JP6791343B1 - 分散型電源システム - Google Patents
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Abstract
Description
過去の所定期間における前記出力電力を検知する検知手段と、
前記検知手段に接続され、前記複数のパワーコンディショナ間を渡り配線によって接続させる信号線と、を備え、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるマスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記検知手段から入力される前記検知手段が検出した前記過去の所定期間における前記出力電力の最大値を取得し、前記出力電力の最大値が、前記商用電力系統への逆潮流が生じ得る閾値より小さい場合には、前記出力変更手段に前記出力電力を所定量だけ増加させる負荷追従制御を行う制御部を備え、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるスレーブ機を構成するパワーコンディショナは、前記信号線を通じて入力された前記過去の所定期間における前記出力電力と、前記マスタ機から送信された前記負荷追従制御に関する情報とにしたがって前記負荷に電力を供給する制御部を備える、
ことを特徴とする、分散型電源システムである。
前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記第1接続線を通じて前記検知手段によって検出された前記過去の所定期間における前記出力電力と、前記負荷追従制御に関する情報とを前記スレーブ機を構成するパワーコンディショナに送信するとともに、前記第2接続線を通じて前記負荷追従に関する情報以外の情報を送信するようにしてもかまわない。これによれば、マスタ機は、負荷追従制御に関する情報を高速通信が可能な接続線を介して優先的にスレーブ機側に伝送できるため、より確度を高めた負荷追従制御が可能になる。
された場合に第2検出信号を出力する地絡過電圧検出部と、をさらに備え、前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記第1検出信号及び前記第2検出信号が入力されるとともに、前記接続線を通じて接続された前記スレーブ機を構成するパワーコンディショナの停止を制御するようにしてもかまわない。これによれば、全てのパワーコンディショナに対して逆電力継電器および地絡過電圧継電器の検出信号を入力するための配線が行われる場合と比較して、相対的な施行コスト(工数、配線費用等)を削減することが可能になる。
以下、本発明の適用例について、図面を参照しつつ説明する。図1に、本適用例における分散型電源システム1の概略構成について示す。図1において、分散型電源システム1は、パワーコンディショナ10と太陽光発電装置20とを含んでいる。1aは商用電源の商用電力系統であり、この商用電力系統1aには、第1の負荷2と、第2の負荷3(以下、単純に負荷2、3という)が接続されている。また、分散型電源システム1は、商用電
力系統1aと負荷2、3の間の受電点を流れる電流の向きと大きさを検出する検知手段としての系統CT(カレントトランス)6a、6bを備える。この系統CT6a、6bで検出された検出信号は、パワーコンディショナ10の備えるCT入力回路(ADコンバータ)15a、15bにCT電流線を通じて入力される。
ーコンディショナ10はマスタ機として機能し、系統CT(カレントトランス)6a、6bで検出された検出信号に基づいて、逆潮流がRPR検出レベルを超えない範囲で、パワーコンディショナ10の出力電力が可及的に大きくなるように制御をすることができ、逆潮流の発生を抑制しながら、効率的に負荷2、3に電力供給を行うことが可能になる。複数のパワーコンディショナ10を備える分散型電源システム51では、全てのパワーコンディショナ10がマスタ機として機能することが可能になるため、システム稼働時間を長くすることが可能になる。システム稼働時間が、マスタ機として機能するパワーコンディショナ10に左右されることはない。また、CT電流線の渡り配線に接続された各パワーコンディショナ間では、マスタ機として機能するパワーコンディショナをローテーションにより稼働することができるため、パワーコンディショナ10の寿命が平準化できる。そして、系統CT(カレントトランス)6a、6bで検出された検出信号は、パワーコンディショナ間を接続させるCT電流線の渡り配線のみで供給されるため簡易な構成でシステムの稼働時間が確保できる。
以下では、本発明の実施例に係る分散型電源システム1について、図面を用いて、より詳細に説明する。
