JP7189045B2 - power conversion system - Google Patents
power conversion system Download PDFInfo
- Publication number
- JP7189045B2 JP7189045B2 JP2019029438A JP2019029438A JP7189045B2 JP 7189045 B2 JP7189045 B2 JP 7189045B2 JP 2019029438 A JP2019029438 A JP 2019029438A JP 2019029438 A JP2019029438 A JP 2019029438A JP 7189045 B2 JP7189045 B2 JP 7189045B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- power
- power conversion
- conversion system
- smoothing filter
- output
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/28—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy
- H02J3/32—Arrangements for balancing of the load in a network by storage of energy using batteries with converting means
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
- H02J3/46—Controlling of the sharing of output between the generators, converters, or transformers
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E70/00—Other energy conversion or management systems reducing GHG emissions
- Y02E70/30—Systems combining energy storage with energy generation of non-fossil origin
Description
本発明は、再生可能エネルギー発電装置と電力系統とを連系する電力変換システムに関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a power conversion system that interconnects a renewable energy power generation device and a power system.
近年、風力や太陽光をエネルギー源とする再生可能エネルギー発電設備が普及しつつある。再生可能エネルギー発電設備は、再生可能エネルギー発電装置は、自然エネルギーを利用するため、発電量が変動する。これにより、系統連系用の電力変換システムの出力電力の変動速度が大きくなると、電力系統が不安定になる恐れがある。これに対し、特許文献1に記載の従来技術が知られている。
In recent years, renewable energy power generation facilities using wind power and sunlight as energy sources are becoming widespread. Renewable energy power generation equipment uses natural energy, so the amount of power generation fluctuates. As a result, when the output power fluctuation speed of the grid-connected power conversion system increases, the power system may become unstable. On the other hand, the prior art described in
特許文献1に記載の技術では、自然エネルギー電源の出力電力の変動を、変化率リミッタを用いて制御される電力貯蔵装置からの電力によって補償する。
The technique described in
上記従来技術を適用して電力変換システムに蓄電池を設けると、電力変換システムの設置や保守に要するコストが増える。 If a storage battery is provided in a power conversion system by applying the above conventional technology, the cost required for installation and maintenance of the power conversion system increases.
そこで、本発明は、蓄電装置を備えながらもコストの増大を抑制できる電力変換システムを提供する。 Accordingly, the present invention provides a power conversion system capable of suppressing an increase in cost while including a power storage device.
上記課題を解決するために、本発明による電力変換システムは、再生可能エネルギー発電装置からの電力を電力変換する第1電力変換装置と、蓄電装置からの電力を電力変換する第2電力変換装置と、第1電力変換装置の出力の電気量を検出する電気量検出部と、電気量検出部による電気量の検出値に基づいて、再生可能エネルギー発電装置の発電電力の変動を補償するように、第2電力変換装置の出力を制御する電力制御部と、を備え、電力制御部は、電気量の検出値を平滑する平滑フィルタを有し、平滑フィルタの出力に基づいて第2電力変換装置の出力を制御し、再生可能エネルギー発電装置を電力系統に連系するものであって、平滑フィルタは、特性が異なる複数の平滑フィルタ部と、再生可能エネルギー発電装置の発電電力の変動の大きさに応じて、複数の平滑フィルタ部のいずれかを選択する切替スイッチ部と、を備える。 In order to solve the above problems, a power conversion system according to the present invention includes a first power conversion device that converts power from a renewable energy power generation device, and a second power conversion device that converts power from a power storage device. , an electric quantity detection unit that detects the electric quantity of the output of the first power conversion device, and based on the electric quantity detected by the electric quantity detection unit, so as to compensate for fluctuations in the power generated by the renewable energy power generation device, a power control unit that controls the output of the second power conversion device, the power control unit has a smoothing filter that smoothes the detected value of the electric quantity, and the second power conversion device is controlled based on the output of the smoothing filter It controls the output and connects the renewable energy power generation device to the power system. The smoothing filter includes a plurality of smoothing filter units with different characteristics and and a changeover switch unit that selects one of the plurality of smoothing filter units in response.
本発明によれば、蓄電装置に要するコストを低減できるので、再生可能エネルギー発電装置を電力変換システムのコストが低減できる。 According to the present invention, since the cost required for the power storage device can be reduced, the cost of the renewable energy power generation device and the power conversion system can be reduced.
上記した以外の課題、構成および効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。 Problems, configurations, and effects other than those described above will be clarified by the following description of the embodiments.
本発明の実施形態について説明する前に、まず、従来技術による電力変換システムについて説明する。なお、以下に説明する電力変換システムおよびその制御系の構成(図1~4)は、後述する本発明の実施例においても適用される。 Before describing the embodiments of the present invention, first, a conventional power conversion system will be described. The configurations of the power conversion system and its control system (FIGS. 1 to 4) described below are also applied to embodiments of the present invention described later.
図1は、電力系統に連系する電力変換システムの構成を示す。 FIG. 1 shows the configuration of a power conversion system linked to a power system.
図1に示すように、電力変換システム100は、第1電力変換装置101と第2電力変換装置102を備える。第1電力変換装置101の出力および第2電力変換装置102の出力が電力系統103に接続される。
As shown in FIG. 1 , the
なお、電力系統103は、回転電機からなる通常の発電機を備える発電設備、電力を消費する設備、および、これらの設備が接続される送配電網から構成される。
The
第1電力変換装置101は、再生可能エネルギー発電装置104から入力する電力(直流もしくは交流)を所望の交流電力(PRE)に変換する主回路を備える。この主回路は、半導体スイッチング素子のオン・オフにより電力変換を行う。第1電力変換装置101の主回路は、図示しないコンバータ制御部によって制御される。すなわち、コンバータ制御部は、出力電力指令値に応じて、主回路の半導体スイッチング素子のオン・オフを制御する。これにより、第1電力変換装置101が出力する交流電力が、出力電力指令値になるように制御される。
The first
