JP6596988B2 - Control device for power storage device, control method for control device for power storage device, and program - Google Patents
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Description
本発明は、電力貯蔵装置の制御装置、電力貯蔵装置の制御装置の制御方法及びプログラムに関する。 The present invention relates to a control device for a power storage device, a control method for the control device for the power storage device, and a program.
近年、風力や太陽光などの再生可能エネルギーを用いた発電設備の導入が各地で進められている。しかしながらこのような再生可能エネルギーを用いた発電設備は、気象条件の影響を受けて発電量が変動するため、周波数や電力潮流、電圧などの電力系統における様々な物理量を変動させ、電力の品質を低下させるおそれがある。 In recent years, the introduction of power generation facilities using renewable energy such as wind power and sunlight has been promoted in various places. However, since power generation facilities using such renewable energy fluctuate due to the influence of weather conditions, various physical quantities in the power system such as frequency, power flow, and voltage are fluctuated to improve power quality. May decrease.
そのため、蓄電池やフライホイール等の電力貯蔵装置を設置することで電力系統における有効電力及び無効電力を制御し、電力系統の安定化を図る取り組みが進められている（例えば特許文献１参照）。 Therefore, efforts are being made to stabilize the power system by controlling active power and reactive power in the power system by installing a power storage device such as a storage battery or a flywheel (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、電力系統における周波数や潮流は、有効電力を制御することによって制御することができるが無効電力の影響も受けて変動し、他方、電力系統における電圧は、無効電力を制御することによって制御することができるが有効電力の影響も受けて変動する。 However, the frequency and power flow in the power system can be controlled by controlling the active power, but fluctuate under the influence of the reactive power, while the voltage in the power system is controlled by controlling the reactive power. However, it fluctuates under the influence of active power.
そのため、電力貯蔵装置を用いて電力系統の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量を正確に制御することは容易ではない。 Therefore, it is not easy to accurately control a plurality of types of physical quantities such as the frequency, power flow, and voltage of the power system using the power storage device.
本発明はこのような課題を鑑みてなされたものであり、電力系統の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することが可能な電力貯蔵装置の制御装置、電力貯蔵装置の制御装置の制御方法及びプログラム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 a control device for a power storage device and a power storage device capable of more accurately controlling a plurality of types of physical quantities such as frequency, power flow, and voltage of a power system. It is an object to provide a control method and program for the control device.
上記課題を解決するための手段の一つは、電力系統に連系する電力貯蔵装置を制御する制御装置であって、前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出する電力算出部と、前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出する電力補正部と、前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力する指令値出力部と、を備え、前記第３関数は、前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の計算値を、前記有効電力の指令値から算出可能な第５関数と、前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の変動量を、前記無効電力の指令値から算出可能な第６関数と、を用いて定められる。 One of means for solving the above problem is a control device for controlling a power storage device linked to the power system, wherein the power storage is performed so as to control the first physical quantity in the power system to a first target value. Using the first function that can calculate the target value of the active power to be output from the device from the difference between the first physical quantity and the first target value, the target value of the active power is calculated, Using a second function capable of calculating a target value of reactive power to be output by the power storage device to control two physical quantities to a second target value from a difference between the second physical quantity and the second target value, A power calculation unit that calculates a target value of reactive power; and a correction value of the active power that cancels a variation in the first physical quantity caused by the power storage device outputting the reactive power. The third that can be calculated from With several, the calculated correction amount of active power, the power storage device of the active power correction value of the reactive power which cancels the variation of the second physical quantity caused by outputting the effective power A power correction unit that calculates a correction amount of the reactive power using a fourth function that can be calculated from the target value, and an active power command that is calculated by correcting the target value of the active power with the correction value of the active power And a command value output unit that outputs a reactive power target value calculated by correcting the reactive power target value with the reactive power correction value to the power storage device, and the third function Is a fifth function that can calculate a calculated value of the first physical quantity that is expected when the power storage device outputs active power corresponding to the command value of the active power from the command value of the active power, and Power storage device The variation of expected the first physical quantity by outputting a reactive power corresponding to the command value of the reactive power, and a sixth function that can be calculated from the command value of the reactive power, Ru determined using.