本実施例において、パワーコンディショナ10は、太陽光発電装置20が発電した電力を商用電力系統1aと同期のとれた交流電力に変換する出力変更手段としての電力変換部13を備える。また、商用電力系統1aと負荷2、3の間の受電点を流れる電流の向きと大きさを検出する検知手段としての系統CT(カレントトランス)6a、6bと、この系統CT6a、6bの検出信号を入力するCT入力回路(ADコンバータ)15a、15bを備える。また、電力変換部13の出力電流の大きさを検出する出力CT(カレントトランス)CT14と、この出力CT14の検出信号を入力するCT入力回路(ADコンバータ)15cを備える。さらに、商用電力系統1aの電圧(系統電圧)を検出信号として入力する電圧入力回路35a、35bと、電力変換部13に指令を発信してパワーコンディショナ10による出力電力を制御する制御部(MPU)12を備える。
なお、実際には、本実施例においては、各分割期間における分割期間最大値は、RPR検出レベルと各分割期間における分割期間最大値との制御偏差Aとして記憶される。よって、各分割期間における分割期間最大値は、各分割期間における制御偏差Aの最小値Amin[n](n=0〜11)として記憶部に記憶される。なお、各分割期間における制御偏差Aの最小値Amin[n]は、以下、分割期間偏差とも呼ぶ。
制御偏差A[%] = [ { (−系統電力) − (−RPR検出レベル) }÷Σパワーコンディショナ定格 ]
×100[%] −オフセット・・・・・(1)
(系統電力とRPR検出レベルは、逆符号のため偏差を足し算で算出している。)
式(1)に関して、標準偏差A[%]は、逆潮流側については、−100[%] ≦ 制御偏差A[%]の範囲に制限してもよい。また、順潮流側については、制御偏差A[%] ≦ 50[%]の範囲に制限してもよい。これにより、負荷2、3が大幅に変動したような場合であっても、制御偏差A[%]が過応答になることを抑制できる。
をかけるようにしてもよい。また、出力制御目標Bは、システムの起動時あるいは、系統と切り離されたゲートブロックの解除時には、0%から再スタートさせるようにしてもよい。また、各分割期間偏差Amin[n]は、システムの起動時あるいは、系統と切り離されたゲートブロックの解除時には、Amin[n](%)−5(%)等の値から、再スタートさせるようにしてもよい。
次に、本発明の実施例2について説明する。本実施例においては、分散型電源システムが、複数のパワーコンディショナを備えている例について説明する。
がなされる。
電流線24a、24bを通じてパワーコンディショナ10aの備えるCT入力回路(ADコンバータ)15a、15bに入力される。パワーコンディショナ10aとパワーコンディショナ10b、および、パワーコンディショナ10bとパワーコンディショナ10cとは、それぞれCT電流線25a、25、および26a、26bを介して接続される。CT電流線25a、25b、および26a、26bは、系統CT6a、6bで検出された検出信号をパワーコンディショナ10bおよびパワーコンディショナ10cに入力するための渡り配線を構成する。パワーコンディショナ10bの備えるCT入力回路15a、15b(不図示)には、CT電流線25a、25bを通じて系統CT6a、6bで検出された検出信号が入力される。パワーコンディショナ10cの備えるCT入力回路15a、15b(不図示)には、CT電流線26a、26bを通じて系統CT6a、6bで検出された検出信号が入力される。
合であっても、当該パワーコンディショナを解列させてシステムから切り離し、当該パワーコンディショナ以外のパワーコンディショナ10を用いてシステム稼働が可能になる。
次に、本発明の実施例3について説明する。図4には、本実施例に係る分散型電源システム52を、三相の需要家負荷2a及び単相の需要家負荷2、3と、高圧配電線21とに接続した例が示される。この実施例においては、高圧配電線21からの電力を、キュービクル52bを介して、需要家構内52aにおける三相の需要家負荷2aと、単相の需要家負荷2、3に供給している。マスタ機として機能するパワーコンディショナ10a及びスレーブ機として機能するパワーコンディショナ10b、10cの構成は、図3に示したものと同等である。パワーコンディショナ10a及びパワーコンディショナ10b、10cの出力端は、単相の需要家負荷2、3とキュービクル52bの間に接続されており、系統電力計測ユニット7は、高圧配電線21とキュービクル52bの間の受電点に設けられている。そして、高圧配電線21とキュービクル52bの間には、逆電力継電器(RPR:Reverse Power Relays)8と地絡過電圧継電器(OVGR:Over Voltage Ground Relay
)9とが設けられている。逆電力継電器8は、商用電力系統2側に逆潮流する電力が閾値(RPR検出レベル)を超えると、検出信号を出力し、地絡過電圧継電器9は、系統側で地絡故障(アースへのショート)が発生した場合、故障した場所の探査や、故障の除去作業にあたる作業員の感電を防止するために、電圧が閾値(OVGR検出レベル)をこえると検出信号を出力する。本実施例においては、逆電力継電器8及び地絡過電圧継電器9の検出信号(接点信号)は、マスタ機として機能するパワーコンディショナ10に入力される。
