JP6480212B2 - Power conversion device, power management system, and power conversion method - Google Patents
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Description
本発明は、DC電力をAC電力に変換する電力変換装置、電力変換装置を備える電力管理システム及び電力変換方法に関する。 The present invention relates to a power conversion device that converts DC power into AC power, a power management system including the power conversion device, and a power conversion method.
DC電力を出力する分散電源に接続された電力変換装置(パワーコンディショナ)が知られている。電力変換装置は、分散電源から入力されるDC電力の電圧を変換する直流コンバータ(DC/DCコンバータ)と、直流コンバータから入力されるDC電力をAC電力に変換するインバータとを備える(例えば、特許文献1)。 There is known a power converter (power conditioner) connected to a distributed power source that outputs DC power. The power conversion device includes a DC converter (DC / DC converter) that converts a voltage of DC power input from a distributed power source, and an inverter that converts DC power input from the DC converter into AC power (for example, a patent). Reference 1).
ここで、電力変換装置は、分散電源の出力の抑制を指示するメッセージ(以下、出力抑制メッセージ)を受信すると、出力抑制メッセージによって定まる抑制電力閾値以下に分散電源の出力を抑制しなければならない。 Here, when the power conversion device receives a message for instructing suppression of the output of the distributed power supply (hereinafter, output suppression message), the power conversion device must suppress the output of the distributed power source to be equal to or lower than a suppression power threshold determined by the output suppression message.
ところで、出力抑制メッセージは、電力系統側への逆潮流を抑制するためのメッセージであるため、出力抑制メッセージに従って電力系統側への逆潮流が抑制されればよい。また、上述した分散電源から入力されるDC電力だけではなく、蓄電池から入力されるDC電力をAC電力に変換する電力変換装置も知られている。 By the way, since the output suppression message is a message for suppressing the reverse power flow to the power system side, it is only necessary to suppress the reverse power flow to the power system side according to the output suppression message. There is also known a power conversion device that converts not only the DC power input from the above-described distributed power supply but also the DC power input from the storage battery into AC power.
ここで、このような電力変換装置において、出力抑制メッセージによって定まる抑制電力閾値以下に分散電源の出力が抑制されている状態で、分散電源の出力によって蓄電池の充電を行うケースを考える。このようなケースにおいて、電力系統への逆潮流という意味では、蓄電池の充電によって電力変換装置の出力が減少しているにもかかわらずに、分散電源の出力が過剰に抑制されてしまう事態が考えられる。このような事態は、ユーザにとって著しく不利益である。 Here, in such a power conversion device, a case is considered in which the storage battery is charged by the output of the distributed power supply in a state where the output of the distributed power supply is suppressed below the suppression power threshold determined by the output suppression message. In such a case, in the sense of reverse power flow to the power system, there is a situation where the output of the distributed power source is excessively suppressed even though the output of the power conversion device is decreased due to charging of the storage battery. It is done. Such a situation is extremely disadvantageous for the user.
そこで、本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであり、分散電源の出力を抑制電力閾値以下に抑制するケースにおいて、ユーザの不利益を軽減することを可能とする電力変換装置、電力管理システム及び電力変換方法を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-described problem, and in a case where the output of the distributed power source is suppressed to a suppression power threshold value or less, a power conversion device that can reduce a user's disadvantage. An object of the present invention is to provide a power management system and a power conversion method.
第1の特徴は、電力変換装置であって、分散電源から入力されるDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるDC電力をAC電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるDC電力にAC電力を変換するインバータと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行うことを要旨とする。 The first feature is a power conversion device that converts DC power input from a distributed power source into AC power, converts DC power input from a storage battery into AC power, and is output to the storage battery. An inverter that converts AC power into DC power and a control unit that suppresses the output of the distributed power source below a suppression power threshold that indicates a degree of suppression of the output of the distributed power source, and the control unit includes: When the storage battery is charged with the output of the distributed power source in the counting period included in the suppression period in which the output is to be suppressed, the output of the distributed power source is increased so that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold value. The gist is to perform compensation control.
第2の特徴は、第1の特徴において、前記制御部は、前記集計期間において、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超過する超過量の積算値が前記蓄電池の充電量を超えないように前記補償制御を行うことを要旨とする。 A second feature is that, in the first feature, the control unit is configured so that, during the counting period, an integrated value of an excess amount that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold does not exceed a charge amount of the storage battery. In summary, the compensation control is performed.