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、電力系統の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to more accurately control a plurality of types of physical quantities such as the frequency, power flow, and voltage of the power 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.
＝＝電力系統＝＝
図１に一例として示すように、本実施形態に係る電力系統４００は、発電設備４１０（Ｇ）、送配電線４３０（Ｚ１、Ｚ２）、母線４２０（ｎ１、ｎ２、ｎ３）、負荷４４０、及び計測器４５０を有して構成されている。
== Power system ==
As shown in FIG. 1 as an example, the
発電設備４１０は、電力エネルギーを生成する電力源であり、水力発電設備や原子力発電設備、火力発電設備、太陽光発電設備、風力発電設備などにより構成される。
The
また母線４２０は、発電所や変電所に設けられる。
The
負荷４４０は、発電設備４１０から供給される電力を利用して動作する工場や家庭等における電気機器である。
The
計測器４５０は、電力系統４００に設置され、電力系統４００における電力の状態に応じて変動する物理量（周波数や電圧、潮流など）を計測する機器である。本実施形態では、計測器４５０は所定時間毎（例えば１５分毎や１時間毎）に母線（ｎ３）４２０における周波数（第１物理量）及び電圧（第２物理量）を計測し、後述する制御装置１００に送信している。
The
計測器４５０は、周波数や電圧を計測するものに限らず、負荷４４０の電力消費量や、送配電線４３０を流れる電流、力率等、その他様々な物理量を計測するものであってもよい。
The
また図１には示されていないが、電力系統４００は、電力の位相を制御する調相設備や変圧器、開閉器などの様々な設備を有して構成されている。
Although not shown in FIG. 1, the
＝＝電力貯蔵装置＝＝
電力貯蔵装置２００は、電力系統４００と連系し、電力系統４００から得た電力エネルギーを蓄積し取り出すことが可能な装置である。電力貯蔵装置２００は、例えば蓄電池やフライホイール、キャパシタなど、様々な方式の装置によって構成することができる。電力貯蔵装置２００の構成を図２に示す。
== Power storage device ==
The
電力貯蔵装置２００は、双方向コンバータ２１０及びエネルギー貯蔵部２２０を有して構成される。
The
エネルギー貯蔵部２２０は、電力系統４００から取得した電気エネルギーを、元の電気エネルギーに復元可能な状態で貯蔵する装置である。エネルギー貯蔵部２２０は、ナトリウム硫黄電池、鉛電池、レドックスフロー電池などの各種の化学反応を利用した電池により構成することができる。あるいはエネルギー貯蔵部２２０は電気二重層キャパシタにより構成することができる。またあるいは、エネルギー貯蔵部２２０は電力エネルギーを回転エネルギーの形で貯蔵可能なフライホイールにより構成することができる。
The
双方向コンバータ２１０は、電力系統４００とエネルギー貯蔵部２２０との間でエネルギーの変換及び授受を行う。双方向コンバータ２１０は、後述する制御装置１００からの指令（有効電力の指令値、無効電力の指令値）に従って、指定された量の有効電力及び無効電力を出力する。
有効電力の指令値及び無効電力の指令値が正の値である場合には、本実施形態に係る双方向コンバータ２１０は、電力貯蔵装置２００から電力系統４００に対して有効電力及び無効電力を供給するように動作し、有効電力の指令値及び無効電力の指令値が負の値である場合には、電力系統４００から電力貯蔵装置２００に有効電力及び無効電力を取り込むように動作する。
When the command value of active power and the command value of reactive power are positive values,
変圧器３００は、母線４２０（ｎ３）と電力貯蔵装置２００との間の電圧を変換する。
＝＝制御装置＝＝
本実施形態に係る制御装置１００は、電力系統４００における電力の状態に応じて変動する第１物理量（例えば周波数）と、第２物理量（例えば電圧）と、をそれぞれ所定の目標値（第１目標値、第２目標値）に制御するべく、電力貯蔵装置２００から出力する有効電力及び無効電力を制御する情報処理装置である。
== Control device ==
The
本実施形態に係る制御装置１００の全体構成を図３及び図４に示す。図３は、制御装置１００の機能構成を説明するための図であり、図４は、制御装置１００のハードウェア構成を説明するための図である。
3 and 4 show the overall configuration of the
＜ハードウェア構成＞
図４に示すように、本実施形態に係る制御装置１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１０、メモリ１２０、通信装置１３０、記憶装置１４０、入力装置１５０、出力装置１６０及び記録媒体読取装置１７０を有して構成されるコンピュータである。
<Hardware configuration>
As shown in FIG. 4, the
ＣＰＵ１１０は制御装置１００の全体の制御を司るもので、記憶装置１４０に記憶される本実施形態に係る各種の動作を行うためのコードから構成される制御プログラム６００をメモリ１２０に読み出して実行することにより、制御装置１００としての各種機能を実現する。
The
例えば、詳細は後述するが、ＣＰＵ１１０により制御プログラム６００が実行され、メモリ１２０や通信装置１３０、記憶装置１４０等のハードウェア機器と協働することにより、図３に示した計測値取得部１０１（第１計測値取得部１０１ａ、第２計測値取得部１０１ｂ）、演算部１０２（有効電力算出部１０２ａ、無効電力算出部１０２ｂ、有効電力補正部１０２ｃ、無効電力補正部１０２ｄ、第１指令値算出部１０２ｅ、第２指令値算出部１０２ｆ、第１差分算出部１０７ａ、第２差分算出部１０７ｂ）、記憶部１０３、関数更新部１０４（第１関数更新部１０４ａ、第２関数更新部１０４ｂ、第３関数更新部１０４ｃ、第４関数更新部１０４ｄ）、予測値算出部１０５（第１予測値算出部１０５ａ、第２予測値算出部１０５ｂ）、指令値出力部１０６などが実現される。
For example, although details will be described later, the
メモリ１２０は例えば半導体記憶装置により構成することができる。
The
通信装置１３０は、ネットワークカードなどのネットワークインタフェースである。通信装置１３０は、インターネットやＬＡＮ（Local Area Network）などのネットワークを介して他のコンピュータからデータを受信し、受信したデータを記憶装置１４０やメモリ１２０に記憶する。また通信装置１３０は、記憶装置１４０やメモリ１２０に記憶されているデータを、ネットワークを介して他のコンピュータへ送信する。
The
入力装置１５０は、操作スイッチやキーボード、マウス、マイク等の装置であり、制御装置１００の操作者による情報の入力を受け付けるための装置である。出力装置１６０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や表示ランプ、各種表示メータ、プリンタ、スピーカ等の装置であり、情報を出力するための装置である。
The
記憶装置１４０は、例えばハードディスク装置や半導体記憶装置等により構成することができる。記憶装置１４０は、各種プログラムやデータ、テーブル等を記憶するための記憶領域を提供する装置である。図５に、記憶装置１４０に制御プログラム６００、伝達関数７００〜７０９、第１目標値７１０、第２目標値７２０、系統情報７３０が記憶されている様子を示す。
The
なお、制御プログラム６００や伝達関数７００〜７０９、第１目標値７１０、第２目標値７２０、系統情報７３０は、記録媒体読取装置１７０を用いて、記録媒体（各種の光ディスクや磁気ディスク、半導体メモリ等）８００から記憶装置１４０に読み出すことで、制御装置１００に格納されるようにすることもできるし、入力装置１５０から、あるいは通信装置１３０を介して通信可能に接続される他のコンピュータから取得することで、制御装置１００に格納されるようにすることもできる。
The
伝達関数７００〜７０９は、制御装置１００が電力貯蔵装置２００に対して出力する有効電力の指令値及び無効電力の指令値を算出する際に使用する関数である。なお本実施形態に係る伝達関数７００〜７０９は、与えられたデータの値から目的とするデータの値を算出することが可能なデータ変換要素であり、複素数領域で定義される数式に限られず、実時間領域で定義される数式であってもよいし、データテーブルやリストが含まれていても良い。
The
第１目標値７１０は、電力系統４００における周波数（第１物理量）の目標値である。
The
第２目標値７２０は、電力系統４００における電圧（第２物理量）の目標値である。
The
系統情報７３０は、例えば、電力系統４００における送配電線４３０の長さや線路インピーダンス、負荷４４０の位置や有効電力及び無効電力、発電設備４１０の位置や出力電力等を含む、電力系統４００に関するデータである。
The
＜ブロック線図＞
次に図６を参照しながら、本実施形態に係る制御装置１００が、電力貯蔵装置２００に対して出力する有効電力の指令値及び無効電力の指令値を求めるために用いるブロック線図について説明する。
<Block diagram>
Next, referring to FIG. 6, a block diagram used by the
なお図６に示すブロック線図は、電力系統４００、電力貯蔵装置２００及び制御装置１００からなる制御モデルを表したものである。そして制御装置１００は、記憶装置１４０に記憶されている伝達関数７００〜７０９や第１目標値７１０、第２目標値７２０、系統情報７３０等のデータを用いながら制御プログラム６００を実行することによってこの制御モデルに従う各種の演算を行ない、電力貯蔵装置２００に対して出力する有効電力の指令値及び無効電力の指令値を算出する。
The block diagram illustrated in FIG. 6 represents a control model including the
図６において、制御装置１００が電力貯蔵装置２００に対して出力する有効電力の指令値及び無効電力の指令値は、それぞれＰｒ及びＱｒで示されている。
In FIG. 6, the command value of active power and the command value of reactive power output from the
そしてこれらの有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒに応じて、電力貯蔵装置２００は、電力系統４００に対してＰｂ及びＱｂで示される有効電力及び無効電力を出力する。そしてこれによって、電力系統４００の周波数（第１物理量）はＦ’になり、電圧（第２物理量）はＶ’になる。
The
なお本実施形態に係る電力貯蔵装置２００は、有効電力の指令値Ｐｒに等しい有効電力Ｐｂを出力し、無効電力の指令値Ｑｒに等しい無効電力Ｑｂを出力するものとしている。
The
電力系統４００は、第５伝達関数７０５（Ｇ１１）、第６伝達関数７０６（Ｇ１２）、第７伝達関数７０７（Ｇ２２）、第８伝達関数７０８（Ｇ２１）、第１予測値算出部１０５ａ、第２予測値算出部１０５ｂによって表される。
The