れた太陽光発電装置(不図示)の出力を負荷追従制御することが可能になる。
図5は、実施例3における変形例の分散型電源システム53の通信形態を説明する図である。変形例の分散型電源システム53においては、近距離無線通信や構内無線LAN等の通信規格に準拠した通信回路を備える系統CT6c、6d(カレントトランス)、逆電力継電器8a、地絡過電圧継電器9a、パワーコンディショナ10a、10b、10cを備える。系統CT6cの通信回路6c1、系統CT6dの通信回路6d1、逆電力継電器8aの通信回路8a1、地絡過電圧継電器9a通信回路9a1のそれぞれは、上記通信規格に準拠した通信手順により無線回線を通じて、マスタ機として機能するパワーコンディショナ10aの通信回路10a1と接続される。また、パワーコンディショナ10aの通信回路10a1は、スレーブ機として機能するパワーコンディショナ10bの通信回路10b1と無線回線を通じて接続され、当該通信回路10b1はスレーブ機として機能するパワーコンディショナ10cの通信回路10c1と接続される。
<発明1>
直流電力を発電する発電装置(20)と、電力供給対象である負荷(2、3)と商用電力系統(1a)とに接続された出力端(17、18、19)と、前記発電装置(20)によって発電された直流電力の電圧を変更するとともに直流を交流に変換する複数のパワーコンディショナとを備え、前記複数のパワーコンディショナはマスタ機を構成するパワーコンディショナ(10)を主制御機として通信するマスタ・スレーブ方式の通信が可能に接続されるとともに、所定の出力電力を出力することで前記負荷(2、3)に電力を供給する分散型電源システム(1)であって、
過去の所定期間における前記出力電力を検知する検知手段(6a、6b)と、
前記検知手段(6a、6b)に接続され、前記複数のパワーコンディショナ間を渡り配線によって接続させる信号線(25a、25b、26a、26b)と、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるマスタ機を構成するパワーコンデショナ(10)は、前記検知手段(6a、6b)から入力される前記検知手段が検出した前記過去の所定期間における前記出力電力の最大値を取得し、前記出力電力の最大値が、前記商用電力系統(1a)への逆潮流が生じ得る閾値より小さい場合には、前記出力変更手段(13)に前記出力電力を所定量だけ増加させる負荷追従制御を行う制御部(12)を備え、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるスレーブ機を構成するパワーコンディショナ(10)は、前記信号線を通じて入力された前記過去の所定期間における前記出力電力と、前記マスタ機から送信された前記負荷追従制御に関する情報とにしたがって前記負荷(2、3)に電力を供給する制御部(12)を備える、
ことを特徴とする、分散型電源システム(1)。
1a :商用電力系統
2,3 :負荷
7 :系統電力計測ユニット
10 :パワーコンディショナ
11 :記憶部
12 :制御部
Claims (8)
- 直流電力を発電する発電装置と、電力供給対象である負荷と商用電力系統とに接続された出力端と、前記発電装置によって発電された直流電力を交流に変換する複数のパワーコンディショナとを備え、前記複数のパワーコンディショナはマスタ機を構成するパワーコンディショナを主制御機として通信するマスタ・スレーブ方式の通信が可能に接続されるとともに、所定の出力電力を出力することで前記負荷に電力を供給する分散型電源システムであって、
過去の所定期間における前記出力電力を検知する検知手段と、
前記検知手段に接続され、前記複数のパワーコンディショナ間を渡り配線によって接続させる信号線と、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるマスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記検知手段から入力される前記検知手段が検出した前記過去の所定期間における前記出力電力の最大値を取得し、前記出力電力の最大値が、前記商用電力系統への逆潮流が生じ得る閾値より小さい場合には、前記出力電力を所定量だけ増加させる負荷追従制御を行う制御部を備え、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるスレーブ機を構成するパワーコンディショナは、前記信号線を通じて入力された前記過去の所定期間における前記出力電力と、前記マスタ機から送信された前記負荷追従制御に関する情報とにしたがって前記負荷に電力を供給する制御部を備える、
