JP6398414B2 - Power storage system, power conversion device, self-sustaining operation system, and power storage system control method - Google Patents

Power storage system, power conversion device, self-sustaining operation system, and power storage system control method Download PDF

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Description

本発明は、電力貯蔵システム、電力変換装置、自立運転システム、及び電力貯蔵システムの制御方法に関する。   The present invention relates to a power storage system, a power conversion device, a self-sustained operation system, and a control method for the power storage system.

近年、風力発電機や太陽光発電機などの分散型電源が普及している。   In recent years, distributed power sources such as wind power generators and solar power generators have become widespread.

分散型電源は、通常時には商用電力系統に連系して連系運転を行いつつ、停電時には一時的に商用電力系統から解列して(切り離して)自立運転を行うことができる。   The distributed power supply can be connected to the commercial power system during normal operation and connected to the commercial power system, and can be temporarily disconnected (separated) from the commercial power system and operated independently during a power failure.

このような分散型電源は、気象条件による発電量の変動が大きいため、電力を安定的に供給可能とするための技術も様々に開発されている(例えば特許文献1参照)。   Since such a distributed power source has a large fluctuation in the amount of power generation due to weather conditions, various techniques for enabling stable power supply have been developed (see, for example, Patent Document 1).

特開2007−124797号公報JP 2007-1224797 A

そのような中で、蓄電池やフライホイールなどの電力貯蔵部を用いることで、分散型電源によって発電される変動の大きな電力を安定化させる自立運転システムも開発されている。   Under such circumstances, a self-sustained operation system has been developed that uses a power storage unit such as a storage battery or a flywheel to stabilize a large fluctuation power generated by a distributed power source.

しかしながらこのような自立運転システムは、自立運転システム内に設けられる変圧器や電力貯蔵部等の設備の特性のばらつきや経時変化などによって、各電力貯蔵部へ充電あるいは放電を行う際の電流に差が生じたり、充電率に差が生じるなど、電力貯蔵部が均等に利用されず、電力貯蔵部の利用効率が低下することがある。その場合、分散型電源の発電量の変動を十分に吸収しきれなくなる可能性もある。   However, such a self-sustained operation system has a difference in current when charging or discharging each power storage unit due to variations in characteristics of equipment such as transformers and power storage units provided in the self-sustained operation system or changes with time. The power storage unit may not be used evenly, for example, or the charging rate may be different, and the usage efficiency of the power storage unit may be reduced. In that case, there is a possibility that fluctuations in the power generation amount of the distributed power source cannot be fully absorbed.

そのため、このような電力貯蔵部を用いた自立運転システムにおいて、電力貯蔵部の利用効率を向上させるための技術が求められている。   For this reason, in a self-sustained operation system using such a power storage unit, a technique for improving the utilization efficiency of the power storage unit is required.

本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、電力貯蔵部を用いた自立運転システムにおいて、自立運転システムに用いられる複数の電力貯蔵部をより均等に利用可能にする電力貯蔵システム、電力変換装置、自立運転システム、及び電力貯蔵システムの制御方法を提供することを一つの目的とする。   The present invention has been made in view of such problems, and in a self-sustained operation system using a power storage unit, a power storage system that can more evenly use a plurality of power storage units used in a self-sustained operation system, One object is to provide a power conversion device, a self-sustaining operation system, and a control method for an electric power storage system.

上記課題を解決するための手段の一つは、交流母線との間で電力の授受を行う複数の電力貯蔵装置を有する電力貯蔵システムであって、前記電力貯蔵装置は、電力貯蔵部と、前記交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う電力変換部と、前記電力変換部の充放電を制御する制御部とを有し、前記制御部は、前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記電力変換部の交流電圧の周波数が高くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力変換部が出力する遅れ無効電力または遅れ無効電流が所定値より大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記電力変換部を制御し、遅れ無効電力または遅れ無効電流が前記所定値より小さいほど、前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記電力変換部を制御する。 One of the means for solving the above problem is a power storage system having a plurality of power storage devices that exchange power with an AC bus, the power storage device comprising: a power storage unit; and A power conversion unit that charges and discharges power between an AC bus and the power storage unit; and a control unit that controls charging and discharging of the power conversion unit, the control unit charging the power storage unit The power conversion unit is controlled such that the frequency of the AC voltage of the power conversion unit is higher as the rate is higher than a reference charging rate calculated from each charging rate of the plurality of power storage units, and the power The power conversion unit is controlled such that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the storage unit is lower than the reference charging rate, and the delayed reactive power or the delayed reactive current output by the power converting unit is greater than a predetermined value. The higher the AC voltage Controls the power conversion unit so as to reduce, as the lagging reactive power or lagging reactive current is less than the predetermined value, controlling said power conversion unit such that the amplitude increases of the alternating voltage.

その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄の記載、及び図面の記載等により明らかにされる。   In addition, the problems disclosed by the present application and the solutions thereof will be clarified by the description in the column of the embodiment for carrying out the invention and the description of the drawings.

本発明によれば、電力貯蔵部を用いた自立運転システムにおいて、電力貯蔵部の利用効率を向上させることが可能になる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, in the self-sustained operation system using an electric power storage part, it becomes possible to improve the utilization efficiency of an electric power storage part.

自立運転システムの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of an independent operation system. 蓄電池システム制御装置の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of a storage battery system control apparatus. 電力変換器の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of a power converter. 周波数調整器を示す図である。It is a figure which shows a frequency regulator. 電圧調整器を示す図である。It is a figure which shows a voltage regulator. 蓄電池システムが電力をバランスさせる様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a storage battery system balances electric power. 蓄電池システムが電力をバランスさせる様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a storage battery system balances electric power. 蓄電池システムが電力をバランスさせる様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a storage battery system balances electric power. 蓄電池システムが電力をバランスさせる様子を説明する図である。It is a figure explaining a mode that a storage battery system balances electric power. 蓄電池システムの制御の流れを示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the flow of control of a storage battery system. 蓄電池システム制御装置の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of a storage battery system control apparatus. 蓄電池システムの制御結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a control result of a storage battery system. 蓄電池システム制御装置の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of a storage battery system control apparatus. 蓄電池システムの制御結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a control result of a storage battery system. 蓄電池システム制御装置の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of a storage battery system control apparatus. 蓄電池システムの制御結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a control result of a storage battery system. 蓄電池システム制御装置の機能を示す図である。It is a figure which shows the function of a storage battery system control apparatus. 蓄電池システムの制御結果例を示す図である。It is a figure which shows the example of a control result of a storage battery system.

本明細書および添付図面の記載により、少なくとも以下の事項が明らかとなる。   At least the following matters will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

===自立運転システムの構成===
以下、図1を参照して、本発明の一実施形態における自立運転システム1000の構成について説明する。
=== Configuration of the autonomous operation system ===
Hereinafter, with reference to FIG. 1, the structure of the autonomous operation system 1000 in one embodiment of the present invention will be described.

図1に示されている自立運転システム1000は、交流母線800を介して互いに接続された、発電設備300、負荷設備400、および蓄電設備(電力貯蔵システムとも記す)100を含んで構成される。また本実施形態に係る自立運転システム1000は、開閉器910を介して商用電力系統900と接続されているが、本実施形態では、開閉器910は開放されており、自立運転システム1000は一時的に商用電力系統900から解列されている(切り離されている)。なお、自立運転システム1000は、商用電力系統900に連系されることなく、常に商用電力系統900から切り離されていてもよい。   A self-sustained operation system 1000 shown in FIG. 1 includes a power generation facility 300, a load facility 400, and a power storage facility (also referred to as a power storage system) 100 connected to each other via an AC bus 800. In addition, the self-sustained operation system 1000 according to the present embodiment is connected to the commercial power system 900 via the switch 910. However, in this embodiment, the switch 910 is open, and the self-sustained operation system 1000 is temporarily Are disconnected from the commercial power system 900 (disconnected). Self-sustained operation system 1000 may be always disconnected from commercial power grid 900 without being linked to commercial power grid 900.

発電設備300は、発電装置320としての風力発電機321および太陽光発電機322のほか、変圧器331、変圧器330を含んで構成されている。   The power generation facility 300 includes a transformer 331 and a transformer 330 in addition to a wind power generator 321 and a solar power generator 322 as the power generation device 320.

変圧器330は、開閉器910と交流母線800とを接続する。また変圧器330には、複数(図1においては2つ)の変圧器331が並列に接続されている。一方の変圧器331には風力発電機321が接続され、他方の変圧器331には太陽光発電機332が接続されている。これにより、風力発電機321および太陽光発電機322は、交流母線800に交流電力を供給する。なお、発電設備300はさらに発電装置320を含んでいてもよく、風力発電機321や太陽光発電機322のように発電量が気象条件によって変動する発電装置320だけでなく、例えば燃料電池のように発電量が気象条件による影響を受けず、基準電圧に同期して運転する電流制御型の発電装置320を含んでいてもよい。   Transformer 330 connects switch 910 and AC bus 800. A plurality (two in FIG. 1) of transformers 331 are connected to the transformer 330 in parallel. A wind power generator 321 is connected to one transformer 331, and a solar power generator 332 is connected to the other transformer 331. Thereby, the wind power generator 321 and the solar power generator 322 supply AC power to the AC bus 800. Note that the power generation facility 300 may further include a power generation device 320, such as a fuel cell as well as the power generation device 320 in which the power generation amount varies depending on weather conditions, such as the wind power generator 321 and the solar power generator 322. The power generation amount is not affected by the weather conditions, and the current control type power generation device 320 that operates in synchronization with the reference voltage may be included.

負荷設備400は、交流母線800から供給される交流電力を消費する負荷装置420と、変圧器430と、開閉器410と、を含んで構成される。   The load facility 400 includes a load device 420 that consumes AC power supplied from the AC bus 800, a transformer 430, and a switch 410.

変圧器430は、交流母線800と開閉器410とに接続される。変圧器430には、複数(図1においては2つ)の開閉器410が並列に接続されている。それぞれの開閉器410には、負荷装置420が接続されている。これにより、負荷装置420には、交流母線800から交流電力が供給される。なお、負荷設備400は、さらに負荷装置420を含んでもよい。   Transformer 430 is connected to AC bus 800 and switch 410. A plurality (two in FIG. 1) of switches 410 are connected to the transformer 430 in parallel. A load device 420 is connected to each switch 410. Thereby, AC power is supplied to the load device 420 from the AC bus 800. Note that the load facility 400 may further include a load device 420.

蓄電設備100は、複数(N台(Nは2以上の自然数))の蓄電ユニット(電力貯蔵装置)120と、各蓄電ユニット120に接続される変圧器130と、蓄電池システム制御装置500とを備えて構成される。本実施形態では、蓄電設備100は、蓄電ユニット120と変圧器130とをそれぞれ3台(N=3)ずつ備える。   The power storage facility 100 includes a plurality (N units (N is a natural number of 2 or more)) of power storage units (power storage devices) 120, a transformer 130 connected to each power storage unit 120, and a storage battery system control device 500. Configured. In the present embodiment, the power storage facility 100 includes three power storage units 120 and three transformers 130 (N = 3).

各蓄電ユニット120は、電力を貯蔵可能な電力貯蔵部と、電力貯蔵部毎に設けられる電力変換器(電力変換部、電力変換装置)200とを含んで構成される。   Each power storage unit 120 includes a power storage unit capable of storing power and a power converter (power conversion unit, power conversion device) 200 provided for each power storage unit.

電力貯蔵部は、直流電力を充放電可能な蓄電池121や、フライホイール、揚水発電、キャパシタなどにより実現することが可能である。   The power storage unit can be realized by a storage battery 121 capable of charging / discharging DC power, a flywheel, a pumped-storage power generation, a capacitor, or the like.

電力変換器200は、交流母線800から供給される電力を電力貯蔵部に充電し、電力貯蔵部から放電された電力を交流母線800に放電する。   The power converter 200 charges power supplied from the AC bus 800 to the power storage unit, and discharges power discharged from the power storage unit to the AC bus 800.

なお本実施形態では、電力貯蔵部の一例として、蓄電池121を用いる場合について説明する。   In the present embodiment, a case where a storage battery 121 is used as an example of the power storage unit will be described.

その場合、電力変換器200は、交流母線800から供給される交流電力を直流電力に変換して蓄電池121に充電し、蓄電池121から直流電力を取り出して交流電力に変換して交流母線800に放電する。   In that case, the power converter 200 converts AC power supplied from the AC bus 800 into DC power and charges the storage battery 121, takes out DC power from the storage battery 121, converts it to AC power, and discharges it to the AC bus 800. To do.

変圧器130は交流母線800に接続されている。また変圧器130は、電力変換器200を介して蓄電池121に接続されている。これにより、電力変換器200は、交流母線800との間で入出力される交流電力と、蓄電池121で充放電される直流電力とを相互に変換する。   Transformer 130 is connected to AC bus 800. Further, the transformer 130 is connected to the storage battery 121 via the power converter 200. Thereby, power converter 200 mutually converts AC power input / output from / to AC bus 800 and DC power charged / discharged by storage battery 121.

