JP6464480B2 - 電力制御装置および電力制御方法 - Google Patents
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Description
前記第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与し、前記負荷電力が減少する前に前記第2極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する。
前記電力制御装置において、例えば、前記第1極性のバイアス量および前記第2極性のバイアス量の各絶対値は、前記負荷電力の最大変動量の2分の1に設定される。
蓄電制御部が、前記負荷電力と前記発電電力との差を補償する電力を蓄電装置に発生させるための第2指令値を出力する第2段階と、バイアス部が、前記負荷電力を発生させる負荷の状態を示す状態信号が前記負荷の増加を示す場合、第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与し、前記状態信号が前記負荷の減少を示す場合、前記第1極性とは逆極性の第2極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する第3段階と、を含み、前記バイアス部は、前記第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する前に、前記状態信号に基づき前記蓄電装置を一時的に放電させるためのバイアス量を前記第2指令値に付与する、電力制御方法の構成を有する。
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による電力制御装置10の構成例を示す図である。
第1実施形態による電力制御装置10は、例えば生産設備等の大型設備で消費される電力(以下、負荷電力PLと称す。)の供給源となる各種の電力供給源を負荷追従制御するものである。第1実施形態では、上記電力供給源として、発電装置である天然ガスコージェネレーション(GE)21と蓄電装置(BAT)22とを想定し、これらコージェネレーション21および蓄電装置22はマイクログリッドを構成する。蓄電装置22は、コージェネレーション21と連係運転され、負荷電力PLに対するコージェネレーション21の発電電力PGの不足分を補償するための電力PBを発生させる。
なお、大型設備の電力を供給する場合を想定しているが、この例に限定されず、設備の規模や種類は任意である。また、コージェネレーションと蓄電装置とを連係させる場合に限らず、任意の複数の電源の制御に対して本発明を適用することができる。
なお、上述の電力値は、理解を容易化するための例示的なものに過ぎず、本発明は、任意の負荷変動に対応する装置に適用することが可能である。
電力制御装置10は、減算器11、減算器12、ローパスフィルタ(LPF)13、振幅制限器14、減算器15、ローパスフィルタ(LPF)16、バイアス部17、振幅制限器18を備えている。このうち、減算器11、減算器12、ローパスフィルタ(LPF)13、振幅制限器14は、負荷電力PLに応じた発電電力PGをコージェネレーション21に発生させるための指令値COM1を出力する発電制御部(符号なし)を構成する。また、減算器11、減算器15、ローパスフィルタ16、振幅制限器18は、負荷電力PLと発電電力PGとの差を補償する電力PBを蓄電装置22に発生させるための第2指令値COM2を出力する蓄電制御部(符号なし)を構成する。
図3は、本発明の第1実施形態による電力制御装置10の動作を説明するための波形図であり、大型設備の消費電力である負荷電力PL、コージェネレーション21の発電電力PG、蓄電装置22の出力電力PBの各経時変化の一例を示している。
ここでは、説明の簡略化のため、買電力目標値KTはゼロに設定されているものとする。また、時刻t1以前の初期状態では、大型設備は稼働しておらず、負荷電力PL(即ち、大型設備の消費電力)は0kWであるものとする。
次に、本発明の第2実施形態による電力制御装置を説明する。
上述した第1実施形態は,負荷急変に対する電力設備の挙動を工夫することにより発電機の容量削減を図るとともに蓄電装置の定格出力(kW)を半減する効果を狙い、電力設備の小容量化を実現可能とするものであるが、蓄電装置の蓄電状態(kWh)を考慮していない。即ち、蓄電装置22の充電容量に余裕があり、蓄電装置22が満充電状態に達しない状態を仮定している。
第2実施形態による電力制御装置10Aは、上述した第1実施形態による図1に示す電力制御装置10の構成において、バイアス部17に代えて、バイアス部27を備えている。第2実施形態によるバイアス部27は、第1実施形態によるバイアス部17の構成において、蓄電装置22の蓄電量を考慮した制御ロジックを更に備えている。
演算部271は、第1実施形態の図1に示すバイアス部17によるダミーバイアス量(BV1,BV2)を生成するための演算機能に加え、大型設備の状態信号SSGと蓄電装置22の蓄電量PBATを用いて、蓄電装置22を一時的に放電させるためのバイアス量BV3を演算するための演算機能を更に備えている。演算部271は、SOC調整部2711、ダミーバイアス部2712、蓄電量検知タイマー2713、負荷変動検知タイマー2714、制御スイッチ2715を備えている。
フェイズ0:通常の負荷変動補償状態にある場合、SOC調整部2711は、蓄電装置22の蓄電量PBATを例えば50パーセント付近に管理している。この状態から、SOC調整部2711が、大型設備から「遅くともT秒後にL[kW]の負荷増加が発生する」ことを示す状態信号SSGを受けると、SOC調整部2711の制御は、次のフェイズ1に移行する。
図9(A)〜(C)から理解されるように、T秒後に負荷変動が発生しなかった場合、蓄電装置22の状態は、T秒経過後(例えば、120秒経過後)に元の管理状態(50パーセントの蓄電量)への復帰を開始する。この際、蓄電装置22の蓄電量PBATが管理されていれば、受電電力は目標値(0[kW])に維持される。
従って、上述した実施形態によれば、エネルギー管理技術の高度化によるマイクログリッドのローコスト化と適用対象の拡大が可能となり、このため、例えばスマートBEMS(Building Energy Management System)等の普及を推進することができる。
Claims (4)
- 負荷電力に応じた発電電力を発電装置に発生させるための第1指令値を出力する発電制御部と、
前記負荷電力と前記発電電力との差を補償する電力を蓄電装置に発生させるための第2指令値を出力する蓄電制御部と、
前記負荷電力を発生させる負荷の状態を示す状態信号が前記負荷の増加を示す場合、第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与し、前記状態信号が前記負荷の減少を示す場合、前記第1極性とは逆極性の第2極性のバイアス量を前記第2指令値に付与するバイアス部と、
を備え、
前記バイアス部は、
前記第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する前に、前記状態信号に基づき前記蓄電装置を一時的に放電させるためのバイアス量を前記第2指令値に付与する、
電力制御装置。 - 前記バイアス部は、
前記負荷電力が増加する前に前記第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与し、前記負荷電力が減少する前に前記第2極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する、請求項1に記載の電力制御装置。 - 前記第1極性のバイアス量および前記第2極性のバイアス量の各絶対値は、前記負荷電力の最大変動量の2分の1に設定された、請求項1または2に記載の電力制御装置。
- 発電制御部が、負荷電力に応じた発電電力を発電装置に発生させるための第1指令値を出力する第1段階と、
蓄電制御部が、前記負荷電力と前記発電電力との差を補償する電力を蓄電装置に発生させるための第2指令値を出力する第2段階と、
バイアス部が、前記負荷電力を発生させる負荷の状態を示す状態信号が前記負荷の増加を示す場合、第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与し、前記状態信号が前記負荷の減少を示す場合、前記第1極性とは逆極性の第2極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する第3段階と、を含み、
前記バイアス部は、
前記第1極性のバイアス量を前記第2指令値に付与する前に、前記状態信号に基づき前記蓄電装置を一時的に放電させるためのバイアス量を前記第2指令値に付与する、
電力制御方法。
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