ことを特徴とする、分散型電源システム。 - 直流電力を発電する発電装置と、電力供給対象である負荷と商用電力系統とに接続された出力端と、前記発電装置によって発電された直流電力を交流に変換する複数のパワーコンディショナとを備え、前記複数のパワーコンディショナはマスタ機を構成するパワーコンディショナを主制御機として通信するマスタ・スレーブ方式の通信が可能に接続されるとともに、所定の出力電力を出力することで前記負荷に電力を供給する分散型電源システムであって、
過去の所定期間における前記出力電力を検知する検知手段と、
前記検知手段に接続され、前記複数のパワーコンディショナ間を渡り配線によって接続させる信号線と、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるマスタ機を構成するパワーコンディショナは
、前記検知手段から入力される前記検知手段が検出した前記過去の所定期間における前記出力電力の最大値を取得し、前記出力電力の最大値が、前記商用電力系統への逆潮流が生じ得る閾値より大きい場合には、前記出力電力を所定量だけ減少させる負荷追従制御を行う制御部を備え、
前記マスタ・スレーブ方式の通信におけるスレーブ機を構成するパワーコンディショナは、前記信号線を通じて入力された前記過去の所定期間における前記出力電力と、前記マスタ機から送信された前記負荷追従制御に関する情報とにしたがって前記負荷に電力を供給する制御部を備える、
ことを特徴とする、分散型電源システム。 - 前記複数のパワーコンディショナの中の、前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記マスタ機として稼働する稼働時間を平準化させるように選択される、ことを特徴とする請求項1または2に記載の分散型電源システム。
- 前記複数のパワーコンディショナがマスタ・スレーブ方式の通信が可能に接続される接続線は、通信速度が相対的に高い第1接続線と前記第1接続線より通信速度が相対的に低い第2接続線とを含み、
前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記第1接続線を通じて前記負荷追従制御に関する情報を前記スレーブ機を構成するパワーコンディショナに送信するとともに、前記第2接続線を通じて前記負荷追従制御に関する情報以外の情報を送信する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか一項に記載の分散型電源システム。 - 前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記第2接続線を通じて、前記マスタ機のパワーコンディショナに設定された第1設定情報と、前記スレーブ機を構成するパワーコンディショナに設定される第2設定情報を送信する、ことを特徴とする請求項4に記載の分散型電源システム。
- 前記商用電力系統に接続される受電点における逆潮流電力が検出された場合に第1検出信号を出力する逆電力検出部と、
前記商用電力系統側で異常が検出された場合に第2検出信号を出力する地絡過電圧検出部と、をさらに備え、
前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記第1検出信号及び前記第2検出信号が入力されるとともに、接続線を通じて接続された前記スレーブ機を構成するパワーコンディショナの停止を制御する、ことを特徴とする請求項1から5の何れか一項に記載の分散型電源システム。 - 前記逆電力検出部および前記地絡過電圧検出部は、前記マスタ機を構成するパワーコンディショナと無線を通じて接続され、
前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記無線を通じて前記第1検出信号及び前記第2検出信号が入力されるとともに、前記マスタ機のパワーコンディショナと無線を通じて接続された前記スレーブ機を構成するパワーコンディショナの停止を制御する、ことを特徴とする請求項6に記載の分散型電源システム。 - 前記検知手段は、前記マスタ機を構成するパワーコンディショナと無線を通じて接続され、
前記マスタ機を構成するパワーコンディショナは、前記無線を通じて入力された前記検知手段が検出した過去の所定期間における前記出力電力に基づいて前記負荷追従制御を行うとともに、
前記マスタ機のパワーコンディショナと無線を通じて接続された前記スレーブ機のパワーコンディショナは、前記マスタ機から送信された前記過去の所定期間における前記出力
電力と前記負荷追従制御に関する情報とにしたがって前記負荷に電力を供給する、請求項1から7の何れか一項に記載の分散型電源システム。
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