蓄電池システム制御装置500は、詳細は後述するが、複数(N台)の蓄電池121のそれぞれの充電率から基準充電率を算出する第1演算部と、複数(N台)の電力変換器200がそれぞれ交流母線800との間で授受する無効電力から基準無効電力を算出する第2演算部とを有する。   As will be described in detail later, the storage battery system control device 500 includes a first calculation unit that calculates a reference charging rate from each charging rate of a plurality (N units) of storage batteries 121, and a plurality (N units) of power converters 200. And a second arithmetic unit that calculates reference reactive power from reactive power exchanged with AC bus 800.

なお蓄電池システム制御装置500は、複数(N台)の電力変換器200がそれぞれ交流母線800との間で授受する無効電流から基準無効電流を算出するようにしてもよい。   Note that the storage battery system control device 500 may calculate the reference reactive current from the reactive currents exchanged between the plurality (N units) of the power converters 200 and the AC bus 800.

基準充電率、基準無効電流及び基準無効電力については、後述する。   The reference charging rate, the reference reactive current, and the reference reactive power will be described later.

また蓄電池システム制御装置500には、交流母線800の電圧vbase(自立運転システム母線電圧とも記す)が入力される。   Further, the voltage vbase of the AC bus 800 (also referred to as a self-sustained operation system bus voltage) is input to the storage battery system control device 500.

そして蓄電池システム制御装置500は、n番目(nは1〜Nの自然数。)の電力変換器200が出力する交流電圧の周波数を調整するための周波数補正信号Δfn、及び振幅を調整するための振幅補正信号ΔVnを生成し、n番目の電力変換器200に出力する。   Then, the storage battery system control device 500 includes a frequency correction signal Δfn for adjusting the frequency of the AC voltage output from the n-th (n is a natural number of 1 to N) power converter 200, and an amplitude for adjusting the amplitude. A correction signal ΔVn is generated and output to the nth power converter 200.

なお、本実施形態に係る自立運転システム1000は、蓄電池システム制御装置500の機能を、各電力変換器200がそれぞれ有するように構成するか、あるいは、いずれか1台の電力変換器200が有するように構成することにより、蓄電池システム制御装置500を設けない構成としてもよい。   In addition, the self-sustained operation system 1000 according to the present embodiment is configured such that each power converter 200 has the function of the storage battery system control device 500, or any one power converter 200 has the function. It is good also as a structure which does not provide the storage battery system control apparatus 500 by comprising.

===蓄電池システム制御装置===
以下、図2を参照して、本実施形態における蓄電池システム制御装置500について説明する。
=== Storage System Control Device ===
Hereinafter, with reference to FIG. 2, the storage battery system control apparatus 500 in this embodiment is demonstrated.

蓄電池システム制御装置500は、各電力変換器200からそれぞれ変圧器130を介して交流母線800に出力される交流電圧の振幅及び周波数が所定の定格値に近づくように、n番目の電力変換器200に対して振幅補正信号ΔVn及び周波数補正信号Δfnを出力する。   The storage battery system control device 500 includes the n-th power converter 200 so that the amplitude and frequency of the AC voltage output from each power converter 200 to the AC bus 800 via the transformer 130 approach a predetermined rated value. Output an amplitude correction signal ΔVn and a frequency correction signal Δfn.

図2において、自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*は、交流母線800における交流電圧の実効値の定格値を示す。自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*は、たとえば6.6キロボルトである。 In FIG. 2, the independent operation system bus voltage command | Vbase | * indicates the rated value of the effective value of the AC voltage in the AC bus 800. The autonomous operation system bus voltage command | Vbase | * is, for example, 6.6 kilovolts.

また基準周波数fbase*は、交流母線800における交流電圧の周波数の定格値を示す。基準周波数fbase*は、例えば50ヘルツである。 Reference frequency fbase * indicates the rated value of the frequency of the AC voltage in AC bus 800. The reference frequency fbase * is, for example, 50 hertz.

蓄電池システム制御装置500は、交流母線800の電圧vbaseを取得する。そして実効値演算部520は、vbaseから実効値|vbase|を求め、実効値|vbase|を加算部536に入力する。   Storage battery system control device 500 acquires voltage vbase of AC bus 800. The effective value calculation unit 520 obtains an effective value | vbase | from vbase, and inputs the effective value | vbase | to the addition unit 536.

一方、蓄電池システム制御装置500は、各電力変換器200からそれぞれ出力される無効電力Q1〜QNを取得して、基準無効電力を算出する(第2演算部)。本実施形態では、加算部530がQ1〜QNの合計値を求め、乗除算部531がこの合計値をNで除算することによって無効電力Q1〜QNの平均値を基準無効電力として求める。   On the other hand, the storage battery system control device 500 acquires the reactive powers Q1 to QN output from the respective power converters 200, and calculates the reference reactive power (second arithmetic unit). In the present embodiment, the adding unit 530 calculates the total value of Q1 to QN, and the multiplication and division unit 531 divides this total value by N to determine the average value of the reactive powers Q1 to QN as the reference reactive power.

その後、加算部532が、基準無効電力と、無効電力Qnと、の差分を求め、無効電力調整器534が、この差分を定数倍し、加算部535によって、自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*との和が算出される。そしてこの和と、交流母線800の電圧の実効値|vbase|との差分が、加算部536によって算出される。 Thereafter, the adder 532 obtains the difference between the reference reactive power and the reactive power Qn, the reactive power regulator 534 multiplies the difference by a constant, and the adder 535 causes the autonomous system bus voltage command | Vbase | The sum with * is calculated. A difference between this sum and the effective value | vbase | of the voltage of the AC bus 800 is calculated by the adding unit 536.

そして電圧制御部537は、加算部536によって算出された上記差分に対して所定のPI制御を施すことで、振幅補正信号ΔVnを生成する。蓄電池システム制御装置500は、この振幅補正信号ΔVnを、対応するn番目の電力変換器200に出力する。   Then, the voltage control unit 537 performs predetermined PI control on the difference calculated by the adding unit 536, thereby generating an amplitude correction signal ΔVn. The storage battery system control device 500 outputs the amplitude correction signal ΔVn to the corresponding nth power converter 200.

このため、n番目の電力変換器200が出力する無効電力Qnが、Q1〜QNのばらつきに対して相対的に大きいほど、振幅補正信号ΔVnは小さな値になり、無効電力Qnが、Q1〜QNのばらつきに対して相対的に小さいほど、振幅補正信号ΔVnは大きな値になる。   For this reason, the amplitude correction signal ΔVn becomes a smaller value as the reactive power Qn output from the n-th power converter 200 is relatively larger than the variations in Q1 to QN, and the reactive power Qn becomes Q1 to QN. The amplitude correction signal ΔVn becomes a larger value as it is relatively smaller with respect to the variation of.

なお、蓄電池システム制御装置500が、各電力変換器200からそれぞれ出力される無効電流を取得する場合には、蓄電池システム制御装置500は、これらの各無効電流から基準無効電流を算出する。この場合、加算部530は各無効電流の合計値を求め、乗除算部531がこの合計値をNで除算することによって各無効電流の平均値を基準無効電流として求める。   In addition, when the storage battery system control apparatus 500 acquires the reactive current output from each power converter 200, the storage battery system control apparatus 500 calculates a reference reactive current from each of these reactive currents. In this case, the adding unit 530 obtains the total value of the reactive currents, and the multiplication / division unit 531 divides the total value by N to obtain the average value of the reactive currents as the reference reactive current.

一方、蓄電池システム制御装置500は、交流母線800の電圧vbaseを取得すると、周波数検出部501は、vbaseの周波数fbaseを求め、fbaseを加算部502に入力する。   On the other hand, when the storage battery system control apparatus 500 acquires the voltage vbase of the AC bus 800, the frequency detection unit 501 obtains the frequency fbase of the vbase and inputs the fbase to the addition unit 502.

加算部502は、交流母線800における交流電圧の周波数の定格値fbase*(50ヘルツ)と、fbaseとの差分を求める。そして周波数制御部503は、fbase*と、fbaseとの差分に対して所定のPI制御を行って出力する。 Adder 502 obtains the difference between the rated value fbase * (50 hertz) of the frequency of the AC voltage in AC bus 800 and fbase. The frequency control unit 503 performs predetermined PI control on the difference between fbase * and fbase and outputs the result.

一方、蓄電池システム制御装置500は、各蓄電池121からそれぞれ充電率SOC1〜SOCNを取得して、基準充電率を算出する(第1演算部)。本実施形態では、加算部511がSOC1〜SOCNの合計値を求め、乗除算部512がこの合計値をNで除算することによって、充電率SOC1〜SOCNの平均値を基準充電率として求める。   On the other hand, the storage battery system control apparatus 500 acquires the charging rates SOC1 to SOCN from the storage batteries 121, respectively, and calculates the reference charging rate (first calculation unit). In the present embodiment, the adding unit 511 calculates the total value of SOC1 to SOCN, and the multiplication and division unit 512 divides this total value by N, thereby determining the average value of the charging rates SOC1 to SOCN as the reference charging rate.

その後、加算部513が、基準充電率と、充電率SOCnと、の差分を求め、比例制御部514が、この差分を定数倍し、加算部515によって、周波数制御部503の出力値との差分が算出される。蓄電池システム制御装置500は、加算部515によって算出された差分を、周波数補正信号Δfnとして生成し、対応するn番目の電力変換器200に出力する。   Thereafter, the adding unit 513 obtains a difference between the reference charging rate and the charging rate SOCn, the proportional control unit 514 multiplies the difference by a constant, and the adding unit 515 makes a difference from the output value of the frequency control unit 503. Is calculated. The storage battery system control device 500 generates the difference calculated by the adding unit 515 as the frequency correction signal Δfn and outputs it to the corresponding nth power converter 200.

このため、n番目の蓄電池121の充電率SOCnが、SOC1〜SOCNのばらつきに対して相対的に大きいほど、周波数補正信号Δfnは大きな値になり、充電率SOCnが、SOC1〜SOCNのばらつきに対して相対的に小さいほど、周波数補正信号Δfnは小さな値になる。   For this reason, as the charging rate SOCn of the nth storage battery 121 is relatively large with respect to the variation in SOC1 to SOCN, the frequency correction signal Δfn becomes a larger value, and the charging rate SOCn becomes smaller than the variation in SOC1 to SOCN. The smaller the frequency, the smaller the frequency correction signal Δfn.

===電力変換器===
以下、図3〜図5を参照して、本実施形態における電力変換器200について説明する。なお図3〜図5は、n番目の電力変換器200を例示する。
=== Power Converter ===
Hereinafter, the power converter 200 in the present embodiment will be described with reference to FIGS. 3 to 5 illustrate the nth power converter 200.

電力変換器200は、主回路部210と、出力検知部220と、ドループ制御部230と、周波数制御部240と、電圧算出部250と、電圧制御部260と、電圧指令部270と、を備えて構成される。これらのうち、ドループ制御部230と、周波数制御部240と、電圧算出部250と、電圧制御部260と、電圧指令部270と、は、制御部280を構成する。   The power converter 200 includes a main circuit unit 210, an output detection unit 220, a droop control unit 230, a frequency control unit 240, a voltage calculation unit 250, a voltage control unit 260, and a voltage command unit 270. Configured. Among these, the droop control unit 230, the frequency control unit 240, the voltage calculation unit 250, the voltage control unit 260, and the voltage command unit 270 constitute a control unit 280.

<主回路部>
主回路部210は、蓄電池121との間で授受する電力と、交流母線800との間で授受する電力と、を相互に変換する回路である。具体的には、主回路部210は、直流電力と交流電力とを相互に変換する回路である。
<Main circuit section>
Main circuit unit 210 is a circuit that mutually converts electric power exchanged with storage battery 121 and electric power exchanged with AC bus 800. Specifically, the main circuit unit 210 is a circuit that mutually converts DC power and AC power.

<出力検知部>
出力検知部220は、主回路部210が交流母線800との間で授受する三相分の交流電流in及び交流電圧vnを検知する回路である。本実施形態に係る出力検知部220は、交流電流検知部221と交流電圧検知部222とを有して構成され、交流電流検知部221は各相の交流電流inを検知し、交流電圧検知部222は各相の交流電圧vnを検知する。
<Output detector>
The output detection unit 220 is a circuit that detects the AC current in and AC voltage vn for three phases that the main circuit unit 210 exchanges with the AC bus 800. The output detection unit 220 according to this embodiment includes an alternating current detection unit 221 and an alternating voltage detection unit 222. The alternating current detection unit 221 detects the alternating current in of each phase, and the alternating voltage detection unit. 222 detects the AC voltage vn of each phase.

<ドループ制御部>
ドループ制御部230は、交直変換部231と、周波数調整器232と、電圧調整器233とを有して構成される。
<Droop control unit>
The droop control unit 230 includes an AC / DC conversion unit 231, a frequency regulator 232, and a voltage regulator 233.