第５伝達関数７０５（Ｇ１１）は、電力貯蔵装置２００が有効電力の指令値Ｐｒに応じた有効電力Ｐｂを出力することにより見込まれる電力系統４００の周波数（第１物理量）の計算値を算出可能な関数である。
The fifth transfer function 705 (G11) can calculate a calculated value of the frequency (first physical quantity) of the
第６伝達関数７０６（Ｇ１２）は、電力貯蔵装置２００が無効電力の指令値Ｑｒに応じた無効電力Ｑｂを出力することにより生ずることが見込まれる電力系統４００の周波数（第１物理量）の変動量を算出可能な関数である。
The sixth transfer function 706 (G12) is a fluctuation amount of the frequency (first physical quantity) of the
第１予測値算出部１０５ａは、上記周波数の計算値を上記周波数の変動量によって補正（本実施形態では加算）して、電力系統４００の周波数の予測値Ｆ’を算出する。
The first predicted
第７伝達関数７０７（Ｇ２２）は、電力貯蔵装置２００が無効電力の指令値Ｑｒに応じた無効電力Ｑｂを出力することにより見込まれる電力系統４００の電圧（第２物理量）の計算値を算出可能な関数である。
The seventh transfer function 707 (G22) can calculate a calculated value of the voltage (second physical quantity) of the
第８伝達関数７０８（Ｇ２１）は、電力貯蔵装置２００が有効電力の指令値Ｐｒに応じた有効電力Ｐｂを出力することにより生ずることが見込まれる電力系統４００の電圧（第２物理量）の変動量を算出可能な関数である。
The eighth transfer function 708 (G21) is a fluctuation amount of the voltage (second physical quantity) of the
第２予測値算出部１０５ｂは、上記電圧の計算値を上記電圧の変動量によって補正（本実施形態では加算）して、電力系統４００の電圧の予測値Ｖ’を算出する。
The second predicted
このように、電力系統４００は、電力貯蔵装置２００から有効電力Ｐｂが出力されると、電力系統４００の周波数が変動するのみならず電圧も変動し、電力貯蔵装置２００から無効電力Ｑｂが出力されると、電力系統４００の電圧が変動するのみならず周波数も変動する。
As described above, when the active power Pb is output from the
つまり、電力系統４００において、周波数を制御しようとして電力貯蔵装置２００から出力される有効電力Ｐｂを制御すると電力系統４００の電圧も影響を受けて変動し、電圧を制御しようとして電力貯蔵装置２００から出力される無効電力Ｑｂを制御すると電力系統４００の周波数も影響を受けて変動する。
That is, in the
本実施形態に係る制御装置１００は、このような干渉を取り去るために、以下に記載する第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を用いて、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを算出している。これにより、電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することが可能になる。
In order to remove such interference, the
具体的に説明すると、まず、制御装置１００のブロック線図は、第１差分算出部１０７ａ、第２差分算出部１０７ｂ、第１伝達関数７０１（Ｋ１）、第２伝達関数７０２（Ｋ２）、第３伝達関数７０３（Ｃ１）、第４伝達関数７０４（Ｃ２）、第１指令値算出部１０２ｅ、第２指令値算出部１０２ｆにより表される。
Specifically, first, the block diagram of the
第１差分算出部１０７ａは、電力系統４００における周波数の計測値Ｆと、目標周波数（第１目標値）７１０との差分ΔＦを算出する。
The first
また第２差分算出部１０７ｂは、電力系統４００における電圧の計測値Ｖと、目標電圧（第２目標値）７２０との差分ΔＶを算出する。
The second
第１伝達関数７０１（Ｋ１）は、周波数の差分ΔＦから、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の目標値である有効電力目標値を算出する関数である。
The first transfer function 701 (K1) is a function that calculates an active power target value that is a target value of active power that the
第２伝達関数７０２（Ｋ２）は、電圧の差分ΔＶから、電力貯蔵装置２００が出力すべき無効電力の目標値である無効電力目標値を算出する関数である。
The second transfer function 702 (K2) is a function that calculates a reactive power target value that is a target value of reactive power that the
第１伝達関数７０１（Ｋ１）及び第２伝達関数７０２（Ｋ２）は、例えば記憶装置１４０に記憶されている系統情報７３０を用いて設計される。
The first transfer function 701 (K1) and the second transfer function 702 (K2) are designed using the
第３伝達関数７０３（Ｃ１）は、電力系統４００の周波数を有効電力Ｐｂによって制御する場合における無効電力Ｑｂからの干渉を取り除くための関数である。具体的には、第３伝達関数７０３（Ｃ１）は、第２伝達関数７０２（Ｋ２）によって算出された無効電力目標値を用いて、第１伝達関数７０１（Ｋ１）によって算出された有効電力目標値に対する補正量である有効電力補正値を算出する。
The third transfer function 703 (C1) is a function for removing interference from the reactive power Qb when the frequency of the
第４伝達関数７０４（Ｃ２）は、上記電力系統４００の電圧を無効電力Ｑｂによって制御する場合における有効電力Ｐｂからの干渉を取り除くための関数である。具体的には、第４伝達関数７０４（Ｃ２）は、第１伝達関数７０１（Ｋ１）によって算出された有効電力目標値を用いて、第２伝達関数７０２（Ｋ２）によって算出された無効電力目標値に対する補正量である無効電力補正値を算出する。
The fourth transfer function 704 (C2) is a function for removing interference from the active power Pb when the voltage of the
第１指令値算出部１０２ｅは、有効電力目標値を有効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する有効電力の指令値Ｐｒを算出する。
The first command
第２指令値算出部１０２ｆは、無効電力目標値を無効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する無効電力の指令値Ｑｒを算出する。
The second command
そして制御装置１００は、電力貯蔵装置２００に対して出力すべき有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力Ｑｒの指令値を算出する。
Then, the
このように、本実施形態に係る制御装置１００は、第１伝達関数７０１〜第４伝達関数７０４を用いて有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力Ｑｒの指令値を算出するようにしているため、電直貯蔵装置２００や電力系統４００の特性が変化した場合であっても、第１伝達関数７０１〜第４伝達関数７０４を変更することによって、迅速かつ柔軟に対応することができ、電力系統４００の目標周波数や目標電圧を維持するように制御を続けることができる。
As described above, the
次に、上記干渉を取り除くための第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）について具体的に説明する。 Next, the third transfer function 703 (C1) and the fourth transfer function 704 (C2) for removing the interference will be specifically described.
まず、図３に示すブロック線図から、以下の（式１）〜（式６）が成り立つ。 First, the following (Formula 1) to (Formula 6) hold from the block diagram shown in FIG.
Pr=(K1×ΔF)+(C1×K2×ΔV) …（式１）
Qr=(C2×K1×ΔF)+(K2×ΔV) …（式２）
F’=(G11×Pb)+(G12×Qb) …（式３）
V’=(G21×Pb)+(G22×Qb) …（式４）
Pb=Pr …（式５）
Qb=Qr …（式６）
（式１）〜（式６）からPr、Pb、Qr、Qbを消去すると、（式７）〜（式８）が得られる。
Pr = (K1 × ΔF) + (C1 × K2 × ΔV) (Formula 1)
Qr = (C2 × K1 × ΔF) + (K2 × ΔV) (Formula 2)
F ′ = (G11 × Pb) + (G12 × Qb) (Formula 3)
V ′ = (G21 × Pb) + (G22 × Qb) (Formula 4)
Pb = Pr (Formula 5)
Qb = Qr (Formula 6)
When Pr, Pb, Qr, and Qb are deleted from (Expression 1) to (Expression 6), (Expression 7) to (Expression 8) are obtained.
F’=(G11+G12×C2)×(K1×ΔF)+(G11×C1+G12)×(K2×ΔV) …（式７）
V’=(G21+G22×C2)×(K1×ΔF)+(G21×C1+G22)×(K2×ΔV) …（式８）
干渉がなくなるためには（式９）〜（式１０）が成り立つ必要がある。そして（式９）〜（式１０）をC1、C2について解くことにより、C1及びC2を（式１１）〜（式１２）のように求めることができる。
F ′ = (G11 + G12 × C2) × (K1 × ΔF) + (G11 × C1 + G12) × (K2 × ΔV) (Expression 7)
V ′ = (G21 + G22 × C2) × (K1 × ΔF) + (G21 × C1 + G22) × (K2 × ΔV) (Equation 8)
In order to eliminate the interference, (Expression 9) to (Expression 10) must be satisfied. Then, by solving (Equation 9) to (Equation 10) for C1 and C2, C1 and C2 can be obtained as (Equation 11) to (Equation 12).