第3の特徴は、第1の特徴又は第2の特徴において、前記制御部は、前記蓄電池の充電を行う前に前記補償制御を行う場合に、前記蓄電池の蓄電可能量に基づいて前記補償制御を行うことを要旨とする。 According to a third feature, in the first feature or the second feature, when the control unit performs the compensation control before charging the storage battery, the compensation control is performed based on a chargeable amount of the storage battery. The gist is to do.
第4の特徴は、第1の特徴又は第2の特徴において、前記制御部は、前記蓄電池の充電を行った後に前記補償制御を行う場合に、前記蓄電池の蓄電済み量に基づいて前記補償制御を行うことを要旨とする。 According to a fourth feature, in the first feature or the second feature, when the control unit performs the compensation control after charging the storage battery, the compensation control is performed based on a stored amount of the storage battery. The gist is to do.
第5の特徴は、第1の特徴乃至第4の特徴のいずれかにおいて、前記制御部は、前記分散電源の出力を目標電力に近づけるように前記分散電源の出力を制御し、前記制御部は、前記抑制期間において前記抑制電力閾値を前記目標電力に設定するとともに、前記抑制期間外において最大電力を前記目標電力に設定することを要旨とする。 According to a fifth feature of any one of the first to fourth features, the control unit controls the output of the distributed power source so that the output of the distributed power source approaches a target power, and the control unit includes: The gist is to set the suppression power threshold value to the target power in the suppression period and to set the maximum power to the target power outside the suppression period.
第6の特徴は、第1の特徴乃至第5の特徴のいずれかにおいて、前記補償制御において、前記抑制電力閾値に対して前記分散電源の出力が継続的に超過する期間は、予め定められた期間以下であることを要旨とする。 A sixth feature is any one of the first feature to the fifth feature, wherein in the compensation control, a period in which the output of the distributed power source continuously exceeds the suppression power threshold is predetermined. The gist is that it is less than the period.
第7の特徴は、第1の特徴乃至第6の特徴のいずれかにおいて、前記補償制御において、前記抑制電力閾値に対する前記分散電源の出力の超過量は、予め定められた量以下であることを要旨とする。 A seventh feature is that in any one of the first feature to the sixth feature, in the compensation control, an excess amount of the output of the distributed power source with respect to the suppression power threshold is not more than a predetermined amount. The gist.
第8の特徴は、第1の特徴乃至第7の特徴のいずれかにおいて、前記制御部は、前記集計期間における前記インバータの出力の積算値を出力することを要旨とする。 The gist of an eighth feature is that, in any one of the first to seventh features, the control unit outputs an integrated value of the output of the inverter in the counting period.
第9の特徴は、電力管理システムであって、分散電源から入力されるDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるDC電力をAC電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるDC電力にAC電力を変換する電力変換装置と、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行うことを要旨とする。 A ninth feature is a power management system, which converts DC power input from a distributed power source into AC power, converts DC power input from a storage battery into AC power, and is output to the storage battery. A power conversion device that converts AC power into DC power and a control unit that suppresses the output of the distributed power source below a suppression power threshold that indicates a degree of suppression of the output of the distributed power source. In the aggregation period included in the suppression period in which the output of the power source should be suppressed, when the storage battery is charged with the output of the distributed power source, the output of the distributed power source is set so that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold The gist is to perform compensation control to increase the.
第10の特徴は、電力変換方法であって、分散電源から入力されるDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるDC電力をAC電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるDC電力にAC電力を変換するステップと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制するステップと、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行うステップとを備えることを要旨とする。 A tenth feature is a power conversion method, which converts DC power input from a distributed power source into AC power, converts DC power input from a storage battery into AC power, and is output to the storage battery. A step of converting AC power to DC power, a step of suppressing the output of the distributed power source below a suppression power threshold value indicating a degree of suppression of the output of the distributed power source, and a suppression period in which the output of the distributed power source is to be suppressed. Performing the compensation control to increase the output of the distributed power source so that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold when the storage battery is charged by the output of the distributed power source in the included counting period. The gist is to provide.
本発明によれば、分散電源の出力を抑制電力閾値以下に抑制するケースにおいて、ユーザの不利益を軽減することを可能とする電力変換装置、電力管理システム及び電力変換方法を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to provide a power conversion device, a power management system, and a power conversion method that can reduce a user's disadvantage in a case where the output of a distributed power source is suppressed to be equal to or less than a suppression power threshold. .
以下において、実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には、同一又は類似の符号を付している。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals.
ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。従って、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。 However, it should be noted that the drawings are schematic and ratios of dimensions and the like are different from actual ones. Therefore, specific dimensions and the like should be determined in consideration of the following description. Moreover, it is a matter of course that portions having different dimensional relationships and ratios are included between the drawings.