なお、再生可能エネルギー発電装置104は、例えば、太陽光発電装置や風力発電装置である。また、第1電力変換装置101としては、再生可能エネルギー発電装置が出力する電力(ACまたはDC)に応じて、DC/ACコンバータ、AC/ACコンバータ、AC/DCコンバータとDC/ACコンバータの組み合わせなどのいずれかが適用される。
Note that the renewable energy
第2電力変換装置102は、蓄電池105から入力する直流電力を交流電力(PBAT)に変換する主回路を備える。この主回路は、DC/ACコンバータ回路である。第2電力変換装置102の主回路は、図示しないコンバータ制御部によって制御される。すなわち、コンバータ制御部、出力電力指令値に応じて、主回路の半導体スイッチング素子のオン・オフ(スイッチング)を制御する。これにより、第2電力変換装置102が出力する交流電力(PBAT)が、出力電力指令値107(P*
BAT)になるように制御される。
The second
なお、蓄電装置105は、例えば、二次電池やキャパシタである。
Note that the
電気量検出部109は、第1電力変換装置101の出力電力110(PRE)を検出する。電気量検出部109によって検出された出力電力検出値108(PRE)に基づいて、電力制御部106は出力電力指令値107(P*
BAT)を作成し、作成した出力電力指令値107を第2電力変換装置102へ送る。
The electric
なお、電気量検出部109は、例えば、第1電力変換装置101の出力電流および出力電流をセンサにより検出し、これらの検出値から出力電力110(PRE)を算出して、算出した電力をPREの検出値として出力する。
Note that the electric
第1電力変換装置101の出力電力PREは、再生可能エネルギー発電装置104の間欠的な発電特性により、天候などの自然条件に応じた大きな電力変動分を有する。このような大きな電力変動は、電力系統103における発電機の動作を不安定にし得る。このため、電力変換システム100に対しては、電力変換システム100の総出力電力112(PSYS)の電力変動率すなわち電力変動速度が規定値内に収まることが要求される。
The output power PRE of the first
蓄電池105による第2電力変換装置102からの出力電力111(PBAT)の注入により、再生可能エネルギー発電装置104の出力電力の急峻な電力変動が補償される。そのため、電力変換システム100の総出力電力112の変動速度が所定値内に制御される。これにより、外部の電力系統における通常の回転形発電機が、予期せぬ大きな過渡状態に陥ることが防止されるので、電力系統の安定性が向上する。このような電力変動補償機能は、以下に説明する電力制御部106の構成によってもたらされる。
The injection of the output power 111 (P BAT ) from the second
図2は、図1における電力制御部106の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 2 is a functional block diagram showing the configuration of
電力制御部106は、電力平滑フィルタ201を備える。第1電力変換装置101の出力電力検出値108(PRE)は電力平滑フィルタ201に入力される。電力平滑フィルタは、出力電力検出値108(PRE)の変動成分を平滑化することにより電力変換システム100の総出力電力指令値202(P*
SYS)を作成し、作成した総出力電力指令値202(P*
SYS)を出力する。
電力制御部106は、電力平滑フィルタ201によって作成された総出力電力指令値202(P*
SYS)と出力電力検出値108(PRE)との差分を算出することにより、第2電力変換装置102の出力電力指令値107(P*
BAT)を作成する。電力制御部106は、作成した出力電力指令値107(P*
BAT)を第2電力変換装置102における図示されないコンバ-タ制御部に送る。
The
電力平滑フィルタ201は、出力電力検出値108(PRE)から、再生可能エネルギー発電装置の出力変動に伴う大きな変動成分を除去し、残りの比較的緩やかに変化する成分を、総出力電力指令値202(P*
SYS)として出力する。このため、総出力電力指令値202(P*
SYS)と出力電力検出値108(PRE)との差分(P*
SYS-PRE)、すなわち、出力電力指令値107(P*
BAT)は、出力電力検出値108(PRE)の大きな変動成分を相殺する。したがって、第2電力変換装置102の出力電力111(PBAT)が出力電力指令値107(P*
BAT)になるように、第2電力変換装置が制御されることにより、総出力電力112(PSYS)の電力変動が抑制できる。
The
図3は、図2における電力平滑フィルタの構成例を示す。 FIG. 3 shows a configuration example of the power smoothing filter in FIG.
本構成例において、電力平滑フィルタ201Aは、変化率リミッタ301を備える。
In this configuration example, the
電力平滑フィルタ201Aにおいて、出力電力検出値108(PRE)と、出力電力検出値108(PRE)の入力時点よりも時間Tだけ前の時点における総出力電力指令値202(P*
SYS)との差分が算出され、算出された差分が変化率リミッタ301に入力される。この差分は、時間Tの間における出力電力検出値108(PRE)の変動成分であり、出力電力検出値108(PRE)の変化速度に相当する。
In the
ここで、遅延時間設定部304が、総出力電力指令値202(P*
SYS)に対して、遅延時間Tを設定する。なお、遅延時間設定部304の入出力特性は、むだ時間Tのある時間応答を示す伝達関数「e-sT」によって表される。
Here, delay
算出された差分は、変化率リミッタ301に入力される。変化率リミッタ301は、入力する変動成分が所定の許容値を超えていなければ、そのまま出力し、許容値を超えていれば、許容値を出力する。すなわち、変化率リミッタ301は、変動速度が許容値内に抑えられた変動成分を出力する。図3においては、RLIMH(302)およびRLIML(303)がそれぞれ、電力増加方向および減少方向の許容値である。これらの許容値は、適宜設定および変更できる。
The calculated difference is input to change
電力平滑フィルタ201Aは、変化率リミッタ301の出力する変動成分と、遅延時間設定部304によって遅延された総出力電力指令値202(P*
SYS)とを加算することにより、出力電力検出値108(PRE)の入力時点における総出力電力指令値202(P*
SYS)を作成して、作成した総出力電力指令値202を出力する。
図3の電力平滑フィルタ201Aによれば、変化率リミッタ301を用いることによって、電力変動速度が許容値の範囲内である総出力電力指令値202(P*
SYS)を作成できる。
According to the
図4は、図2における電力平滑フィルタの他の構成例を示す。 FIG. 4 shows another configuration example of the power smoothing filter in FIG.
本構成例では、第2電力変換装置の出力電力検出値108(PRE)が、移動平均フィルタ201Bを介して、上述のような変化率リミッタを備える電力平滑フィルタ201Aに入力される。
In this configuration example, the output power detection value 108 (P RE ) of the second power converter is input to the
移動平均フィルタ201Bにおいては、N-1個(Nは2以上の整数)の遅延時間設定部401(図3の遅延時間設定部304と同様の構成を有する)が直列に接続される。出力電力検出値108(PRE)は、この直列接続に入力される。移動平均フィルタ201Bは、演算器402によって、出力電力検出値108(PRE)と、N-1個の遅延時間設定部401の出力との総和を算出し、さらに総和をNで除算することにより、電力平滑フィルタ201Aへの入力を作成する。すなわち、移動平均フィルタ201Bは、入力された出力電力検出値108(PRE)の入力時点(現時点)から時間にして(N-1)T遡った時点から現時点までの時間間隔Tごとの時点でのN個の出力電力検出値108(PRE)の平均値を出力する。このような移動平均フィルタ201Bの入出力特性は、次式のような伝達関数H(s)で表される。
H(s)=N-1(1+e-sT+…+e-sT(N-1))=N-1{(1-e-sTN)/(1-e-sT)}
図4の構成例によれば、所定の時間幅で変動成分の大きさが平均化された出力電力検出値108(PRE)が電力平滑フィルタ201Aに入力される。これにより、図2に示したように、総出力電力指令値202(P*
SYS)と電力平滑フィルタに入力される出力電力検出値108(PRE)との差分を算出して第2電力変換装置102の出力電力指令値107(P*
BAT)を作成する場合に、出力電力指令値107(P*
BAT)の瞬時値が過大になることが防止される。このため、蓄電池105の電力容量を低減できる。
In the moving
H(s)=N -1 (1+e -sT +…+e -sT(N-1) )=N -1 {(1-e -sTN )/(1-e -sT )}
According to the configuration example of FIG. 4, the output power detection value 108 (P RE ) obtained by averaging the magnitude of the fluctuation component over a predetermined time width is input to the
図5は、図1の電力変換システムの動作を示す。なお、本図は、後述する実施例1(図9)に対する比較例となる。 FIG. 5 shows the operation of the power conversion system of FIG. Note that this figure is a comparative example with respect to Example 1 (FIG. 9) described later.
図5は、電力変換システムの総電力指令値P* SYSと第2電力変換装置の出力電力指令値P* BATの時間変化の一例を示している。図中、破線(202)が総電力指令値P* SYSを表し、実線(107)が出力電力指令値P* BATを表す。 FIG. 5 shows an example of temporal changes in the total power command value P * SYS of the power conversion system and the output power command value P * BAT of the second power converter. In the figure, the dashed line (202) represents the total power command value P * SYS , and the solid line (107) represents the output power command value P * BAT .
図中、(1)および(2)の場合は、それぞれ、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小および大の場合である。また、(A)および(B)の場合は、それぞれ、電力平滑フィルタが変化率リミッタ(図3)および移動平均フィルタ(図4)を備える場合である。 In the figure, cases (1) and (2) correspond to small and large fluctuations in the output power PRE of the first power converter, respectively. Also, in cases (A) and (B), the power smoothing filter is provided with a change rate limiter (FIG. 3) and a moving average filter (FIG. 4), respectively.
