JP6917407B2 - Output control device, power generation system, and output control method - Google Patents
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Description
本発明は、複数の発電設備が連系した発電システムの出力を制御する出力制御装置等に関する。 The present invention relates to an output control device or the like that controls the output of a power generation system in which a plurality of power generation facilities are connected.
自然界に存在する再生可能エネルギーを電力エネルギーに変換する方法として、例えば太陽光発電や風力発電があり、設備利用率の向上等を目的としてこれらの再生可能エネルギーを組み合わせて発電する方法(以下、ハイブリッド発電システム)がある。発電事業者がこの再生可能エネルギー発電装置を例えば電力供給会社の電力系統と連系させる場合には、事前にこれらの発電装置の合計最大出力電力(以下、連系契約容量という)が定められる。そして、これらの発電装置は、連系契約容量を超える電力を商用電力系統へ供給することができない。これらの再生可能エネルギーによる発電を行う複数の発電設備の出力を、そのうちの1の発電設備の出力を気象条件を考慮して制御することによって連系契約容量を超えないようにする従来技術が知られている。 As a method of converting renewable energy existing in the natural world into electric power energy, for example, there are solar power generation and wind power generation, and a method of generating power by combining these renewable energies for the purpose of improving equipment utilization rate (hereinafter, hybrid). There is a power generation system). When a power generation company interconnects this renewable energy power generation device with, for example, the power system of a power supply company, the total maximum output power of these power generation devices (hereinafter referred to as interconnection contract capacity) is determined in advance. Then, these power generation devices cannot supply electric power exceeding the interconnection contract capacity to the commercial power system. Conventional technology is known to prevent the output of multiple power generation facilities that generate power from these renewable energies from exceeding the interconnection contract capacity by controlling the output of one of the power generation facilities in consideration of weather conditions. Has been done.
しかしながら、上述のような従来技術は、例えば太陽光発電モジュール上の積雪が滑落した場合や、太陽光発電モジュール周辺の霧が消失した場合などの、モジュールへの日射量に関わる環境の急激な変化による発電量の急激な増加に対応することができず、連系契約容量を超えてしまうことがある。 However, in the conventional technology as described above, a sudden change in the environment related to the amount of solar radiation to the module, for example, when the snow on the photovoltaic power generation module slides down or when the fog around the photovoltaic power generation module disappears. It may not be possible to cope with the rapid increase in the amount of power generated due to the above, and the capacity of the interconnection contract may be exceeded.
本発明の一態様は、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる出力制御装置等を実現することを目的とする。 One aspect of the present invention is to realize an output control device or the like capable of controlling the total output of a plurality of power generation facilities so as not to exceed the interconnection contract capacity even in a sudden change in the environment.
前記の課題を解決するために、本発明の一態様に係る出力制御装置は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第1発電設備、および第2発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、第1発電設備および第2発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御装置であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、前記タイミングより前に前記第2発電設備の出力を抑制する。 In order to solve the above-mentioned problems, the output control device according to one aspect of the present invention is a first power generation facility that uses sunlight irradiating the module to generate power, and a second power generation facility that generates power. It is an output control device of a power generation system that supplies power from the first power generation facility and the second power generation facility to the interconnection points of the commercial power system, respectively, and the power generation system is the upper limit of the total power supply at the interconnection points. The interconnection contract capacity is set as a value, and the timing at which the state of hindering the irradiation of the module with sunlight is improved from the present is predicted, and the output of the second power generation facility is suppressed before the timing.
また、本発明の一態様に係る出力制御方法は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第1発電設備、および第2発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、第1発電設備および第2発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御方法であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、予測されたタイミングにおける、前記第1発電設備の発電電力の出力値を予想し、前記連系点における供給電力の総和が前記連系契約容量を上回らないようにするための前記第2発電設備の発電電力の出力値を算出する。 Further, in the output control method according to one aspect of the present invention, the first power generation facility that generates power by using the sunlight irradiating the module and the respective power generation power generated by the second power generation facility are converted into the first power generation facility. And the output control method of the power generation system that supplies power from the second power generation facility to the interconnection point of the commercial power system. It is set, and the timing at which the state of hindering the irradiation of the module with sunlight is improved from the present is predicted, the output value of the generated power of the first power generation facility at the predicted timing is predicted, and the interconnection is performed. The output value of the generated power of the second power generation facility is calculated so that the total of the supplied power at the points does not exceed the interconnection contract capacity.
本発明の一態様によれば、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えずに複数の発電設備の総出力をより大きくすることができる。 According to one aspect of the present invention, the total output of a plurality of power generation facilities can be further increased without exceeding the interconnection contract capacity even in a sudden change in the environment.
〔実施形態1〕
図1から図4を参照して、本発明の一実施形態について、詳細に説明する。
[Embodiment 1]
An embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 4.
