JPWO2017037868A1 - 発電設備および発電制御装置 - Google Patents
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Abstract
Description
[実施の形態1のシステム構成]
図1は、本発明の実施の形態1に係るシステム構成を説明するための概念構成図である。図1に示す発電設備10は、電力系統の送電設備20に接続する。電力系統には、送電設備20の他、送電設備20に接続された他の発電設備(図示省略)、送電設備20に接続された負荷設備(図示省略)が含まれる。
図1に示す発電システム30は、太陽光発電(PV)システムである。なお、発電システム30は、風力発電システム等であってもよい。発電システム30は、太陽光発電装置31、太陽光発電用のパワーコンディショニングシステム(以下、PV−PCS)32、電力計33を備える。太陽光発電装置31は、複数のPVモジュール311、複数のPVモジュール311が接続する接続箱312、複数の接続箱312が接続する集電箱313を備える。集電箱313はPV−PCS32に接続する。複数のPVモジュール311で発電された電力は、集電箱313を介してPV−PCS32に供給される。
蓄電池システム40は、蓄電池装置41、蓄電池用のパワーコンディショニングシステム(以下、蓄電池用PCS)42を備える。図1に示す蓄電池システム40は、1つの蓄電池用PCS42に対して1つの蓄電池装置41が接続されているが、これは単なる一例である。一般に、1つの蓄電池用PCS42に対して複数の蓄電池装置41が並列に接続される。蓄電池装置41の並列数は蓄電池用PCS42の仕様に基づいて定められる。蓄電池システム40は、コンピュータネットワーク22を介して発電システム30、統括制御装置50に接続する。
統括制御装置50は、コンピュータネットワーク22を介して発電システム30、蓄電池システム40に接続する。統括制御装置50は、電力系統と発電設備10との間の電力需給を制御する。例えば、統括制御装置50は、後述する充放電指令部60や発電許容電力値算出部61を備える。
図2は、本発明の実施の形態1に係るシステムのブロック図である。本発明に係る発電制御装置1は、統括制御装置50と発電システム30の一部を含みうる概念である。
発電制御装置1は、充放電指令機能を有し、その機能は充放電指令部60が受け持つ。発電制御装置1は、電力計25から合成電力値を受信し、電力計33から供給電力値を受信し、蓄電池システム40(BMU412)から蓄電池情報を受信する。充放電指令部60は、合成電力値と供給電力値と蓄電池情報とに基づいて充放電指令を決定し、充放電指令を蓄電池システム40に送信する。
図4は、制御周期毎の発電システム30の出力と、発電許容電力値の算出について説明するための図である。実線71は、制御周期毎の発電システム30の出力を示す。点72は、現制御周期におけるサイト出力(発電設備10が電力系統に供給する電力)である。点74は、次制御周期におけるサイト出力である。また、点72は、現制御周期におけるサイト出力上限許容値であり、点73は、現制御周期におけるサイト出力下限許容値である。サイト出力上限許容値は、系統供給電力変化率の最大値(+n%/分)に対応する値である。サイト出力下限許容値は、系統供給電力変化率の最小値(−n%/分)に対応する値である。また、図4に示す(A)〜(E)は以下のように定義される。
(A)は、現制御周期において、発電システム30が設備内電線21に供給する電力の現在値であり、電力計33により検出される。
(B)は、蓄電池システム40が充電する電力の現在値であり、充放電指令部60により算出される充放電指令に含まれる。
(C)は、発電設備10の定格出力の規定割合に応じた電力値である。規定割合は、系統供給電力変化率の最大値と制御周期に応じて予め設定された固定値である。
(D)は、蓄電池システム40の1制御周期あたりの充電電力の最大値であり、蓄電池用PCS42の定格出力として予め設定された固定値である。
(E)は、次制御周期における発電許容電力値であり、次制御周期における発電許容電力値は、上記(A)〜(E)を用いて次式(1)で表わされる。
(E)=(A)−(B)+(C)+(D) ・・・(1)
発電制御装置1は、出力抑制機能を有し、その機能は出力抑制部62が受け持つ。出力抑制部62は、制御周期毎に、太陽光発電装置31からPV−PCS32に供給される発電電力が発電許容電力値よりも大きいかを判定する。太陽光発電装置31からPV−PCS32に供給される発電電力は、PV−PCS32内の電流センサと電圧センサの出力値から算出される。判定に用いられる発電許容電力値は、出力抑制部62の処理が実行される1つ前の制御周期において発電許容電力値算出部61により算出された値である。
図6は、発電制御装置1の充放電指令部60および発電許容電力値算出部61の処理について説明するためのフローチャートである。図6に示す制御ルーチンは制御周期毎に実行される。
10 発電設備
20 電力系統の送電設備
21 設備内電線
22 コンピュータネットワーク
25 電力計
30 発電システム
31 太陽光発電装置
32 PV−PCS
33 電力計
40 蓄電池システム
41 蓄電池装置
42 蓄電池用PCS
50 統括制御装置
60 充放電指令部
61 発電許容電力値算出部
62 出力抑制部
200 プロセッサ
201 メモリ
311 PVモジュール
312 接続箱
313 集電箱
411 蓄電池モジュール
412 BMU
Claims (4)
- 天候によって発電電力が変動する発電装置を有する発電システムと、
蓄電池を有する蓄電池システムと、
前記発電システムと蓄電池システムと電力系統とを接続する設備内電線とを備え、
前記電力系統に供給される電力の1制御周期あたりの変化が、定格出力の規定割合以内に収まるように、前記発電システムが前記設備内電線に供給する電力の一部を前記蓄電池システムに充電させる発電設備であって、
前記発電システムが前記設備内電線に供給する電力の現在値から前記蓄電池システムが充電する電力の現在値を減じた値に、前記定格出力の前記規定割合に応じた電力値と、前記蓄電池システムの前記1制御周期あたりの充電電力の最大値とを加えた発電許容電力値を算出する発電許容電力値算出手段と、
次制御周期において、前記発電装置から供給される電力が前記発電許容電力値よりも大きい場合に、前記発電システムが前記設備内電線に供給する電力を前記発電許容電力値以下に抑制する出力抑制手段と、を有する発電制御装置を備えること、
を特徴とする発電設備。 - 前記蓄電池システムの定格出力は、前記発電システムの定格出力よりも小さいこと、
を特徴とする請求項1記載の発電設備。 - 天候によって発電電力が変動する発電装置を有する発電システムと、
蓄電池を有する蓄電池システムと、
前記発電システムと蓄電池システムと電力系統とを接続する設備内電線とを備え、
前記電力系統に供給される電力の1制御周期あたりの変化が、定格出力の規定割合以内に収まるように、前記発電システムが供給する電力の一部を前記蓄電池システムに充電させる発電設備に設けられる発電制御装置であって、
前記発電システムが前記設備内電線に供給する電力の現在値から前記蓄電池システムが充電する電力の現在値を減じた値に、前記定格出力の前記規定割合に応じた電力値と、前記蓄電池システムの前記1制御周期あたりの充電電力の最大値とを加えた発電許容電力値を算出する発電許容電力値算出手段と、
次制御周期において、前記発電装置から供給される電力が前記発電許容電力値よりも大きい場合に、前記発電システムが前記設備内電線に供給する電力を前記発電許容電力値以下に抑制する出力抑制手段と、
を備えることを特徴とする発電制御装置。 - 前記蓄電池システムの定格出力は、前記発電システムの定格出力よりも小さいこと、
を特徴とする請求項3記載の発電制御装置。
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