(G11×C1+G12)=0 …（式９）
(G21+G22×C2)=0 …（式１０）
C1=-G12/G11 …（式１１）
C2=-G21/G22 …（式１２）
つまり、第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）は、電力系統４００の伝達関数である第５伝達関数７０５（Ｇ１１）〜第８伝達関数７０８（Ｇ２１）を求めることにより、確定させることができる。
(G11 × C1 + G12) = 0 ... (Formula 9)
(G21 + G22 × C2) = 0 ... (Formula 10)
C1 = -G12 / G11 (Formula 11)
C2 = -G21 / G22 (Formula 12)
That is, the third transfer function 703 (C1) and the fourth transfer function 704 (C2) are obtained by obtaining the fifth transfer function 705 (G11) to the eighth transfer function 708 (G21) which are transfer functions of the
なお、第５伝達関数７０５（Ｇ１１）〜第８伝達関数７０８（Ｇ２１）は、後述するように、既知のシステム同定技術を用いることによって求めることが可能である。 The fifth transfer function 705 (G11) to the eighth transfer function 708 (G21) can be obtained by using a known system identification technique as will be described later.
本実施形態に係る制御装置１００は、このようにして定めた第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を制御モデルに組み込むことによって、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを算出している。このため、電力貯蔵装置２００が有効電力Ｐｂ及び無効電力Ｑｂを出力する際に電力系統４００の周波数や潮流、電圧に生ずる干渉を取り去ることが可能となり、電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することを可能にしている。
The
＜電力貯蔵装置の制御機能＞
次に、図３及び図６〜図７等を参照しながら、本実施形態に係る制御装置１００が有する電力貯蔵装置２００の制御機能及び動作について説明する。
<Control function of power storage device>
Next, the control function and operation of the
図３に示すように、制御装置１００は、計測値取得部１０１、演算部１０２および指令値出力部１０６を有して構成される。
As shown in FIG. 3, the
そして演算部１０２には、第１差分算出部１０７ａ、第２差分算出部１０７ｂ、有効電力算出部１０２ａ、無効電力算出部１０２ｂ、有効電力補正部１０２ｃ、無効電力補正部１０２ｄ、第１指令値算出部１０２ｅ、第２指令値算出部１０２ｆが含まれる。
The
なお有効電力算出部１０２ａには、第１伝達関数７０１（Ｋ１）が含まれる。また無効電力算出部１０２ｂには第２伝達関数７０２（Ｋ２）が含まれる。有効電力補正部１０２ｃには第３伝達関数７０３（Ｃ１）が含まれる。無効電力補正部１０２ｄには第４伝達関数７０４（Ｃ２）が含まれる。
The active
計測値取得部１０１は、計測器４５０によって計測された電力系統４００における周波数（第１物理量）の計測値Ｆと、電圧（第２物理量）の計測値Ｖを取得する。
The measurement
具体的には、計測値取得部１０１は、第１計測値取得部１０１ａと第２計測値取得部１０１ｂとを有し、第１計測値取得部１０１ａは電力系統４００における周波数（第１物理量）の計測値Ｆを取得し、第２計測値取得部１０１ｂは電力系統４００における電圧（第２物理量）の計測値Ｖを取得する。
Specifically, the measurement
そして第１差分算出部１０７ａは、周波数の計測値Ｆと、目標周波数（第１目標値）７１０との差分ΔＦを算出する。
Then, the first
また第２差分算出部１０７ｂは、電圧の計測値Ｖと、目標電圧（第２目標値）７２０との差分ΔＶを算出する。
The second
そして有効電力算出部１０２ａは、第１伝達関数７０１（Ｋ１）を用いて、上記周波数の差分ΔＦから、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の目標値である有効電力目標値を算出する。電力貯蔵装置２００が有効電力目標値に応じた有効電力を出力することによって、電力系統４００の周波数を第１目標値７１０に近づけることができる。
Then, the active
一方、無効電力算出部１０２ｂは、第２伝達関数７０２（Ｋ２）を用いて、上記電圧の差分ΔＶから、電力貯蔵装置２００が出力すべき無効電力の目標値である無効電力目標値を算出する。電力貯蔵装置２００が無効電力目標値に応じた有効電力を出力することによって、電力系統４００の電圧を第２目標値７２０に近づけることができる。
On the other hand, the reactive
ただし上述したように、電力系統４００の周波数は、電力貯蔵装置２００が出力する有効電力によって変動するだけでなく、電力貯蔵装置２００が無効電力を出力することによっても影響を受けて変動する。
However, as described above, the frequency of the
同様に、電力系統４００の電圧は、電力貯蔵装置２００が出力する無効電力によって変動するだけでなく、電力貯蔵装置２００が有効電力を出力することによっても影響を受けて変動する。
Similarly, the voltage of the
このため、本実施形態に係る制御装置１００は、有効電力算出部１０２ａが算出した有効電力目標値を、別途、有効電力補正部１０２ｃによって算出された有効電力補正値によって補正した後に、電力貯蔵装置２００に対して有効電力指令値Ｐｒとして出力する。
Therefore, the
同様に、制御装置１００は、無効電力算出部１０２ｂが算出した無効電力目標値を、別途、無効電力補正部１０２ｄによって算出された無効電力補正値によって補正した後に、電力貯蔵装置２００に対して、無効電力指令値Ｑｒとして出力する。
Similarly, the
有効電力補正部１０２ｃは、上述したように、有効電力算出部１０２ａが算出した有効電力目標値に対する補正量である有効電力補正値を算出する。具体的には、有効電力補正部１０２ｃは、第３伝達関数７０３を用いて、無効電力算出部１０２ｂが算出した無効電力目標値から有効電力補正値を算出する。このようにして、電力貯蔵装置２００が無効電力を出力することにより生ずる電力系統４００の周波数の変動を相殺することが可能となる。
As described above, the active
同様に、無効電力補正部１０２ｄは、無効電力算出部１０２ｂが算出した無効電力目標値に対する補正量である無効電力補正値を算出する。具体的には、無効電力補正部１０２ｄは、第４伝達関数７０４を用いて、有効電力算出部１０２ａが算出した有効電力目標値から無効電力補正値を算出する。このようにして、電力貯蔵装置２００が有効電力を出力することにより生ずる電力系統４００の電圧の変動を相殺することが可能となる。
Similarly, the reactive
第１指令値算出部１０２ｅは、有効電力目標値を有効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する有効電力の指令値Ｐｒを算出する。
The first command
第２指令値算出部１０２ｆは、無効電力目標値を無効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する無効電力の指令値Ｑｒを算出する。
The second command
そして図３に示す指令値出力部１０６は、このようにして算出された有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを、電力貯蔵装置２００に出力する。
The command
本実施形態に係る制御装置１００は、このようにして定めた有効電力補正部１０２ｃ、無効電力補正部１０２ｄを用いて、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを算出している。このため、電力貯蔵装置２００が有効電力Ｐｂ及び無効電力Ｑｂを出力する際に電力系統４００の周波数や潮流、電圧に生ずる干渉を取り去ることが可能となり、電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することを可能にしている。
The
なお計測値取得部１０１は、所定期間毎に（例えば１時間毎に）、周波数の計測値Ｆと電圧の計測値Ｖを取得しているが、本実施形態に係る制御装置１００は、計測値取得部１０１がこれらの計測値を取得する毎に、有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを新たに算出して、電力貯蔵装置２００に出力している。
The measurement
このような態様によって、電力系統４００における電力の最新の状態に応じて、電力貯蔵装置２００に対して最適な有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを継続的に出力することが可能になる。
According to such an aspect, it is possible to continuously output the optimum active power command value Pr and reactive power command value Qr to the
なお、もちろん、制御装置１００が有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを算出するタイミングは、周波数の計測値Ｆと電圧の計測値Ｖを取得するタイミングと同じでなくてもよい。
Of course, the timing at which the
次に本実施形態に係る制御装置１００の制御方法について図７のフローチャート参照しながら説明する。
Next, a control method of the
まず、計測値取得部１０１は、計測器４５０によって計測された電力系統４００における周波数（第１物理量）の計測値Ｆと、電圧（第２物理量）の計測値Ｖを取得する（S1000）。
First, the measured
そして有効電力算出部１０２ａは、第１伝達関数７０１（Ｋ１）を用いて、周波数の計測値Ｆと目標周波数（第１目標値）７１０との差分ΔＦから、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の目標値である有効電力目標値を算出する。同様に無効電力算出部１０２ｂは、第２伝達関数７０２（Ｋ２）を用いて、電圧の計測値Ｖと、目標電圧（第２目標値）７２０との差分ΔＶから、電力貯蔵装置２００が出力すべき無効電力の目標値である無効電力目標値を算出する（S1010）。
Then, the active
そして有効電力補正部１０２ｃは、第３伝達関数７０３を用いて、無効電力算出部１０２ｂによって算出された無効電力目標値から有効電力補正値を算出する。同様に、無効電力補正部１０２ｄは、第４伝達関数７０４を用いて、有効電力算出部１０２ａによって算出された有効電力目標値から無効電力補正値を算出する（S1020）。
Then, the active
そして第１指令値算出部１０２ｅは、有効電力目標値を有効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する有効電力の指令値Ｐｒを算出する。同様に、第２指令値算出部１０２ｆは、無効電力目標値を無効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する無効電力の指令値Ｑｒを算出する（S1030）。
Then, the first command
そして指令値出力部１０６は、有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを、電力貯蔵装置２００に出力する（S1040）。
Then, the command
このような方法で制御装置１００を制御することによって、電力貯蔵装置２００が有効電力Ｐｂ及び無効電力Ｑｂを出力する際に電力系統４００の周波数や潮流、電圧に生ずる干渉を取り去ることが可能となり、電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することが可能になる。
By controlling the
＜伝達関数の更新機能＞
次に、図３、図６及び図８等を参照しながら、本実施形態に係る制御装置１００が有する伝達関数の更新機能及び動作について説明する。
<Update function of transfer function>
Next, the transfer function update function and operation of the
図３に示すように、制御装置１００は、計測値取得部１０１、及び関数更新部（第１関数更新部１０４ａ、第２関数更新部１０４ｂ、第３関数更新部１０４ｃ、第４関数更新部１０４ｄ）１０４を有して構成される。
As illustrated in FIG. 3, the
上述したように、計測値取得部１０１は、所定時間毎に（例えば１時間毎に）計測器４５０によって計測された電力系統４００における周波数（第１物理量）の計測値Ｆと、電圧（第２物理量）の計測値Ｖを取得している。
As described above, the measurement
また指令値出力部１０６も、所定時間毎に（例えば１時間毎に）有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを、電力貯蔵装置２００に出力している。
The command
このとき、第１関数更新部１０４ａは、例えば既知のシステム同定技術を用いることによって、所定期間内（例えば過去１か月間）の有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒの履歴と、同一所定期間内（例えば過去１か月間）の周波数の計測値Ｆの履歴と、を用いて第５伝達関数７０５（Ｇ１１）、第６伝達関数７０６（Ｇ１２）の制御パラメータを更新する。 At this time, the first function updating unit 104a, for example, by using a known system identification technique, the history of the command value Pr of active power and the command value Qr of reactive power within a predetermined period (for example, the past month), The control parameters of the fifth transfer function 705 (G11) and the sixth transfer function 706 (G12) are updated using the history of the measurement value F of the frequency within the same predetermined period (for example, the past month).
例えば第１関数更新部１０４ａは、周波数の計測値Ｆを目的変数とし、有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを説明変数とし、第５伝達関数７０５（Ｇ１１）と第６伝達関数７０６（Ｇ１２）との和を回帰式とした回帰分析を行うことによって、第５伝達関数７０５（Ｇ１１）と第６伝達関数７０６（Ｇ１２）の制御パラメータを更新する。 For example, the first function updating unit 104a uses the frequency measurement value F as an objective variable, the active power command value Pr and the reactive power command value Qr as explanatory variables, and uses the fifth transfer function 705 (G11) and the sixth transfer function. The control parameters of the fifth transfer function 705 (G11) and the sixth transfer function 706 (G12) are updated by performing regression analysis using the sum of 706 (G12) as a regression equation.
そして第２関数更新部１０４ｂは、（式１１）に、更新された第５伝達関数７０５（Ｇ１１）及び第６伝達関数７０６（Ｇ１２）を代入することによって、第３伝達関数７０３（Ｃ１）を更新する。 Then, the second function updating unit 104b substitutes the updated fifth transfer function 705 (G11) and sixth transfer function 706 (G12) into (Equation 11), thereby obtaining the third transfer function 703 (C1). Update.
同様に、第３関数更新部１０４ｃは、システム同定技術を用いることによって、所定期間内（例えば過去１か月間）の有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒの履歴と、同一指定期間内（例えば過去１か月間）の電圧の計測値Ｖの履歴と、を用いて第７伝達関数７０７（Ｇ２２）、第８伝達関数７０８（Ｇ２１）の制御パラメータを更新する。 Similarly, the third function updating unit 104c uses the system identification technique to record the active power command value Pr and the reactive power command value Qr within a predetermined period (for example, the past one month) and the same specified period. The control parameters of the seventh transfer function 707 (G22) and the eighth transfer function 708 (G21) are updated using the history of the measured value V of the voltage (for example, for the past month).
そして第４関数更新部１０４ｄは、（式１２）に、更新された第７伝達関数７０７（Ｇ２２）及び第８伝達関数７０８（Ｇ２１）を代入することによって、第４伝達関数７０４（Ｃ２）を更新する。 Then, the fourth function updating unit 104d substitutes the updated seventh transfer function 707 (G22) and eighth transfer function 708 (G21) into (Equation 12), thereby obtaining the fourth transfer function 704 (C2). Update.
このようにして本実施形態に係る制御装置１００は、電力貯蔵装置２００が有効電力Ｐｂ及び無効電力Ｑｂを出力する際に電力系統４００の周波数や潮流、電圧に生ずる干渉を打ち消すような補正値を算出するための第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を更新する。このような態様によって、本実施形態に係る制御装置１００は、より正確に電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量を制御することを可能にすることができる。
In this way, the
また制御装置１００は、１週間ごとや１か月ごと、あるいは１年毎のように定期的に、あるいはオペレータによって指示された不定期のタイミングで、第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を更新するようにしても良い。このような態様により、電力系統４００の電気的特性（Ｇ１１〜Ｇ２２）が経時変化する場合であっても、電力系統４００の複数種類の物理量に対する制御を高精度に継続することが可能になる。
In addition, the
また電力系統４００の周波数や潮流、電圧に生ずる干渉を取り去るための第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を事前に設計することができない場合であっても、電力貯蔵装置２００の運用を開始した後に干渉を取り去るような柔軟な運用を行うことも可能となる。
Further, even when the third transfer function 703 (C1) and the fourth transfer function 704 (C2) for removing the interference generated in the frequency, power flow, and voltage of the
次に本実施形態に係る制御装置１００の制御方法について、図８のフローチャート参照しながら説明する。
Next, a control method of the
まず、計測値取得部１０１は、計測器４５０によって計測された電力系統４００における周波数の計測値Ｆと、電圧の計測値Ｖを取得する（S2000）。
First, the measurement
そして関数更新部１０４は、所定期間内の有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒと、同一の所定期間内の周波数の計測値Ｆ及び電圧の計測値Ｖと、を用いて、例えばシステム同定技術によって、第５伝達関数７０５（Ｇ１１）〜第８伝達関数７０８（Ｇ２１）を更新する（S2010）。
The
そして関数更新部１０４は、（式１１）及び（式１２）に従って、第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を更新する（S2020）。
Then, the
このように制御装置１００を制御することによって、電力系統４００の電気的特性（Ｇ１１〜Ｇ２２）が経時変化する場合であっても、電力系統４００の複数種類の物理量に対する制御を高精度に継続することが可能になる。
By controlling the
＝＝他の実施形態＝＝
制御装置１００は、図９に示すブロック線図によって、電力貯蔵装置２００に対して出力する有効電力の指令値及び無効電力の指令値を算出するようにしてもよい。
== Other Embodiments ==
The
図９に示すブロック線図は、図６に示したブロック線図に対して、第９伝達関数７４０（Ｄ１）及び第１０伝達関数７４１（Ｄ２）が追加されている。 In the block diagram shown in FIG. 9, a ninth transfer function 740 (D1) and a tenth transfer function 741 (D2) are added to the block diagram shown in FIG.
第９伝達関数７４０（Ｄ１）は、有効電力に対応した変動対応コントローラとして機能する。また第１０伝達関数７４１（Ｄ２）は、無効電力に対応した変動対応コントローラとして機能する。 The ninth transfer function 740 (D1) functions as a fluctuation corresponding controller corresponding to the active power. In addition, the tenth transfer function 741 (D2) functions as a fluctuation corresponding controller corresponding to reactive power.
第９伝達関数７４０（Ｄ１）及び第１０伝達関数７４１（Ｄ２）は、第１伝達関数７０１（Ｋ１）や第２伝達関数７０２（Ｋ２）と同様に、例えば記憶装置１４０に記憶されている系統情報７３０を用いて設計される。
Similarly to the first transfer function 701 (K1) and the second transfer function 702 (K2), the ninth transfer function 740 (D1) and the tenth transfer function 741 (D2) are stored in the
そしてこの場合、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の目標値である有効電力目標値は、周波数の差分ΔＦを、第１伝達関数７０１（Ｋ１）と第９伝達関数７４０（Ｄ１）で演算することで算出される。また無効電力目標値は、電圧の差分ΔＶを、第２伝達関数７０２（Ｋ２）と第１０伝達関数７４１（Ｄ２）で演算することで算出される。
In this case, the active power target value, which is the target value of the active power to be output by the
そして第１指令値算出部１０２ｅは、この有効電力目標値を、第３伝達関数７０３（Ｃ１）によって算出された有効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する有効電力の指令値Ｐｒを算出する。
Then, the first command
第２指令値算出部１０２ｆは、無効電力目標値を、第４伝達関数７０４（Ｃ２）によって算出された無効電力補正値によって補正（本実施形態では加算）して、電力貯蔵装置２００に対する無効電力の指令値Ｑｒを算出する。
The second command
次に、図９に示すブロック線図を用いる場合の第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）について具体的に説明する。 Next, the third transfer function 703 (C1) and the fourth transfer function 704 (C2) when the block diagram shown in FIG. 9 is used will be specifically described.
まず、図９に示すブロック線図から、以下の（式１３）〜（式１８）が成り立つ。 First, from the block diagram shown in FIG. 9, the following (Expression 13) to (Expression 18) hold.
Pr=(D1×K1×ΔF)+(C1×K2×ΔV) …（式１３）
Qr=(C2×K1×ΔF)+(D2×K2×ΔV) …（式１４）
F’=(G11×Pb)+(G12×Qb) …（式１５）
V’=(G21×Pb)+(G22×Qb) …（式１６）
Pb=Pr …（式１７）
Qb=Qr …（式１８）
（式１３）〜（式１８）からPr、Pb、Qr、Qbを消去すると、（式１９）〜（式２０）が得られる。
Pr = (D1 × K1 × ΔF) + (C1 × K2 × ΔV) (Formula 13)
Qr = (C2 × K1 × ΔF) + (D2 × K2 × ΔV) (Formula 14)
F ′ = (G11 × Pb) + (G12 × Qb) (Formula 15)
V ′ = (G21 × Pb) + (G22 × Qb) (Formula 16)
Pb = Pr (Formula 17)
Qb = Qr (Formula 18)
When Pr, Pb, Qr, and Qb are deleted from (Expression 13) to (Expression 18), (Expression 19) to (Expression 20) are obtained.
F’=(G11×D1+G12×C2)×(K1×ΔF)+(G11×C1+G12×D2)×(K2×ΔV) …（式１９）
V’=(G21×D1+G22×C2)×(K1×ΔF)+(G21×C1+G22×D2)×(K2×ΔV) …（式２０）
干渉がなくなるためには（式２１）〜（式２２）が成り立つ必要がある。そして（式２１）〜（式２２）をC1、C2について解くことにより、C1及びC2を（式２３）〜（式２４）のように求めることができる。
F ′ = (G11 × D1 + G12 × C2) × (K1 × ΔF) + (G11 × C1 + G12 × D2) × (K2 × ΔV) (Equation 19)
V ′ = (G21 × D1 + G22 × C2) × (K1 × ΔF) + (G21 × C1 + G22 × D2) × (K2 × ΔV) (Equation 20)
In order to eliminate interference, (Expression 21) to (Expression 22) must be satisfied. Then, by solving (Equation 21) to (Equation 22) for C1 and C2, C1 and C2 can be obtained as (Equation 23) to (Equation 24).
(G11×C1+G12×D2)=0 …（式２１）
(G21×D1+G22×C2)=0 …（式２２）
C1=-(G12×D2)/G11 …（式２３）
C2=-(G21×D1)/G22 …（式２４）
つまり、第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）は、電力系統４００の伝達関数である第５伝達関数７０５（Ｇ１１）〜第８伝達関数７０８（Ｇ２１）、第９伝達関数７４０（Ｄ１）、及び第１０伝達関数７４１（Ｄ２）を求めることにより、確定させることができる。
(G11 × C1 + G12 × D2) = 0 (Formula 21)
(G21 × D1 + G22 × C2) = 0… (Formula 22)
C1 =-(G12 × D2) / G11 (Equation 23)
C2 =-(G21 × D1) / G22 (Formula 24)
That is, the third transfer function 703 (C1) and the fourth transfer function 704 (C2) are the fifth transfer function 705 (G11) to the eighth transfer function 708 (G21), which are transfer functions of the
本実施形態においても、第５伝達関数７０５（Ｇ１１）〜第８伝達関数７０８（Ｇ２１）は、上述したように、既知のシステム同定技術を用いることによって求めることが可能である。 Also in the present embodiment, the fifth transfer function 705 (G11) to the eighth transfer function 708 (G21) can be obtained by using a known system identification technique as described above.