(ハイブリッド発電システムの構成の概要)
図1は、本実施形態におけるハイブリッド発電システム100(発電システム)の構成の例を示した図である。ハイブリッド発電システム100で発電された発電電力は、商用電力系統200へ供給される。詳細には、第1発電設備P1で発電された第1発電電力が電線C1を介して、第2発電設備P2で発電された第2発電電力が電線C2を介して、それぞれ商用電力系統200の連系点210に供給される。ハイブリッド発電システム100は、第1発電設備P1と、第2発電設備P2と、出力制御装置110と、第1発電設備P1を監視する計測監視装置120と、第2発電設備P2を監視する計測監視装置130と、第1発電設備P1に関する計測装置M1、M2及びM3と、を含む。また、ハイブリッド発電システム100は、外部にある発電設備外計測装置M4と通信可能に接続されている。
(Overview of hybrid power generation system configuration)
FIG. 1 is a diagram showing an example of the configuration of the hybrid power generation system 100 (power generation system) in the present embodiment. The generated power generated by the hybrid
商用電力系統200は、ハイブリッド発電システム100で発電された発電電力が供給される連系点210と、を含む。
The
なお、ハイブリッド発電システム100は、第1発電設備P1を複数含んでいてもよい。また、本実施形態では、第1発電設備P1を太陽光発電、第2発電設備P2を風力発電等を行うものとして説明するが、他の種類の発電設備であってもよい。特に、第2発電設備P2は、再生可能エネルギーを利用して発電する設備であることが好ましい。さらに、第1発電設備P1および第2発電設備P2の発電設備の種類は異なっていてもよいし、すべて同一であってもよい。ただし、第2発電設備P2が太陽光発電である場合、第1発電設備P1とは気象条件の異なる場所に設置されているものとする。
The hybrid
本実施形態では、ハイブリッド発電システム100は、商用電力系統200に供給することのできる電力容量(以下、連系契約容量とする)が定められており、連系契約容量を上回る電力を連系点210に供給することはできない。そこで、本実施形態では、ハイブリッド発電システム100に含まれる発電設備のうち1つ(本実施形態では第2発電設備P2)の出力制御により、連系契約容量を超えないように制御される。本実施形態では、他の発電設備(本実施形態では第1発電設備P1)は、該発電設備がその時可能である最大出力で発電するものとし、出力抑制はされない。
In the present embodiment, in the hybrid
出力制御装置110は、データ取得部111と、計算部112と、記憶部113と、出力制御部114とを含む。データ取得部111は、計測監視装置120および計測監視装置130などから各発電設備に関する、例えば出力等の情報を取得する。計測装置M1、M2、M3及びM4は、計測監視装置120にそれぞれの計測データを渡す。計算部112は、必要なパラメータを計算する。記憶部113は、例えば、連系契約容量等の定数や、計算部112によって算出されたパラメータ等を保持する。出力制御部114は、例えば、計測監視装置130を通じて、計算されたパラメータに基づき第2発電設備P2の出力を制御する。
The
計算部112は、通常予測部112A、急変予測部112B、出力決定部112Cを備える。通常予測部112Aは、通常時の第1発電設備P1の出力を予測する。急変予測部112Bは、モジュール140への日射量に関する環境の急激な変化が発生した場合の第1発電設備P1の出力を予測する。出力決定部112Cは、第2発電設備P2の出力を決定する。
The
計測装置M1は、例えば、第1発電設備P1端の電力(出力)を計測する電力計M11と、第1発電設備P1における日射量を測定する日射計M12とを含む。 The measuring device M1 includes, for example, a power meter M11 for measuring the electric power (output) at the end of the first power generation facility P1 and a pyranometer M12 for measuring the amount of solar radiation in the first power generation facility P1.
第1発電設備P1は、発電を行う装置である1以上のモジュール140と、モジュール140周辺における霧に関する指標を計測する計測装置M2と、モジュール140における積雪に関する指標を計測する計測装置M3と、を備えている。計測装置M2は、例えば第1発電設備P1の近辺の視程を計測する視程計M21や、第1発電設備P1の近辺の風向及び風速を計測する風向風速計M22を含む。計測装置M3は、例えばモジュール140の重量を計測するモジュール重量計M31、モジュール140への積雪の厚みを計測するモジュール積雪計M32、モジュール140の表面又は裏面の温度を計測するモジュール温度計M33、モジュール140の表面がどの程度雪に覆われているかを観測するカメラM34、モジュール140近辺の気温を計測する気温計M35を含む。
The first power generation facility P1 includes one or
発電設備外計測装置M4は、ハイブリッド発電システム100には含まれないが第1発電設備P1の近辺の気象状況を観測している装置であり、例えば、第1発電設備P1の発電設備外の気温を計測する気温計M41、第1発電設備P1の発電設備外の湿度を計測する湿度計M42、気象衛星情報M43を含む。気象衛星情報M43は、第1発電設備P1の近辺の気象に関する予測値を計測監視装置120に提供する。
The measurement device M4 outside the power generation facility is a device that is not included in the hybrid
以上のように、出力制御装置110は、モジュール140に照射する太陽光を利用して発電する第1発電設備P1、および第2発電設備P2によって発電されたそれぞれの発電電力を、第1発電設備P1および第2発電設備P2から商用電力系統200の連系点210へそれぞれ供給するハイブリッド発電システム100の出力制御装置110であって、ハイブリッド発電システム100は、連系点210における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、モジュール140への日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測する急変予測部112Bと、予測されるタイミングより前に第2発電設備P2の出力を抑制する出力決定部112Cと、を備える。この構成により、予め第2発電設備P2の出力を抑制しておくことで、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる。このとき、第1発電設備P1の最大出力に応じて、第2発電設備P2の出力を抑制しておくことで、確実に連系契約容量を超えないようにすることができる。
As described above, the
また、急変予測部112Bは、モジュール140への日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングにおける第1発電設備P1の出力値を予想し、出力決定部112Cは、連系点210における供給電力の総和が連系契約容量を上回らないように、第1発電設備P1が出力すると予想される出力値に基づいて、第2発電設備P2の出力値を算出し、出力制御部114は、算出した出力値に第2発電設備P2が出力する電力を制御する。この構成により、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる。このように、第1発電設備P1の予想される出力に応じて、第2発電設備P2の出力を抑制することで、出力を抑制することによる損失を低減することができる。
Further, the sudden
さらに、急変予測部112Bは、所定のタイミング毎に、第1発電設備P1の出力値を予測し、次のタイミングまでの期間に改善するタイミングが予測されたとき、出力制御部114は、第2発電設備P2の出力を抑制する制御を行う。この構成により、通常状態の制御では間に合わないタイミングで状態が急変する場合にも、出力を制御できる。このとき、次のタイミングまでの期間に改善が予測された現在のタイミングで第2発電設備P2の出力を抑制する制御を開始することで、第1発電設備P1の出力が急激に増加する前に第2発電設備P2の出力を抑制することができる。なお、通常状態の制御では、出力制御装置110は、所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの第1発電設備P1の出力値に基づいて、次のタイミングでの第1発電設備P1の出力値を予測し、予測に基づいて第2発電設備P2の出力制御を行う。
Further, the sudden
以下、当該日射量に関する環境の急変が「第1発電設備P1の近辺の霧が消失する」である場合の例を説明する。 Hereinafter, an example will be described in which the sudden change in the environment regarding the amount of solar radiation is “the fog in the vicinity of the first power generation facility P1 disappears”.
図2は、第2発電設備P2の出力を算出する場合のフローチャートである。図中のスレッド1は、霧の消失を考慮しない場合の出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。当該時間間隔によって定められた処理が行われる時刻を、以下、制御時刻という。スレッド2は、霧の消失を考慮した出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。スレッド1の処理間隔とスレッド2の処理間隔は、異なっていてもよいが、スレッド2の処理間隔の方が短い方が好ましい。 FIG. 2 is a flowchart when calculating the output of the second power generation facility P2. Thread 1 in the figure is an output control flow when fog disappearance is not taken into consideration, and is processed at set fixed time intervals. The time at which the processing determined by the time interval is performed is hereinafter referred to as a control time. Thread 2 is an output control flow in consideration of the disappearance of fog, and is processed at set fixed time intervals. The processing interval of thread 1 and the processing interval of thread 2 may be different, but it is preferable that the processing interval of thread 2 is shorter.
モジュール140に対するパネル日光の照射状態が安定している通常時は、通常予測部112Aが、第1発電設備P1の出力を予測し(以下、通常予測と称する)、当該予測結果に基づいて出力決定部112Cが第2発電設備P2の出力を決定する。当該予測は、例えば、電力計M11から取得された現時点での第1発電設備P1の出力や、日射計M12から取得された現時点での日射量から、処理間隔後の出力を求めるためにあらかじめ設定された計算方法に従って行われる。これに対して、一定の気象状態が発生しており、その解消によって第1発電設備P1の出力が急変することが予測される場合、すなわち、モジュール140に対するパネル日光の照射状態が急に改善すると予想される急変時は、急変予測部112Bが第1発電設備P1の出力を予測し(以下、急変予測と称する)、当該予測結果に基づいて出力決定部112Cが第2発電設備P2の出力を決定する。
During normal times when the irradiation state of panel sunlight to the
図2のスレッド1は通常予測の処理の概略を示すフローチャートである。 Thread 1 in FIG. 2 is a flowchart showing an outline of a normal prediction process.
(ステップS207)
通常予測部112Aは、後述するステップS201〜S206において、モジュール140に対するパネル日光の照射状態が急に改善すると予想されなかった場合、すなわち、スレッド2からの遷移があった場合(ステップS207においてYES)、スレッド1にて算出される出力値が用いられるため、ステップS208に移行する。一方、モジュール140に対するパネル日光の照射状態が急に改善すると予想された場合、すなわち、スレッド2からの遷移がなかった場合(ステップS207においてNO)、スレッド2にて算出される出力値が用いられるため、ステップS210に移行する。
(Step S207)
In steps S201 to S206 described later, the
(ステップS208)
ステップS208において、通常予測部112Aは、通常の出力予測計算に基づいて第1発電設備P1の出力を予測する。通常予測部112Aは、例えば、電力計M11から取得された現時点での第1発電設備P1の出力や、日射計M12から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第1発電設備P1の出力一定時間後の出力予測値を得る。すなわち、所定の時刻及び日射量の場合の第1発電設備P1の出力が予め記憶部113に記憶されており、当該相関関係に近似する直線が設定されているため、次の制御時刻における第1発電設備P1の出力は当該直線上の当該時刻における第1発電設備P1の出力であると予測される。
(Step S208)
In step S208, the
(ステップS209)
ステップS209において、出力決定部112Cは、第1発電設備P1の予想出力と第2発電設備P2の出力合計が連系契約容量を超えないように第2発電設備P2の出力値を設定する。
(Step S209)
In step S209, the output determination unit 112C sets the output value of the second power generation facility P2 so that the total output of the first power generation facility P1 and the output of the second power generation facility P2 does not exceed the interconnection contract capacity.
(ステップS210)
ステップS210において、計算部112は、次の制御時刻まで待機する。
(Step S210)
In step S210, the
次に、スレッド2について説明する。スレッド2は急変予測の処理の概略を示すフローチャートである。 Next, thread 2 will be described. Thread 2 is a flowchart showing an outline of a sudden change prediction process.
(ステップS201)
ステップS201において、データ取得部111は、霧の発生を判断するための情報を計測装置M1、M2、M3又はM4から取得する。前記情報は、例えば、視程計M21から得られる視程や、気象衛星情報M43であってよい。
(Step S201)
In step S201, the
(ステップS202)
ステップS202において、急変予測部112Bは、前記情報をもとに、モジュール140周辺に霧が発生しているかどうかを判断する。霧が発生していない場合、スレッド1に遷移し、ステップS207に移行する。霧が発生している場合、ステップS205に移行する。
(Step S202)
In step S202, the sudden
(ステップS203)
ステップS203において、データ取得部111は、霧の消失を予測するための情報を計測装置M1、M2、M3又はM4から取得する。前記情報は、例えば、風向風速計M22から得られる風向・風速や、気温計M41から得られる気温、湿度計M42から得られる湿度等が含まれる。
(Step S203)
In step S203, the
図3に示す通り、霧は、暖かく湿った空気が何らかの形で冷やされることで発生する。発生及び消失の予測が容易な霧として、暖かく湿った空気が冷やされることで発生する移流霧、暖かい水面上から蒸発してできた暖かく湿った空気に冷たい空気が入ることで発生する蒸気霧・蒸発霧、山の斜面を暖かく湿った空気が昇り、上昇することで冷やされて発生する滑昇霧の、3通りが考えられる。 As shown in FIG. 3, fog is generated by some form of cooling of warm, moist air. Advection fog generated by cooling warm and moist air as fog that can be easily predicted to occur and disappear, and steam fog generated by cold air entering warm and moist air formed by evaporating from the warm water surface. There are three possible types: advection fog and gliding fog that is generated when warm and moist air rises on the slopes of the mountain and is cooled by the rise.
よって、図4に示す通り、霧が消失する条件は、(1)風向・風速が変化して暖かく湿った空気が冷たい空気等に触れなくなる、(2)暖かく湿った空気が乾燥する、(3)暖かく湿った空気と冷たい空気等の温度差が小さくなる、の3通りが考えられる。そこで、急変予測部112Bは、これらの条件を判定することにより、前記情報を用いて霧の消失を予測する。
Therefore, as shown in FIG. 4, the conditions under which the fog disappears are (1) the wind direction and speed change so that the warm and moist air does not come into contact with cold air and the like, (2) the warm and moist air dries, and (3). ) There are three possible ways: the temperature difference between warm and moist air and cold air becomes smaller. Therefore, the sudden
(ステップS204)
ステップS204において、急変予測部112Bは、スレッド1の次の制御時刻までに霧がモジュール周辺から消失するかどうかを判断する。スレッド1の次の制御時刻までに霧が消失しない場合、スレッド1に遷移し、ステップS207に移行する。
(Step S204)
In step S204, the sudden
(ステップS205)
ステップS205において、急変予測部112Bは、霧が晴れた後の第1発電設備P1の出力予測値を算出する。
(Step S205)
In step S205, the sudden
急変予測部112Bは、例えば、電力計M11から取得された現時点での第1発電設備P1の出力や、日射計M12から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第1発電設備P1の出力一定時間後の出力予測値を得、当該出力予測値に霧の濃度に応じた補正比率を乗算する。当該補正比率は、例えば、記憶部113に記録されている、霧の濃度と発電出力の相関関係を示すデータから算出する。例えば、視程1000メートルの霧のとき、第1発電設備P1の過去の出力が、同日の同じ時刻で霧が発生していないときに得られる出力の50パーセントであったとすれば、霧が消失すれば2倍の出力が得られると考えられるため、補正比率を2に設定する。
The sudden
(ステップS206)
ステップS206において、急変予測部112Bは、ステップS205で算出した霧が晴れた後の第1発電設備P1の出力予測値が、次の制御時刻における第1発電設備P1の出力値を上回るかを判断し、上回る場合(YES)、ステップS211へ移行する。上回らない場合(NO)、スレッド1に遷移し、ステップS207に移行する。
(Step S206)
In step S206, the sudden
(ステップS211)
ステップS211において、出力決定部112Cは、ステップS205で算出された第1発電設備P1の予想出力と、第2発電設備P2との出力合計が連系契約容量を超えないように、第2発電設備P2の出力値を設定する。
(Step S211)
In step S211, the output determination unit 112C determines the second power generation facility so that the total output of the first power generation facility P1 calculated in step S205 and the output of the second power generation facility P2 does not exceed the interconnection contract capacity. Set the output value of P2.
(ステップS212)
ステップS212において、計算部112は、スレッド2に設定された実行間隔に応じて、次の処理時刻まで待機する。
(Step S212)
In step S212, the
以上のように、出力制御装置110は、モジュール140周辺の霧の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測する。この構成により、霧が急に晴れて第1発電設備P1の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。
As described above, the
また、出力制御装置110は、前記第1発電設備P1に設けられた視程計M21及び風向風速計M22による測定値を用いて前記モジュール周辺の霧の状態を予測してもよい。この構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い霧消失予測ができる。
Further, the
〔実施形態2〕
本発明の他の実施形態について、以下に説明する。なお、説明の便宜上、前記実施形態1にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を繰り返さない。
[Embodiment 2]
Other embodiments of the present invention will be described below. For convenience of explanation, the members having the same functions as the members described in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the description thereof will not be repeated.
図5は、モジュール140のいずれかから積雪が滑落した場合に第2発電設備P2の出力を算出する場合のフローチャートである。図中のスレッド1は、雪の滑落を考慮しない場合の出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。スレッド3は、雪の滑落を考慮した出力制御フローであり、設定された一定の時間間隔ごとに処理される。スレッド1の処理間隔とスレッド3の処理間隔は、異なっていてもよいが、スレッド3の処理間隔の方が短い方が好ましい。
FIG. 5 is a flowchart in the case of calculating the output of the second power generation facility P2 when the snow cover slides down from any of the
(ステップS307)
ステップS307は、図2のステップS207に相応する。
(Step S307)
Step S307 corresponds to step S207 of FIG.
(ステップS308)
ステップS308において、通常予測部112Aは、通常の出力予測計算に基づいて第1発電設備P1の出力を予測する。通常予測部112Aは、例えば、電力計M11から取得された現時点での第1発電設備P1の出力や、日射計M12から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第1発電設備P1の出力一定時間後の出力予測値を得る。すなわち、所定の時刻及び日射量の場合の第1発電設備P1の出力が予め記憶部113に記憶されており、当該相関関係に近似する直線が設定されているため、次の制御時刻における第1発電設備P1の出力は当該直線上の当該時刻における第1発電設備P1の出力であると予測される。
(Step S308)
In step S308, the
(ステップS309)
ステップS309は、図2のステップS209に相応する。
(Step S309)
Step S309 corresponds to step S209 of FIG.
(ステップS310)
ステップS310は、図2のステップS210に相応する。
(Step S310)
Step S310 corresponds to step S210 in FIG.
(ステップS311)
ステップS311は、図2のステップS211に相応する。
(Step S311)
Step S311 corresponds to step S211 in FIG.
(ステップS301)
ステップS301において、データ取得部111は、モジュール140上の積雪の存在を判断するための情報を計測装置M1、M2、M3又はM4から取得する。前記情報は、例えば、モジュール重量計M31から得られるモジュールの140の重量、モジュール積雪計M32から得られるモジュール140の積雪の厚さ、カメラM34から得られるモジュール140上の積雪状況、気温計M35から得られるモジュール周辺の気温、等が含まれる。
(Step S301)
In step S301, the
(ステップS302)
ステップS302において、急変予測部112Bは、前記情報をもとに、モジュール140のいずれかに積雪しているかどうかを判断する。雪が発生していない場合、スレッド1に遷移し、ステップS307に移行する。積雪している場合、ステップS305に移行する。
(Step S302)
In step S302, the sudden
(ステップS303)
ステップS303において、データ取得部111は、雪の滑落を予測するための情報を計測装置M1、M2、M3又はM4から取得する。前記情報は、例えば、モジュール温度計M33から得られるモジュール140の温度が含まれる。もしモジュール140の温度が摂氏0℃以上の場合には、雪が融けて滑落する可能性が高くなる。
(Step S303)
In step S303, the
(ステップS304)
ステップS304において、急変予測部112Bは、スレッド1の次の制御時刻までに雪がモジュール周辺から滑雪するかどうかを判断する。スレッド1の次の制御時刻までに雪が滑落しない場合、スレッド1に遷移し、ステップS307に移行する。
(Step S304)
In step S304, the sudden
(ステップS305)
ステップS305において、急変予測部112Bは、雪が滑落した後の第1発電設備P1の出力予測値を算出する。急変予測部112Bは、例えば、電力計M11から取得された現時点での第1発電設備P1の出力や、日射計M12から取得された現時点での日射量から、あらかじめ設定された近似直線を設定し、第1発電設備P1の出力一定時間後の出力予測値を得、当該出力予測値に積雪の厚みや表面積に応じた補正比率を乗算する。当該補正比率は、例えば、記憶部113に記録されている、積雪の厚みや表面積と発電出力の相関関係を示すデータから算出する。例えば、厚さ5センチメートルの雪がモジュール140の90パーセントを覆っているとき、第1発電設備P1の過去の出力が、同日の同じ時刻でモジュール140に積雪していないときに得られる出力の50パーセントであったとすれば、雪が全て滑落すれば2倍の出力が得られると考えられるため、補正比率を2に設定する。
(Step S305)
In step S305, the sudden
(ステップS306)
ステップS306において、急変予測部112Bは、ステップS305で算出した雪が滑落した後の第1発電設備P1の出力予測値が、次の制御時刻における第1発電設備P1の出力値を上回るかを判断し、上回る場合、ステップS311へ移行する。上回らない場合、スレッド1に遷移し、ステップS307に移行する。
(Step S306)
In step S306, the sudden
(ステップS311)
ステップS311において、出力決定部112Cは、ステップS305で算出された第1発電設備P1の予想出力と、第2発電設備P2との出力合計が連系契約容量を超えないように、第2発電設備P2の出力値を設定する。
(Step S311)
In step S311, the output determination unit 112C determines the second power generation facility so that the total output of the first power generation facility P1 calculated in step S305 and the output of the second power generation facility P2 does not exceed the interconnection contract capacity. Set the output value of P2.
(ステップS312)
ステップS312は、図2のステップS212に相応する。
(Step S312)
Step S312 corresponds to step S212 of FIG.
以上のように、出力制御装置110は、モジュール140上の積雪の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測する。この構成により、モジュールの積雪が急に落ちて第1発電設備P1の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。
As described above, the
また、出力制御装置110は、第1発電設備P1内のモジュール積雪計M32及びモジュール温度計M33による測定値を用いて前記モジュール140上の積雪の状態を予測してもよい。この構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い雪滑落予測ができる。
Further, the
〔変形例〕
図2のステップS205及び図5のステップS305にて、計算部112は、ステップS203又はステップS303で取得した前記各情報の代わりに、気象衛星情報M43から取得した制御時刻での気象予測情報を用いて作成された第1発電設備P1における日射及び気温の予測値から出力予測値を算出してもよい。
[Modification example]
In step S205 of FIG. 2 and step S305 of FIG. 5, the
〔ソフトウェアによる実現例〕
ハイブリッド発電システム100の制御ブロック(特に出力制御装置110)は、集積回路(ICチップ)等に形成された論理回路(ハードウェア)によって実現してもよいし、ソフトウェアによって実現してもよい。
[Example of realization by software]
The control block (particularly the output control device 110) of the hybrid
後者の場合、ハイブリッド発電システム100は、各機能を実現するソフトウェアであるプログラムの命令を実行するコンピュータを備えている。このコンピュータは、例えば少なくとも1つのプロセッサ(制御装置)を備えていると共に、前記プログラムを記憶したコンピュータ読み取り可能な少なくとも1つの記録媒体を備えている。そして、前記コンピュータにおいて、前記プロセッサが前記プログラムを前記記録媒体から読み取って実行することにより、本発明の目的が達成される。前記プロセッサとしては、例えばCPU(Central Processing Unit)を用いることができる。前記記録媒体としては、「一時的でない有形の媒体」、例えば、ROM(Read Only Memory)等の他、テープ、ディスク、カード、半導体メモリ、プログラマブルな論理回路などを用いることができる。また、前記プログラムを展開するRAM(Random Access Memory)などをさらに備えていてもよい。また、前記プログラムは、該プログラムを伝送可能な任意の伝送媒体(通信ネットワークや放送波等)を介して前記コンピュータに供給されてもよい。なお、本発明の一態様は、前記プログラムが電子的な伝送によって具現化された、搬送波に埋め込まれたデータ信号の形態でも実現され得る。
In the latter case, the hybrid
〔まとめ〕
本発明の態様1に係る出力制御装置は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第1発電設備、および第2発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第1発電設備および前記第2発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御装置であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、前記タイミングより前に前記第2発電設備の出力を抑制する。前記の構成によれば、急激な環境の変化にも、連系契約容量を超えないように複数の発電設備の総出力を制御することができる。
〔summary〕
The output control device according to the first aspect of the present invention uses the first power generation facility and the first power generation facility to generate power generated by the first power generation facility and the second power generation facility that generate power by using the sunlight irradiating the module. It is an output control device of a power generation system that supplies power from the second power generation facility to each interconnection point of a commercial power system, and the power generation system has an interconnection contract capacity as an upper limit of the total power supply at the interconnection point. It is set, and the timing at which the state of hindering the irradiation of the module with sunlight is improved from the present is predicted, and the output of the second power generation facility is suppressed before the timing. According to the above configuration, it is possible to control the total output of a plurality of power generation facilities so as not to exceed the interconnection contract capacity even if the environment changes suddenly.
本発明の態様2に係る出力制御装置は、前記態様1において、所定のタイミング毎に、前記第1発電設備の出力値を予測し、次のタイミングまでの期間に前記改善するタイミングが予測されたとき、前記第2発電設備の出力を抑制してもよい。前記の構成によれば、通常状態の制御では間に合わないタイミングで状態が急変する場合にも、出力を制御できる。 In the first aspect, the output control device according to the second aspect of the present invention predicts the output value of the first power generation facility at each predetermined timing, and the timing of the improvement is predicted in the period until the next timing. At that time, the output of the second power generation facility may be suppressed. According to the above configuration, the output can be controlled even when the state suddenly changes at a timing that cannot be met by the control in the normal state.
本発明の態様3に係る出力制御装置は、前記態様1または2において、前記改善するタイミングにおける前記第1発電設備の出力値を予想し、前記連系点における供給電力の総和が前記連系契約容量を上回らないように、前記第1発電設備が出力すると予想される出力値に基づいて、前記第2発電設備の出力値を算出し、前記算出した前記出力値に、前記第2発電設備が出力する電力を制御してもよい。 In the first or second aspect, the output control device according to the third aspect of the present invention predicts the output value of the first power generation facility at the timing of the improvement, and the total power supply at the interconnection point is the interconnection contract. The output value of the second power generation facility is calculated based on the output value expected to be output by the first power generation facility so as not to exceed the capacity, and the second power generation facility is added to the calculated output value. The output power may be controlled.
本発明の態様4に係る出力制御装置は、前記態様1から3において、前記モジュール周辺の霧の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測してもよい。前記の構成によれば、霧が急に晴れて第1発電設備の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。 The output control device according to the fourth aspect of the present invention may predict the timing of the improvement by predicting the state of fog around the module in the first to third aspects. According to the above configuration, even if the fog suddenly clears and the output of the first power generation facility suddenly rises, power can be generated without exceeding the interconnection contract capacity.
本発明の態様5に係る出力制御装置は、前記態様4において、前記第1発電設備に設けられた視程計および風向風速計による測定値を用いて、前記モジュール周辺の霧の状態を予測してもよい。前記の構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い霧消失予測ができる。 The output control device according to the fifth aspect of the present invention predicts the state of fog around the module by using the measured values by the transmissometer and the anemometer provided in the first power generation facility in the fourth aspect. May be good. According to the above configuration, since the environment near the power generation facility can be assumed, highly accurate fog disappearance prediction can be performed.
本発明の態様6に係る出力制御装置は、前記態様1から3において、前記モジュール上の積雪の状態を予測することで前記改善するタイミングを予測してもよい。前記の構成によれば、モジュールの積雪が急に落ちて第1発電設備の出力が急に上がっても、連系契約容量を超えずに発電できる。 The output control device according to the sixth aspect of the present invention may predict the timing of the improvement by predicting the state of snow cover on the module in the first to third aspects. According to the above configuration, even if the snowfall of the module suddenly falls and the output of the first power generation facility suddenly rises, power can be generated without exceeding the interconnection contract capacity.
本発明の態様7に係る出力制御装置は、前記態様6において、前記第1発電設備に設けられた積雪計およびモジュール温度計による測定値を用いて、前記モジュール上の積雪の状態を予測してもよい。前記の構成によれば、発電設備に近い場所の環境を前提にできるため、精度の高い雪滑落予測ができる。 In the sixth aspect, the output control device according to the seventh aspect of the present invention predicts the snow cover state on the module by using the measured values by the snow gauge and the module thermometer provided in the first power generation facility. May be good. According to the above configuration, it is possible to assume an environment close to the power generation facility, so that it is possible to predict snow slide with high accuracy.
本発明の態様8に係る発電システムは、前記態様1から7において、出力制御装置と、前記第1発電設備と、前記第2発電設備と、を備えていてもよい。前記の構成によれば、前記態様1と同様の効果を奏する。 The power generation system according to the eighth aspect of the present invention may include an output control device, the first power generation facility, and the second power generation facility in the first to seventh aspects. According to the above configuration, the same effect as that of the first aspect is obtained.
本発明の態様9に係る出力制御方法は、モジュールに照射する太陽光を利用して発電する第1発電設備、および第2発電設備によって発電されたそれぞれの発電電力を、前記第1発電設備および前記第2発電設備から商用電力系統の連系点へそれぞれ供給する発電システムの出力制御方法であって、前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも改善するタイミングを予測し、前記タイミングより前に前記第2発電設備の出力を抑制してもよい。前記の構成によれば、前記態様1と同様の効果を奏する。 In the output control method according to the ninth aspect of the present invention, the first power generation facility that generates power by using the sunlight irradiating the module and the respective power generation power generated by the second power generation facility are converted into the first power generation facility and the first power generation facility. It is an output control method of a power generation system that supplies power from the second power generation facility to each interconnection point of a commercial power system. The output of the second power generation facility may be suppressed before the timing, which is set and the timing at which the state of hindering the irradiation of the module with sunlight is improved from the present time is predicted. According to the above configuration, the same effect as that of the first aspect is obtained.
本発明の各態様に係る出力制御装置は、コンピュータによって実現してもよく、この場合には、コンピュータを前記出力制御装置が備える各部(ソフトウェア要素)として動作させることにより前記出力制御装置をコンピュータにて実現させるハイブリッド発電システムの出力制御プログラム、およびそれを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体も、本発明の範疇に入る。 The output control device according to each aspect of the present invention may be realized by a computer. In this case, the output control device is made into a computer by operating the computer as each part (software element) included in the output control device. The output control program of the hybrid power generation system to be realized and the computer-readable recording medium on which the output control program is recorded also fall within the scope of the present invention.
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the claims, and the embodiments obtained by appropriately combining the technical means disclosed in the different embodiments. Is also included in the technical scope of the present invention. Furthermore, new technical features can be formed by combining the technical means disclosed in each embodiment.
100 ハイブリッド発電システム(発電システム)
110 出力制御装置
111 データ取得部
112 計算部
112A 通常予測部
112B 急変予測部
112C 出力決定部
113 記憶部
114 出力制御部
120、130 計測監視装置
140 モジュール
200 商用電力系統
210 連系点
M1、M2、M3 計測装置
M11 電力計
M12 日射計
M21 視程計
M22 風向風速計
M31 モジュール重量計
M32 モジュール積雪計
M33 モジュール温度計
M34 カメラ
M35 気温計
M4 発電設備外計測装置
M41 気温計
M42 湿度計
M43 気象衛星情報
P1 第1発電設備
P2 第2発電設備
100 hybrid power generation system (power generation system)
110
Claims (11)
前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの前記第1発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第1発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
所定のタイミング毎に、前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善した場合の前記第1発電設備の出力値を予測する急変予測部と
を備え、
前記急変予測部は、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測し、
前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第1発電設備の出力値に応じて前記第2発電設備の出力を制御し、
前記改善するタイミングが予測されたとき、前記予測されたタイミングより前に前記急変予測部が予測した前記第1発電設備の出力値に応じて前記第2発電設備の出力を予め抑制しておく、出力制御装置。 The power generated by the first power generation facility and the second power generation facility, which generate power using the sunlight irradiating the module, is connected to the commercial power system from the first power generation facility and the second power generation facility. It is an output control device of the power generation system that supplies each point.
In the power generation system, the interconnection contract capacity is set as the upper limit of the total power supply at the interconnection point.
A normal prediction unit that predicts the output value of the first power generation facility at the next timing based on the output value of the first power generation facility at the current timing at each predetermined timing.
Output value of the first power generation facility when the state of hindering the irradiation of sunlight on the module due to the disappearance of fog around the module or the sliding of snow on the module is rapidly improved from the present at predetermined timings. With the sudden change prediction unit that predicts
With
The sudden change prediction unit predicts the timing at which the state of hindering the irradiation of the module with sunlight improves sharply from the present.
When the timing of improvement is not predicted, the output of the second power generation facility is controlled according to the output value of the first power generation facility predicted by the normal prediction unit.
When the timing of improvement is predicted, the output of the second power generation facility is suppressed in advance according to the output value of the first power generation facility predicted by the sudden change prediction unit prior to the predicted timing. Output control device.
前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの前記第1発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第1発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
所定のタイミング毎に、前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測する急変予測部と
を備え、
前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第1発電設備の出力値に応じて前記第2発電設備の出力を制御し、
前記改善するタイミングが予測されたとき、
前記改善するタイミングより前に前記第1発電設備の最大出力に応じて予め前記第2発電設備の出力を抑制しておく、出力制御装置。 The power generated by the first power generation facility and the second power generation facility, which generate power using the sunlight irradiating the module, is connected to the commercial power system from the first power generation facility and the second power generation facility. It is an output control device of the power generation system that supplies each point.
In the power generation system, the interconnection contract capacity is set as the upper limit of the total power supply at the interconnection point.
A normal prediction unit that predicts the output value of the first power generation facility at the next timing based on the output value of the first power generation facility at the current timing at each predetermined timing.
With a sudden change prediction unit that predicts the timing at which the state of hindering the irradiation of sunlight on the module due to the disappearance of fog around the module or the sliding of snow on the module is rapidly improved from the present at predetermined timings.
With
When the timing of improvement is not predicted, the output of the second power generation facility is controlled according to the output value of the first power generation facility predicted by the normal prediction unit.
When the timing of improvement is predicted,
An output control device that suppresses the output of the second power generation facility in advance according to the maximum output of the first power generation facility before the timing of improvement.
前記算出した前記出力値に、前記第2発電設備が出力する電力を制御する、請求項1から3のいずれか1項に記載の出力制御装置。 The output value of the first power generation facility at the timing of improvement is predicted, and the output expected to be output by the first power generation facility so that the total power supplied at the interconnection point does not exceed the interconnection contract capacity. Based on the value, the output value of the second power generation facility is calculated.
The output control device according to any one of claims 1 to 3, which controls the electric power output by the second power generation facility to the calculated output value.
前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、
所定のタイミング毎に、現在のタイミングでの前記第1発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第1発電設備の出力値を予測する通常予測部と、
所定のタイミング毎に、前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善した場合の前記第1発電設備の出力値を予測する急変予測部と
を備え、
前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測し、
前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第1発電設備の出力値に応じて前記第2発電設備の出力を制御し、
前記改善するタイミングが予測されたとき、前記予測されたタイミングより前に前記急変予測部が予測した前記第1発電設備の出力値に応じて前記第2発電設備の出力を予め抑制しておく、出力制御方法。 The power generated by the first power generation facility and the second power generation facility, which generate power using the sunlight irradiating the module, is connected to the commercial power system from the first power generation facility and the second power generation facility. It is an output control method of the power generation system that supplies each point.
In the power generation system, the interconnection contract capacity is set as the upper limit of the total power supply at the interconnection point.
A normal prediction unit that predicts the output value of the first power generation facility at the next timing based on the output value of the first power generation facility at the current timing at each predetermined timing.
With a sudden change prediction unit that predicts the output value of the first power generation facility when the state of hindering the irradiation of sunlight on the module is rapidly improved from the present at predetermined timings.
With
Predict the timing when the condition that prevents the module from being irradiated with sunlight due to the disappearance of fog around the module or the sliding of snow on the module is rapidly improved from the present.
When the timing of improvement is not predicted, the output of the second power generation facility is controlled according to the output value of the first power generation facility predicted by the normal prediction unit.
When the timing of improvement is predicted, the output of the second power generation facility is suppressed in advance according to the output value of the first power generation facility predicted by the sudden change prediction unit prior to the predicted timing. Output control method.
前記発電システムは、前記連系点における供給電力の総和の上限値として連系契約容量が設定されており、 In the power generation system, the interconnection contract capacity is set as the upper limit of the total power supply at the interconnection point.
所定のタイミング毎に、 At predetermined timing,
現在のタイミングでの前記第1発電設備の出力値に基づいて次のタイミングでの前記第1発電設備の出力値を予測する通常予測部と、A normal prediction unit that predicts the output value of the first power generation facility at the next timing based on the output value of the first power generation facility at the current timing, and
所定のタイミング毎に、前記モジュール周辺の霧の消失または前記モジュール上の積雪の滑落により前記モジュールへの日光の照射を妨げる状態が現在よりも急激に改善するタイミングを予測する急変予測部と With a sudden change prediction unit that predicts the timing at which the state of hindering the irradiation of sunlight on the module due to the disappearance of fog around the module or the sliding of snow on the module is rapidly improved from the present at predetermined timings.
を備え、With
前記改善するタイミングが予測されないとき、前記通常予測部が予測した前記第1発電設備の出力値に応じて前記第2発電設備の出力を制御し、 When the timing of improvement is not predicted, the output of the second power generation facility is controlled according to the output value of the first power generation facility predicted by the normal prediction unit.
前記改善するタイミングが予測されたとき、 When the timing of improvement is predicted,
前記改善するタイミングより前に前記第1発電設備の最大出力に応じて予め前記第2発電設備の出力を抑制しておく、出力制御方法。 An output control method in which the output of the second power generation facility is suppressed in advance according to the maximum output of the first power generation facility before the timing of improvement.
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