(1)-(A)の場合、変化率リミッタは実質的に動作しないので、電力平滑フィルタ(図3)は、PREと同じP* SYSを生成する。したがって、電力制御部(図2)が出力するP* BATはほぼゼロとなる。すなわち、蓄電池は充放電されない。 In cases (1)-(A), the power smoothing filter (FIG. 3) produces the same P * SYS as PRE because the rate limiter does not operate effectively. Therefore, P * BAT output by the power controller (FIG. 2) is almost zero. That is, the storage battery is not charged or discharged.
これに対し、(1)-(B)の場合、実線(107)の変動が示すように、移動平均フィルタを備える電力平滑フィルタ(図4)が生成するP* BATは負および正の値をとる。すなわち、蓄電池が充放電される。 On the other hand, in the case of (1)-(B), P * BAT generated by the power smoothing filter (FIG. 4) with a moving average filter has negative and positive values, as indicated by the variation of the solid line (107). Take. That is, the storage battery is charged and discharged.
また、(2)-(A)および(2)-(B)の場合、各実線(107)の大きな変動が示すように、いずれの場合においても、電力平滑フィルタ(図3、図4)は、PREの大きな変動に応じて、このような変動を補償するようにP* BATを生成する。 In the cases of (2)-(A) and (2)-(B), as shown by the large fluctuations of each solid line (107), in any case, the power smoothing filter (FIGS. 3 and 4) is , PRE generates P * BAT to compensate for such variations.
図6は、図1の電力変換システムの動作を示す。なお、本図は、後述する実施例1(図図10)に対する比較例となる。 FIG. 6 shows the operation of the power conversion system of FIG. Note that this figure is a comparative example with respect to Example 1 (FIG. 10), which will be described later.
図6は、蓄電池105(図1)における充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)の時間変化の一例を示している。図中、破線は、第2電力変換装置の出力電力指令値P* BATの絶対値の積分値を示し、充放電エネルギー積算値を表す。また、図中、実線は、P* BATの積分値を示し、蓄電電力量を表す。 FIG. 6 shows an example of changes over time in the charge/discharge energy integrated value (accumulated energy) and the amount of stored electric power (energy deviation) in the storage battery 105 (FIG. 1). In the figure, the dashed line indicates the integrated value of the absolute value of the output power command value P * BAT of the second power converter, representing the charge/discharge energy integrated value. In the figure, the solid line indicates the integrated value of P * BAT and represents the amount of stored electric power.
なお、P* BATの絶対値の積分値は、蓄電池の寿命に関わる指標となり得る。また、P* BATの積分値は、蓄電池に要求される電力容量に関わる指標となり得る。 Note that the integrated value of the absolute value of P * BAT can be an index related to the life of the storage battery. Also, the integrated value of P * BAT can be an index related to the power capacity required for the storage battery.
図中、(1)および(2)の場合は、それぞれ、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小および大の場合である。また、(A)および(B)の場合は、それぞれ、電力平滑フィルタが変化率リミッタ(図3)および移動平均フィルタ(図4)を備える場合である。 In the figure, cases (1) and (2) correspond to small and large fluctuations in the output power PRE of the first power converter, respectively. Also, in cases (A) and (B), the power smoothing filter is provided with a change rate limiter (FIG. 3) and a moving average filter (FIG. 4), respectively.
(1)-(A)の場合と(1)-(B)の場合を比較すると、充放電エネルギー積算値(破線601A1,601B1)および蓄電電力量(実線602A1,602B1)は、ともに、(1)-(A)の場合の方が(1)-(B)の場合よりも小さい。したがって、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小の場合、蓄電池の寿命および容量にとっては、変化リミッタが移動平均フィルタよりも有利である。 Comparing the case of (1)-(A) and the case of (1)-(B), the integrated charge/discharge energy value (broken lines 601A1, 601B1) and the amount of stored power (solid lines 602A1, 602B1) are both (1 )-(A) is smaller than (1)-(B). Therefore, when the fluctuation of the output power PRE of the first power converter is small, the change limiter is more advantageous than the moving average filter for battery life and capacity.
これに対し、(2)-(A)の場合と(2)-(B)の場合を比較すると、充放電エネルギー積算値(破線601A2,601B2)は、(2)-(A)の場合の方が(2)-(B)の場合よりも小さい。また、蓄電電力量(実線602A2,602B2)は、(2)-(B)の場合の方が(2)-(A)の場合よりも小さい。したがって、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が大の場合、蓄電池の寿命にとっては、変化リミッタが移動平均フィルタよりも有利であるが、蓄電池の容量にとっては、移動平均フィルタが変化率リミッタよりも有利である。 On the other hand, when comparing the case of (2)-(A) and the case of (2)-(B), the charge/discharge energy integrated value (broken lines 601A2, 601B2) is is smaller than the case of (2)-(B). Also, the amount of stored power (solid lines 602A2, 602B2) is smaller in the case of (2)-(B) than in the case of (2)-(A). Therefore, when the fluctuation of the output power PRE of the first power converter is large, the change limiter is more advantageous than the moving average filter for the life of the storage battery, but the moving average filter is more advantageous for the capacity of the storage battery. Advantages over limiters.
上述のように、変化率リミッタおよび移動平均フィルタは、蓄電池の寿命および容量に対する影響が様々である。このため、電力変換システムのコスト低減のために、蓄電池の寿命を向上しかつ要求される容量を低減することが難しい。 As discussed above, the rate of change limiter and moving average filter have varying effects on battery life and capacity. For this reason, it is difficult to improve the life of the storage battery and reduce the required capacity in order to reduce the cost of the power conversion system.
以下、本発明の実施形態について、実施例1および実施例2により説明する。なお、いずれの実施例も、図1に示したシステム構成を有するとともに、電力平滑フィルタにおいて、図3に示した変化率リミッタおよび図4に示した移動平均フィルタが用いられる。なお、すでに図示した構成については、詳細な説明を省略する。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below using Examples 1 and 2. FIG. Each embodiment has the system configuration shown in FIG. 1, and uses the change rate limiter shown in FIG. 3 and the moving average filter shown in FIG. 4 in the power smoothing filter. Note that detailed description of the already illustrated configuration is omitted.