交直変換部231は、交流電流検知部221によって検知された三相分の交流電流inを、基準位相角θを用いてdq変換し、d軸成分(有効電流成分)Idと、q軸成分(無効電流成分)Iqと、を出力する。   The AC / DC converter 231 performs dq conversion on the three-phase AC current in detected by the AC current detector 221 by using the reference phase angle θ, and d-axis component (effective current component) Id and q-axis component ( Reactive current component) Iq.

なお本実施形態においては、交流電流inのd軸成分Idは、蓄電池121が放電を行う場合に正の値をとるように定める。つまり主回路部210から変圧器130に向けて交流電流の有効電流成分が流れる場合に正の値をとる。そのため、蓄電池121が充電を行う場合には、交流電流inのd軸成分Idは負の値をとる。つまり変圧器130から主回路部210に向けて交流電流の有効電流成分が流れる場合には負の値をとる。   In the present embodiment, the d-axis component Id of the alternating current in is determined to take a positive value when the storage battery 121 is discharged. That is, it takes a positive value when an effective current component of alternating current flows from the main circuit unit 210 toward the transformer 130. Therefore, when the storage battery 121 performs charging, the d-axis component Id of the alternating current in takes a negative value. That is, when an effective current component of alternating current flows from the transformer 130 toward the main circuit unit 210, the negative value is taken.

また交流電流inのq軸成分Iqは、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して遅れている場合に、正の値をとるように定める。そのため、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して進んでいる場合には、交流電流inのq軸成分Iqは負の値をとる。   The q-axis component Iq of the alternating current in is determined to take a positive value when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is delayed with respect to the phase of the alternating voltage vn. Therefore, when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is advanced with respect to the phase of the alternating voltage vn, the q-axis component Iq of the alternating current in takes a negative value.

周波数調整器232は、交流電流inのd軸成分Idに応じて、主回路部210が出力する交流電圧vnの周波数を調整するための周波数調整信号dfを出力する。詳しくは後述するが、周波数調整信号dfは、交流電圧vnの基準周波数f0*(本実施形態では50ヘルツ)と加算された後、交流電圧vnの周波数を制御するための周波数指令値として主回路部210に入力される。 The frequency adjuster 232 outputs a frequency adjustment signal df for adjusting the frequency of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 according to the d-axis component Id of the AC current in. As will be described in detail later, the frequency adjustment signal df is added to the reference frequency f0 * of the AC voltage vn (50 Hz in this embodiment), and then the main circuit as a frequency command value for controlling the frequency of the AC voltage vn. Input to the unit 210.

図4に示すように、周波数調整器232は、ドループ特性を有するように構成されている。このため周波数調整器232は、交流電流inの有効電流成分(Id)が正の値の時(蓄電池121が放電している時)には、主回路部210が出力する交流電圧vnの周波数を減少方向に調整するように、周波数調整信号dfを負の値とし、交流電流inの有効電流成分(Id)が大きいほど、周波数調整信号dfをより小さな負の値(絶対値がより大きな値)で出力する。   As shown in FIG. 4, the frequency adjuster 232 is configured to have a droop characteristic. Therefore, the frequency adjuster 232 determines the frequency of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 when the effective current component (Id) of the AC current in is a positive value (when the storage battery 121 is discharged). The frequency adjustment signal df is set to a negative value so as to adjust in a decreasing direction, and the greater the effective current component (Id) of the alternating current in, the smaller the frequency adjustment signal df is (the absolute value is larger). To output.

また周波数調整器232は、交流電流inの有効電流成分(Id)が負の値の時(蓄電池121が充電している時)には、主回路部210が出力する交流電圧vnの周波数を増加方向に調整するように、周波数調整信号dfを正の値とし、交流電流inの有効電流成分(Id)が小さいほど(絶対値が大きいほど)、周波数調整信号dfをより大きな値(絶対値がより大きな値)で出力する。   The frequency adjuster 232 increases the frequency of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 when the effective current component (Id) of the AC current in is negative (when the storage battery 121 is charged). The frequency adjustment signal df is set to a positive value so as to adjust in the direction. The smaller the effective current component (Id) of the alternating current in (the larger the absolute value), the larger the frequency adjustment signal df (the absolute value is Output a larger value).

電圧調整器233は、交流電流inのq軸成分Iqに応じて、主回路部210が出力する交流電圧vnの振幅を調整するための電圧調整信号dVを出力する。詳しくは後述するが、電圧調整信号dVは、交流電圧vnの基準電圧である出力端電圧振幅指令|Vn|*と加算された後、交流電圧vnの振幅を制御するための電圧指令値として主回路部210に入力される。 The voltage regulator 233 outputs a voltage adjustment signal dV for adjusting the amplitude of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 according to the q-axis component Iq of the AC current in. As will be described in detail later, the voltage adjustment signal dV is added as a voltage command value for controlling the amplitude of the AC voltage vn after being added to the output terminal voltage amplitude command | Vn | * which is the reference voltage of the AC voltage vn. Input to the circuit unit 210.

図5に示すように、電圧調整器233は、ドループ特性を有するように構成されている。このため電圧調整器233は、交流電流inの無効電流成分(Iq)が正の値の時(主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して遅れているとき)には、主回路部210が出力する交流電圧vnの振幅を減少方向に調整するように、電圧調整信号dVを負の値とし、交流電流inの無効電流成分(Iq)が大きいほど(遅れ無効電流が大きいほど)、電圧調整信号dVをより小さな負の値(絶対値がより大きな値)で出力する。   As shown in FIG. 5, the voltage regulator 233 is configured to have a droop characteristic. For this reason, the voltage regulator 233 determines that the reactive current component (Iq) of the alternating current in is a positive value (when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is delayed with respect to the phase of the alternating voltage vn). ), The voltage adjustment signal dV is set to a negative value so as to adjust the amplitude of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 in a decreasing direction, and the reactive current component (Iq) of the AC current in is larger (delayed). As the reactive current increases, the voltage adjustment signal dV is output as a smaller negative value (absolute value is larger).

また電圧調整器233は、交流電流inの無効電流成分(Iq)が負の値の時(主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して進んでいるとき)には、主回路部210が出力する交流電圧vnの振幅を増加方向に調整するように、電圧調整信号dVを正の値とし、交流電流inの無効電流成分(Iq)が小さいほど(絶対値(進み無効電流)が大きいほど)、電圧調整信号dVをより大きな値(絶対値がより大きな値)で出力する。   Further, the voltage regulator 233 has a negative value of the reactive current component (Iq) of the alternating current in (when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is advanced with respect to the phase of the alternating voltage vn). The voltage adjustment signal dV is set to a positive value so that the amplitude of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 is increased, and the reactive current component (Iq) of the AC current in is smaller (absolute value). As the advance reactive current increases, the voltage adjustment signal dV is output with a larger value (a value with a larger absolute value).

<周波数制御部>
周波数制御部240は、加算部241、加算部242、VCO(Voltage Controlled Oscillator)243を有して構成される。
<Frequency control unit>
The frequency control unit 240 includes an adding unit 241, an adding unit 242, and a VCO (Voltage Controlled Oscillator) 243.

加算部241は、ドループ制御部230によって生成された周波数調整信号dfを、交流電圧vnの基準周波数f0*(本実施形態では50ヘルツ)と加算する。 The adding unit 241 adds the frequency adjustment signal df generated by the droop control unit 230 to the reference frequency f0 * (50 Hz in this embodiment) of the AC voltage vn.

加算部242は、加算部241による上記加算値に、さらに、蓄電池システム制御装置500によって生成された周波数補正信号Δfnを加算し、内部周波数fを生成する。   The adding unit 242 further adds the frequency correction signal Δfn generated by the storage battery system control device 500 to the added value by the adding unit 241 to generate the internal frequency f.

このため、内部周波数fは、蓄電池121が放電している時には、交流電流inの有効電流成分(Id)が大きいほど小さくなる。また蓄電池121が充電している時には、交流電流inの有効電流成分(Id)が大きいほど大きくなる。   For this reason, the internal frequency f decreases as the effective current component (Id) of the alternating current in increases, when the storage battery 121 is discharged. Further, when the storage battery 121 is being charged, it increases as the effective current component (Id) of the alternating current in increases.

また内部周波数fは、蓄電池121の充電率SOCnが、SOC1〜SOCNの平均値よりも大きいほど大きくなり、充電率SOCnが、SOC1〜SOCNの平均値よりも小さいほど小さくなる。   The internal frequency f increases as the charging rate SOCn of the storage battery 121 is larger than the average value of SOC1 to SOCN, and decreases as the charging rate SOCn is smaller than the average value of SOC1 to SOCN.

VCO243は、電圧制御発振器である。VCO243は、周波数が内部周波数fであり、振幅が|Vn|*であるような、a相基準信号Saおよびc相基準信号Scの正弦波信号を出力する。 The VCO 243 is a voltage controlled oscillator. The VCO 243 outputs a sine wave signal of the a-phase reference signal Sa and the c-phase reference signal Sc whose frequency is the internal frequency f and whose amplitude is | Vn | * .

<電圧算出部>
電圧算出部250は、交直変換部251、フィルタ回路252、253、二乗演算部254、255、加算部256、および平方根演算部257を含んで構成される。
<Voltage calculator>
The voltage calculation unit 250 includes an AC / DC conversion unit 251, filter circuits 252 and 253, square calculation units 254 and 255, an addition unit 256, and a square root calculation unit 257.

交直変換部251には、主回路部210から出力される三相分の交流電圧vnが入力され、交直変換部251からは、基準位相角θを用いて交流電圧vnをdq変換して得られるd軸成分(電圧Vd)およびq軸成分(電圧Vq)が出力される。また、電圧Vdおよび電圧Vqは、それぞれフィルタ回路252、253により高調波成分が除去され、さらに二乗演算部254、255で2乗されたうえで、加算部256で加算される。そして平方根演算部257は、加算部256の出力値の平方根をとって、出力端電圧基本波正相Peak値|Vn|=√(Vd2+Vq2)を出力する。 The AC / DC conversion unit 251 receives the AC voltage vn for the three phases output from the main circuit unit 210, and the AC / DC conversion unit 251 obtains the AC voltage vn by dq conversion using the reference phase angle θ. A d-axis component (voltage Vd) and a q-axis component (voltage Vq) are output. Further, the harmonic components are removed from the voltage Vd and the voltage Vq by the filter circuits 252 and 253, respectively, squared by the square calculation units 254 and 255, and then added by the addition unit 256. The square root calculator 257 takes the square root of the output value of the adder 256 and outputs the output terminal voltage fundamental wave positive phase Peak value | Vn | = √ (Vd 2 + Vq 2 ).

<電圧制御部>
電圧制御部260は、加算部261、加算部262、加算部263、電圧調整部264をを有して構成される回路である。
<Voltage control unit>
The voltage control unit 260 is a circuit including an addition unit 261, an addition unit 262, an addition unit 263, and a voltage adjustment unit 264.

加算部261は、ドループ制御部230によって生成された電圧調整信号dVを、蓄電池システム制御装置500によって生成された電圧補正信号ΔVnと加算する。   Adder 261 adds voltage adjustment signal dV generated by droop controller 230 to voltage correction signal ΔVn generated by storage battery system controller 500.

加算部262は、加算部261の加算結果を、交流電圧vnの基準電圧である出力端電圧振幅指令|Vn|*と加算する。 The adding unit 262 adds the addition result of the adding unit 261 with the output terminal voltage amplitude command | Vn | * that is the reference voltage of the AC voltage vn.

加算部263は、加算部262の加算結果と、電圧算出部250により算出された出力端電圧基本波正相Peak値|Vn|と、の差分を求める。   The adding unit 263 obtains a difference between the addition result of the adding unit 262 and the output terminal voltage fundamental wave positive phase Peak value | Vn | calculated by the voltage calculating unit 250.

そして電圧調整部264は、加算部263の差分値に所定の比例ゲインを乗算した電圧偏差dVnを出力する。   The voltage adjustment unit 264 outputs a voltage deviation dVn obtained by multiplying the difference value of the addition unit 263 by a predetermined proportional gain.

このため、電圧偏差dVnは、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して遅れている場合には、遅れが大きいほど小さくなり、交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して進んでいる場合には、進みが大きいほど大きくなる。   For this reason, when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is delayed with respect to the phase of the alternating voltage vn, the voltage deviation dVn decreases as the delay increases, and the phase of the alternating current in changes to the alternating current in. When the phase is advanced with respect to the phase of the voltage vn, the larger the advance, the larger the value.

また電圧偏差dVnは、主回路部210が交流母線800と授受する遅れ無効電力が、平均値よりも大きいほど小さくなり、遅れ無効電力が平均値よりも小さいほど大きくなる。   Further, the voltage deviation dVn decreases as the delayed reactive power exchanged with the AC bus 800 by the main circuit unit 210 is larger than the average value, and increases as the delayed reactive power is smaller than the average value.

なお遅れ無効電力とは、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して遅れている場合の無効電力を表す。   The delayed reactive power represents reactive power when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is delayed with respect to the phase of the alternating voltage vn.

また進み無効電力とは、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して進んでいる場合の無効電力を表す。   The advanced reactive power represents reactive power when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is advanced with respect to the phase of the alternating voltage vn.