[実施形態の概要]
実施形態に係る電力変換装置は、分散電源から入力されるDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電池から入力されるDC電力をAC電力に変換し、かつ、前記蓄電池に出力されるDC電力にAC電力を変換するインバータと、前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行う。
[Outline of Embodiment]
The power conversion device according to the embodiment converts DC power input from a distributed power source into AC power, converts DC power input from a storage battery into AC power, and converts it into DC power output to the storage battery. An inverter that converts AC power; and a control unit that suppresses the output of the distributed power source below a suppression power threshold that indicates a degree of suppression of the output of the distributed power source, wherein the control unit suppresses the output of the distributed power source. Compensation control for increasing the output of the distributed power source so that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold when the storage battery is charged with the output of the distributed power source in the counting period included in the power suppression period Do.
実施形態では、制御部は、集計期間において、分散電源の出力によって蓄電池の充電を行う場合に、分散電源の出力が抑制電力閾値を超えるように分散電源の出力を増大する補償制御を行う。従って、電力系統への逆潮流という意味では、蓄電池の充電によって電力変換装置の出力が減少しているにもかかわらずに、分散電源の出力が過剰に抑制されてしまう事態が抑制され、ユーザの不利益を軽減することができる。 In the embodiment, the control unit performs compensation control to increase the output of the distributed power source so that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold when the storage battery is charged by the output of the distributed power source during the counting period. Therefore, in the sense of reverse power flow to the power system, the situation where the output of the distributed power source is excessively suppressed even though the output of the power conversion device is decreased due to charging of the storage battery is suppressed, and the user's The disadvantage can be reduced.
[実施形態]
以下において、実施形態に係る電力管理システムについて説明する。図1は、実施形態に係る電力管理システム1を示す図である。
[Embodiment]
Hereinafter, the power management system according to the embodiment will be described. FIG. 1 is a diagram illustrating a
図1に示すように、電力管理システム1は、需要家施設100と、外部サーバ400と、記録装置500とを有する。需要家施設100は、EMS200を有しており、EMS200は、ネットワーク300を介して、外部サーバ400及び記録装置500と通信を行う。
As shown in FIG. 1, the
需要家施設100は、太陽電池110と、蓄電池120と、PCS130と、分電盤140と、負荷150とを有する。さらに、需要家施設100は、EMS200及びリモートコントローラ210とを有する。
The
太陽電池110は、受光に応じて発電を行う装置である。太陽電池110は、発電されたDC電力を出力する。太陽電池110の発電量は、太陽電池110に照射される日射量に応じて変化する。太陽電池110は、後述する出力抑制メッセージに従って動作すべき分散電源の一例である。
The
蓄電池120は、電力を蓄積する装置である。蓄電池120は、蓄積されたDC電力を出力する。実施形態では、蓄電池120は、後述する出力抑制メッセージに従って動作する必要がないことに留意すべきである。
The
PCS130は、DC電力をAC電力に変換する電力変換装置(PCS;Power Conditioning System)の一例である。実施形態では、PCS130は、電力系統10に接続された主幹電力線10L(ここでは、主幹電力線10LA及び主幹電力線10LB)に接続されるとともに、太陽電池110及び蓄電池120の双方に接続される。主幹電力線10LAは、電力系統10とPCS130とを接続する電力線であり、主幹電力線10LBは、PCS130と分電盤140とを接続する電力線である。
The
ここで、PCS130は、太陽電池110から入力されるDC電力をAC電力に変換するとともに、蓄電池120から入力されるDC電力をAC電力に変換する。さらに、PCS130は、電力系統10から供給されるAC電力をDC電力に変換する。
Here, the
分電盤140は、主幹電力線10L(ここでは、主幹電力線10LB)に接続される。分電盤140は、主幹電力線10LBを複数の電力線に分岐するとともに、複数の電力線に接続された機器(ここでは、負荷150及びEMS200)に電力を分配する。
負荷150は、電力線を介して供給される電力を消費する装置である。例えば、負荷150は、冷蔵庫、照明、エアコン、テレビなどの装置を含む。負荷150は、単数の装置であってもよく、複数の装置を含んでもよい。