そのため、本実施形態に係る制御装置１００の場合も、このようにして定めた第３伝達関数７０３（Ｃ１）及び第４伝達関数７０４（Ｃ２）を制御モデルに組み込むことによって、電力貯蔵装置２００が出力すべき有効電力の指令値Ｐｒ及び無効電力の指令値Ｑｒを算出することができる。そして、電力貯蔵装置２００が有効電力Ｐｂ及び無効電力Ｑｂを出力する際に電力系統４００の周波数や潮流、電圧に生ずる干渉を取り去ることが可能となり、電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量をより正確に制御することが可能になる。
Therefore, also in the case of the
以上説明したように、本実施形態に係る制御装置１００、制御装置１００の制御方法及び制御プログラム６００によれば、電力系統４００の周波数や潮流、電圧等の複数種類の物理量に生ずる干渉を取り除き、電力系統４００をより正確に制御することが可能となる。
As described above, according to the
そしてまた、電力系統４００における電力の品質維持向上や、そのための労力軽減を図ることが可能となる。
In addition, it is possible to improve and maintain the quality of power in the
なお上述した実施の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。 The embodiments described above are for facilitating the understanding of the present invention, and are not intended to limit the present invention. The present invention can be changed and improved without departing from the gist thereof, and equivalents thereof are also included in the present invention.
１００ 制御装置
１０１ 計測値取得部
１０２ 演算部
１０３ 記憶部
１０４ 関数更新部
１０５ 予測値算出部
１０６ 指令値出力部
１０７ 差分算出部
１１０ ＣＰＵ
１２０ メモリ
１３０ 通信装置
１４０ 記憶装置
１５０ 入力装置
１６０ 出力装置
１７０ 記録媒体読取装置
２００ 電力貯蔵装置
２１０ 双方向コンバータ
２２０ エネルギー貯蔵部
３００ 変圧器
４００ 電力系統
４１０ 発電設備
４２０ 母線
４３０ 送配電線
４４０ 負荷
４５０ 計測器
６００ 制御プログラム
７００〜７０９ 伝達関数
７１０ 第１目標値
７２０ 第２目標値
７３０ 系統情報
７４０〜７４１ 伝達関数
８００ 記録媒体
DESCRIPTION OF
120
Claims (8)
前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出する電力算出部と、
前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出する電力補正部と、
前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力する指令値出力部と、
を備え、
前記第３関数は、前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の計算値を、前記有効電力の指令値から算出可能な第５関数と、前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の変動量を、前記無効電力の指令値から算出可能な第６関数と、を用いて定められることを特徴とする制御装置。 A control device for controlling a power storage device linked to a power system,
A first function capable of calculating a target value of active power to be output by the power storage device to control a first physical quantity in the power system to a first target value from a difference between the first physical quantity and the first target value. The target value of the reactive power to be output by the power storage device in order to control the second physical quantity in the power system to the second target value is calculated using the second physical quantity and the second physical quantity. A power calculator that calculates a target value of the reactive power using a second function that can be calculated from a difference from the second target value ;
Using the third function that can calculate the correction value of the active power from the target value of the reactive power so as to cancel the fluctuation of the first physical quantity caused by the power storage device outputting the reactive power. A correction amount of power is calculated, and a correction value of the reactive power that cancels the fluctuation of the second physical quantity caused by the power storage device outputting the active power can be calculated from the target value of the active power. A power correction unit that calculates a correction amount of the reactive power using four functions ;
A command value of active power calculated by correcting the target value of active power with the correction value of active power, and a command value of reactive power calculated by correcting the target value of reactive power with the correction value of reactive power A command value output unit for outputting to the power storage device,
Equipped with a,
The third function is a fifth function capable of calculating a calculated value of the first physical quantity that is expected when the power storage device outputs active power corresponding to the command value of the active power from the command value of the active power. A sixth function capable of calculating from the command value of the reactive power, a function, and a fluctuation amount of the first physical quantity that is expected when the power storage device outputs the reactive power according to the reactive power command value; control device according to claim Rukoto determined using.
前記電力系統に設置される計測器によって計測された前記第１物理量の計測値を取得する第１計測値取得部と、
前記指令値出力部が過去の所定期間内に前記電力貯蔵装置に出力した前記有効電力の指令値及び前記無効電力の指令値の履歴と、前記所定期間における前記第１物理量の計測値の履歴と、を用いて、前記第５関数及び前記第６関数を更新する第１関数更新部と、
更新された前記第５関数及び前記第６関数を用いて、前記第３関数を更新する第２関数更新部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 1 ,
A first measurement value acquisition unit for acquiring a measurement value of the first physical quantity measured by a measuring instrument installed in the power system;
A history of the command value of the active power and the command value of the reactive power output to the power storage device by the command value output unit within a predetermined period in the past, and a history of the measurement value of the first physical quantity in the predetermined period; And a first function updating unit that updates the fifth function and the sixth function,
A second function updating unit that updates the third function using the updated fifth function and the sixth function;
A control device comprising:
前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出する電力算出部と、
前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出する電力補正部と、
前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力する指令値出力部と、
を備え、
前記第４関数は、前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第２物理量の計算値を、前記無効電力の指令値から算出可能な第７関数と、前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第２物理量の変動量を、前記有効電力の指令値から算出可能な第８関数と、を用いて定められることを特徴とする制御装置。 A control device for controlling a power storage device linked to a power system,
A first function capable of calculating a target value of active power to be output by the power storage device to control a first physical quantity in the power system to a first target value from a difference between the first physical quantity and the first target value. The target value of the reactive power to be output by the power storage device in order to control the second physical quantity in the power system to the second target value is calculated using the second physical quantity and the second physical quantity. A power calculator that calculates a target value of the reactive power using a second function that can be calculated from a difference from the second target value ;
Using the third function that can calculate the correction value of the active power from the target value of the reactive power so as to cancel the fluctuation of the first physical quantity caused by the power storage device outputting the reactive power. A correction amount of power is calculated, and a correction value of the reactive power that cancels the fluctuation of the second physical quantity caused by the power storage device outputting the active power can be calculated from the target value of the active power. A power correction unit that calculates a correction amount of the reactive power using four functions ;
A command value of active power calculated by correcting the target value of active power with the correction value of active power, and a command value of reactive power calculated by correcting the target value of reactive power with the correction value of reactive power A command value output unit for outputting to the power storage device,
Equipped with a,
The fourth function is a seventh function that can calculate a calculated value of the second physical quantity expected from the reactive power command value output from the reactive power command value from the reactive power command value. An eighth function capable of calculating from the command value of the active power, a function, and a fluctuation amount of the second physical quantity that is expected when the power storage device outputs the active power according to the command value of the active power; control device according to claim Rukoto determined using.
前記電力系統に設置される計測器によって計測された前記第２物理量の計測値を取得する第２計測値取得部と、
前記指令値出力部が過去の所定期間内に前記電力貯蔵装置に出力した前記有効電力の指令値及び前記無効電力の指令値の履歴と、前記所定期間における前記第２物理量の計測値の履歴と、を用いて、前記第７関数及び前記第８関数を更新する第３関数更新部と、
更新された前記第７関数及び前記第８関数を用いて、前記第４関数を更新する第４関数更新部と、
を備えることを特徴とする制御装置。 The control device according to claim 3 ,
A second measurement value acquisition unit for acquiring a measurement value of the second physical quantity measured by a measuring instrument installed in the power system;
A history of the command value of the active power and the command value of the reactive power output by the command value output unit to the power storage device within a predetermined period in the past, and a history of the measurement value of the second physical quantity in the predetermined period, And a third function updating unit for updating the seventh function and the eighth function,
A fourth function updating unit that updates the fourth function using the updated seventh function and the eighth function;
A control device comprising:
前記制御装置が、前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出し、
前記制御装置が、前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出し、
前記制御装置が、前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力し、
前記制御装置が、前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の計算値を、前記有効電力の指令値から算出可能な第５関数と、前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の変動量を、前記無効電力の指令値から算出可能な第６関数と、を用いて前記第３関数を定める
ことを特徴とする制御装置の制御方法。 A control method of a control device of a power storage device linked to a power system,
The control device calculates a target value of active power to be output from the power storage device to control the first physical quantity in the power system to a first target value from a difference between the first physical quantity and the first target value. using a first function possible, the calculated target value of the active power, the target value of the reactive power to be output by the power storage device to control the second physical quantity in the power system to the second target value Using the second function that can be calculated from the difference between the second physical quantity and the second target value, the target value of the reactive power is calculated,
A third function capable of calculating a correction value of the active power from the target value of the reactive power so as to cancel the fluctuation of the first physical quantity caused by the output of the reactive power by the power storage device ; used, the calculated correction amount of active power, the power storage device is the target value of the active power correction value of the reactive power which cancels the variation of the second physical quantity caused by outputting the effective power The reactive power correction amount is calculated using a fourth function that can be calculated from
The control device calculates the active power command value calculated by correcting the active power target value using the active power correction value and the reactive power target value corrected using the reactive power correction value. A reactive power command value is output to the power storage device ,
A fifth function that allows the control device to calculate a calculated value of the first physical quantity that is expected when the power storage device outputs active power corresponding to the command value of the active power from the command value of the active power. And a sixth function that can calculate a fluctuation amount of the first physical quantity that is expected when the power storage device outputs reactive power corresponding to the reactive power command value from the reactive power command value. A control method for a control device, wherein the third function is determined by using the third function .