また蓄電池システム制御装置500が、各電力変換器200からそれぞれ出力される無効電流を取得する場合には、電圧偏差dVnは、主回路部210が交流母線800と授受する遅れ無効電流が、平均値よりも大きいほど小さくなり、遅れ無効電流が平均値よりも小さいほど大きくなる。   When the storage battery system control device 500 acquires the reactive currents output from the respective power converters 200, the voltage deviation dVn is the average value of the delayed reactive currents that the main circuit unit 210 exchanges with the AC bus 800. The larger the value, the smaller the value becomes, and the smaller the delayed reactive current becomes, the larger the value becomes.

遅れ無効電流とは、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して遅れている場合の、交流電圧vnの位相に対して90°遅れた交流電流inの成分を表す。   The delayed reactive current is a component of the alternating current in that is delayed by 90 ° with respect to the phase of the alternating voltage vn when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is delayed with respect to the phase of the alternating voltage vn. Represents.

進み無効電流とは、主回路部210が出力する交流電流inの位相が交流電圧vnの位相に対して進んでいる場合の、交流電圧vnの位相に対して90°進んだ交流電流inの成分を表す。   The leading reactive current is a component of the alternating current in that is advanced by 90 ° with respect to the phase of the alternating voltage vn when the phase of the alternating current in output from the main circuit unit 210 is advanced with respect to the phase of the alternating voltage vn. Represents.

<電圧指令部>
電圧指令部270は、乗算部271、272、加算部273、274、275、及びPWM信号生成部276を含んで構成される。
<Voltage command section>
The voltage command unit 270 includes multipliers 271, 272, adders 273, 274, 275, and a PWM signal generator 276.

乗算部271、272からは、それぞれ電圧偏差dVnを乗算した(dVn倍の)a相基準信号Saおよびc相基準信号Scが出力されている。   Multipliers 271 and 272 output a-phase reference signal Sa and c-phase reference signal Sc (multiplied by dVn) respectively multiplied by voltage deviation dVn.

加算部273からは、a相基準信号SaにdVn倍のa相基準信号Saを加算したa相電圧指令値via*=(1+dVn)・Saが出力されている。一方、加算部274からは、c相基準信号ScにdVn倍のc相基準信号Scを加算したc相電圧指令値vic*=(1+dVn)・Scが出力されている。さらに、加算部275からは、a相電圧指令値via*とc相電圧指令値vic*とを加算して反転したb相電圧指令値vib*=-(vna*+vnc*)が出力されている。 The adder 273 outputs an a-phase voltage command value via * = (1 + dVn) · Sa obtained by adding the a-phase reference signal Sa multiplied by dVn to the a-phase reference signal Sa. On the other hand, the adder 274 outputs a c-phase voltage command value vic * = (1 + dVn) · Sc obtained by adding the c-phase reference signal Sc multiplied by dVn to the c-phase reference signal Sc. Further, the adder 275 outputs the b-phase voltage command value vib * =-(vna * + vnc * ) obtained by adding the a-phase voltage command value via * and the c-phase voltage command value vic * and inverting it. Yes.

PWM信号生成部276は、via*、vib*、vic*のそれぞれの波高値に応じて変化するduty比を有し、via*、vib*、vic*のそれぞれの正負に応じて正負が反転するようなPWM信号に変換して出力する。 PWM signal generating unit 276, via *, vib *, has a duty ratio that varies depending on the respective peak value of vic *, via *, vib * , positive and negative are inverted in accordance with the respective positive and negative vic * This is converted into a PWM signal and output.

このPWM信号は、主回路部210に入力される。そして主回路部210は、このPWM信号によって指示される上述の周波数及び振幅を有するような交流電圧vnを出力する。   This PWM signal is input to the main circuit unit 210. The main circuit unit 210 outputs an alternating voltage vn having the above-described frequency and amplitude indicated by the PWM signal.

このようにして、本実施形態に係る制御部280(ドループ制御部230、周波数制御部240、電圧算出部250、電圧制御部360、電圧指令部270)は、主回路部210を制御する。   In this way, the control unit 280 (the droop control unit 230, the frequency control unit 240, the voltage calculation unit 250, the voltage control unit 360, and the voltage command unit 270) according to the present embodiment controls the main circuit unit 210.

===バランス制御===
ここで、本実施形態に係る蓄電設備100が、複数の蓄電池121の利用効率を向上させるために行う制御について、図6〜図10を参照しながら説明する。
=== Balance control ===
Here, control performed by the power storage facility 100 according to the present embodiment in order to improve the utilization efficiency of the plurality of storage batteries 121 will be described with reference to FIGS. 6 to 10.

図6に示すように、自立運転システム1000が商用電力系統900から解列して自立運転を行う場合には、各蓄電池ユニット120は、それぞれが個々に交流電圧の振幅と位相を制御することで、負荷装置420に供給される交流電力を分担している。   As shown in FIG. 6, when the self-sustaining operation system 1000 is disconnected from the commercial power system 900 and performs self-sustaining operation, each storage battery unit 120 controls the amplitude and phase of the AC voltage individually. The AC power supplied to the load device 420 is shared.

図6では、第1蓄電池ユニット120(図6ではPCS1と表示)が振幅V1、位相δ1の交流電圧v1を出力して交流電力(有効電力P1、無効電力Q1)を分担し、第2蓄電池ユニット120(図6ではPCS2と表示)が振幅V2、位相δ2の交流電圧v2を出力して交流電力(有効電力P2、無効電力Q2)を分担し、負荷装置420に交流電力(有効電力Pr、無効電力Qr)を供給している様子が示されている。なお上記の位相δ1、δ2は、負荷装置420における交流電圧vrの位相を基準とした位相差である。また図6では、変圧器130、変圧器430、開閉器410は省略されている。   In FIG. 6, the first storage battery unit 120 (indicated as PCS1 in FIG. 6) outputs an AC voltage v1 having an amplitude V1 and a phase δ1 to share AC power (active power P1, reactive power Q1), and the second storage battery unit. 120 (shown as PCS2 in FIG. 6) outputs AC voltage v2 having amplitude V2 and phase δ2 to share AC power (active power P2, reactive power Q2), and AC power (active power Pr, reactive power) to load device 420. The state of supplying power Qr) is shown. The phases δ1 and δ2 are phase differences based on the phase of the AC voltage vr in the load device 420. In FIG. 6, the transformer 130, the transformer 430, and the switch 410 are omitted.

このとき、PCS1の出力電圧v1、PCS2の出力電圧v2、及び負荷装置420の供給電圧vrは、それぞれ
[数1]
v1=V1・sin(ωt+δ1) (1)
[数2]
v2=V2・sin(ωt+δ2) (2)
[数3]
vr=Vr・sinωt (3)
となる。
At this time, the output voltage v1 of PCS1, the output voltage v2 of PCS2, and the supply voltage vr of the load device 420 are [Equation 1], respectively.
v1 = V1 · sin (ωt + δ1) (1)
[Equation 2]
v2 = V2 · sin (ωt + δ2) (2)
[Equation 3]
vr = Vr · sin ωt (3)
It becomes.

また、PCS1に接続される送配電線のインピーダンスをXl、PCS2に接続される送配電線のインピーダンスをX2とすると、PCS1が供給する有効電力P1、無効電力Q1、PCS2が供給する有効電力P2、無効電力Q2、は、それぞれ、
[数4]
P1=(V1・Vr/Xl)・sinδ1 (4)
[数5]
Q1=(V1・Vr/Xl)・cosδ1−(V12/X1) (5)
[数6]
P2=(V2・Vr/X2)・sinδ2 (6)
[数7]
Q2=(V2・Vr/X2)・cosδ2−(V22/X2) (7)
で与えられることが知られている。
Also, assuming that the impedance of the transmission / distribution line connected to PCS1 is X1, and the impedance of the transmission / distribution line connected to PCS2 is X2, the active power P1 supplied by PCS1, the reactive power Q1, the effective power P2 supplied by PCS2, Reactive power Q2, respectively,
[Equation 4]
P1 = (V1 · Vr / Xl) · sinδ1 (4)
[Equation 5]
Q1 = (V1 · Vr / X1) · cos δ1− (V1 2 / X1) (5)
[Equation 6]
P2 = (V2 · Vr / X2) · sinδ2 (6)
[Equation 7]
Q2 = (V2 · Vr / X2) · cos δ2− (V2 2 / X2) (7)
It is known to be given in

式(4)、式(6)から、有効電力P1及びP2は、負荷装置420との位相差δ1、δ2に比例するため、例えばP1>P2>0の場合、δ1>δ2>0となり、電圧は図7に示すような関係になる。   From formulas (4) and (6), the active powers P1 and P2 are proportional to the phase differences δ1 and δ2 with respect to the load device 420. For example, when P1> P2> 0, δ1> δ2> 0 and the voltage Is as shown in FIG.

このような場合、本実施形態に係る電力変換器200は、蓄電池121を放電している時には、交流電流inの有効電流成分(Id)が大きいほど、ドループ制御部230が、より小さな負の値(絶対値がより大きな値)の周波数調整信号dfを出力することにより、主回路部210から出力される交流電圧vnの周波数が小さくなるように、主回路部210を制御する。   In such a case, when the power converter 200 according to the present embodiment is discharging the storage battery 121, the droop control unit 230 has a smaller negative value as the effective current component (Id) of the alternating current in is larger. By outputting the frequency adjustment signal df having a larger absolute value, the main circuit unit 210 is controlled so that the frequency of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 is reduced.

そのため、例えば図6においてPCS1とPCS2がそれぞれ出力する有効電力P1、P2がP1>P2>0である場合には、図8に示すように、PCS1が出力する交流電圧v1の周波数の低下量が、PCS2が出力する交流電圧v2の周波数の低下量よりも大きくなるため、δ1とδ2の差が縮小し、負荷装置420との位相差がδ’となったところでバランスする。   Therefore, for example, when the active powers P1 and P2 output by PCS1 and PCS2 in FIG. 6 are P1> P2> 0, the amount of decrease in the frequency of the AC voltage v1 output by PCS1, as shown in FIG. Since the amount of decrease in the frequency of the AC voltage v2 output from the PCS2 is larger, the difference between δ1 and δ2 is reduced, and the balance is achieved when the phase difference with the load device 420 becomes δ ′.

しかしながらこの状態では、PCS1が出力する交流電圧v1の周波数、及びPCS2が出力する交流電圧v2の周波数共に低下した状態であるので、本実施形態に係る電力変換器200は、蓄電池システム制御装置500から出力される周波数補正信号Δfnによって、交流電圧v1及びv2の周波数を基準周波数fbase*(50ヘルツ)に近づけるように制御する。 However, in this state, since the frequency of the AC voltage v1 output by the PCS1 and the frequency of the AC voltage v2 output by the PCS2 are both reduced, the power converter 200 according to the present embodiment is from the storage battery system control device 500. The frequency of the AC voltages v1 and v2 is controlled so as to approach the reference frequency fbase * (50 Hz) by the output frequency correction signal Δfn.

このとき、上述したように、周波数補正信号Δfnは、他の蓄電池の充電率よりも蓄電池121の充電率が相対的に高いほど、交流電圧vnの周波数を増加させるように作用し、他の蓄電池の充電率よりも蓄電池121の充電率が、相対的に低いほど、交流電圧vnの周波数を減少させるように作用する。   At this time, as described above, the frequency correction signal Δfn acts to increase the frequency of the alternating voltage vn as the charging rate of the storage battery 121 is relatively higher than the charging rate of the other storage battery. As the charging rate of the storage battery 121 is relatively lower than the charging rate, the frequency of the AC voltage vn is decreased.

例えば、周波数補正信号Δfnは、蓄電池121の充電率が平均値よりも高いほど、交流電圧vnの周波数を増加させるように作用し、蓄電池121の充電率が、平均値よりも低いほど、交流電圧vnの周波数を減少させるように作用する。   For example, the frequency correction signal Δfn acts to increase the frequency of the AC voltage vn as the charging rate of the storage battery 121 is higher than the average value, and as the charging rate of the storage battery 121 is lower than the average value, the AC voltage It works to decrease the frequency of vn.

図8に示すように、蓄電池121を放電している時には、交流電圧vnの周波数が増加すると、負荷装置420との位相差δが大きくなるため、式(4)や式(6)に示されるように、蓄電池121から流出する有効電力が増加する。   As shown in FIG. 8, when the storage battery 121 is being discharged, if the frequency of the AC voltage vn increases, the phase difference δ with the load device 420 increases, and therefore, as shown in Expression (4) and Expression (6). Thus, the active power flowing out from the storage battery 121 increases.

このようにして、充電率が相対的に高い蓄電池121からの放電量が増加する。一方、充電率が相対的に低い蓄電池121からの放電量は減少する。   In this way, the amount of discharge from the storage battery 121 having a relatively high charging rate is increased. On the other hand, the amount of discharge from the storage battery 121 having a relatively low charging rate decreases.

このため、蓄電設備100内の蓄電池121の充電率が均一になるように制御される。   For this reason, the charge rate of the storage battery 121 in the power storage facility 100 is controlled to be uniform.

このように、周波数調整信号dfによる制御と、周波数補正信号Δfnによる制御と、が相乗的に行われるにつれて、各蓄電ユニット120が負荷装置420に供給する交流電力の分担率、及び各蓄電ユニット120が有する蓄電池121の充電率が共に均等化されていく。   Thus, as the control by the frequency adjustment signal df and the control by the frequency correction signal Δfn are synergistically performed, the share of AC power supplied to the load device 420 by each power storage unit 120 and each power storage unit 120 The charging rates of the storage batteries 121 included in the battery are both equalized.

このようにして、本実施形態に係る電力変換器200は、自立運転システム1000に用いられる複数の蓄電池121をより均等に利用可能にすることが可能になる。   In this way, the power converter 200 according to the present embodiment can make the plurality of storage batteries 121 used in the self-sustaining operation system 1000 available more evenly.

同様に、蓄電池121を充電している時には、本実施形態に係る電力変換器200は、交流電流inの有効電流成分(Id)が大きいほど(上述したように、充電時はIdが負の値であるため、絶対値が大きいほど)、ドループ制御部230が、より大きな正の値(絶対値がより大きな値)の周波数調整信号dfを出力することにより、主回路部210から出力される交流電圧vnの周波数が大きくなるように、主回路部210を制御する。   Similarly, when the storage battery 121 is being charged, the power converter 200 according to the present embodiment has a larger effective current component (Id) of the alternating current in (as described above, Id is a negative value). Therefore, as the absolute value increases, the droop control unit 230 outputs the frequency adjustment signal df having a larger positive value (a larger absolute value), whereby the alternating current output from the main circuit unit 210 is output. The main circuit unit 210 is controlled so that the frequency of the voltage vn is increased.

そのため、例えば図6においてPCS1とPCS2がそれぞれ出力する有効電力P1、P2(負の値)がP1<P2<0(|P1|>|P2|)である場合には、図9に示すように、PCS1が出力する交流電圧v1の周波数の増加量が、PCS2が出力する交流電圧v2の周波数の増加量よりも大きくなるため、放電時と同様にδ1とδ2の差が縮小し、負荷装置420との位相差がδ’となったところでバランスする。   Therefore, for example, when the active powers P1 and P2 (negative values) output by PCS1 and PCS2 in FIG. 6 are P1 <P2 <0 (| P1 |> | P2 |), as shown in FIG. Since the increase amount of the frequency of the AC voltage v1 output from the PCS1 is larger than the increase amount of the frequency of the AC voltage v2 output from the PCS2, the difference between δ1 and δ2 is reduced as in the discharge, and the load device 420 Balance when the phase difference between and becomes δ '.

そしてこの場合も、本実施形態に係る電力変換器200は、蓄電池システム制御装置500から出力される周波数補正信号Δfnによって、交流電圧v1及びv2の周波数を基準周波数fbase*(50ヘルツ)に近づけるように制御する。 Also in this case, the power converter 200 according to the present embodiment causes the frequencies of the AC voltages v1 and v2 to approach the reference frequency fbase * (50 Hz) by the frequency correction signal Δfn output from the storage battery system control device 500. To control.

このとき、上述したように、周波数補正信号Δfnは、他の蓄電池の充電率よりも蓄電池121の充電率が相対的に高いほど、交流電圧vnの周波数を増加させるように作用し、他の蓄電池の充電率よりも蓄電池121の充電率が相対的に低いほど、交流電圧vnの周波数を減少させるように作用する。   At this time, as described above, the frequency correction signal Δfn acts to increase the frequency of the alternating voltage vn as the charging rate of the storage battery 121 is relatively higher than the charging rate of the other storage battery. As the charging rate of the storage battery 121 is relatively lower than the charging rate, the frequency of the AC voltage vn is reduced.

図9に示すように、蓄電池121を充電している時には、交流電圧vnの周波数が増加すると、負荷装置420との位相差δが小さくなるため、式(4)や式(6)に示されるように、蓄電池121に流入する有効電力が減少する。   As shown in FIG. 9, when the storage battery 121 is being charged, if the frequency of the AC voltage vn increases, the phase difference δ with the load device 420 decreases, and therefore, the equations (4) and (6) are obtained. As such, the effective power flowing into the storage battery 121 decreases.

このようにして、充電率が相対的に高い蓄電池121への充電量が減少する。一方、充電率が相対的に低い蓄電池121への充電量は増加する。   In this way, the amount of charge to the storage battery 121 having a relatively high charging rate is reduced. On the other hand, the amount of charge to the storage battery 121 having a relatively low charging rate increases.

このため、蓄電設備100内の蓄電池121の充電率が均一になるように制御される。   For this reason, the charge rate of the storage battery 121 in the power storage facility 100 is controlled to be uniform.

このように、周波数調整信号dfによる制御と、周波数補正信号Δfnによる制御と、が相乗的に行われるにつれて、各蓄電ユニット120が負荷装置420に供給する交流電力の分担率、及び各蓄電ユニット120が有する蓄電池121の充電率が共に均等化されていく。   Thus, as the control by the frequency adjustment signal df and the control by the frequency correction signal Δfn are synergistically performed, the share of AC power supplied to the load device 420 by each power storage unit 120 and each power storage unit 120 The charging rates of the storage batteries 121 included in the battery are both equalized.

このようにして、本実施形態に係る電力変換器200は、自立運転システム1000に用いられる複数の蓄電池121をより均等に利用可能にすることが可能になる。   In this way, the power converter 200 according to the present embodiment can make the plurality of storage batteries 121 used in the self-sustaining operation system 1000 available more evenly.

===制御の流れ===
次に、本実施形態に係る蓄電設備100における制御の流れについて、図10を参照しながら説明する。
=== Flow of control ===
Next, a control flow in the power storage facility 100 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

まず各電力変換器200内の出力検知部220は、主回路部210から出力される三相分の交流電流in及び交流電圧vnを検知する(S1000)。   First, the output detection unit 220 in each power converter 200 detects the AC current in and AC voltage vn for three phases output from the main circuit unit 210 (S1000).

そして各電力変換器200内のドループ制御部230、周波数制御部240、電圧指令部270は、交流電流inの有効電流成分Idに応じて交流電圧vnの周波数を制御する(S1010)。具体的には、まずドループ制御部230は、蓄電池121の放電時には、交流電流inの有効電流成分Idが大きいほど交流電圧vnの周波数を減少させ、蓄電池121の充電時には、有効電流成分Idが大きいほど交流電圧vnの周波数を増加させるように、周波数調整信号dfを出力する。そして周波数制御部240は、ドループ制御部230によって生成された周波数調整信号dfを交流電圧vnの基準周波数f0*(本実施形態では50ヘルツ)と加算して内部周波数fを求め、電圧指令部270は、交流電圧vnの周波数を内部周波数fにするためのPWM信号を、主回路部210に出力する。 Then, the droop control unit 230, the frequency control unit 240, and the voltage command unit 270 in each power converter 200 control the frequency of the AC voltage vn according to the effective current component Id of the AC current in (S1010). Specifically, first, the droop control unit 230 decreases the frequency of the alternating voltage vn as the effective current component Id of the alternating current in increases when the storage battery 121 is discharged, and the effective current component Id increases when the storage battery 121 is charged. The frequency adjustment signal df is output so as to increase the frequency of the AC voltage vn. The frequency control unit 240 adds the frequency adjustment signal df generated by the droop control unit 230 to the reference frequency f0 * (50 Hz in this embodiment) of the AC voltage vn to obtain the internal frequency f, and the voltage command unit 270. Outputs to the main circuit unit 210 a PWM signal for setting the frequency of the alternating voltage vn to the internal frequency f.

そして蓄電池システム制御装置500、各電力変換器200内の周波数制御部240、電圧指令部270は、蓄電池121の充電率SOCに応じて、主回路部210から出力される交流電圧vnの周波数を制御する(S1020)。具体的には、まず蓄電池システム制御装置500は、各蓄電池121の充電率SOC1〜SOCNに基づいて周波数補正信号Δfnを生成する。そして蓄電池システム制御装置500によって生成された周波数補正信号Δfnを交流電圧vnの基準周波数f0*(本実施形態では50ヘルツ)と加算して内部周波数fを求め、電圧指令部270は、交流電圧vnの周波数を内部周波数fにするためのPWM信号を、主回路部210に出力する。 The storage battery system control device 500, the frequency control unit 240 in each power converter 200, and the voltage command unit 270 control the frequency of the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 according to the charging rate SOC of the storage battery 121. (S1020). Specifically, storage battery system control device 500 first generates frequency correction signal Δfn based on charging rates SOC1 to SOCN of each storage battery 121. Then, the frequency correction signal Δfn generated by the storage battery system control device 500 is added to the reference frequency f0 * (50 Hz in this embodiment) of the AC voltage vn to obtain the internal frequency f, and the voltage command unit 270 receives the AC voltage vn The PWM signal for setting the frequency to the internal frequency f is output to the main circuit unit 210.

また各電力変換器200内のドループ制御部230、電圧算出部250、電圧制御部260、電圧指令部270は、交流電流inの無効電流成分Iqに応じて交流電圧vnの振幅を制御する(S1030)。具体的には、まずドループ制御部230は、無効電流成分(Iq)が正の値の時には交流電圧vnの振幅を減少させ、無効電流成分(Iq)が負の値の時には、交流電圧vnの振幅を増加させるように電圧調整信号dVを出力する。そして電圧算出部250は、出力端電圧基本波正相Peak値|Vn|を求め、電圧制御部260は、出力端電圧基本波正相Peak値|Vn|と、出力端電圧振幅指令|Vn|*と、の差分に、ドループ制御部230によって生成された電圧調整信号dVを加算して電圧偏差dVnを求め、電圧指令部270は、交流電圧vnの振幅を電圧偏差dVn 倍にするためのPWM信号を、主回路部210に出力する。 The droop control unit 230, the voltage calculation unit 250, the voltage control unit 260, and the voltage command unit 270 in each power converter 200 control the amplitude of the AC voltage vn according to the reactive current component Iq of the AC current in (S1030). ). Specifically, the droop control unit 230 first decreases the amplitude of the AC voltage vn when the reactive current component (Iq) is a positive value, and reduces the AC voltage vn when the reactive current component (Iq) is a negative value. The voltage adjustment signal dV is output so as to increase the amplitude. Then, the voltage calculation unit 250 obtains the output terminal voltage fundamental wave positive phase Peak value | Vn |, and the voltage control unit 260 outputs the output terminal voltage fundamental wave positive phase Peak value | Vn | and the output terminal voltage amplitude command | Vn | The voltage difference dVn is obtained by adding the voltage adjustment signal dV generated by the droop control unit 230 to the difference between * and the voltage command unit 270 is a PWM for increasing the amplitude of the AC voltage vn by the voltage deviation dVn. The signal is output to the main circuit unit 210.

また蓄電池システム制御装置500、各電力変換器200内の電圧制御部260、電圧指令部270は、各電力変換器200が出力する無効電力に応じて、主回路部210から出力される交流電圧vnの振幅を制御する(S1040)。具体的には、まず蓄電池システム制御装置500は、各電力変換器200が出力する無効電力Q1〜QNに基づいて電圧補正信号ΔVnを生成する。そして電圧制御部260は、蓄電池システム制御装置500によって生成された電圧補正信号ΔVnを、出力端電圧基本波正相Peak値|Vn|と出力端電圧振幅指令|Vn|*との差分に加算して電圧偏差dVnを求め、電圧指令部270は、交流電圧vnの振幅を電圧偏差dVn 倍にするためのPWM信号を、主回路部210に出力する。 In addition, the storage battery system control device 500, the voltage control unit 260 in each power converter 200, and the voltage command unit 270 are connected to the AC voltage vn output from the main circuit unit 210 according to the reactive power output from each power converter 200. Is controlled (S1040). Specifically, storage battery system control device 500 first generates voltage correction signal ΔVn based on reactive power Q1 to QN output from each power converter 200. Then, the voltage control unit 260 adds the voltage correction signal ΔVn generated by the storage battery system control apparatus 500 to the difference between the output terminal voltage fundamental wave positive phase Peak value | Vn | and the output terminal voltage amplitude command | Vn | *. Thus, the voltage deviation dVn is obtained, and the voltage command unit 270 outputs a PWM signal for increasing the amplitude of the alternating voltage vn to the voltage deviation dVn to the main circuit unit 210.

なお本実施形態に係る蓄電設備100は、上記の各処理(S1000〜S1040)を並列に実行するため、上記の各処理の順序は説明のための便宜上のものであり、各処理の順序が異なっても良い。   In addition, since the electrical storage equipment 100 according to the present embodiment executes the above-described processes (S1000 to S1040) in parallel, the order of the processes is for convenience of explanation, and the order of the processes is different. May be.

===実施例===
次に、自立運転システム1000の実施例について説明する。
=== Example ===
Next, an example of the independent operation system 1000 will be described.