The
EMS200は、電力系統10から需要家施設100に供給される電力を示す電力情報を管理する装置(EMS;Energy Management System)である。EMS200は、太陽電池110の発電量、蓄電池120の充電量及び蓄電池120の放電量を管理してもよい。
The
実施形態では、EMS200は、リモートコントローラ210及びネットワーク300に接続される。例えば、EMS200は、後述する電力抑制メッセージを外部サーバ400から受信し、電力抑制メッセージをリモートコントローラ210に通知する。或いは、EMS200は、後述する計画表(カレンダー)を外部サーバ400から受信し、計画表(カレンダー)に基づいて、電力抑制メッセージをリモートコントローラ210に通知する。
In the embodiment, the
リモートコントローラ210は、PCS130に併設されており、PCS130を操作するための各種メッセージをPCS130に通知する。例えば、リモートコントローラ210は、EMS200から受信する電力抑制メッセージをPCS130に通知する。
The
ネットワーク300は、EMS200、外部サーバ400及び記録装置500を接続する通信網である。ネットワーク300は、インターネットであってもよい。ネットワーク300は、移動体通信網を含んでもよい。
The
外部サーバ400は、分散電源(ここでは、太陽電池110)の出力の抑制を指示するメッセージである出力抑制メッセージを通知する。ここで、外部サーバ400は、電力系統10の全体として、分散電源の出力を抑制すべき日時を含む計画表(カレンダー)を管理していてもよい。外部サーバ400は、このような計画表(カレンダー)に基づいて、出力抑制メッセージを通知する。或いは、外部サーバ400は、このような計画表(カレンダー)をEMS200に通知してもよい。
The
ここで、出力抑制メッセージ及び計画表(カレンダー)は、分散電源(ここでは、太陽電池110)の出力の抑制度合い(例えば、出力抑制電力閾値)を示す情報を含む。抑制度合いは、分散電源(ここでは、太陽電池110)の出力の絶対値(例えば、○○kW)で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源(ここでは、太陽電池110)の出力の相対値(例えば、○○kWの減少)で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、分散電源(ここでは、太陽電池110)の出力の抑制割合(例えば、○○%)で表されてもよい。抑制割合とは、需要家施設100に分散電源を設置する際に、分散電源を制御するPCSの出力能力として認定を受けた出力(以下、設備認定出力)に対する割合であることが好ましい。分散電源の出力能力とPCSの出力能力とが異なる場合には、設備認定出力は、これらの出力能力のうち、小さい方の出力能力である。複数のPCSが設置されるケースにおいては、設備認定出力は、複数のPCSの出力能力の合計である。
Here, the output suppression message and the plan table (calendar) include information indicating the degree of suppression of the output of the distributed power source (here, the solar battery 110) (for example, the output suppression power threshold). The degree of suppression may be represented by an absolute value (for example, OO kW) of the output of the distributed power source (here, solar cell 110). Alternatively, the degree of suppression may be represented by a relative value (for example, a decrease in OO kW) of the output of the distributed power source (here, solar cell 110). Alternatively, the degree of suppression may be represented by an output suppression ratio (for example, OO%) of the distributed power source (here, solar cell 110). The suppression ratio is preferably a ratio with respect to an output (hereinafter referred to as “equipment certified output”) certified as an output capability of the PCS that controls the distributed power supply when the distributed power supply is installed in the
記録装置500は、各種情報を記録する装置である。具体的には、記録装置500は、出力抑制メッセージに従って太陽電池110の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を記録する。検証記録は、出力抑制メッセージによって太陽電池110の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間(例えば、30分)におけるPCS130の出力の積算値である。このようなケースにおいて、集計期間毎に集計された検証記録において、PCS130の全体としてPCS130の出力の抑制が正しく実行されていればよい。
The
(電力変換装置)
以下において、実施形態に係る電力変換装置について説明する。図2は、実施形態に係るPCS130を示す図である。
(Power converter)
Below, the power converter device concerning an embodiment is explained. FIG. 2 is a diagram illustrating the
図2に示すように、PCS130は、主幹電力線10LAに接続された電力線11L及び主幹電力線10LBに接続された電力線12Lに接続される。さらに、電力線11Lと電力線12Lとを接続する電力線13Lが設けられる。電力線13Lは、スイッチ11SWよりも主幹電力線10LA側において電力線11Lに接続されており、スイッチ12SWよりも主幹電力線10LB側において電力線12Lに接続される。
As shown in FIG. 2, the
電力線11Lは、電力系統10とインバータ133とを接続する電力線である。電力線11Lは、主幹電力線10LAの一部を構成する電力線であってもよく、主幹電力線10LAから分岐する電力線であってもよい。電力線12Lは、インバータ133と分電盤140(負荷150)とを接続する電力線である。電力線12Lは、主幹電力線10LBの一部を構成する電力線であってもよく、主幹電力線10LBから分岐する電力線であってもよい。
The power line 11 </ b> L is a power line that connects the
PCS130は、電力線11L上に設けられるスイッチ11SWと、電力線12L上に設けられるスイッチ12SWと、電力線13L上に設けられるスイッチ13SWとを有する。
The
スイッチ11SWは、電力系統10にPCS130が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。一方で、スイッチ11SWは、電力系統10からPCS130が解列された自立運転状態において開状態に制御される。
The switch 11SW is controlled to be in a closed state in the connected operation state in which the
スイッチ12SWは、電力系統10にPCS130が連系された連系運転状態において開状態に制御される。一方で、スイッチ11SWは、電力系統10からPCS130が解列された自立運転状態において閉状態に制御される。
The switch 12SW is controlled to be in an open state in a connected operation state in which the
スイッチ13SWは、電力系統10に分電盤140(負荷150)が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。同様に、スイッチ13SWは、電力系統10にPCS130が連系された連系運転状態において閉状態に制御される。一方で、スイッチ13SWは、電力系統10から分電盤140(負荷150)が解列された自立運転状態において開状態に制御される。同様に、スイッチ13SWは、電力系統10からPCS130が解列された自立運転状態において開状態に制御される。
The switch 13SW is controlled to be in a closed state in a connected operation state in which the distribution board 140 (load 150) is connected to the
一般的には、需要家施設100が電力系統10に連系された連系運転状態においては、PCS130及び分電盤140(負荷150)の双方が電力系統10に接続される。従って、このような連系運転状態において、スイッチ11SW及びスイッチ13SWは閉状態に制御され、スイッチ12SWは開状態に制御される。一方で、一般的には、需要家施設100が電力系統10から解列された自立運転状態においては、PCS130及び分電盤140(負荷150)の双方が電力系統10に接続されない。従って、このような自立運転状態において、スイッチ11SW及びスイッチ13SWは開状態に制御され、スイッチ12SWは閉状態に制御される。
In general, in a connected operation state in which the
図2に示すように、PCS130は、DC/DCコンバータ131と、DC/DCコンバータ132と、インバータ133と、制御部134と、通信部135とを有する。
As shown in FIG. 2, the
DC/DCコンバータ131は、太陽電池110から入力されるDC電力の電圧を変換する第1直流コンバータである。DC/DCコンバータ131は、DC電力の電圧を昇圧変換してもよく、DC電力の電圧を降圧変換してもよい。
The DC /
DC/DCコンバータ132は、蓄電池120から入力されるDC電力の電圧を変換する第2直流コンバータである。さらには、DC/DCコンバータ132は、インバータ133から入力されるDC電力の電圧を変換する。DC/DCコンバータ132は、DC電力の電圧を昇圧変換してもよく、DC電力の電圧を降圧変換してもよい。
The DC /
ここで、蓄電池120からDC/DCコンバータ132にDC電力を出力する動作は、蓄電池120の放電であることに留意すべきである。DC/DCコンバータ132から蓄電池120にDC電力を出力する動作は、蓄電池120の充電であることに留意すべきである。
Here, it should be noted that the operation of outputting DC power from the
インバータ133は、DC/DCコンバータ131から入力されるDC電力及びDC/DCコンバータ132から入力されるDC電力をAC電力に変換する。さらに、インバータ133は、電力系統10から供給されるAC電力をDC電力に変換する。
The
制御部134は、PCS130を制御する。第1に、制御部134は、太陽電池110の発電量を制御する。詳細には、制御部134は、太陽電池110の出力を目標電力に近づけるように太陽電池110の出力を制御する(例えば、MPPT(Maximum Power Point Tracking)。これによって、太陽電池110の動作点(動作点電圧値及び電力値によって定まる点、又は、動作点電圧値と電流値とによって定まる点)が最適化される。第2に、制御部134は、蓄電池120の充電量及び放電量を制御する。
The
ここで、制御部134は、出力抑制メッセージ又は計画表(カレンダー)に従って太陽電池110の出力を抑制する。上述したように、抑制度合いは、太陽電池110の出力の絶対値(例えば、○○kW)で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、太陽電池110の出力の相対値(例えば、○○kWの減少)で表されてもよい。或いは、抑制度合いは、太陽電池110の出力の抑制割合(例えば、○○%)で表されてもよい。
Here, the
実施形態において、制御部134は、太陽電池110の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、太陽電池110の出力によって蓄電池120の充電を行う場合に、太陽電池110の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池110の出力を増大する補償制御を行う。電力系統10への逆潮流という意味では、蓄電池120の充電によってPCS130の出力が減少するため、制御部134は、蓄電池120の充電に伴う太陽電池110の出力抑制を軽減するために、太陽電池110の出力を一時的に増大する。抑制期間は、出力抑制メッセージ又は計画表(カレンダー)に基づいて特定される。
In the embodiment, when the
実施形態において、制御部134は、集計期間において、抑制電力閾値を超える太陽電池110の出力の積算値が蓄電池120の充電量を超えないように補償制御を行う。これによって、電力系統10への逆潮流という意味において、太陽電池110の出力の抑制が正しく実行されることに留意すべきである。
In the embodiment, the