図7は、本発明による実施例1である電力変換システム700の構成を示す。
FIG. 7 shows the configuration of a
図7に示すように、本実施例1の電力変換システム100は、図1に示した電力変換システム100と同様な構成を有する。なお、電力制御部706の具体的な構成は、以下に説明するように、図2-4に示した構成とは異なる。
As shown in FIG. 7, the
図8は、実施例1における電力制御部706の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 8 is a functional block diagram showing the configuration of the
電力制御部706は、電力平滑フィルタ801を備える。第1電力変換装置101の出力電力検出値708(PRE)は電力平滑フィルタ801に入力される。電力平滑フィルタ801は、出力電力検出値708(PRE)の変動成分を平滑化することにより電力変換システム700の総出力電力指令値802(P*
SYS)を作成し、作成した総出力電力指令値802(P*
SYS)を出力する。
電力制御部706は、電力平滑フィルタ801によって作成された総出力電力指令値802(P*
SYS)と出力電力検出値708(PRE)との差分を算出することにより、第2電力変換装置102の出力電力指令値707(P*
BAT)を作成する。電力制御部706は、作成した出力電力指令値707(P*
BAT)を第2電力変換装置102における図示されないコンバ-タ制御部に送る。
The
電力平滑フィルタ801は、出力電力検出値708(PRE)から、再生可能エネルギー発電装置の出力変動に伴う大きな変動成分を除去し、残りの比較的緩やかに変化する成分を、総出力電力指令値802(P*
SYS)として出力する。このため、総出力電力指令値802(P*
SYS)と出力電力検出値708(PRE)との差分(P*
SYS-PRE)、すなわち、出力電力指令値707(P*
BAT)は、出力電力検出値708(PRE)の大きな変動成分を相殺する。したがって、第2電力変換装置102の出力電力711(PBAT)が出力電力指令値707(P*
BAT)になるように、第2電力変換装置102が制御されることにより、総出力電力712(PSYS)の電力変動が抑制できる。
The
図8に示すように、電力平滑フィルタ801は、変化率リミッタを有し、図3に示した構成と同様の構成を有する電力平滑フィルタ部201A(以下、単に「変化率リミッタ部」と記す)と、切替スイッチ部803を介して変化率リミッタ部(201A)に接続され、図4に示した構成と同様の構成を有する移動平均フィルタ201Bとを備える。
As shown in FIG. 8,
切替スイッチ部803は、フィルタ動作モード設定部804が設定する電力平滑フィルタ801の動作モードに応じて、移動平均フィルタ201Bの出力と変化率リミッタ部(201A)の入力との接続および非接続を切り替える。なお、本実施例1において、フィルタ動作モード設定部804は、設定される動作モードを示す動作モードフラグ信号を出力する。切替スイッチ部803は、この動作モードフラグ信号に応じて動作する。
移動平均フィルタ201Bと変化率リミッタ部(201A)とが接続される場合、出力電力検出値708(PRE)は、移動平均フィルタ201Bを介して変化率リミッタ部へ入力される。また、移動平均フィルタ201Bと変化率リミッタ部(201A)とが非接続の場合、出力電力検出値708(PRE)は、移動平均フィルタ201Bを介することなく、直接、変化率リミッタ部へ入力される。したがって、電力平滑フィルタ801においては、図3に示した構成と図4に示した構成とが切替スイッチ部803によって切り替えられる。
When moving
フィルタ動作モード設定部804は、出力電力検出値708(PRE)を入力し、入力したPREと、遅延時間設定部805によって遅れ時間Tが設定されたPRE(すなわち時間T前の検出値)との差分を算出し、算出された差分の絶対値を絶対値演算部806(ABS)によって算出する。さらに、フィルタ動作モード設定部804は、算出した絶対値から、低域通過フィルタ807(LPF)によって高周波成分を除去することにより、動作モードを判定するための指標となるモード選択指標808(PREVIO)を算出する。
The filter operation
フィルタ動作モード設定部804は、比較部810(CMP)によって、算出したPREVIOと所定の閾値809(PVIOTH)とを比較し、比較結果に応じて動作モードを設定する。本実施例1では、フィルタ動作モード設定部804は、PREVIOが閾値PVIOTHを超えていなければ、移動平均フィルタを用いずに変化率リミッタ部によるフィルタ動作モード(M0)を設定し、比較部810から動作モードM0を示す動作モードフラグ信号811を出力する。また、フィルタ動作モード設定部804は、PREVIOが閾値PVIOTHを超えていると、移動平均フィルタおよび変化率リミッタ部によるフィルタ動作モード(M1)を設定し、比較部810から動作モードM1を示す動作モードフラグ信号を出力する。
The filter operation
切替スイッチ部803は、動作モードM1を示す動作モードフラグ信号を受けると、移動平均フィルタ201Bと変化率リミッタ部(201A)とを接続し、動作モードM0を示す動作モードフラグ信号を受けると、移動平均フィルタ201Bと変化率リミッタ部(201A)を非接続にする。
ここで、PREVIOは、瞬時もしくは短時間におけるPREの変動の大きさを表している。したがって、上記のようなフィルタ動作モード設定部804の動作によれば、PREVIOが閾値PVIOTHを超えない場合、すなわちPREの変動が比較的小さな場合において、電力平滑フィルタ801は、移動平均フィルタを用いず、変化率リミッタ部を用いる構成(図3)となる。また、PREVIOが閾値PVIOTHを超える場合、すなわちPREの変動が比較的大きな場合において、電力平滑フィルタ801は、移動平均フィルタおよび変化率リミッタ部を用いる構成(図4)となる。
Here, PREVIO represents the magnitude of fluctuation of PRE in an instant or in a short period of time. Therefore, according to the operation of filter operation
図9は、実施例1における電力制御部706(図中では「電力平滑制御部」と記す)の動作状態例を示す。 FIG. 9 shows an operation state example of the power control unit 706 (denoted as “power smoothing control unit” in the drawing) according to the first embodiment.
図中、(1)および(2)の場合は、それぞれ、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小および大の場合である。 In the figure, cases (1) and (2) correspond to small and large fluctuations in the output power PRE of the first power converter, respectively.
(1)および(2)の各場合について、電力制御部706へ入力される第1電力変換装置の出力電力検出値PREと、モード選択指標808(PREVIO:実線)およびその閾値809(PVIOTH:破線)と、動作モード(M0,M1)を示す動作モードフラグ信号811と、を示す。
For each of the cases (1) and (2), the output power detection value PRE of the first power converter input to the power control unit 706, the mode selection index 808 (PREVIO : solid line) and its threshold 809 (P VIOTH : dashed line) and an operation
(1)の場合、中央図が示すように、PREVIO(808)<PVIOTH(809)である。このため、下図が示すように、動作モードM0が設定される。すなわち、電力制御部706は、移動平均フィルタを用いずに、変化率リミッタ部を用いる。
For case (1), PREVIO (808)<P VIOTH ( 809) as shown in the middle diagram. Therefore, the operation mode M0 is set as shown in the figure below. That is, the
これに対し、(2)の場合、中央図が示すように、PREVIO(808)<PVIOTH(809)となる期間と、PREVIO(808)≧PVIOTH(809)となる期間とが、交互に繰り返し現れる。このため、下図が示すように、PREの変動の大きさに応じて、動作モードM0と動作モードM1とが交互に設定される。すなわち、電力制御部706は、PREの変動の大きさに応じて、移動平均フィルタを用いずに変化率リミッタ部を用いたり、移動平均フィルタおよび変化率リミッタを用いたりする。
On the other hand, in the case of (2), as shown in the central diagram, the period of PRE VIO (808)<P VIOTH ( 809) and the period of PRE VIO (808)≧P VIOTH ( 809) are appear alternately. Therefore, as shown in the figure below, the operation mode M0 and the operation mode M1 are alternately set according to the magnitude of the variation in PRE. In other words,
図10は、実施例1の電力変換システムの動作を示す。 10 shows the operation of the power conversion system of Example 1. FIG.
図中、(1)および(2)の場合は、図9と同様に、それぞれ、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小および大の場合である。 In the figure, cases (1) and (2) correspond to small and large fluctuations in the output power PRE of the first power conversion device, respectively, similarly to FIG.
(1)および(2)の各場合について、電力制御部706(図中では「電力平滑制御部」と記す)へ入力される第1電力変換装置の出力電力検出値708(PRE)と、電力変換システム700の総出力電力指令値802(P*
SYS)および第2電力変換装置の出力電力指令値707(P*
BAT)と、蓄電池105(図7)における充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)と、を示す。下図中、破線は、第2電力変換装置の出力電力指令値P*
BATの絶対値の積分値を示し、充放電エネルギー積算値を表す。また、下図中、実線は、P*
BATの積分値を示し、蓄電電力量を表す。
For each of the cases (1) and (2), the output power detection value 708 (P RE ) of the first power conversion device input to the power control unit 706 (denoted as “power smoothing control unit” in the figure), The total output power command value 802 (P * SYS ) of the
なお、P* BATの絶対値の積分値は、蓄電池の寿命に関わる指標となり得る。また、P* BATの積分値は、蓄電池に要求される電力容量に関わる指標となり得る。 Note that the integrated value of the absolute value of P * BAT can be an index related to the life of the storage battery. Also, the integrated value of P * BAT can be an index related to the power capacity required for the storage battery.