前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出する機能と、
前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出する機能と、
前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力する機能と、
前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の計算値を、前記有効電力の指令値から算出可能な第５関数と、前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第１物理量の変動量を、前記無効電力の指令値から算出可能な第６関数と、を用いて前記第３関数を定める機能と、
を実現するためのプログラム。 In the control device that controls the power storage device linked to the power system,
A first function capable of calculating a target value of active power to be output by the power storage device to control a first physical quantity in the power system to a first target value from a difference between the first physical quantity and the first target value. The target value of the reactive power to be output by the power storage device in order to control the second physical quantity in the power system to the second target value is calculated using the second physical quantity and the second physical quantity. A function of calculating a target value of the reactive power using a second function that can be calculated from a difference from the second target value ;
Using the third function that can calculate the correction value of the active power from the target value of the reactive power so as to cancel the fluctuation of the first physical quantity caused by the power storage device outputting the reactive power. A correction amount of power is calculated, and a correction value of the reactive power that cancels the fluctuation of the second physical quantity caused by the power storage device outputting the active power can be calculated from the target value of the active power. A function of calculating a correction amount of the reactive power using four functions ;
A command value of active power calculated by correcting the target value of active power with the correction value of active power, and a command value of reactive power calculated by correcting the target value of reactive power with the correction value of reactive power And a function of outputting to the power storage device,
A fifth function capable of calculating a calculated value of the first physical quantity that is expected when the power storage device outputs active power corresponding to the command value of the active power from the command value of the active power; and the power storage A sixth function capable of calculating a fluctuation amount of the first physical quantity that is expected when the device outputs reactive power corresponding to the reactive power command value, using the sixth function that can be calculated from the reactive power command value. A function to define a function;
Program to realize.
前記制御装置が、前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出し、 The control device calculates a target value of active power to be output from the power storage device to control the first physical quantity in the power system to a first target value from a difference between the first physical quantity and the first target value. The active power target value is calculated using a possible first function, and the reactive power target value to be output by the power storage device to control the second physical quantity in the power system to the second target value is Using the second function that can be calculated from the difference between the second physical quantity and the second target value, the target value of the reactive power is calculated,
前記制御装置が、前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出し、 A third function capable of calculating a correction value of the active power from the target value of the reactive power so as to cancel the fluctuation of the first physical quantity caused by the output of the reactive power by the power storage device; A correction amount of the reactive power that is used to calculate a correction amount of the active power and cancel the fluctuation of the second physical quantity caused by the power storage device outputting the active power. The reactive power correction amount is calculated using a fourth function that can be calculated from
前記制御装置が、前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力し、 The control device calculates the active power command value calculated by correcting the active power target value using the active power correction value and the reactive power target value corrected using the reactive power correction value. A reactive power command value is output to the power storage device,
前記制御装置が、前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第２物理量の計算値を、前記無効電力の指令値から算出可能な第７関数と、前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第２物理量の変動量を、前記有効電力の指令値から算出可能な第８関数と、を用いて前記第４関数を定める A seventh function that allows the control device to calculate a calculated value of the second physical quantity expected from the reactive power command value output by the power storage device from the reactive power command value; And an eighth function capable of calculating a fluctuation amount of the second physical quantity that is expected when the power storage device outputs active power corresponding to the command value of the active power from the command value of the active power. To determine the fourth function
ことを特徴とする制御装置の制御方法。The control method of the control apparatus characterized by the above-mentioned.
前記電力系統における第１物理量を第１目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき有効電力の目標値を前記第１物理量と前記第１目標値との差分から算出可能な第１関数を用いて、前記有効電力の目標値を算出し、前記電力系統における第２物理量を第２目標値に制御するべく前記電力貯蔵装置が出力すべき無効電力の目標値を前記第２物理量と前記第２目標値との差分から算出可能な第２関数を用いて、前記無効電力の目標値を算出する機能と、 A first function capable of calculating a target value of active power to be output by the power storage device to control a first physical quantity in the power system to a first target value from a difference between the first physical quantity and the first target value. The target value of the reactive power to be output by the power storage device in order to control the second physical quantity in the power system to the second target value is calculated using the second physical quantity and the second physical quantity. A function of calculating a target value of the reactive power using a second function that can be calculated from a difference from the second target value;
前記電力貯蔵装置が前記無効電力を出力することにより生ずる前記第１物理量の変動を打ち消すような前記有効電力の補正値を前記無効電力の目標値から算出可能な第３関数を用いて、前記有効電力の補正量を算出し、前記電力貯蔵装置が前記有効電力を出力することにより生ずる前記第２物理量の変動を打ち消すような前記無効電力の補正値を前記有効電力の目標値から算出可能な第４関数を用いて、前記無効電力の補正量を算出する機能と、 Using the third function that can calculate the correction value of the active power from the target value of the reactive power so as to cancel the fluctuation of the first physical quantity caused by the power storage device outputting the reactive power. A correction amount of power is calculated, and a correction value of the reactive power that cancels the fluctuation of the second physical quantity caused by the power storage device outputting the active power can be calculated from the target value of the active power. A function of calculating a correction amount of the reactive power using four functions;
前記有効電力の目標値を前記有効電力の補正値によって補正して算出した有効電力の指令値と、前記無効電力の目標値を前記無効電力の補正値によって補正して算出した無効電力の指令値と、を前記電力貯蔵装置に出力する機能と、 A command value of active power calculated by correcting the target value of active power with the correction value of active power, and a command value of reactive power calculated by correcting the target value of reactive power with the correction value of reactive power And a function of outputting to the power storage device,
前記電力貯蔵装置が前記無効電力の指令値に応じた無効電力を出力することにより見込まれる前記第２物理量の計算値を、前記無効電力の指令値から算出可能な第７関数と、前記電力貯蔵装置が前記有効電力の指令値に応じた有効電力を出力することにより見込まれる前記第２物理量の変動量を、前記有効電力の指令値から算出可能な第８関数と、を用いて前記第４関数を定める機能と、 A seventh function capable of calculating from the reactive power command value a calculated value of the second physical quantity expected when the power storage device outputs reactive power according to the reactive power command value; An eighth function capable of calculating a fluctuation amount of the second physical quantity that is expected when the device outputs an active power corresponding to the command value of the active power, using an eighth function that can be calculated from the command value of the active power. A function to define a function;
を実現するためのプログラム。Program to realize.
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