FIG. 10D, the remaining time of the preparation time zone (remaining time from the current time to the specified time zone start time) and the remaining time of the designated time zone change according to the current time. This corresponds to the change in the maximum required charging power corresponding to the remaining time. Therefore, by adjusting the slope of the composite output preparation function according to the remaining time of the preparation time zone determined by the relationship with the current time and the remaining time of the specified time zone, the optimum composite output preparation according to the change of the current time The value can be calculated.

なお、合成出力準備関数は発電所の機器容量などの制約条件を加えても良い。例えば図11の通常時の合成出力準備関数の傾きの場合、放電可能電力量が50%付近で合成出力準備値が風力発電機16の定格出力に到達しているため、放電可能電力量が50%付近よりも高い場合には風力発電機16の定格出力の値でフラットにし、発電所合成出力を風力発電機16の定格出力以下にすることができる。   Note that the composite output preparation function may add constraints such as the power plant capacity. For example, in the case of the slope of the composite output preparation function at the normal time in FIG. 11, the composite output preparation value reaches the rated output of the wind power generator 16 when the dischargeable power amount is around 50%, and thus the dischargeable power amount is 50. If it is higher than around%, it can be flattened at the value of the rated output of the wind power generator 16, and the combined power output of the power plant can be made lower than the rated output of the wind power generator 16.

図11に示す前記の合成出力準備関数は現在時刻の変化に応じて、合成出力準備関数の傾きを徐々に調整し、現在時刻の状態に適した合成出力準備値を計算することができる。   The composite output preparation function shown in FIG. 11 can gradually adjust the slope of the composite output preparation function according to the change of the current time, and calculate the composite output preparation value suitable for the current time state.

このような合成出力準備関数を用いれば、図8に示す準備値の移行の動作(合成出力準備値への移行、および合成出力準備値の解除)を円滑に実施することができる。以下、図2を参照しながら合成出力準備値への移行および合成出力準備値の解除の具体的な方法について説明する。   By using such a composite output preparation function, it is possible to smoothly perform the preparation value transition operation (transition to the composite output preparation value and cancellation of the composite output preparation value) shown in FIG. Hereinafter, a specific method of shifting to the composite output preparation value and canceling the composite output preparation value will be described with reference to FIG.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Aの構成、つまりスイッチの切り替えによって準備値の移行の動作を実現する方法について説明する。なお、合成出力準備値設定部22は、図1(図5)に示すように、発電有効電力PGを入力可能に構成されている。   The configuration of FIG. 2A, which is one of the variations of the composite output ready value setting unit 22, that is, a method for realizing the operation of shifting the ready value by switching the switch will be described. The composite output preparation value setting unit 22 is configured to be able to input the generated power generation power PG as shown in FIG. 1 (FIG. 5).

まず、指定時間帯開始時刻よりも十分に早い時刻では、図2Aのスイッチは発電有効電力PGが選択されている。また、合成出力準備値計算部100は指定時間帯開始時刻に限定せず、いずれの時刻においても常に最適な合成出力準備値を計算しているとする。   First, at the time sufficiently earlier than the specified time zone start time, the generated power PG is selected for the switch in FIG. 2A. The combined output preparation value calculation unit 100 is not limited to the designated time zone start time, and always calculates an optimal combined output preparation value at any time.

スイッチを切り替えて合成出力準備値へ移行するタイミングは、現在時刻が準備時間帯内であり、合成出力準備値が発電有効電力PGまたは合成出力目標値PAを下回った時点とする。なぜなら、発電有効電力PGまたは合成出力目標値PAがさらに増加すると、合成出力準備値を超過して、必要充電電力量を確保できなくなるためである。   The timing for switching to the combined output ready value by switching the switch is the time when the current time is within the preparation time zone and the combined output ready value falls below the generated power PG or the combined output target value PA. This is because if the generation effective power PG or the combined output target value PA further increases, the combined output preparation value is exceeded, and the necessary charge power amount cannot be secured.

スイッチを元に戻して合成出力準備値を解除するタイミングは、現在時刻の合成出力準備値が発電有効電力PGまたは合成出力目標値PAを上回った時点とする。なぜなら、現在の放電可能電力量で必要充電電力量を確保できるようになったためである。これらのタイミングで切り替えることによって、合成出力準備値設定部22の出力信号がスイッチ切り替え前後で急変することがなくなり、長周期変動緩和制御部23や短周期変動緩和制御部25の調整が容易になる。   The timing at which the switch is returned to the original state and the combined output preparation value is released is the time when the combined output preparation value at the current time exceeds the generated power PG or the combined output target value PA. This is because the required amount of charging power can be secured with the current amount of electric power that can be discharged. By switching at these timings, the output signal of the composite output preparation value setting unit 22 does not change suddenly before and after the switch switching, and the adjustment of the long cycle fluctuation relaxation control unit 23 and the short cycle fluctuation relaxation control unit 25 is facilitated. .

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Bの構成、つまりリミッタの上限値に合成出力準備値を設定することによって準備値の移行の動作を実現する方法について説明する。図11に示すように、合成出力準備値を連続で計算する方法を用いれば、合成出力準備値設定部22のリミッタの上限値を常に合成出力準備関数の出力信号にすればよく、特別な切り替え動作は不要である。なぜなら合成出力準備値設定部22の出力信号が発電有効電力PGと等しくなるか或いは合成出力準備値と等しくなるかは然るべきタイミングで自ずと切り替わるためである。以下、その切り替わる手順の具体例を示す。   The configuration of FIG. 2B, which is one of the variations of the composite output preparation value setting unit 22, that is, a method for realizing the operation of preparation value transition by setting the composite output preparation value to the upper limit value of the limiter will be described. As shown in FIG. 11, if the method of continuously calculating the composite output preparation value is used, the upper limit value of the limiter of the composite output preparation value setting unit 22 may be always set as the output signal of the composite output preparation function, and the special switching is performed. No action is necessary. This is because whether the output signal of the composite output preparation value setting unit 22 is equal to the generated active power PG or the composite output preparation value is automatically switched at an appropriate timing. Hereinafter, a specific example of the switching procedure will be shown.

まず、現在時刻が指定時間帯開始時刻よりも十分に早い時刻であれば、図11に示す通り、合成出力準備関数の傾きが大きく、合成出力準備値が大きくなる。その結果、リミッタの上限値は発電有効電力PGよりも大きくなり、合成出力準備値設定部22の出力信号が発電有効電力PGと等しくなる。   First, if the current time is sufficiently earlier than the designated time zone start time, the composite output preparation function has a large slope and the composite output preparation value increases as shown in FIG. As a result, the upper limit value of the limiter becomes larger than the generated power active power PG, and the output signal of the combined output preparation value setting unit 22 becomes equal to the generated power active power PG.

次に、時間が経過して現在時刻が指定時間帯開始時刻に近づくと、合成出力準備関数の傾きが小さくなる。それにより合成出力準備値も小さくなる。合成出力準備値が発電有効電力PGよりも小さくなると、合成出力準備値設定部22の出力信号はリミッタの上限値である合成出力準備値と等しくなるため、準備値への移行が実施される。   Next, as time passes and the current time approaches the designated time zone start time, the slope of the composite output preparation function decreases. As a result, the composite output preparation value is also reduced. When the combined output preparation value becomes smaller than the generated power generation power PG, the output signal of the combined output preparation value setting unit 22 becomes equal to the combined output preparation value that is the upper limit value of the limiter, so that the transition to the preparation value is performed.

その後、現在時刻が指定時間帯内に入ると、現在時刻が指定時間帯終了時刻に近づくにつれて、合成出力準備関数の傾きが大きくなる。そして、発電有効電力PGが現在時刻の放電可能電力に対応する合成出力準備値を上回ったタイミングで、リミッタの上限値は発電有効電力PGよりも大きくなる。その結果、合成出力準備値設定部22の出力信号が発電有効電力PGと等しくなり、準備値が解除される。   Thereafter, when the current time falls within the designated time zone, the slope of the composite output preparation function increases as the current time approaches the designated time zone end time. The upper limit value of the limiter becomes larger than the power generation active power PG at the timing when the power generation active power PG exceeds the combined output preparation value corresponding to the dischargeable power at the current time. As a result, the output signal of the combined output preparation value setting unit 22 becomes equal to the generated power generation power PG, and the preparation value is released.

これらの動作によって、合成出力準備値設定部22の出力信号がスイッチ切り替え前後で急変することがなくなり、長周期変動緩和制御部23や短周期変動緩和制御部25の調整が容易になる。   By these operations, the output signal of the combined output preparation value setting unit 22 does not change suddenly before and after the switch is switched, and the adjustment of the long cycle variation relaxation control unit 23 and the short cycle variation relaxation control unit 25 is facilitated.

なお、発電有効電力PGが十分に小さい値であれば、合成出力準備値への移行が発生しないが、その場合は必要充電電力量も小さく充電電力量が不足することはないため、制御に支障はない。   If the generated active power PG is a sufficiently small value, the transition to the composite output ready value does not occur. However, in this case, the necessary charging power amount is small and the charging power amount is not insufficient, which hinders control. There is no.

合成出力準備値設定部22のバリエーションの1つである図2Cの構成、つまりP制御・PI制御などのフィードバック制御系におけるゲインの切り替えによって準備値の移行の動作を実現する方法について説明する。   The configuration of FIG. 2C, which is one of the variations of the composite output ready value setting unit 22, that is, a method for realizing the operation of shifting the ready value by switching the gain in the feedback control system such as P control / PI control will be described.

まず、指定時間帯開始時刻よりも十分に早い時刻では、図2Cのゲインが0に設定されており、合成出力準備値設定部22の出力信号は発電有効電力PAである。また、合成出力準備値計算部100は指定時間帯開始時刻に限定せず、いずれの時刻においても常に最適な合成出力準備値を計算しているとする。   First, at a time sufficiently earlier than the designated time zone start time, the gain in FIG. 2C is set to 0, and the output signal of the combined output preparation value setting unit 22 is the generated active power PA. The combined output preparation value calculation unit 100 is not limited to the designated time zone start time, and always calculates an optimal combined output preparation value at any time.

次に、現在時刻が準備時間帯内にある場合、合成出力準備値が合成出力目標値PAを下回るタイミングを判定し、その判定時点でゲインを或る指定値に設定するとする。なぜなら、発電有効電力PGまたは合成出力目標値PAがさらに増加すると、合成出力準備値を超過して、必要充電電力量を確保できなくなるためである。   Next, when the current time is within the preparation time zone, it is determined when the combined output ready value falls below the combined output target value PA, and the gain is set to a certain specified value at the determination time. This is because if the generation effective power PG or the combined output target value PA further increases, the combined output preparation value is exceeded, and the necessary charge power amount cannot be secured.

その後、現在時刻が指定時間帯内にある場合、合成出力準備値が合成出力目標値PAを上回るタイミングを判定し、その判定時点でゲインを0に戻す。なぜなら、現在の放電可能電力量で必要充電電力量を確保できるようになったためである。   Thereafter, when the current time is within the specified time zone, the timing at which the combined output preparation value exceeds the combined output target value PA is determined, and the gain is returned to 0 at the determination time. This is because the required amount of charging power can be secured with the current amount of electric power that can be discharged.

これらのタイミングでは合成出力目標値と合成出力準備値との偏差が0になるため、ゲインの設定を切り替えたとしても合成出力準備値設定部22の出力信号が急変せず、長周期変動緩和制御部23や短周期変動緩和制御部25の調整が容易になる。   At these timings, the deviation between the composite output target value and the composite output preparation value becomes 0. Therefore, even if the gain setting is switched, the output signal of the composite output preparation value setting unit 22 does not change suddenly, and long-period fluctuation relaxation control is performed. Adjustment of the unit 23 and the short cycle fluctuation relaxation control unit 25 is facilitated.

図12は合成出力準備値計算部における処理内容を示すブロック図である。本実施の形態では、合成出力準備値計算部100に対して、現在時刻となる時刻t、電力貯蔵装置11の充電電力量測定値(ES)が入力される。なお、実施の形態1から実施の形態3では、合成出力準備値計算部24に対して有効電力PG、発電量予測値を入力しているが、本実施の形態ではこれらの情報を用いることなく合成出力準備値を計算できる。   FIG. 12 is a block diagram showing the processing contents in the composite output preparation value calculation unit. In the present embodiment, time t, which is the current time, is input to composite output preparation value calculation unit 100, and the measured value (ES) of charge energy of power storage device 11 is input. In the first to third embodiments, the active power PG and the power generation amount prediction value are input to the combined output preparation value calculation unit 24. In the present embodiment, these pieces of information are not used. A composite output ready value can be calculated.

合成出力準備値計算部100は、残り時間算出部101、放電可能電力量計算部102及び合成出力準備関数計算部103を有している。残り時間算出部101は、現在時刻を示す時刻tから準備時間帯の残り時間Tp及び指定時間帯の残り時間Tを算出する。放電可能電力量計算部102は、電力貯蔵装置11の充電電力量測定値(又はSOC値)から単位の換算計算により放電可能電力量ECを出力する放電可能電力量計算部102と、放電可能電力量ECに見込み発電量EBLを加算して補正された放電可能電力量Edを出力する電力量補正部105とを有する。なお、本例では風力発電機16の発電出力がステップ状に低下したことを想定して放電可能電力量ECを計算しているので、放電可能電力量に見込み発電量EBLを加味している。放電可能電力量に見込み発電量EBLを加味しない仕様であれば電力量補正部105は不要である。合成出力準備関数計算部103は、放電可能電力量Edを入力とし、準備時間帯の残り時間Tp及び又は指定時間帯の残り時間Tを考慮して、最適な合成出力準備値Ppを計算する。 The combined output preparation value calculation unit 100 includes a remaining time calculation unit 101, a dischargeable electric energy calculation unit 102, and a combined output preparation function calculation unit 103. The remaining time calculation unit 101 calculates the remaining time Tp in the preparation time zone and the remaining time TL in the designated time zone from the time t indicating the current time. The dischargeable power amount calculation unit 102 includes a dischargeable power amount calculation unit 102 that outputs a dischargeable power amount EC by a unit conversion calculation from a measured charge power amount (or SOC value) of the power storage device 11, and a dischargeable power amount. and a power amount correcting unit 105 outputs the corrected dischargeable power amount Ed by adding the estimated power generation amount E BL to the amount EC. In this example, since the dischargeable electric energy EC is calculated on the assumption that the power generation output of the wind power generator 16 has decreased in a stepped manner, the expected power generation EBL is added to the dischargeable electric energy. . If the specification does not take into account the expected power generation amount EBL to the dischargeable power amount, the power amount correction unit 105 is unnecessary. The composite output preparation function calculation unit 103 receives the dischargeable electric energy Ed as an input, and calculates the optimal composite output preparation value Pp in consideration of the remaining time Tp in the preparation time zone and / or the remaining time TL in the designated time zone. .

具体的には以下の式(1)を満たすように合成出力準備値Ppを決定する。
本例では、Ed=Es+EBLとして、放電可能電力量Edに見込み発電量EBLを加算するが、放電可能電力量Edに見込み発電量EBLを加味せずに合成出力準備値Ppを計算しても良い。
放電可能電力量Edは式(1)で表すことができる。
Specifically, the composite output preparation value Pp is determined so as to satisfy the following expression (1).
In this example, as Ed = Es + E BL, discharge will be adding an amount of power Ed prospective power generation amount E BL, the combined output preparation value Pp calculated without taking into account the estimated power generation amount E BL to discharge electric energy Ed May be.
The dischargeable electric energy Ed can be expressed by Expression (1).

上記式(1)は合成出力準備値Ppに関する2次方程式である。そこで、以下の式(2)に示す解の公式でPpを計算することができる。
The above equation (1) is a quadratic equation relating to the composite output preparation value Pp. Therefore, Pp can be calculated by the solution formula shown in the following equation (2).

上記式(2)において、rTp/2の項は、図10Aに示す最大必要充電電力(三角形領域)に相当している。Ed≦rTp/2のケースとは、指定時間帯(減少不可)の開始時刻までに発電所合成出力を0に移行できる場合である。この場合、合成出力準備値Ppは式(2)で計算される小さい値に調整される。一方、Ed>rTp/2のケースとは、指定時間帯(減少不可)の開始時刻までに発電所合成出力を0に移行できない場合である。この場合、指定時間帯(減少不可)に入っても充電電力が残っているので、式(2)で計算される合成出力準備値Ppまで上げることができる。 In the above formula (2), terms of RTP 2/2 corresponds to the maximum required charging power shown in FIG. 10A (triangular area). The Ed ≦ rTp 2/2 of the case, a case where a power station combined output until the start time of the specified time zone (reduction not) can migrate to 0. In this case, the composite output preparation value Pp is adjusted to a small value calculated by Expression (2). On the other hand, Ed> rTp The 2/2 of the case, which is when it is not possible to migrate the power plant combined output until the start time of the specified time zone (decrease is impossible) to 0. In this case, since the charging power remains even after the designated time zone (cannot be reduced), it can be increased to the composite output preparation value Pp calculated by the equation (2).