(1)の場合、図9について上述したように、電力制御部706は、移動平均フィルタを用いずに、変化率リミッタ部を用いる。PPEの変動が小さいため、変化率リミッタは実質的に動作しないので、電力平滑フィルタ801(図8)は、PREと同じP*
SYSを生成する。したがって、電力制御部706(図7)が出力するP*
BATはほぼゼロとなる。すなわち、蓄電池は充放電されない。このため、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)はともにゼロとなる。
In case (1), as described above with reference to FIG. 9,
これに対し、(2)の場合、電力制御部706は、図9について上述したように、電力制御部706は、PREの変動の大きさに応じて、移動平均フィルタを用いずに変化率リミッタ部を用いたり、移動平均フィルタおよび変化率リミッタ部を用いたりする。したがって、電力制御部706(図7)が出力するP* BATは、PREの変動の大きさに応じて、ゼロおよび正負の値をとる。すなわち、蓄電池は充放電される。この結果、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)は有限の値をとる。 On the other hand, in the case of (2), the power control unit 706 , as described above with reference to FIG. A limiter section is used, or a moving average filter and change rate limiter section are used. Therefore, P * BAT output by power control section 706 (FIG. 7) takes a value of zero, plus or minus, depending on the magnitude of variation in PRE . That is, the storage battery is charged and discharged. As a result, the charge/discharge energy integrated value (accumulated energy) and the amount of stored electric power (energy deviation) take finite values.
図10における(2)の場合の下図が示す、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)と、図6の(2)-(A),(2)-(B)の各場合の充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)とを比較すると、蓄電電力量(energy deviation)は、実施例1が最も小さい。さらに、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)は、においては、(2)-(B)の場合よりも小さく、(2)-(B)の場合よりも小さな(2)-(A)の場合と同等である。したがって、本実施例1によれば、蓄電池に要求される電力容量を低減できるとともに、蓄電池の寿命を向上できる。 The lower diagram in the case of (2) in FIG. 10 shows the accumulated energy and stored energy (energy deviation), and (2)-(A) and (2)-(B) in FIG. Comparing the charge/discharge energy integrated value (accumulated energy) and the stored power amount (energy deviation) in each case, the stored power amount (energy deviation) is the smallest in the first embodiment. In addition, the accumulated charge and discharge energy (accumulated energy) is smaller than in the case of (2)-(B) and smaller than in the case of (2)-(B) In the case of (2)-(A) is equivalent to Therefore, according to the first embodiment, the power capacity required for the storage battery can be reduced, and the life of the storage battery can be improved.
上述のように、本実施例1によれば、蓄電池に要求される電力容量を低減できるとともに、蓄電池の寿命を向上できるので、蓄電池の設置および保守に要するコストを低減できる。これにより、再生可能エネルギー発電装置を外部の電力系統に連系する電力変換システムのコストを確実に低減できる。 As described above, according to the first embodiment, the power capacity required for the storage battery can be reduced, and the life of the storage battery can be improved, so that the cost required for installation and maintenance of the storage battery can be reduced. As a result, it is possible to reliably reduce the cost of a power conversion system that connects a renewable energy power generation device to an external power system.
次に、実施例2について、図11-14を用いて説明する。なお、主に、実施例1と異なる点について、説明する。 Next, Example 2 will be described with reference to FIGS. 11 to 14. FIG. Note that differences from the first embodiment will be mainly described.
図11は、本発明による実施例2である電力変換システム1100の構成を示す。
FIG. 11 shows the configuration of a
本実施例においては、再生可能エネルギー発電装置104として、太陽光発電装置が適用される。また、電力変換システム1100は、日射量を検出する日射計1113を備える。電力制御部1106は、後述するように、日射計1113による日射量検出値1114(InRE)に基づいて、動作モードを選択する。
In this embodiment, a photovoltaic power generation device is applied as the renewable energy
図12は、実施例2における電力制御部1106の構成を示す機能ブロック図である。
FIG. 12 is a functional block diagram showing the configuration of the
本実施例2において、フィルタ動作モード設定部1204は、日射量検出値1114(InRE)を入力し、入力したInREと、遅延時間設定部1205によって遅れ時間Tが設定されたInRE(すなわち時間T前の検出値)との差分を算出し、算出された差分の絶対値を絶対値演算部1206(ABS)によって算出する。さらに、フィルタ動作モード設定部1204は、算出した絶対値から、低域通過フィルタ1207(LPF)によって高周波成分を除去することにより、動作モードを判定するための指標となるモード選択指標1208(InREVIO)を算出する。
In the second embodiment, the filter operation
フィルタ動作モード設定部1204は、比較部1210(CMP)によって、算出したInREVIOと所定の閾値1209(InVIOTH)とを比較し、比較結果に応じて動作モードを設定する。本実施例2では、フィルタ動作モード設定部1204は、InREVIOが閾値InVIOTHを超えていなければ、移動平均フィルタを用いずに変化率リミッタ部によるフィルタ動作モード(M0)を設定し、比較部1210から動作モードM0を示す動作モードフラグ信号1211を出力する。また、フィルタ動作モード設定部1204は、InREVIOが閾値InVIOTHを超えていると、移動平均フィルタおよび変化率リミッタ部によるフィルタ動作モード(M1)を設定し、比較部1210から動作モードM1を示す動作モードフラグ信号を出力する。
The filter operation
切替スイッチ部1203は、動作モードM1を示す動作モードフラグ信号を受けると、移動平均フィルタ201Bと変化率リミッタ部(201A)とを接続し、動作モードM0を示す動作モードフラグ信号を受けると、移動平均フィルタ201Bと変化率リミッタ部(201A)を非接続にする。
ここで、InREVIOは、瞬時もしくは短時間におけるInREの変動の大きさを表している。したがって、上記のようなフィルタ動作モード設定部1204の動作によれば、InREVIOが閾値InVIOTHを超えない場合、すなわちInREの変動が比較的小さな場合において、電力平滑フィルタ1201は、移動平均フィルタを用いず、変化率リミッタ部を用いる構成(図3)となる。また、InREVIOが閾値InVIOTHを超える場合、すなわちInREの変動が比較的大きな場合において、電力平滑フィルタ1201は、移動平均フィルタおよび変化率リミッタ部を用いる構成(図4)となる。
Here, In REVIO represents the magnitude of fluctuation of In RE in an instant or in a short period of time. Therefore, according to the operation of the filter operation
図13は、実施例2における電力制御部1106(図中では「電力平滑制御部」と記す)の動作状態例を示す。 FIG. 13 shows an operation state example of the power control unit 1106 (denoted as “power smoothing control unit” in the drawing) according to the second embodiment.
図中、(1)は、天候が晴天であって、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小の場合である。また、(2)は、天候が曇天もしくは雨天であって、第1電力変換装置の出力電力PREの変動が大の場合である。 In the figure, (1) is the case where the weather is fine and the variation in the output power PRE of the first power converter is small. In (2), the weather is cloudy or rainy, and the output power PRE of the first power conversion device fluctuates greatly.