本実施例では、自立運転システム1000が有する3台の蓄電ユニット120(以下、各蓄電池ユニット120を、1号機、2号機、3号機とも記す)にそれぞれ接続される変圧器130の漏れインダクタンスが、それぞれ10%、7.5%、5%であるとする。   In this embodiment, the leakage inductance of the transformer 130 connected to each of the three power storage units 120 included in the self-sustaining operation system 1000 (hereinafter, each storage battery unit 120 is also referred to as Unit 1, Unit 2, Unit 3), Assume that they are 10%, 7.5%, and 5%, respectively.

また1号機〜3号機120が有する蓄電池121の充電率は、初期状態においてそれぞれ70%、65%、60%であるとする。   In addition, the charging rates of the storage batteries 121 included in the No. 1 to No. 3 units 120 are 70%, 65%, and 60%, respectively, in the initial state.

上述したように、各号機120がそれぞれ有する電力変換器200は、図4及び図5に示したようなドループ特性を有したドループ制御部230を備えている。従って、蓄電ユニット120の出力端有効電流(Id)がプラス(放電)の場合は、周波数を下げ、また、出力端無効電流(Iq)がプラス(遅れ)の場合は、出力端電圧を下げるように制御される。   As described above, each power converter 200 included in each unit 120 includes the droop control unit 230 having the droop characteristics as illustrated in FIGS. 4 and 5. Therefore, when the output terminal effective current (Id) of the power storage unit 120 is positive (discharge), the frequency is decreased, and when the output terminal reactive current (Iq) is positive (delayed), the output terminal voltage is decreased. Controlled.

このような制御を行うことにより、各蓄電ユニット120は自律的に有効電力および無効電力を分担することが可能となる。   By performing such control, each power storage unit 120 can autonomously share active power and reactive power.

また上述したように、蓄電池システム制御装置500は、交流母線800の電圧vbaseを取得している。   Moreover, as described above, the storage battery system control device 500 acquires the voltage vbase of the AC bus 800.

そして図11に示すように、蓄電池システム制御装置500は、交流母線800の電圧vbaseから求めた実効値|vbase|と、自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*と、の差分に対して所定のPI制御を施すことで振幅補正信号ΔVnを生成し、この振幅補正信号ΔVnを対応する電力変換器200に出力している。 Then, as shown in FIG. 11, the storage battery system control device 500 has a predetermined value for the difference between the effective value | vbase | obtained from the voltage vbase of the AC bus 800 and the independent operation system bus voltage command | Vbase | * . By performing PI control, an amplitude correction signal ΔVn is generated, and this amplitude correction signal ΔVn is output to the corresponding power converter 200.

また蓄電池システム制御装置500は、交流母線800の電圧vbaseの周波数fbaseと、基準周波数fbase*と、の差分に対して所定のPI制御を行って周波数補正信号Δfnを生成し、この周波数補正信号Δfnを電力変換器200に出力している。 Further, the storage battery system control device 500 performs predetermined PI control on the difference between the frequency fbase of the voltage vbase of the AC bus 800 and the reference frequency fbase * to generate a frequency correction signal Δfn, and this frequency correction signal Δfn Is output to the power converter 200.

この時に、発電装置320の出力および負荷装置420がゼロの無負荷状態で複数台の蓄電ユニット120が定電圧定周波数制御を行っている場合には、蓄電ユニット120の出力端電流inはゼロになり、電力変換器200のドループ制御によって、交流母線800の周波数は、基準周波数(例えば50Hz)に維持され、電圧は基準電圧(例えば、1[pu])に維持される。   At this time, when the plurality of power storage units 120 are performing constant voltage constant frequency control with the output of the power generation device 320 and the load device 420 being zero, the output terminal current in of the power storage unit 120 is zero. Thus, by the droop control of the power converter 200, the frequency of the AC bus 800 is maintained at the reference frequency (for example, 50 Hz), and the voltage is maintained at the reference voltage (for example, 1 [pu]).

そしてこの状態から図12に示すように、発電装置320が出力(力率1、有効分のみ出力)を開始した場合には、負荷装置420が未だ接続されていないため、発電装置320の出力は蓄電池121に全て充電される。   Then, as shown in FIG. 12, when the power generation device 320 starts output (power factor 1, only output for the effective portion) from this state, the load device 420 is not yet connected, so the output of the power generation device 320 is The storage battery 121 is fully charged.

そのため、各蓄電ユニット120の出力端有効電流inはマイナス(充電)になる。図12に示す例では、それぞれ-0.3[pu]となっている。   Therefore, the output end effective current in of each power storage unit 120 is negative (charged). In the example shown in FIG. 12, each is −0.3 [pu].

そうすると、各電力変換器200のドループ特性によって、各電力変換器200が出力する交流電圧vnの周波数が上昇するように制御される。そして蓄電ユニット120間での有効電流inが自律的に調整され、各蓄電ユニット120が有効電力(充電量)を均等に分担するようになる。図12に示す例では、それぞれ-0.3[pu]となっている。   Then, the frequency of AC voltage vn output from each power converter 200 is controlled to increase by the droop characteristic of each power converter 200. And the effective current in between the electrical storage units 120 is adjusted autonomously, and each electrical storage unit 120 comes to share an active electric power (charge amount) equally. In the example shown in FIG. 12, each is −0.3 [pu].

上記制御により、各蓄電ユニット120が出力する交流電圧vnの周波数が上昇するため、交流母線800の周波数も上昇するが、蓄電池システム制御装置500は、上述したように、vbaseの周波数を計測し、基準周波数fbase*(50Hz)に近づくように、周波数補正信号Δfnを出力する。 By the above control, the frequency of the AC voltage vn output from each power storage unit 120 increases, so the frequency of the AC bus 800 also increases, but the storage battery system control device 500 measures the frequency of vbase as described above, The frequency correction signal Δfn is output so as to approach the reference frequency fbase * (50 Hz).

各蓄電ユニット120は、周波数補正信号Δf1 〜Δf3(マイナス値、全て同値)が入力されると、交流電圧vnの周波数を低下させていくため、有効電流(充電量)の分担割合を維持したまま、交流母線800の周波数が50Hzに整定される。 Each power storage unit 120 maintains the sharing ratio of the effective current (charge amount) because the frequency of the AC voltage vn is lowered when the frequency correction signals Δf 1 to Δf 3 (negative values, all the same value) are input. As it is, the frequency of the AC bus 800 is set to 50 Hz.

続いて、図12に示すように、発電装置320が出力する以上の電力を消費する負荷装置420(遅れ力率0.85とする)が投入されたとする。   Subsequently, as shown in FIG. 12, it is assumed that a load device 420 (having a delay power factor of 0.85) that consumes more power than the power generation device 320 outputs is input.

この場合は、負荷装置420の消費電力の不足分が、蓄電池121から放電されるため、各蓄電ユニット120の出力端有効電流inはプラス(放電)になる。図12に示す例では、それぞれ+0.3[pu]となっている。   In this case, since the shortage of the power consumption of the load device 420 is discharged from the storage battery 121, the output end effective current in of each power storage unit 120 is positive (discharged). In the example shown in FIG. 12, each is +0.3 [pu].

そしてこの場合も、蓄電ユニット200間で有効電流inが調整され、有効電力量(放電量)を均等に分担するように自律的に制御がなされるので、交流母線800の周波数は50Hzに整定される。   Also in this case, since the active current in is adjusted between the power storage units 200 and autonomous control is performed so as to share the active power amount (discharge amount) equally, the frequency of the AC bus 800 is set to 50 Hz. The

また、負荷装置420が投入されると、各蓄電ユニット120は負荷装置420に無効分(遅れ)の電力も供給する。このため、各蓄電ユニット120の出力端には遅れ方向に無効電流が流れる。   In addition, when the load device 420 is turned on, each power storage unit 120 also supplies an invalid (delayed) amount of power to the load device 420. For this reason, a reactive current flows in the delay direction at the output end of each power storage unit 120.

そうすると、各蓄電ユニット120のドループ特性によって、遅れが大きい蓄電ユニット120ほど交流電圧vnの振幅をより低下させるように制御がなされるため、各蓄電ユニット120が出力する無効電流(遅れ)の分担率が均一になるように制御される。   Then, because the droop characteristic of each power storage unit 120 is controlled so that the power storage unit 120 having a larger delay reduces the amplitude of the AC voltage vn, the share of the reactive current (delay) output from each power storage unit 120 is controlled. Is controlled to be uniform.

なお本実施例では、上述したように、変圧器130の漏れインダクタンスをそれぞれ10%、7.5%、5%としているため、図12に示すように、各蓄電ユニット120の無効電流の分担量は、各変圧器130の漏れインダクタンスに応じて異なる。   In the present embodiment, as described above, the leakage inductance of the transformer 130 is 10%, 7.5%, and 5%, respectively. Therefore, as shown in FIG. It depends on the leakage inductance of each transformer 130.

上記制御により、各蓄電ユニット120が出力する交流電圧vnの振幅が低下するため、交流母線800の電圧が低下するが、蓄電池システム制御装置500は、上述したように、vbaseの実効値を計測し、自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*に近づくように、電圧補正信号ΔVnを出力する。このようにして、低下した交流母線800の電圧は1[pu]に整定される。 As a result of the above control, the amplitude of the AC voltage vn output from each power storage unit 120 decreases, so the voltage of the AC bus 800 decreases. However, as described above, the storage battery system control device 500 measures the effective value of vbase. The voltage correction signal ΔVn is output so as to approach the self-sustained operation system bus voltage command | Vbase | * . In this way, the reduced voltage of the AC bus 800 is set to 1 [pu].

本実施形態に係る自立運転システム1000は、以上のようにして、交流母線800の電圧および周波数の維持と、需給調整と、を可能にする。   As described above, the self-sustained operation system 1000 according to the present embodiment can maintain the voltage and frequency of the AC bus 800 and adjust the supply and demand.

そして上述したように、本実施形態に係る蓄電池システム制御装置500は、図13に示すように、交流母線800の電圧vbaseと、各蓄電池121のSOC1〜SOCNを取得している。   As described above, the storage battery system control device 500 according to the present embodiment acquires the voltage vbase of the AC bus 800 and the SOC1 to SOCN of each storage battery 121 as shown in FIG.

つまり蓄電池システム制御装置500は、各蓄電池121からそれぞれ充電率SOC1〜SOCNを取得して基準充電率を算出し、この基準充電率と、充電率SOCnと、の差分を定数倍して加算部515によって周波数補正信号Δfnを生成し、対応するn番目の電力変換器200に出力する。   That is, storage battery system control apparatus 500 obtains charging rates SOC1 to SOCN from each storage battery 121 to calculate a reference charging rate, and multiplies the difference between this reference charging rate and charging rate SOCn by an addition unit 515. Generates a frequency correction signal Δfn and outputs it to the corresponding nth power converter 200.

このようにして蓄電池システム制御装置500は、各蓄電池121のSOCの偏差に応じて、各蓄電ユニット120に送信する周波数補正信号Δf1 〜Δf3に重み付けを行う。 In this way, storage battery system control device 500 weights frequency correction signals Δf 1 to Δf 3 transmitted to each power storage unit 120 according to the SOC deviation of each storage battery 121.

また、電力変換器200は、蓄電池121の充電率が平均充電率よりも高いほど、交流電圧vnの周波数を増加させるように主回路部210を制御し、蓄電池121の充電率が平均充電率よりも低いほど、交流電圧vnの周波数を減少させるように主回路部210を制御する。   The power converter 200 controls the main circuit unit 210 to increase the frequency of the AC voltage vn as the charging rate of the storage battery 121 is higher than the average charging rate, and the charging rate of the storage battery 121 is higher than the average charging rate. Is lower, the main circuit unit 210 is controlled to decrease the frequency of the AC voltage vn.

これにより、例えばSOCが平均値よりも高い1号機の電力変換器200は、放電時にはより多く放電を行い、充電時にはより少なく充電を行う。   Thereby, for example, the power converter 200 of the first unit whose SOC is higher than the average value discharges more when discharging and charges less when charging.

従って、図14に示すように、自立運転システム1000を稼働しながら各蓄電池121のSOC(充電率)が均一化されるので、一部の蓄電ユニット120のみが放電終止あるいは充電終止(満充電)に陥ることなく、継続して長時間運転を継続することが可能になる。   Accordingly, as shown in FIG. 14, the SOC (charge rate) of each storage battery 121 is made uniform while operating the self-sustained operation system 1000, so that only a part of the power storage units 120 is discharged or fully charged (full charge). It becomes possible to continue driving for a long time without falling into the process.

このようにして、本実施形態に係る電力変換器200は、自立運転システム1000に用いられる複数の蓄電池121をより均等に利用可能にすることが可能になる。   In this way, the power converter 200 according to the present embodiment can make the plurality of storage batteries 121 used in the self-sustaining operation system 1000 available more evenly.

次に、蓄電池システム制御装置500が、計測値として交流母線800の電圧vbaseと、各蓄電ユニット120の出力端無効電力(Q1〜Q3)を計測する場合の実施例について説明する。   Next, an example in which the storage battery system control device 500 measures the voltage vbase of the AC bus 800 and the output end reactive power (Q1 to Q3) of each power storage unit 120 as measured values will be described.