実施形態において、制御部134は、蓄電池120の充電を行う前に補償制御を行ってもよい。このようなケースでは、制御部134は、蓄電池120の蓄電可能量に基づいて補償制御を行う。但し、制御部134は、抑制電力閾値を超える太陽電池110の出力の積算値が蓄電可能量を超えないように補償制御を行うことに留意すべきである。
In the embodiment, the
或いは、制御部134は、蓄電池120の充電を行った後に補償制御を行ってもよい。このようなケースでは、制御部134は、蓄電池120の蓄電済み量に基づいて補償制御を行う。但し、制御部134は、抑制電力閾値を超える太陽電池110の出力の積算値が蓄電済み量を超えないように補償制御を行うことに留意すべきである。
Alternatively, the
ここで、制御部134は、上述したように、太陽電池110の出力を目標電力に近づけるように太陽電池110の出力を制御する(MPPT法)。制御部134は、抑制期間において抑制電力閾値を目標電力に設定するとともに、抑制期間外において最大電力を目標電力に設定することに留意すべきである。但し、制御部134は、抑制期間であっても補償制御を行う場合には、抑制電力閾値よりも高い値を目標電力に設定することに留意すべきである。
Here, as described above, the
制御部134は、出力抑制メッセージに従って太陽電池110の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を出力する。上述したように、検証記録は、抑制期間に含まれる集計期間(例えば、30分)におけるPCS130(インバータ133)の出力の積算値である。制御部134は、PCS130(インバータ133)の出力電力の積算値を集計期間(例えば、30分)毎に集計するとともに、集計期間毎に集計された積算値を検証記録として出力する。
The
通信部135は、リモートコントローラ210と通信を行う。例えば、通信部135は、外部サーバ400から通知される出力抑制メッセージを受信する。通信部135は、制御部134から出力される検証記録を記録装置500に送信する。
The
(補償制御の一例)
以下において、実施形態に係る補償制御の一例について説明する。図3及び図4は、実施形態に係る補償制御の一例を説明するための図である。
(Example of compensation control)
Hereinafter, an example of compensation control according to the embodiment will be described. 3 and 4 are diagrams for describing an example of compensation control according to the embodiment.
第1に、抑制電力閾値について、図3を参照しながら説明する。図3では、時刻t0において出力抑制メッセージが通知されるとともに、時刻t2において出力抑制解除メッセージが通知されるケースを例示している。出力抑制解除メッセージは、太陽電池110の出力の抑制解除を指示するメッセージである。ここで、出力抑制メッセージは、太陽電池110の出力をW1以下に抑制するように指示するメッセージである。
First, the suppression power threshold will be described with reference to FIG. FIG. 3 illustrates a case where an output suppression message is notified at time t0 and an output suppression release message is notified at time t2. The output suppression release message is a message for instructing cancellation of output suppression of the
このようなケースにおいて、時刻t0から時刻t1までの間において、予め定められた減少速度で抑制電力閾値が徐々に減少する。出力抑制メッセージは、複数のPCSに対して一斉に送信されるため、電力系統10への逆潮流量が急激に減少することを抑制するために、減少速度が予め定められている。一方で、時刻t2以降において、予め定められた増大速度で抑制電力閾値が徐々に増大する。出力抑制解除メッセージは、複数のPCSに対して一斉に送信されるため、電力系統10への逆潮流量が急激に減少することを抑制するために、増大速度が予め定められている。
In such a case, the suppression power threshold gradually decreases at a predetermined decrease rate from time t0 to time t1. Since the output suppression message is transmitted to a plurality of PCSs all at once, a decreasing rate is determined in advance in order to suppress a rapid decrease in the reverse power flow to the
第2に、補償制御について、図4を参照しながら説明する。図4では、時刻tXから時刻tX+1までの間の集計期間において、蓄電池120の蓄電が行われる。太陽電池110の出力(発電可能電力)は、例えば、集計期間の全体に亘って抑制電力閾値を上回っている。
Secondly, compensation control will be described with reference to FIG. In FIG. 4, the
このようなケースにおいて、PCS130は、太陽電池110の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池110の出力を増大する補償制御を行う。但し、抑制電力閾値を超える太陽電池110の出力の積算値(面積S2)が蓄電池120の充電量(面積S1)を超えないことに留意すべきである。
In such a case, the
図4においては、蓄電池120の充電を行う前に補償制御を行うケースが例示されている。従って、蓄電池120の充電量(面積S1)は、蓄電池120の蓄電可能量である。
FIG. 4 illustrates a case where compensation control is performed before the
(制御方法)
以下において、実施形態に係る制御方法について説明する。図5は、実施形態に係る制御方法を示すフロー図である。
(Control method)
Hereinafter, a control method according to the embodiment will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating a control method according to the embodiment.
図5に示すように、ステップS10において、PCS130は、出力抑制メッセージを受信する。
As shown in FIG. 5, in step S10, the
ステップS11において、PCS130は、出力抑制メッセージに従って太陽電池110の出力を抑制する。ここで、抑制期間に含まれる集計期間において出力不足期間が存在する場合に、PCS130は、太陽電池110の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池110の出力を増大する補償制御を行う。補償制御の詳細については、上述した通りである。
In step S11, the
ステップS12において、PCS130は、PCS130(インバータ133)の出力電力の積算値を集計期間(例えば、30分)毎に集計するとともに、集計期間毎に集計された積算値を検証記録として出力する。検証記録は、記録装置500に記録される。
In step S12, the
(作用及び効果)
実施形態では、PCS130は、集計期間において、太陽電池110の出力によって蓄電池120の充電を行う場合に、太陽電池110の出力が抑制電力閾値を超えるように太陽電池110の出力を増大する補償制御を行う。従って、電力系統への逆潮流という意味では、蓄電池120の充電によってPCS130の出力が減少しているにもかかわらずに、太陽電池110の出力が過剰に抑制されてしまう事態が抑制され、ユーザの不利益を軽減することができる。
(Function and effect)
In the embodiment, the
[変更例1]
以下において、実施形態の変更例1について説明する。以下においては、上述した実施形態に対する差異について説明する。
[Modification 1]
Hereinafter, Modification Example 1 of the embodiment will be described. In the following, differences from the above-described embodiment will be described.
第1に、変更例1では、補償制御において、抑制電力閾値に対して太陽電池110の出力が継続的に超過する期間(以下、超過期間)は、予め定められた期間(例えば、5分)以下である。具体的には、PCS130(制御部134)は、図6に示すように、太陽電池110の出力(発電可能電力)が長期的に抑制電力閾値を超えている場合であっても、予め定められた期間を超過期間が超えないように補正制御を行う。これによって、電力系統10に対する逆潮流などの影響が軽減される。
First, in the first modification, in the compensation control, a period in which the output of the
第2に、補償制御において、抑制電力閾値に対する分散電源の出力の超過量は、予め定められた量(例えば、抑制電力閾値+5%)以下である。具体的には、PCS130(制御部134)は、図7に示すように、太陽電池110の出力(発電可能電力)が大幅に抑制電力閾値を超えている場合であっても、予め定められた量を超過量が超えないように補正制御を行う。これによって、電力系統10に対する逆潮流などの影響が軽減される。
Second, in the compensation control, the excess amount of the output of the distributed power source with respect to the suppression power threshold is equal to or less than a predetermined amount (for example, suppression power threshold + 5%). Specifically, as shown in FIG. 7, the PCS 130 (the control unit 134) is predetermined even when the output (power that can be generated) of the
[変更例2]
以下において、実施形態の変更例2について説明する。以下においては、上述した実施形態に対する差異について説明する。
[Modification 2]
Hereinafter, a second modification of the embodiment will be described. In the following, differences from the above-described embodiment will be described.
変更例2において、需要家施設100は、図8に示すように、EMS200及びリモートコントローラ210を有していない。PCS130(通信部135)は、ネットワーク300に直接的に接続されており、外部サーバ400及び記録装置500と通信を行う。従って、PCS130(通信部135)は、リモートコントローラ210及びEMS200を経由せずに、制御部134から出力される検証記録を記録装置500に送信する。
In the second modification, the
[変更例3]
以下において、実施形態の変更例3について説明する。以下においては、上述した実施形態に対する差異について説明する。
[Modification 3]
Hereinafter, Modification Example 3 of the embodiment will be described. In the following, differences from the above-described embodiment will be described.
変更例3においては、PCS130は、図9に示すように、記録部136を有する。記録部136は、記録装置500と同様に、出力抑制メッセージに従って分散電源の出力の抑制が正しく実行されたか否かを検証するための検証記録を記録する。このようなケースにおいて、記録部136は、制御部134から出力される検証記録を記録することに留意すべきである。
In the third modification, the
変更例3においては、検証記録を記録する記録部136がPCS130に設けられているため、電力管理システム1は、記録装置500を有していなくてもよい。
In the third modification, since the
[その他の実施形態]
本発明は上述した実施形態によって説明したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、この発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施形態、実施例及び運用技術が明らかとなろう。
[Other Embodiments]
Although the present invention has been described with reference to the above-described embodiments, it should not be understood that the descriptions and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.
実施形態では、出力抑制メッセージに従って動作すべき分散電源として太陽電池110を例示した。しかしながら、分散電源はこれに限定されるものではない。分散電源は、風力又は地熱などの自然エネルギーを利用して電力を発電する装置であってもよい。或いは、分散電源は、燃料ガスを利用して電力を生成する燃料電池であってもよい。
In the embodiment, the
実施形態では、制御部134がPCS130を制御する。このようなケースにおいて、制御部134は、EMS200又はリモートコントローラ210の指示に従ってPCS130を制御してもよい。すなわち、出力抑制メッセージによって定まる抑制電力閾値以下に分散電源の出力を抑制する制御部(制御部134と同様の機能を有する機能ブロック)は、EMS200又はリモートコントローラ210に設けられていてもよい。
In the embodiment, the
変更例3では、検証記録を記録する記録部136がPCS130に設けられている。しかしながら、実施形態はこれに限定されるものではない。検証記録を記録する記録部136は、EMS200又はリモートコントローラ210に設けられていてもよい。
In the third modification, a
1…電力管理システム、10…電力系統、10L…主幹電力線、11L…電力線、11SW…スイッチ、12L…電力線、12SW…スイッチ、13L…電力線、13SW…スイッチ、100…需要家施設、110…太陽電池、120…蓄電池、130…PCS、131…DC/DCコンバータ、132…DC/DCコンバータ、133…インバータ、134…制御部、135…通信部、136…記録部、140…分電盤、150…負荷、200…EMS、210…リモートコントローラ、300…ネットワーク、400…外部サーバ、500…記録装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、
前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行うことを特徴とする電力変換装置。 An inverter that converts DC power input from a distributed power source into AC power, converts DC power input from a storage battery into AC power, and converts AC power into DC power output to the storage battery;
A control unit that suppresses the output of the distributed power source below a suppression power threshold that indicates a degree of suppression of the output of the distributed power source,
In the aggregation period included in the suppression period in which the output of the distributed power source should be suppressed, the control unit, when charging the storage battery with the output of the distributed power source, the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold value Thus, compensation control is performed to increase the output of the distributed power supply.
前記制御部は、前記抑制期間において前記抑制電力閾値を前記目標電力に設定するとともに、前記抑制期間外において最大電力を前記目標電力に設定することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載の電力変換装置。 The control unit controls the output of the distributed power supply so that the output of the distributed power supply approaches the target power,
5. The control unit according to claim 1, wherein the control unit sets the suppression power threshold value to the target power in the suppression period, and sets maximum power to the target power outside the suppression period. The power conversion apparatus of crab.
前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制する制御部とを備え、
前記制御部は、前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行うことを特徴とする電力管理システム。 A power converter that converts DC power input from a distributed power source into AC power, converts DC power input from a storage battery into AC power, and converts AC power into DC power output to the storage battery; ,
A control unit that suppresses the output of the distributed power source below a suppression power threshold that indicates a degree of suppression of the output of the distributed power source,
In the aggregation period included in the suppression period in which the output of the distributed power source should be suppressed, the control unit, when charging the storage battery with the output of the distributed power source, the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold value A power management system that performs compensation control to increase the output of the distributed power supply.
前記分散電源の出力の抑制度合いを示す抑制電力閾値以下に前記分散電源の出力を抑制するステップと、
前記分散電源の出力を抑制すべき抑制期間に含まれる集計期間において、前記分散電源の出力によって前記蓄電池の充電を行う場合に、前記分散電源の出力が前記抑制電力閾値を超えるように前記分散電源の出力を増大する補償制御を行うステップとを備えることを特徴とする電力変換方法。 Converting DC power input from a distributed power source into AC power, converting DC power input from a storage battery into AC power, and converting AC power into DC power output to the storage battery;
Suppressing the output of the distributed power source below a suppression power threshold indicating a suppression level of the output of the distributed power source;
In the counting period included in the suppression period in which the output of the distributed power source should be suppressed, when the storage battery is charged with the output of the distributed power source, the distributed power source is set so that the output of the distributed power source exceeds the suppression power threshold value. Performing a compensation control for increasing the output of the power conversion method.
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