(1)および(2)の各場合について、電力制御部706へ入力される第1電力変換装置の出力電力検出値1108(PRE:実線)および日射量検出値1114(InRE:破線)と、モード選択指標1208(InREVIO:実線)およびその閾値1209(InVIOTH:破線)と、動作モード(M0,M1)を示す動作モードフラグ信号1211と、を示す。
For each of the cases (1) and (2), the output power detection value 1108 ( PRE: solid line) and the solar radiation amount detection value 1114 (In RE : dashed line) of the first power conversion device input to the
(1)の場合、中央図が示すように、InREVIO(1208)<InVIOTH(1209)である。このため、下図が示すように、動作モードM0が設定される。すなわち、電力制御部1106は、移動平均フィルタを用いずに、変化率リミッタ部を用いる。
In case (1), In REVIO (1208)<In VIOTH (1209), as shown in the central figure. Therefore, the operation mode M0 is set as shown in the figure below. That is,
これに対し、(2)の場合、中央図が示すように、InREVIO(1208)<InVIOTH(1209)となる期間と、InREVIO(1208)≧InVIOTH(1209)となる期間とが、交互に繰り返し現れる。このため、下図が示すように、PREの変動の大きさに応じて、動作モードM0と動作モードM1とが交互に設定される。すなわち、電力制御部1106は、InREおよびPREの変動の大きさに応じて、移動平均フィルタを用いずに変化率リミッタ部を用いたり、移動平均フィルタおよび変化率リミッタを用いたりする。
On the other hand, in the case of (2), as shown in the central diagram, the period in which In REVIO (1208)<In VIOTH (1209) and the period in which In REVIO (1208)≧In VIOTH (1209) are appear alternately. Therefore, as shown in the figure below, the operation mode M0 and the operation mode M1 are alternately set according to the magnitude of the variation in PRE. That is,
図14は、実施例2の電力変換システムの動作を示す。 FIG. 14 shows the operation of the power conversion system of Example 2. FIG.
図中、(1)の場合および(2)の場合は、図13と同様に、それぞれ、晴天であり第1電力変換装置の出力電力PREの変動が小の場合および曇天もしくは雨天であり第1電力変換装置の出力電力PREの変動が大の場合である。 In the figure, the cases (1) and (2) are, similarly to FIG. This is the case where the fluctuation of the output power PRE of one power converter is large.
(1)および(2)の各場合について、電力制御部1106(図中では「電力平滑制御部」と記す)へ入力される第1電力変換装置の出力電力検出値1108(PRE:実線)および日射量検出値1114(InRE:破線)と、電力変換システム1100の総出力電力指令値1202(P*
SYS)および第2電力変換装置の出力電力指令値1107(P*
BAT)と、蓄電池105(図11)における充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)と、を示す。下図中、破線は、第2電力変換装置の出力電力指令値P*
BATの絶対値の積分値を示し、充放電エネルギー積算値を表す。また、下図中、実線は、P*
BATの積分値を示し、蓄電電力量を表す。
For each of the cases (1) and (2), the output power detection value 1108 (P RE : solid line) of the first power converter input to the power control unit 1106 (denoted as “power smoothing control unit” in the figure) and the solar radiation amount detection value 1114 (In RE : broken line), the total output power command value 1202 (P * SYS ) of the
なお、P* BATの絶対値の積分値は、蓄電池の寿命に関わる指標となり得る。また、P* BATの積分値は、蓄電池に要求される電力容量に関わる指標となり得る。 Note that the integrated value of the absolute value of P * BAT can be an index related to the life of the storage battery. Also, the integrated value of P * BAT can be an index related to the power capacity required for the storage battery.
(1)の場合、図13について上述したように、電力制御部1106は、移動平均フィルタを用いずに、変化率リミッタ部を用いる。InREの変動が小さいためにPREの変動が小さいため、変化率リミッタは実質的に動作しないので、電力平滑フィルタ1201(図12)は、PREと同じP*
SYSを生成する。したがって、電力制御部1106(図11)が出力するP*
BATはほぼゼロとなる。すなわち、蓄電池は充放電されない。このため、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)はともにゼロとなる。
In case (1), as described above with reference to FIG. 13,
これに対し、(2)の場合、電力制御部1106は、図13について上述したように、電力制御部1106は、InREおよびPREの変動の大きさに応じて、移動平均フィルタを用いずに変化率リミッタ部を用いたり、移動平均フィルタおよび変化率リミッタ部を用いたりする。したがって、電力制御部1106(図11)が出力するP* BATは、InREおよびPREの変動の大きさに応じて、ゼロおよび正負の値をとる。すなわち、蓄電池は充放電される。この結果、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)は有限の値をとる。 On the other hand, in the case of (2), the power control unit 1106 , as described above with reference to FIG. or a moving average filter and a change rate limiter. Therefore, P * BAT output by power control section 1106 (FIG. 11) takes a value of zero, positive or negative depending on the magnitude of fluctuations in In RE and PRE . That is, the storage battery is charged and discharged. As a result, the charge/discharge energy integrated value (accumulated energy) and the amount of stored electric power (energy deviation) take finite values.
図14における(2)の場合の下図が示す、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)と、図6の(2)-(A),(2)-(B)の各場合の充放電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量(energy deviation)とを比較すると、充放電エネルギー積算値(accumulated energy)は、実施例2が最も小さい。さらに、蓄電電力量(energy deviation)は、(2)-(A)の場合よりも小さく、(2)-(A)の場合よりも小さな(2)-(B)の場合と同等である。したがって、本実施例1によれば、蓄電池に要求される電力容量を低減できるとともに、蓄電池の寿命を向上できる。 The lower diagram in the case of (2) in FIG. 14 shows the accumulated energy and stored energy (energy deviation), and (2)-(A) and (2)-(B) in FIG. Comparing the charge/discharge energy accumulated value (accumulated energy) and the amount of stored electric power (energy deviation) in each case, Example 2 has the smallest charge/discharge energy accumulated value (accumulated energy). In addition, the energy deviation is smaller than in case (2)-(A) and equivalent to case (2)-(B), which is smaller than in case (2)-(A). Therefore, according to the first embodiment, the power capacity required for the storage battery can be reduced, and the life of the storage battery can be improved.
なお、本実施例2の変形例として、再生可能エネルギー発電装置104として、風力発電装置を適用し、日射計に替えて風速計を備えてもよい。
As a modification of the second embodiment, a wind power generator may be applied as the renewable
上述のように、本実施例2によれば、蓄電池に要求される電力容量を低減できるとともに、蓄電池の寿命を向上できるので、蓄電池の設置および保守に要するコストを低減できる。これにより、再生可能エネルギー発電装置を外部の電力系統に連系する電力変換システムのコストを確実に低減できる。また、再生可能エネルギー発電装置の発電量の直接的な要因である自然エネルギーのパラメータ(日射量、風速)によって動作モードを切り替えるので、第1電力変換装置の出力電力(PRE)の変動を補償するための制御の追従性が向上する。 As described above, according to the second embodiment, the power capacity required for the storage battery can be reduced, and the life of the storage battery can be improved, so that the costs required for installation and maintenance of the storage battery can be reduced. As a result, it is possible to reliably reduce the cost of a power conversion system that connects a renewable energy power generation device to an external power system. In addition, since the operation mode is switched according to the parameters of natural energy (amount of solar radiation, wind speed), which are direct factors in the amount of power generated by the renewable energy power generation device, fluctuations in the output power (P RE ) of the first power conversion device are compensated. The followability of the control for doing is improved.
ここで、各種の電力平滑フィルタの性能に関する本発明者の検討結果について説明しておく。 Here, the inventor's examination results regarding the performance of various power smoothing filters will be described.
図15は、各種の電力平滑フィルタについて、充電エネルギー積算値(accumulated energy)および蓄電電力量ピーク値(peak energy deviation)に関する本発明者による検討結果の一例である。 FIG. 15 shows an example of the results of examination by the present inventor regarding various power smoothing filters regarding accumulated energy and peak energy deviation.
図15が示すように、蓄電池の寿命の向上および電力容量の低減にとって、総合的に見て、本発明による実施例1または実施例2が有利であることがわかる。 As shown in FIG. 15, it can be seen that Example 1 or Example 2 according to the present invention is advantageous for improving the life of the storage battery and reducing the power capacity.