この場合、蓄電池システム制御装置500は、上述したように、各蓄電ユニット120の出力端無効電力の偏差に応じて、各蓄電ユニット120に送信する電圧補正信号ΔVn に重み付けを行う。 In this case, as described above, the storage battery system control device 500 weights the voltage correction signal ΔV n transmitted to each power storage unit 120 according to the deviation of the output end reactive power of each power storage unit 120.

蓄電池システム制御装置500は、図15に示すように、各電力変換器200からそれぞれ出力される無効電力Q1〜QNを取得して、基準無効電力を算出する。そして加算部532が、基準無効電力と、無効電力Qnと、の差分を求め、無効電力調整器534が、この差分を定数倍し、加算部535によって、自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*との和が算出される。そしてこの和と、交流母線800の電圧の実効値|vbase|との差分が、加算部536によって算出される。 As shown in FIG. 15, the storage battery system control device 500 acquires the reactive powers Q1 to QN output from the respective power converters 200, and calculates the reference reactive power. The adder 532 calculates the difference between the reference reactive power and the reactive power Qn, the reactive power regulator 534 multiplies the difference by a constant, and the adder 535 causes the autonomous system bus voltage command | Vbase | * Is calculated. A difference between this sum and the effective value | vbase | of the voltage of the AC bus 800 is calculated by the adding unit 536.

そして電圧制御部537は、加算部536によって算出された上記差分に対して所定のPI制御を施すことで、振幅補正信号ΔVnを生成し、この振幅補正信号ΔVnを、対応するn番目の電力変換器200に出力する。   Then, the voltage control unit 537 performs predetermined PI control on the difference calculated by the adding unit 536 to generate an amplitude correction signal ΔVn, and the amplitude correction signal ΔVn is converted into the corresponding nth power conversion. Output to the device 200.

そして電力変換器200は、この振幅補正信号ΔVnによって、交流母線800と授受する無効電力が、各無効電力の平均値よりも大きいほど交流電圧vnの振幅を小さくするように主回路部210を制御し、平均値よりも小さいほど交流電圧vnの振幅を大きくするように主回路部210を制御する。   The power converter 200 controls the main circuit unit 210 so that the reactive power transmitted to and received from the AC bus 800 is smaller than the average value of each reactive power by the amplitude correction signal ΔVn, so that the amplitude of the AC voltage vn is reduced. Then, the main circuit unit 210 is controlled to increase the amplitude of the AC voltage vn as the average value is smaller.

これにより、変圧器130の特性(漏れインダクタンス)にバラつきがあった場合でも、図16に示すように、無効電力の分担を均等にすることができる。このため、例えば、一部の蓄電ユニット120がより多くの無効電流を負担し、定格を超えて過電流停止に陥るようなリスクを低減することができる。   Thereby, even when the characteristic (leakage inductance) of the transformer 130 varies, the share of reactive power can be made uniform as shown in FIG. Therefore, for example, it is possible to reduce a risk that a part of the power storage units 120 bears more reactive current and falls into an overcurrent stop exceeding the rating.

次に、蓄電池システム制御装置500が、計測値として交流母線800の電圧vbaseと、各蓄電池121のSOCと、各蓄電ユニット120の出力端無効電力(Q1〜Q3)と、を計測する場合について説明する。   Next, a case where the storage battery system control device 500 measures the voltage vbase of the AC bus 800, the SOC of each storage battery 121, and the output terminal reactive power (Q1 to Q3) of each storage unit 120 as measurement values will be described. To do.

この場合、蓄電池システム制御装置500は、上述したように、各蓄電池121のSOCの偏差に応じて、各蓄電ユニット120に送信する周波数補正信号Δf1 〜Δf3に重み付けを行うとともに、各蓄電ユニット120の出力端無効電力の偏差に応じて、各蓄電ユニット120に送信する電圧補正信号ΔVn に重み付けを行う。 In this case, as described above, the storage battery system control device 500 weights the frequency correction signals Δf 1 to Δf 3 transmitted to each power storage unit 120 in accordance with the SOC deviation of each storage battery 121, and each power storage unit. The voltage correction signal ΔV n transmitted to each power storage unit 120 is weighted according to the deviation of the output power reactive power at 120.

つまり蓄電池システム制御装置500は、図17に示すように、交流母線800の電圧vbaseと、各蓄電池121のSOC1〜SOCNと、各電力変換器200からそれぞれ出力される無効電力Q1〜QNと、を取得している。   That is, as shown in FIG. 17, the storage battery system control device 500 obtains the voltage vbase of the AC bus 800, the SOC 1 to SOCN of each storage battery 121, and the reactive power Q 1 to QN output from each power converter 200, respectively. Have acquired.

そして蓄電池システム制御装置500は、各蓄電池121からそれぞれ充電率SOC1〜SOCNを取得して基準充電率を算出し、この基準充電率と、充電率SOCnと、の差分を定数倍して加算部515によって周波数補正信号Δfnを生成し、対応するn番目の電力変換器200に出力する。   Storage battery system control apparatus 500 obtains charging rates SOC1 to SOCN from each storage battery 121 to calculate a reference charging rate, and multiplies the difference between this reference charging rate and charging rate SOCn by an addition unit 515. Generates a frequency correction signal Δfn and outputs it to the corresponding nth power converter 200.

このようにして蓄電池システム制御装置500は、各蓄電池121のSOCの偏差に応じて、各蓄電ユニット120に送信する周波数補正信号Δf1 〜Δf3に重み付けを行う。 In this way, storage battery system control device 500 weights frequency correction signals Δf 1 to Δf 3 transmitted to each power storage unit 120 according to the SOC deviation of each storage battery 121.

また蓄電池システム制御装置500は、各電力変換器200からそれぞれ出力される無効電力Q1〜QNを用いて基準無効電力を算出する。そして加算部532が、基準無効電力と、無効電力Qnと、の差分を求め、無効電力調整器534が、この差分を定数倍し、加算部535によって、自立運転システム母線電圧指令|Vbase|*との和が算出される。そしてこの和と、交流母線800の電圧の実効値|vbase|との差分が、加算部536によって算出される。 Moreover, the storage battery system control apparatus 500 calculates the reference reactive power using the reactive powers Q1 to QN output from the power converters 200, respectively. The adder 532 calculates the difference between the reference reactive power and the reactive power Qn, the reactive power regulator 534 multiplies the difference by a constant, and the adder 535 causes the autonomous system bus voltage command | Vbase | * Is calculated. A difference between this sum and the effective value | vbase | of the voltage of the AC bus 800 is calculated by the adding unit 536.

そして電圧制御部537は、加算部536によって算出された上記差分に対して所定のPI制御を施すことで、振幅補正信号ΔVnを生成し、この振幅補正信号ΔVnを、対応するn番目の電力変換器200に出力する。   Then, the voltage control unit 537 performs predetermined PI control on the difference calculated by the adding unit 536 to generate an amplitude correction signal ΔVn, and the amplitude correction signal ΔVn is converted into the corresponding nth power conversion. Output to the device 200.

そして電力変換器200は、周波数補正信号Δfnによって、蓄電池121の充電率が平均充電率よりも高いほど、交流電圧vnの周波数を増加させるように主回路部210を制御し、蓄電池121の充電率が平均充電率よりも低いほど、交流電圧vnの周波数を減少させるように主回路部210を制御するとともに、振幅補正信号ΔVnによって、交流母線800と授受する無効電力が、各無効電力の平均値よりも大きいほど交流電圧vnの振幅を小さくするように主回路部210を制御し、平均値よりも小さいほど交流電圧vnの振幅を大きくするように主回路部210を制御する。   Then, the power converter 200 controls the main circuit unit 210 so as to increase the frequency of the alternating voltage vn as the charging rate of the storage battery 121 is higher than the average charging rate by the frequency correction signal Δfn, and the charging rate of the storage battery 121 is increased. Is lower than the average charging rate, the main circuit unit 210 is controlled to decrease the frequency of the AC voltage vn, and the reactive power exchanged with the AC bus 800 by the amplitude correction signal ΔVn is the average value of each reactive power. The main circuit unit 210 is controlled to decrease the amplitude of the AC voltage vn as the value is larger than the value, and the main circuit unit 210 is controlled to increase the amplitude of the AC voltage vn as the value is smaller than the average value.

これにより、例えばSOCが平均値よりも高い電力変換器200は、放電時にはより多く放電を行い、充電時にはより少なく充電を行う。   Thereby, for example, the power converter 200 having the SOC higher than the average value discharges more at the time of discharging and charges less at the time of charging.

従って、図18に示すように、自立運転システム1000を稼働しながら各蓄電池121のSOC(充電率)が徐々に均一化され、蓄電池121をより均等に利用することが可能になるので、一部の蓄電ユニット120のみが放電終止あるいは充電終止(満充電)に陥ることもなく、さらに、無効電力の分担を均等にすることができるため、例えば変圧器130の特性(漏れインダクタンス)にバラつきがあった場合でも、一部の蓄電ユニット120がより多くの無効電流を負担し、定格を超えて過電流停止に陥るようなリスクも低減することができるようになるため、自立運転システム1000の継続運転時間を長時間化することが可能になる。   Therefore, as shown in FIG. 18, the SOC (charge rate) of each storage battery 121 is gradually equalized while operating the self-sustaining operation system 1000, and the storage batteries 121 can be used more evenly. Since only the power storage unit 120 of the power supply unit 120 does not stop discharging or stop charging (full charge), and the reactive power can be shared equally, for example, the characteristics (leakage inductance) of the transformer 130 vary. Even in such a case, since some of the power storage units 120 bear more reactive current and can reduce the risk of over-current stop exceeding the rating, the continuous operation of the independent operation system 1000 can be reduced. It becomes possible to lengthen the time.

以上、本実施形態に係る自立運転システム1000について説明したが、本実施形態に係る自立運転システム1000によれば、蓄電池121の利用効率をより一層向上させることが可能になる。   The self-sustained operation system 1000 according to the present embodiment has been described above. However, according to the self-sustained operation system 1000 according to the present embodiment, the utilization efficiency of the storage battery 121 can be further improved.

また、一部の蓄電ユニット120が無効電力を偏って多く負担するケースがなくなり、蓄電ユニット120の過電流停止によるリスクが低減され、自立運転システム1000の安定化を図ることができる。   In addition, there is no case where some of the power storage units 120 bear a large amount of reactive power, and the risk due to the overcurrent stop of the power storage units 120 is reduced, and the autonomous operation system 1000 can be stabilized.

また、自立運転システム1000の運転を中断することなく、複数の蓄電池121の充電率を均等化することができるため、負荷装置420へ安定的に電力を供給することが可能になる。   In addition, since the charge rates of the plurality of storage batteries 121 can be equalized without interrupting the operation of the independent operation system 1000, it is possible to stably supply power to the load device 420.

また、複数台の蓄電ユニット120のうちの一部の蓄電ユニット120が他の蓄電ユニット120よりも先に放電終止あるいは充電終止(満充電)に陥ることを防止することができるので、自立運転システム1000を安定化させ、長時間運転を可能とすることができる。   In addition, since some of the power storage units 120 of the plurality of power storage units 120 can be prevented from falling into a discharge termination or a charge termination (full charge) before other power storage units 120, a self-sustained operation system 1000 can be stabilized and long-time operation can be achieved.

また、本実施形態に係る自立運転システム1000は、負荷装置420の総負荷を計測することなく、自立運転システム1000の需給調整と安定化を図ることもできる。   In addition, the self-sustained operation system 1000 according to the present embodiment can also adjust supply and demand and stabilize the self-sustained operation system 1000 without measuring the total load of the load device 420.

このため、負荷装置420の負荷を計測するための計測器が不要になり、コストが低減できるとともに、発電装置320および負荷装置420の追加や削除を容易に行うことも可能になる。   For this reason, a measuring instrument for measuring the load of the load device 420 becomes unnecessary, the cost can be reduced, and the power generation device 320 and the load device 420 can be easily added or deleted.

なお、上記実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。本発明は、その趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得るとともに、本発明にはその等価物も含まれる。   In addition, the said embodiment is for making an understanding of this invention easy, and is not for limiting and interpreting this invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and the present invention includes equivalents thereof.

例えば、蓄電池システム制御装置500や、制御部280は、電子回路や電気回路、電子部品等のハードウェアを用いて実現してもよいし、CPU(Central Processing Unit)やメモリを備えたコンピュータ、あるいはASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の集積回路が、本実施形態に係る上述した蓄電池システム制御装置500や制御部280としての機能を実現するためのプログラムを実行することにより実現してもよい。   For example, the storage battery system control device 500 or the control unit 280 may be realized using hardware such as an electronic circuit, an electric circuit, or an electronic component, or a computer having a CPU (Central Processing Unit) or a memory, or An integrated circuit such as an ASIC (Application Specific Integrated Circuit) may be realized by executing a program for realizing the functions of the storage battery system control device 500 and the control unit 280 according to the present embodiment.

また上記プログラムは、コンピュータに読み取り可能なCDROMやDVD等の記録媒体に格納された形態をとることも可能である。   In addition, the program can be in the form of being stored in a recording medium such as a CD-ROM or DVD readable by a computer.

100 蓄電設備
120 蓄電ユニット
121 蓄電池
130 変圧器
200 電力変換器
210 主回路部
220 出力検知部
221 交流電流検出部
222 交流電圧検出部
230 ドループ制御部
231 交直変換部
232 周波数調整器
233 電圧調整器
240 周波数制御部
241 加算部
242 加算部
243 VCO
250 電圧算出部
251 交直変換部
252 フィルタ回路
253 フィルタ回路
254 二乗演算部
255 二乗演算部
256 加算部
257 平方根演算部
260 電圧制御部
261 加算部
262 加算部
263 加算部
264 電圧調整部
270 電圧指令部
271 乗算部
272 乗算部
273 加算部
274 加算部
275 加算部
276 PWM信号生成部
280 制御部
300 発電設備
320 発電装置
321 風力発電機
322 太陽光発電機
330 変圧器
331 変圧器
400 負荷設備
410 開閉器
420 負荷装置
430 変圧器
500 蓄電池システム制御装置
501 周波数検出部
502 加算部
503 周波数制御部
511 加算部
512 乗除算部
513 加算部
514 比例制御部
515 加算部
520 実効値演算部
530 加算部
531 乗除算部
532 加算部
534 無効電力調節器
535 加算部
536 加算部
537 電圧制御部
800 交流母線
900 商用電力系統
910 開閉器
1000 自立運転システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 Power storage equipment 120 Power storage unit 121 Storage battery 130 Transformer 200 Power converter 210 Main circuit part 220 Output detection part 221 AC current detection part 222 AC voltage detection part 230 Droop control part 231 AC / DC conversion part 232 Frequency regulator 233 Voltage regulator 240 Frequency control unit 241 Adder 242 Adder 243 VCO
250 Voltage calculation unit 251 AC / DC conversion unit 252 Filter circuit 253 Filter circuit 254 Square calculation unit 255 Square calculation unit 256 Addition unit 257 Square root calculation unit 260 Voltage control unit 261 Addition unit 262 Addition unit 263 Addition unit 264 Voltage adjustment unit 270 Voltage command unit 271 Multiplier 272 Multiplier 273 Adder 274 Adder 275 Adder 275 Adder 276 PWM signal generator 280 Controller 300 Power generation equipment 320 Power generator 321 Wind power generator 322 Solar power generator 330 Transformer 331 Transformer 400 Load equipment 410 Switch 420 load device 430 transformer 500 storage battery system control device 501 frequency detection unit 502 addition unit 503 frequency control unit 511 addition unit 512 multiplication / division unit 513 addition unit 514 proportional control unit 515 addition unit 520 effective value calculation unit 530 Adder 531 Multiplier / Divider 532 Adder 534 Reactive power controller 535 Adder 536 Adder 537 Voltage controller 800 AC bus 900 Commercial power system 910 Switch 1000 Self-sustained operation system

Claims (8)

交流母線との間で電力の授受を行う複数の電力貯蔵装置を有する電力貯蔵システムであって、
前記電力貯蔵装置は、
電力貯蔵部と、
前記交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う電力変換部と、
前記電力変換部の充放電を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記電力変換部の交流電圧の周波数が高くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力変換部が出力する遅れ無効電力または遅れ無効電流が所定値より大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記電力変換部を制御し、遅れ無効電力または遅れ無効電流が前記所定値より小さいほど、前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵システム。
A power storage system having a plurality of power storage devices that exchange power with an AC bus,
The power storage device includes:
A power storage unit;
A power conversion unit that charges and discharges power between the AC bus and the power storage unit;
A controller that controls charging and discharging of the power converter,
The controller is
The power conversion unit is configured such that the higher the charging rate of the power storage unit is higher than a reference charging rate calculated from the charging rates of the plurality of power storage units, the higher the frequency of the AC voltage of the power conversion unit is. The power conversion unit is controlled so that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the power storage unit is lower than the reference charging rate, and the delayed reactive power or delay output by the power conversion unit is controlled. The power conversion unit is controlled so that the amplitude of the AC voltage is reduced as the reactive current is larger than a predetermined value, and the amplitude of the AC voltage is increased as the delayed reactive power or delayed reactive current is smaller than the predetermined value. And controlling the power conversion unit.
請求項1に記載の電力貯蔵システムであって、
前記所定値は、前記電力変換部が前記交流母線との間で授受する交流電流から求められた無効電流または無効電力の平均値である
ことを特徴とする電力貯蔵システム。
The power storage system according to claim 1,
The power storage system according to claim 1, wherein the predetermined value is a reactive current or an average value of reactive power obtained from an alternating current exchanged between the power converter and the alternating current bus.
交流母線との間で電力の授受を行う複数の電力貯蔵装置を有する電力貯蔵システムであって、
前記電力貯蔵装置は、
電力貯蔵部と、
前記交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う電力変換部と、
前記電力変換部の充放電を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記電力変換部の交流電圧の周波数が高くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力変換部が出力する遅れ無効電力または遅れ無効電流が所定値より大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記電力変換部を制御し、遅れ無効電力または遅れ無効電流が前記所定値より小さいほど、前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記電力変換部を制御し、遅れ無効電流が大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記電力変換部を制御し、進み無効電流が大きいほど前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵システム。
A power storage system having a plurality of power storage devices that exchange power with an AC bus,
The power storage device includes:
A power storage unit;
A power conversion unit that charges and discharges power between the AC bus and the power storage unit;
A controller that controls charging and discharging of the power converter,
The controller is
The power conversion unit is configured such that the higher the charging rate of the power storage unit is higher than a reference charging rate calculated from the charging rates of the plurality of power storage units, the higher the frequency of the AC voltage of the power conversion unit is. The power conversion unit is controlled so that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the power storage unit is lower than the reference charging rate, and the delayed reactive power or delay output by the power conversion unit is controlled. The power conversion unit is controlled so that the amplitude of the AC voltage is reduced as the reactive current is larger than a predetermined value, and the amplitude of the AC voltage is increased as the delayed reactive power or delayed reactive current is smaller than the predetermined value. the control the power conversion unit, up about invalid current is larger controls the power conversion unit so that the amplitude decreases the AC voltage, the AC voltage as the reactive current is large advances vibration in Power storage system, characterized in that to control the power conversion unit to be larger.
交流母線との間で電力の授受を行う複数の電力貯蔵装置を有する電力貯蔵システムであって、
前記電力貯蔵装置は、
電力貯蔵部と、
前記交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う電力変換部と、
前記電力変換部の充放電を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記電力変換部の交流電圧の周波数が高くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記電力変換部を制御し、
前記電力貯蔵部の放電時には、前記電力変換部が前記交流母線との間で授受する交流電流の有効電流成分が大きいほど前記交流電圧の周波数が減少するように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電時には、前記有効電流成分が小さいほど前記交流電圧の周波数が増加するように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵システム。
A power storage system having a plurality of power storage devices that exchange power with an AC bus,
The power storage device includes:
A power storage unit;
A power conversion unit that charges and discharges power between the AC bus and the power storage unit;
A controller that controls charging and discharging of the power converter,
The controller is
The power conversion unit is configured such that the higher the charging rate of the power storage unit is higher than a reference charging rate calculated from the charging rates of the plurality of power storage units, the higher the frequency of the AC voltage of the power conversion unit is. And controlling the power conversion unit so that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the power storage unit is lower than the reference charging rate,
At the time of discharging the power storage unit, the power conversion unit is controlled such that the frequency of the AC voltage decreases as the effective current component of the AC current exchanged between the power conversion unit and the AC bus increases. When the power storage unit is charged, the power conversion unit is controlled so that the frequency of the AC voltage increases as the effective current component decreases.
請求項1〜4のいずれかに記載の電力貯蔵システムであって、
前記基準充電率は、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率の平均値である
ことを特徴とする電力貯蔵システム。
The power storage system according to any one of claims 1 to 4 ,
The power storage system according to claim 1, wherein the reference charging rate is an average value of charging rates of the plurality of power storage units.
電力貯蔵部と、
交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う主回路部、及び前記主回路部の充放電を制御する制御部を有する電力変換装置と、
を有して構成される複数の電力貯蔵装置を備える電力貯蔵システムにおける前記電力変換装置であって、
前記制御部は、
前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記主回路部の交流電圧の周波数が高くなるように前記主回路部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記主回路部を制御し、前記主回路部が出力する遅れ無効電力または遅れ無効電流が所定値より大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記主回路部を制御し、遅れ無効電力または遅れ無効電流が前記所定値より小さいほど、前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記主回路部を制御する
ことを特徴とする電力変換装置。
A power storage unit;
A power converter having a main circuit unit that charges and discharges power between an AC bus and the power storage unit, and a control unit that controls charging and discharging of the main circuit unit;
The power conversion device in a power storage system comprising a plurality of power storage devices configured to include:
The controller is
The main circuit unit is configured such that the higher the charging rate of the power storage unit is higher than a reference charging rate calculated from the charging rates of the plurality of power storage units, the higher the frequency of the AC voltage of the main circuit unit is. The main circuit unit is controlled such that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the power storage unit is lower than the reference charging rate, and the reactive power or delay output from the main circuit unit is controlled. The main circuit unit is controlled so that the amplitude of the AC voltage is reduced as the reactive current is larger than a predetermined value, and the amplitude of the AC voltage is increased as the delayed reactive power or delayed reactive current is smaller than the predetermined value. And controlling the main circuit unit.
交流母線に電力を供給する発電装置と、
前記交流母線から供給される電力を消費する負荷装置と、
前記交流母線との間で電力の授受を行う複数の電力貯蔵装置と、
を有する自立運転システムであって、
前記電力貯蔵装置は、
電力貯蔵部と、
前記交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う電力変換部と、
前記電力変換部の充放電を制御する制御部とを有し、
前記制御部は、
前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記電力変換部の交流電圧の周波数が高くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力変換部が出力する遅れ無効電力または遅れ無効電流が所定値より大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記電力変換部を制御し、遅れ無効電力または遅れ無効電流が前記所定値より小さいほど、前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする自立運転システム。
A power generator for supplying power to the AC bus;
A load device that consumes power supplied from the AC bus;
A plurality of power storage devices that exchange power with the AC bus; and
A self-sustaining operation system comprising:
The power storage device includes:
A power storage unit;
A power conversion unit that charges and discharges power between the AC bus and the power storage unit;
A controller that controls charging and discharging of the power converter,
The controller is
The power conversion unit is configured such that the higher the charging rate of the power storage unit is higher than a reference charging rate calculated from the charging rates of the plurality of power storage units, the higher the frequency of the AC voltage of the power conversion unit is. The power conversion unit is controlled so that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the power storage unit is lower than the reference charging rate, and the delayed reactive power or delay output by the power conversion unit is controlled. The power conversion unit is controlled so that the amplitude of the AC voltage is reduced as the reactive current is larger than a predetermined value, and the amplitude of the AC voltage is increased as the delayed reactive power or delayed reactive current is smaller than the predetermined value. And controlling the power converter.
電力貯蔵部と、交流母線と前記電力貯蔵部との間で電力の充放電を行う電力変換部と、前記電力変換部の充放電を制御する制御部と、を有する複数の電力貯蔵装置を備える電力貯蔵システムの制御方法であって、
前記電力貯蔵装置の前記制御部は、
前記電力貯蔵部の充電率が、前記複数の電力貯蔵部のそれぞれの充電率から算出される基準充電率よりも高いほど、前記電力変換部の交流電圧の周波数が高くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵部の充電率が前記基準充電率よりも低いほど前記交流電圧の周波数が低くなるように前記電力変換部を制御し、前記電力貯蔵装置の前記電力変換部が出力する遅れ無効電力または遅れ無効電流が所定値より大きいほど前記交流電圧の振幅が小さくなるように前記電力変換部を制御し、遅れ無効電力または遅れ無効電流が前記所定値より小さいほど、前記交流電圧の振幅が大きくなるように前記電力変換部を制御する
ことを特徴とする電力貯蔵システムの制御方法。
Provided with a plurality of power storage devices having a power storage unit, a power conversion unit that charges and discharges power between an AC bus and the power storage unit, and a control unit that controls charge and discharge of the power conversion unit A method for controlling a power storage system, comprising:
The control unit of the power storage device is:
The power conversion unit is configured such that the higher the charging rate of the power storage unit is higher than a reference charging rate calculated from the charging rates of the plurality of power storage units, the higher the frequency of the AC voltage of the power conversion unit is. The power conversion unit is controlled so that the frequency of the AC voltage is lower as the charging rate of the power storage unit is lower than the reference charging rate, and the power conversion unit of the power storage device outputs The power converter is controlled so that the amplitude of the AC voltage decreases as the delay reactive power or the delay reactive current is larger than a predetermined value, and as the delay reactive power or the delay reactive current is smaller than the predetermined value, the AC voltage The method for controlling an electric power storage system, wherein the power conversion unit is controlled so as to increase an amplitude.
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