以上のようにして、式(2)に基づいて、現在の放電可能電力量、準備時間帯の残り時間Tp、指定時間帯の残り時間Tから、最適な合成出力準備値Ppを計算することができる。 As described above, the optimum combined output preparation value Pp is calculated from the current dischargeable electric energy, the remaining time Tp of the preparation time zone, and the remaining time TL of the designated time zone based on the expression (2). Can do.

上記の説明では、合成出力準備値計算部100が、準備時間帯の残り時間Tpと指定時間帯の残り時間Tの両方を用いて、合成出力準備値Ppを演算する場合を例示して説明した。しかし、合成出力準備値計算部100は、準備時間帯の残り時間Tpと指定時間帯の残り時間Tのいずれか一方だけを用いて、合成出力準備値Ppを演算することが可能である。すなわち、合成出力準備値計算部100は、準備時間帯及び/又は指定時間帯の残り時間に基づいて、合成出力準備値Ppを演算することができる。 In the above description, the case where the composite output preparation value calculation unit 100 calculates the composite output preparation value Pp using both the remaining time Tp in the preparation time zone and the remaining time TL in the designated time zone is described as an example. did. However, the composite output preparation value calculation unit 100 can calculate the composite output preparation value Pp using only one of the remaining time Tp in the preparation time zone and the remaining time TL in the designated time zone. That is, the composite output preparation value calculation unit 100 can calculate the composite output preparation value Pp based on the remaining time of the preparation time zone and / or the designated time zone.

上記の実施形態では、合成出力準備値Ppの計算において、風力発電機16の発電出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、準備時間帯の残り時間Tpと指定時間帯の残り時間Tを使用して、指定時間帯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 composite output preparation value Pp, the composite that has the minimum discharge power amount with respect to the theoretical worst condition that the power generation output of the wind power generator 16 rapidly decreases stepwise to zero. Assume output control. For this purpose, the remaining time Tp in the preparation time zone and the remaining time TL in the designated time zone are used to calculate how much the combined output can be reduced by the start time of the designated time zone.

仮に準備時間帯の残り時間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、「準備時間帯の残り時間Tpが不明な場合」は、「指定時間帯の開始時間(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。
・指定時間帯の長さは分かっているが、指定時間帯の開始時間(開始時刻)が不明である場合。
・指定時間帯の終了時間(終了時刻)は分かっているが、指定時間帯の開始時間(開始時刻)が不明である場合。
If the remaining time Tp of the preparation time zone 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 preparation time zone is unknown” can be rephrased as “when the start time (start time) of the designated time zone is unknown”, and is classified into the following two cases. .
・ The length of the specified time zone is known, but the start time (start time) of the specified time zone is unknown.
-The end time (end time) of the specified time zone is known, but the start time (start time) of the specified time zone is unknown.

一方、指定時間帯の残り時間Tが不明な場合は、例えば、指定時間帯の開始時間(開始時刻)は分かっているが、指定時間帯の終了時間(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(合成出力準備値Pp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 specified time zone is unknown, for example, the start time (start time) of the specified time zone is known, but the end time (end time) of the specified time zone is unknown. . Hereinafter, the control method (computation output preparation value Pp calculation method) for each of these cases will be described.

<指定時間帯の長さは分かっているが、指定時間帯の開始時間(開始時刻)が不明である場合>
これは、上述した式(1)において、準備時間帯の残り時間Tpが不明な場合に相当する。風力発電機16の発電電力が0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、合成出力準備値Ppが最も大きくなるのは、準備時間帯の残り時間Tp=0の場合、すなわち、指定時間帯の開始時間(開始時刻)が現在となる場合である。
<When the length of the specified time zone is known, but the start time (start time) of the specified time zone is unknown>
This corresponds to the case where the remaining time Tp of the preparation time zone 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 to 0 in steps, the combined output preparation value Pp becomes the largest because the remaining time Tp = 0 in the preparation time zone In other words, this is a case where the start time (start time) of the specified time zone is now.

図13A、図13B、図13Cは、指定時間帯の開始時間(開始時刻)が現在よりも遅い第1の場合(指定時間帯までの時間が相対的に長い)、現在よりも遅い第2の場合(指定時間帯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の一例を示している。図13A〜図13Cの中において、最大必要充電電力が最も大きくなるのは図13Cである。何故なら、現在から指定時間帯の開始時間(開始時刻)までの放電電力量(図13Aと図13Bの左側の台形部分)と、指定時間帯終了後の放電電力量(図13A〜図13Cの右側の三角形部分)との合計面積は同じなので、指定時間帯の放電電力量(図13A〜図13C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. 13A, FIG. 13B, and FIG. 13C show the second case where the start time (start time) of the designated time zone is later than the current time (the time until the designated time zone is relatively long), which is later than the current time. In this case (time until the designated time zone is relatively short), an example of the maximum required charging power in the present case is shown. 13A to 13C, the maximum required charging power is the largest in FIG. 13C. This is because the amount of discharge power from the current time to the start time (start time) of the specified time zone (the trapezoid on the left side of FIGS. 13A and 13B) and the amount of discharge power after the end of the specified time zone (of FIGS. 13A to 13C). This is because the total area with the triangle portion on the right side is the same, and the area of the discharge power amount (rectangular portion in the middle of FIGS. 13A to 13C) in the designated time zone is compared.

以上より、最大必要充電電力Esmaxは、上述した式(1)において、PpをPgに置き換えれば、Tp=0とした次の式(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。
但し、
Pg:現在の変動電源の出力(kW)
r:出力変化速度設定値(kW/h)
:指定時間帯の残り時間(h)
である。
From the above, the maximum required charging power Esmax can be calculated by the following equation (3) with Tp = 0 if Pp is replaced by Pg 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.
However,
Pg: Current output of the variable power supply (kW)
r: Output change speed setting value (kW / h)
T L : Remaining time in the specified time zone (h)
It is.

合成出力準備値Ppについても同様である。最悪条件はTp=0のとき、つまり指定時間帯開始時刻が現在時刻と同じ場合である。式(1)、式(2)に代入すると以下の通りである。
The same applies to the composite output preparation value Pp. The worst condition is when Tp = 0, that is, when the designated time zone start time is the same as the current time. Substituting into Equation (1) and Equation (2) is as follows.

<指定時間帯の終了時間(終了時刻)は分かっているが、指定時間帯の開始時間(開始時刻)が不明である場合>
これは、準備時間帯の残り時間Tpと指定時間帯の残り時間Tとの合計時間(これをT’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、最大必要充電電力が最も大きくなるのは、Tp=0かつT=T’の場合、すなわち、指定時間帯の開始時間(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、上述した式(1)において、PpをPgに置き換えれば、Tp=0かつT=T’とした次の式(5)により計算することができる。なお、最大必要充電電力を算出する際に、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。
但し、
Pg:現在の変動電源の出力(kW)
r:出力変化速度設定値(kW/h)
TL’:指定時間帯の残り時間の最大値(現在から指定時間帯の終了時間までの時間)(h)
である。
<When the end time (end time) of the specified time zone is known, but the start time (start time) of the specified time zone is unknown>
This corresponds to the case where the total time of the remaining time Tp in the preparation time zone and the remaining time TL in the designated time zone (which is defined as T L ′) 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 becomes the largest when Tp = 0 and T L = T L ' In other words, this is a case where the start time (start time) of the specified time zone is now. That is, the maximum required charging power Esmax can be calculated by the following equation (5) where Tp = 0 and T L = TL ′ if Pp is replaced by Pg in the above equation (1). In calculating the maximum required charging power, the efficiency of the power storage device 11 (efficiency at the time of discharging) may be further considered, or the charging power amount corresponding to the charging power operation lower limit value may be considered. .
However,
Pg: Current output of the variable power supply (kW)
r: Output change speed setting value (kW / h)
TL ': Maximum remaining time in the specified time zone (the time from the present to the end time of the specified time zone) (h)
It is.

合成出力準備値Ppは、式(1)、式(2)にTp=0,T=T’を代入すればよく、以下の通りである。
The composite output preparation value Pp is as follows, by substituting Tp = 0 and T L = T L ′ into the equations (1) and (2).

<指定時間帯の開始時間(開始時刻)は分かっているが、指定時間帯の終了時間(終了時刻)が不明な場合>
これは、準備時間帯の残り時間Tpは決まっているが、指定時間帯の残り時間Tが0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、指定時間帯の残り時間T=∞となることである。指定時間帯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、指定時間帯の開始時間(開始時刻)までに合成出力をゼロにする必要がある。上述した式(1)において、PpをPgに置き換え、T=∞とすると、最大必要充電電力量Esmaxは、次の式(7)により計算することができる。しかし、必要充電電力=∞にすることは実際には不可能であるため、式(7)において、Pg/2rで算出される最大必要充電電力の上限値を採用する。
但し、
Pg:現在の変動電源の出力(kW)
r:出力変化速度設定値(kW/h)
である。
<If the start time (start time) of the specified time zone is known, but the end time (end time) of the specified time zone is unknown>
This corresponds to the case where the remaining time Tp of the preparation time zone is determined, but it is only known that the remaining time TL of the designated time zone is greater than zero. The worst condition in this case is that the remaining time T L = ∞ in the designated time zone. If the discharge is continued for a long time in the designated time zone, the charging power will eventually become insufficient, so the combined output must be made zero by the start time (start time) of the designated time zone. In the above-described equation (1), when Pp is replaced with Pg and T L = ∞, the maximum required charge energy Esmax can be calculated by the following equation (7). However, since it is actually impossible to set the required charging power = ∞, the upper limit value of the maximum required charging power calculated by Pg 2 / 2r is employed in Equation (7).
However,
Pg: Current output of the variable power supply (kW)
r: Output change speed setting value (kW / h)
It is.

式(1)においてT=∞とすると、合成出力準備値Ppの方程式は以下の通りである。
Assuming that T L = ∞ in equation (1), the equation for the composite output preparation value Pp is as follows.

実際には放電可能電力量Edを無限大にすることはできないので、Pp≦rTpは制約条件である。つまり、合成出力準備値Ppは(2rEd)1/2およびrTpのいずれか小さい方を採用する。
Actually, the dischargeable electric energy Ed cannot be made infinite, so Pp ≦ rTp is a constraint condition. In other words, the composite output preparation value Pp is the smaller of (2rEd) 1/2 and rTp.

次に、第4の実施の形態に係る電力安定化システムにおいて、合成出力を合成出力準備値まで下げた場合のシミュレーション結果について説明する。   Next, simulation results when the combined output is lowered to the combined output preparation value in the power stabilization system according to the fourth embodiment will be described.

図14Aから図14Cは発電所合成出力を合成出力準備値まで下げた場合のシミュレーション結果を示している。図14Aは電力貯蔵装置11のSOC値(%)、図14Bは出力変化速度(%/min)、図14Cは発電所合成出力、変動電源出力(風力発電機16の発電電力)、蓄電池出力(電力貯蔵装置11の充放電電力)を示している。   14A to 14C show simulation results when the power plant combined output is lowered to the combined output ready value. 14A is the SOC value (%) of the power storage device 11, FIG. 14B is the output change rate (% / min), FIG. 14C is the combined power output of the power plant, the variable power output (generated power of the wind power generator 16), and the storage battery output ( The charging / discharging electric power of the electric power storage apparatus 11 is shown.

シミュレーションでは、7時00分から10時00分までは第1減少不可時間帯となる指定時間が設定され、16時00分から19時00分までは第2減少不可時間帯となる指定時間が設定されている。また、11時30分から13時30分に掛けて増減不可時間帯となる指定時間帯が設定され、20時00分から23時00分に掛けて増加不可時間帯となる指定時間帯が設定されている。各指定時間帯の約1時間前から準備時間帯が設定されている。   In the simulation, the designated time for the first non-decreasing time zone is set from 7:00 to 10:00, and the designated time for the second non-decreasing time zone is set from 16:00 to 19:00. ing. Also, a designated time zone that is an increase / decrease impossible time zone is set from 11:30 to 13:30, and a specified time zone that is an increase impossible time zone is set from 20:00 to 23:00. Yes. A preparation time zone is set about one hour before each designated time zone.

図14Cに示す時間帯Aに着目すると、第1減少不可時間帯(指定時間)の準備時間帯に入るまでは高い合成出力(最大値)が維持されている(図11の通常時の合成出力準備関数)。第1減少不可時間帯(指定時間)の準備時間帯に入ると、合成出力準備関数の傾きが小さくなるので、変動電源出力が100%であったとしても、合成出力準備値が下げられて合成出力が低下する。第1減少不可時間帯(指定時間)の開示時刻まで合成出力準備値が小さくなり、この時の合成出力準備関数の傾きが最小になっている。その後、第1減少不可時間帯に入っても変動電源出力が100%を維持している一方で、第1減少不可時間帯(指定時間)の残り時間が小さくなるので、合成出力を上げても必要充電電力を確保できる状況になる。したがって、再び合成出力準備関数の傾きが大きくなり、合成出力準備値が上げられる結果、合成出力が100%まで回復する。   Focusing on time zone A shown in FIG. 14C, a high composite output (maximum value) is maintained until the preparation time zone of the first non-decreasing time zone (designated time) is entered (the composite output at the normal time in FIG. 11). Preparation function). When entering the preparation time zone of the first non-decreasing time zone (designated time), the slope of the composite output preparation function becomes small, so even if the variable power output is 100%, the composite output preparation value is lowered and the composite output preparation value is lowered. Output decreases. The composite output preparation value decreases until the disclosure time of the first non-decreasing time zone (designated time), and the slope of the composite output preparation function at this time is minimized. After that, the variable power output remains at 100% even when the first non-decreasing time zone is entered, while the remaining time of the first non-decreasing time zone (designated time) decreases, so even if the combined output is increased It will be in a situation where necessary charging power can be secured. Therefore, the slope of the composite output preparation function increases again and the composite output preparation value is increased, so that the composite output is restored to 100%.

次に、図14Cに示す時間帯Bに着目する。増加不可時間帯(指定時間)の準備時間帯に入ると、再び合成出力準備関数の傾きが小さくなり、増加不可時間帯の開始時刻まで合成出力準備値が下げられ、その後は一定に維持されるように制御される。シミュレーションでは増加不可時間帯(指定時間)の準備時間帯に入ると変動電源出力(風力発電機16の発電電力)が減少している。このため、合成出力を維持するために蓄電池出力(電力貯蔵装置11の放電電力)が0から徐々に上昇する。蓄電池出力の上昇に対応してSOC値が低下を開始する(図14A)。増加不可時間帯(指定時間)の間は変動電源出力が回復していないため、蓄電池出力(電力貯蔵装置11の放電電力)で合成出力を維持している。増加不可時間帯(指定時間)の間はSOCが継続して低下するが、SOC不足を生じることなく、増加不可時間帯(指定時間)が経過している。   Next, attention is focused on the time zone B shown in FIG. 14C. When entering the preparation time zone of the non-increasable time zone (specified time), the slope of the composite output preparation function becomes smaller again, the composite output preparation value is lowered until the start time of the non-increasable time zone, and then remains constant To be controlled. In the simulation, the variable power output (power generated by the wind power generator 16) decreases when entering the preparation time zone of the non-increasing time zone (designated time). For this reason, in order to maintain the combined output, the storage battery output (discharge power of the power storage device 11) gradually increases from zero. The SOC value starts to decrease in response to the increase in the storage battery output (FIG. 14A). Since the variable power supply output has not recovered during the non-increasing time zone (specified time), the combined output is maintained at the storage battery output (discharge power of the power storage device 11). The SOC continuously decreases during the non-increasing time zone (designated time), but the non-increasing time zone (designated time) has passed without causing SOC shortage.

そして、増加不可時間帯(指定時間)が経過した後は、合成出力が変動電源出力と一致するまで合成出力を下げるように制御する。第2減少不可時間帯の開始時刻(16時00分)以降は合成出力を制限する制御は行われていない。   Then, after the non-increasing time zone (designated time) has elapsed, control is performed so that the combined output is lowered until the combined output matches the variable power output. Control for limiting the combined output is not performed after the start time (16:00) of the second non-decreasing time zone.

また、上記で説明した制御装置13について、図示しないCPU、メモリ(ハードディスク等の記憶装置)を備えており、各種補正演算処理、補償電力の演算処理及び電力変換器12の制御処理等については、ハードウェアによって実現しても良いし、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良い。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良いし、オペアンプ等によるアナログ制御回路で実現しても良い。   In addition, the control device 13 described above includes a CPU and a memory (storage device such as a hard disk) not shown, and various correction calculation processing, compensation power calculation processing, control processing of the power converter 12, and the like are as follows. It may be realized by hardware, or may be realized by the 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.

上記の説明では電力系統に連系される変動電源として風力発電機を例示したが、本発明は風力発電機に限定されない。例えば、変動電源は太陽光発電等であっても良い。本実施の形態は、再生可能エネルギーを回収して発電する変動電源を対象とするが、必ずしも再生可能エネルギーに限定されない。   In the above description, the wind power generator is exemplified as the variable power source linked to the power system, but the present invention is not limited to the wind power generator. For example, the variable power source may be solar power generation or the like. The present embodiment is directed to a variable power source that collects renewable energy and generates power, but is not necessarily limited to renewable energy.

10 電力安定化システム
11 電力貯蔵装置
12 電力変換器
13、50 制御装置
15 電力系統
16 風力発電機
21 有効電力検出部
22 合成出力準備値設定部
23 長周期変動緩和制御部
24、100 合成出力準備値計算部
25 短周期変動緩和制御部
27 電力変換器制御部
44 減算要素
45 発電量予測部
46 平滑化フィルタ
47 リミッタ
101 残り時間算出部
102 放電可能電力量計算部
103 合成出力準備関数計算部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Power stabilization system 11 Power storage apparatus 12 Power converter 13, 50 Control apparatus 15 Electric power system 16 Wind generator 21 Active power detection part 22 Synthetic output preparation value setting part 23 Long period fluctuation relaxation control part 24, 100 Synthetic output preparation Value calculation unit 25 Short cycle fluctuation mitigation control unit 27 Power converter control unit 44 Subtraction element 45 Power generation amount prediction unit 46 Smoothing filter 47 Limiter 101 Remaining time calculation unit 102 Dischargeable power amount calculation unit 103 Synthetic output preparation function calculation unit

Claims (10)

充放電を行う電力貯蔵装置と、前記電力貯蔵装置の充放電による入出力を電力系統と前記電力貯蔵装置の間で相互に変換する電力変換器と、前記電力変換器の変換動作を制御し、前記電力系統に連系する変動電源と前記電力貯蔵装置との合成出力を合成出力目標値に基づいて制御する制御装置と、を備えた電力貯蔵装置を用いた電力安定化システムであり、
前記制御装置は、前記合成出力の長周期変動を緩和するための長周期変動緩和制御部と、少なくとも長周期変動緩和指定時間帯の開始時点での制御点となる合成出力準備値を計算する合成出力準備値計算部と、前記合成出力準備値を前記合成出力目標値に反映させる合成出力準備値設定部と、を具備し、
前記合成出力準備値計算部は、前記長周期変動緩和指定時間帯前の準備時間帯の残り時間のみ、又は前記長周期変動緩和指定時間帯前の準備時間帯の残り時間及び前記長周期変動緩和指定時間帯の残り時間を用いて、前記合成出力準備値を計算することを特徴とする電力安定化システム。
A power storage device that performs charging and discharging, a power converter that mutually converts input and output by charging and discharging of the power storage device between a power system and the power storage device, and controls a conversion operation of the power converter, A control device that controls a combined output of the variable power source and the power storage device linked to the power system based on a combined output target value, and a power stabilization system using the power storage device,
The control device includes a long-cycle fluctuation mitigation control unit for mitigating long-period fluctuations of the synthesized output, and a synthesis that calculates a composite output preparation value that serves as a control point at least at the start of the long-period fluctuation mitigation designated time zone An output preparation value calculation unit, and a composite output preparation value setting unit that reflects the composite output preparation value in the composite output target value ,
The composite output preparation value calculation unit includes only the remaining time of the preparation time zone before the long-period fluctuation relaxation designated time zone, or the remaining time of the preparation time zone before the long-cycle fluctuation relaxation designated time zone and the long-cycle fluctuation relaxation. The power stabilization system characterized in that the composite output preparation value is calculated using a remaining time in a designated time zone .
前記合成出力準備値計算部は、前記電力貯蔵装置の放電可能電力量を入力とし前記合成出力準備値を出力とし、前記準備時間帯の残り時間のみ、又は前記準備時間帯の残り時間及び前記長周期変動緩和指定時間帯の残り時間に対応して特性が変化する合成出力準備関数を用いて最適な合成出力準備値を算出することを特徴とする請求項1記載の電力安定化システム。The combined output preparation value calculation unit inputs the dischargeable electric energy of the power storage device and outputs the combined output preparation value, and only the remaining time of the preparation time zone, or the remaining time of the preparation time zone and the length 2. The power stabilization system according to claim 1, wherein an optimum combined output preparation value is calculated using a combined output preparation function whose characteristics change corresponding to the remaining time of the period fluctuation relaxation designated time zone. 前記合成出力準備値計算部は、前記合成出力準備関数の特性の変化が傾きで表され、前記準備時間帯及び前記長周期変動緩和指定時間帯以外の通常の運転時間帯では前記合成出力準備関数の傾きが最大となり、前記長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻では前記合成出力準備関数の傾きが最小となり、前記準備時間帯の開始時刻から前記長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻にかけては、前記合成出力準備関数の特性を傾きが小さくなる方向へ推移させ、前記長周期変動緩和指定時間帯の開始時刻から終了時刻にかけては、前記合成出力準備関数の特性を傾きが大きくなる方向へ推移させることを特徴とする請求項2記載の電力安定化システム。The composite output preparation value calculation unit is characterized in that a change in the characteristic of the composite output preparation function is represented by a slope, and the composite output preparation function is used in a normal operation time zone other than the preparation time zone and the long-period fluctuation relaxation designated time zone. And the slope of the composite output preparation function is minimum at the start time of the long cycle fluctuation relaxation specified time zone, and from the start time of the preparation time zone to the start time of the long cycle fluctuation relaxation specified time zone. The characteristic of the composite output preparation function is shifted in a direction in which the slope decreases, and the characteristic of the composite output preparation function is shifted in a direction in which the slope increases from the start time to the end time of the long period fluctuation relaxation specified time zone. The power stabilization system according to claim 2, wherein: 前記合成出力準備値計算部は、前記電力貯蔵装置の充電電力量に、前記変動電源の出力がステップ状に低下した場合であっても見込める見込み発電量を加算した値を、前記放電可能電力量として用いることを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の電力安定化システム。 The composite output preparation value calculation unit adds a value obtained by adding a predicted power generation amount that can be expected even when the output of the variable power source is reduced in a stepped manner to the charging power amount of the power storage device. The power stabilization system according to claim 2 , wherein the power stabilization system is used as a power stabilization system. 前記合成出力準備値計算部は、以下の式に基づいて前記合成出力準備値を計算することを特徴とする請求項から請求項のいずれかに記載の電力安定化システム。
The composite output preparation value calculating section, the power stabilizing system according to any of claims 1 to 4, characterized in that calculating the composite output preparation value based on the following equation.
前記合成出力準備値計算部は、前記変動電源の発電量予測値を用いて合成出力準備値を計算することを特徴とする請求項1から請求項のいずれかに記載の電力安定化システム。 The composite output preparation value calculating section, the power stabilizing system according to any of claims 1 to 5, characterized in that to calculate the composite output preparation value using the power generation amount prediction value of the fluctuation power. 前記合成出力準備値設定部は、前記変動電源の発電有効電力と前記合成出力目標値をスイッチで切り替えることにより前記合成出力目標値を前記合成出力準備値へ移行させることを特徴とする請求項1記載の電力安定化システム。   2. The composite output preparation value setting unit shifts the composite output target value to the composite output preparation value by switching between the generated power of the variable power source and the composite output target value with a switch. The described power stabilization system. 前記合成出力準備値設定部は、前記合成出力準備値を上限および、または下限に設定したリミッタを前記変動電源の発電有効電力に掛けることにより、前記合成出力目標値を前記合成出力準備値まで移行させることを特徴とする請求項1記載の電力安定化システム。   The composite output preparation value setting unit shifts the composite output target value to the composite output preparation value by applying a limiter that sets the composite output preparation value to an upper limit and / or a lower limit to the power generation active power of the variable power source. The power stabilization system according to claim 1, wherein: 前記合成出力準備値設定部は、前記合成出力目標値と前記合成出力準備値との差分をフィードバック制御し、前記合成出力目標値を前記合成出力準備値へ移行させることを特徴とする請求項1記載の電力安定化システム。   The composite output preparation value setting unit feedback-controls a difference between the composite output target value and the composite output preparation value, and shifts the composite output target value to the composite output preparation value. The described power stabilization system. 電力貯蔵装置を用いた電力安定化システムにおいて、前記電力貯蔵装置の充放電による入出力を電力系統と前記電力貯蔵装置の間で相互に変換する電力変換器を制御して、前記電力系統に連系する変動電源と前記電力貯蔵装置との合成出力を合成出力目標値に基づいて制御する制御装置であって、
前記制御装置は、前記合成出力の長周期変動を緩和するための長周期変動緩和制御部と、長周期変動緩和指定時間帯の開始時点での制御点である合成出力準備値を計算する合成出力準備値計算部と、前記合成出力準備値を前記合成出力目標値に反映させる合成出力準備値設定部とを有し、
前記合成出力準備値計算部は、前記長周期変動緩和指定時間帯前の準備時間帯の残り時間のみ、又は前記長周期変動緩和指定時間帯前の準備時間帯の残り時間及び前記長周期変動緩和指定時間帯の残り時間を用いて、前記合成出力準備値を計算することを特徴とする制御装置。
In a power stabilization system using a power storage device, a power converter that mutually converts input / output by charging / discharging of the power storage device between the power system and the power storage device is controlled to connect to the power system. A control device that controls a combined output of a variable power supply and the power storage device based on a combined output target value;
The control device includes a long cycle fluctuation relaxation control unit for relaxing long cycle fluctuations of the composite output, and a composite output for calculating a composite output preparation value that is a control point at the start of the long cycle fluctuation relaxation designated time zone a preparation value calculating unit, and said composite output preparation value the combined output preparation value setting unit to be reflected on the composite output target value possess,
The composite output preparation value calculation unit includes only the remaining time of the preparation time zone before the long-period fluctuation relaxation designated time zone, or the remaining time of the preparation time zone before the long-cycle fluctuation relaxation designated time zone and the long-cycle fluctuation relaxation. A control device that calculates the composite output preparation value using a remaining time in a specified time zone .
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020053964A1 (en) * 2018-09-11 2020-03-19 株式会社東芝 Control device, control method, and program

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7059461B2 (en) * 2019-02-12 2022-04-26 東芝三菱電機産業システム株式会社 Power system
JP7249915B2 (en) * 2019-09-02 2023-03-31 三菱電機株式会社 Controller, charge/discharge system and charge/discharge control program
JP6930648B1 (en) * 2020-10-23 2021-09-01 富士電機株式会社 Power stabilizer

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007129803A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Power stabilizing system using power storage facility, and its controller
JP2008182859A (en) * 2007-01-26 2008-08-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Hybrid system, wind power generating system, power control device for wind power generating device and storage device
JP2016082860A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 富士電機株式会社 Wind turbine power generation system, wind turbine power generation method, wind turbine generator control device and wind turbine generator control method

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007129803A (en) * 2005-11-01 2007-05-24 Fuji Electric Systems Co Ltd Power stabilizing system using power storage facility, and its controller
JP2008182859A (en) * 2007-01-26 2008-08-07 Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd Hybrid system, wind power generating system, power control device for wind power generating device and storage device
JP2016082860A (en) * 2014-10-20 2016-05-16 富士電機株式会社 Wind turbine power generation system, wind turbine power generation method, wind turbine generator control device and wind turbine generator control method

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020053964A1 (en) * 2018-09-11 2020-03-19 株式会社東芝 Control device, control method, and program

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