なお、上記の各実施例を、次のように変形してもよい。 Each of the above embodiments may be modified as follows.
電力平滑フィルタは、複数の平滑フィルタ部(実施例では、変化率リミッタと、変化率リミッタ付き移動平均フィルタ)として、複数の一次遅れフィルタと、単位時間当たりの入力を用いて計算する移動平均フィルタと、単位時間当たりの変化率を制限するリミッタと、単位時間当たりの入力を用いる中位数計算手段と、これら四方式を任意に組み合わせる手段の内の複数を備えてもよい。なお、一次遅れフィルタにおいては、一次遅れ時定数が調整可能でもよい。また、中位数計算手段においては、単位時間幅を調整可能でもよい。 The power smoothing filter is a plurality of smoothing filter units (in the embodiment, a rate of change limiter and a moving average filter with a rate of change limiter), a plurality of first-order lag filters, and a moving average filter that performs calculations using inputs per unit time. , a limiter that limits the rate of change per unit time, median number calculation means that uses the input per unit time, and means for arbitrarily combining these four methods. In the first-order lag filter, the first-order lag time constant may be adjustable. Also, in the median number calculation means, the unit time width may be adjustable.
移動平均フィルタにおいては、移動平均フィルタの単位時間幅と平均計算係数が調整可能でもよい。 In the moving average filter, the unit time width and average calculation coefficient of the moving average filter may be adjustable.
単位時間当たりの変化率を制限する変化率リミッタは、変化率制限上下限値が調整可能でもよい。 The rate of change limiter that limits the rate of change per unit time may be adjustable in upper and lower limit values of the rate of change.
電力平滑フィルタにおける複数の平滑フィルタ部の内、稼働している平滑フィルタ部に関する情報を報知および記録可能でもよい。 It may be possible to notify and record information about the smoothing filter section that is in operation among the plurality of smoothing filter sections in the power smoothing filter.
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、前述した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、各実例の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置き換えをすることが可能である。 In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and includes various modifications. For example, the above-described embodiments have been described in detail in order to explain the present invention in an easy-to-understand manner, and are not necessarily limited to those having all the configurations described. Moreover, it is possible to add, delete, or replace a part of the configuration of each example with another configuration.
例えば、第1電力変換装置および第2電力変換装置は、複数の電力変換部の多重接続から構成されてもよい。また、再生可能エネルギー発電装置および蓄電池の各台数は任意でよい。 For example, the first power conversion device and the second power conversion device may be composed of multiple connections of a plurality of power conversion units. Also, the number of renewable energy power generators and storage batteries may be arbitrary.
また、蓄電池に替えて、キャパシタなどの他の蓄電装置を適用してもよい。なお、蓄電装置は、電力変換システムの余剰電力の蓄電や、電力変換システムの出力の平準化などに用いてもよい。 Also, instead of the storage battery, another power storage device such as a capacitor may be applied. Note that the power storage device may be used for storing surplus power of the power conversion system, leveling the output of the power conversion system, and the like.
電気量検出部は、第1電力変換装置の出力電力のほか、出力電圧や出力電流を検出してもよい。そして、出力電圧や出力電流の変動を補償するように、第2電力変換装置の出力電力を制御してもよい。また、動作モード設定部が、これらの出力電圧や出力電流の検出値の変動、もしくは再生可能エネルギー発電装置の出力(電力、電圧、電流)の変動に基づいて、動作モードを設定してもよい。 The electric quantity detection unit may detect the output voltage and the output current in addition to the output power of the first power conversion device. Then, the output power of the second power converter may be controlled so as to compensate for fluctuations in the output voltage and output current. Further, the operation mode setting unit may set the operation mode based on fluctuations in the detected values of the output voltage and output current, or fluctuations in the output (power, voltage, current) of the renewable energy power generation device. .
100 電力変換システム、101 第1電力変換装置、102 第2電力変換装置、
103 電力系統、104 再生可能エネルギー発電装置、105 蓄電池、
106 電力制御部、109 電気量検出部、201 電力平滑フィルタ、
201B 移動平均フィルタ、301 変化率リミッタ、304 遅延時間設定部、
401 遅延時間設定部、402 演算器、700 電力変換システム、
706 電力制御部、709 電気量検出部、801 電力平滑フィルタ、
803 切替スイッチ部、804 フィルタ動作モード設定部、
805 遅延時間設定部、806 絶対値演算部、807 低域通過フィルタ、
810 比較部、1100 電力変換システム、1106 電力制御部、
1109 電気量検出部、1113 日射計、1201 電力平滑フィルタ、
1203 切替スイッチ部、1204 動作モード設定部、
1205 遅延時間設定部、1206 絶対値演算部、1207 低域通過フィルタ、
1210 比較部
100 power conversion system, 101 first power conversion device, 102 second power conversion device,
103 power system, 104 renewable energy power generation device, 105 storage battery,
106 power control unit, 109 electric quantity detection unit, 201 power smoothing filter,
201B moving average filter, 301 change rate limiter, 304 delay time setting unit,
401 delay time setting unit, 402 calculator, 700 power conversion system,
706 power control unit, 709 electric quantity detection unit, 801 power smoothing filter,
803 switch unit, 804 filter operation mode setting unit,
805 delay time setting unit, 806 absolute value calculation unit, 807 low-pass filter,
810 comparison unit, 1100 power conversion system, 1106 power control unit,
1109 electric quantity detector, 1113 pyranometer, 1201 power smoothing filter,
1203 switch unit, 1204 operation mode setting unit,
1205 delay time setting unit, 1206 absolute value calculation unit, 1207 low-pass filter,
1210 comparator
Claims (10)
蓄電装置からの電力を電力変換する第2電力変換装置と、
前記第1電力変換装置の出力の電気量を検出する電気量検出部と、
電気量検出部による前記電気量の検出値に基づいて、前記再生可能エネルギー発電装置の発電電力の変動を補償するように、前記第2電力変換装置の出力を制御する電力制御部と、
を備え、
前記電力制御部は、前記電気量の検出値を平滑する平滑フィルタを有し、前記平滑フィルタの出力に基づいて前記第2電力変換装置の出力を制御し、
前記再生可能エネルギー発電装置を電力系統に連系する電力変換システムにおいて、
前記平滑フィルタは、
特性が異なる複数の平滑フィルタ部と、
前記再生可能エネルギー発電装置の発電電力の変動の大きさに応じて、前記複数の平滑フィルタ部のいずれかを選択する切替スイッチ部と、
を備えることを特徴とする電力変換システム。 a first power conversion device that converts power from the renewable energy power generation device;
a second power conversion device that converts power from the power storage device;
an electric quantity detection unit that detects the electric quantity of the output of the first power conversion device;
a power control unit that controls the output of the second power conversion device so as to compensate for fluctuations in the power generated by the renewable energy power generation device based on the value of the quantity of electricity detected by the quantity of electricity detection unit;
with
The power control unit has a smoothing filter that smoothes the detected value of the electric quantity, controls the output of the second power conversion device based on the output of the smoothing filter,
In a power conversion system that connects the renewable energy power generation device to a power system,
The smoothing filter is
a plurality of smoothing filter units with different characteristics;
a changeover switch unit that selects one of the plurality of smoothing filter units according to the magnitude of fluctuation in the power generated by the renewable energy power generation device;
A power conversion system comprising:
前記複数の平滑フィルタ部は、
前記電気量の前記検出値を入力する変化率リミッタを有する第1平滑フィルタ部と、
前記電気量の前記検出値を入力する移動平均フィルタを有する第2平滑フィルタ部と、
を含むことを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 1,
The plurality of smoothing filter units are
a first smoothing filter unit having a change rate limiter for inputting the detected value of the electric quantity;
a second smoothing filter unit having a moving average filter for inputting the detected value of the electrical quantity;
A power conversion system comprising:
前記第2平滑フィルタ部は、前記移動平均フィルタの出力に接続される変化率リミッタ部を有することを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 2,
The power conversion system, wherein the second smoothing filter section has a change rate limiter section connected to the output of the moving average filter.
前記電気量は、前記第1電力変換装置の出力電力であることを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 1,
A power conversion system, wherein the quantity of electricity is output power of the first power conversion device.
前記切替スイッチ部は、前記再生可能エネルギー発電装置の前記発電電力とともに変動する物理量の検出値に基づいて、前記複数の平滑フィルタ部のいずれかを選択することを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 1,
The power conversion system, wherein the changeover switch section selects one of the plurality of smoothing filter sections based on a detected value of a physical quantity that varies with the power generated by the renewable energy power generation device.
前記物理量は前記第1電力変換装置の出力電力であることを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 5,
The power conversion system, wherein the physical quantity is the output power of the first power converter.
前記再生可能エネルギー発電装置は、太陽光発電装置であり、
前記物理量は日射量であることを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 5,
The renewable energy power generation device is a solar power generation device,
A power conversion system, wherein the physical quantity is an amount of solar radiation.
前記再生可能エネルギー発電装置は、風力発電装置であり、
前記物理量は風速であることを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 5,
The renewable energy power generation device is a wind power generation device,
The power conversion system, wherein the physical quantity is wind speed.
前記切替スイッチ部は、前記再生可能エネルギー発電装置の前記発電電力とともに変動する物理量の検出値に基づいて、前記複数の平滑フィルタ部のいずれかを選択し、
前記切替スイッチ部は、前記物理量の前記検出値の変動の大きさが所定値を超えない場合、前記第1平滑フィルタ部を選択し、前記物理量の前記検出値の変動の大きさが前記所定値を超える場合、前記第2平滑フィルタ部を選択することを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 2,
The changeover switch unit selects one of the plurality of smoothing filter units based on a detected value of a physical quantity that varies with the power generated by the renewable energy power generation device,
The changeover switch unit selects the first smoothing filter unit when a magnitude of variation in the detected value of the physical quantity does not exceed a predetermined value, and the magnitude of variation in the detected value of the physical quantity is the predetermined value. is selected, the power conversion system characterized by selecting the second smoothing filter unit.
前記物理量の前記検出値の変動の大きさに応じて、前記複数の平滑フィルタ部のいずれかを選択するためのフラグ信号を作成する動作モード設定部を備え、
前記切替スイッチ部は、前記フラグ信号に応じて、前記複数の平滑フィルタ部のいずれかを選択することを特徴とする電力変換システム。 In the power conversion system according to claim 5,
an operation mode setting unit that generates a flag signal for selecting one of the plurality of smoothing filter units according to the magnitude of variation in the detected value of the physical quantity;
The power conversion system, wherein the switch section selects one of the plurality of smoothing filter sections according to the flag signal.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019029438A JP7189045B2 (en) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | power conversion system |
PCT/JP2019/047648 WO2020170550A1 (en) | 2019-02-21 | 2019-12-05 | Power conversion system |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019029438A JP7189045B2 (en) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | power conversion system |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020137293A JP2020137293A (en) | 2020-08-31 |
JP7189045B2 true JP7189045B2 (en) | 2022-12-13 |
Family
ID=72143819
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2019029438A Active JP7189045B2 (en) | 2019-02-21 | 2019-02-21 | power conversion system |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7189045B2 (en) |
WO (1) | WO2020170550A1 (en) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7215456B2 (en) * | 2020-04-16 | 2023-01-31 | 日新電機株式会社 | Power fluctuation mitigation device |
CN112003304B (en) * | 2020-09-02 | 2022-04-26 | 国网陕西省电力公司经济技术研究院 | Power fluctuation suppression and frequency modulation control method based on hybrid energy storage system |
JP2023076316A (en) * | 2021-11-22 | 2023-06-01 | NExT-e Solutions株式会社 | Control device, power conversion system, power supply device, program, and control method |
CN114172209B (en) * | 2021-11-29 | 2023-08-01 | 国网福建省电力有限公司电力科学研究院 | Impact power detection method based on sliding window filtering and capacity self-adaptive distribution |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007129803A (en) | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power stabilizing system using power storage facility, and its controller |
JP2007330017A (en) | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power stabilizing system using power storage facility, and its controller |
JP2010022122A (en) | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Meidensha Corp | Stabilization control method for distributed power supply |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0865892A (en) * | 1994-08-25 | 1996-03-08 | Meidensha Corp | Active filter |
JP2014217198A (en) * | 2013-04-26 | 2014-11-17 | 株式会社東芝 | Power storage amount management device and power storage amount management system |
WO2014174667A1 (en) * | 2013-04-26 | 2014-10-30 | 富士電機株式会社 | Resonance suppression device |
-
2019
- 2019-02-21 JP JP2019029438A patent/JP7189045B2/en active Active
- 2019-12-05 WO PCT/JP2019/047648 patent/WO2020170550A1/en active Application Filing
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007129803A (en) | 2005-11-01 | 2007-05-24 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power stabilizing system using power storage facility, and its controller |
JP2007330017A (en) | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Fuji Electric Systems Co Ltd | Power stabilizing system using power storage facility, and its controller |
JP2010022122A (en) | 2008-07-10 | 2010-01-28 | Meidensha Corp | Stabilization control method for distributed power supply |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2020170550A1 (en) | 2020-08-27 |
JP2020137293A (en) | 2020-08-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP7189045B2 (en) | power conversion system | |
JP6510741B1 (en) | SYSTEM, CONTROL DEVICE, AND CONTROL METHOD OF SYSTEM | |
EP2467764B2 (en) | Ac connected modules with line frequency or voltage variation pattern for energy control | |
Bharatee et al. | A power management scheme for grid-connected PV integrated with hybrid energy storage system | |
JP6929385B2 (en) | Hybrid energy storage system | |
US8624561B1 (en) | Power conversion having energy storage with dynamic reference | |
Oureilidis et al. | Frequency-based control of islanded microgrid with renewable energy sources and energy storage | |
KR101426826B1 (en) | Variable Resistance Type Droop Control Appratus and the Method for Stand-alone Micro-grid | |
JP7296762B2 (en) | power converter | |
CN1496600A (en) | Uninterruptible power supply | |
KR101092219B1 (en) | System and method for stabilizing wind power generation equipment | |
JPWO2014147771A1 (en) | Solar power system | |
KR101753667B1 (en) | A Flywheel Energy Storage System Based on Battery for Microgrid Control | |
Kim et al. | Control strategy of multiple energy storages system for DC microgrid | |
US20240039286A1 (en) | Energy storage system and grid control system | |
JP6149275B2 (en) | Power fluctuation suppression device using multiple power storage devices | |
Bharath et al. | Application of supercapacitor on a droop-controlled DC microgrid for surge power requirement | |
JP6768571B2 (en) | Power controller, method and power generation system | |
CN115411771A (en) | Photovoltaic power generation system and control method thereof | |
WO2022264303A1 (en) | Uninterruptible power supply device | |
JP7333540B2 (en) | energy storage system | |
JP2015053817A (en) | Power conversion device | |
WO2023243072A1 (en) | Dc power distribution system | |
JP2011010511A (en) | Power converter | |
Naqvi et al. | Enhanced Power Quality Multi-Mode Grid Interactive PV-Battery System for Uninterrupted Power |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20191031 |
|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20211004 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221129 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221201 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7189045 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |