JPWO2017163412A1 - 制御装置、パワーコンディショナー、制御方法及びプログラム - Google Patents

制御装置、パワーコンディショナー、制御方法及びプログラム Download PDF

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Abstract

本発明は、全体的な調整機構を設けなくとも、上位装置からの出力抑制指示に沿った発電をなしうる構成を提供する。制御装置は、上位装置から複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と、複数のパワーコンディショナーが正常か異常かを判定する手段と、前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つのパワーコンディショナーが異常であると判定された場合、異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、を備える。

Description

本発明は、制御装置、パワーコンディショナー、制御方法及びプログラムに関し、特に、上位装置から発電量の出力抑制指示を受信する制御装置、パワーコンディショナー、制御方法及びプログラムに関する。
特許文献1に、複数の太陽光発電の総発電量を考慮しつつ、各太陽光発電の出力抑制を個別に行なうことができるという発電システムが開示されている。同文献によると、この発電システムは、太陽電池からの直流電力を交流電力に変換するパワーコンディショナ21a、21b、…、21nと、パワーコンディショナ21a、21b、…、21nを管理する出力抑制管理装置10とを有するとされている。さらに、同文献の0018段落には、出力抑制管理装置は、各パワーコンディショナから発電量を取得すると、自身が管理する複数のパワーコンディショナの各発電量の総和であるトータル発電電力が、それらパワーコンディショナの各発電量の総和の上限値であるトータル発電電力上限値を超えないように、各パワーコンディショナに設定すべき発電量制限値を算出する、と記載されている。
特許文献2には、分散エネルギーストレージの制御を行う電池制御システムの一例が開示されている。
特開2013−207862号公報 国際公開第2013/042474号
以下の分析は、本発明によって与えられたものである。近年、太陽光発電(photovoltaics、solar photovoltaicsとも言う。以下、「PV」と記す)や風量に代表される再生可能エネルギーを用いた分散型電源(発電装置)の急増により、電力系統に逆潮流する余剰電力が増加し、電力系統が不安定となる問題が生じている。
この対策として、特許文献1のように、出力抑制管理装置を設けて太陽光発電等の出力抑制を行うことが考えられる。しかしながら、特許文献1の構成では、すべてのパワーコンディショナー(以下、PCS(Power Conditioning System)ともいう)を出力抑制管理装置に接続しなければならないという問題点がある。また、当然に、この出力抑制管理装置の制御対象外のPVとパワーコンディショナーが存在すれば、上位装置の意図した発電量を超えてしまう可能性がある。
本発明は、全体的な調整機構を設けなくとも、上位装置からの出力抑制指示に沿った発電をなしうる構成の提供に貢献する制御装置、パワーコンディショナー、制御方法及びプログラムを提供することを目的とする。
第1の視点によれば、複数のパワーコンディショナーが接続された制御装置であって、上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する制御装置が提供される。この制御装置は、さらに、前記複数のパワーコンディショナーが正常か異常かを判定する手段を備える。この制御装置は、さらに、前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つのパワーコンディショナーが異常であると判定された場合、異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段を備える。この制御装置は、さらに、前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段を備える。
第2の視点によれば、上記した制御装置を内蔵したパワーコンディショナーが提供される。
第3の視点によれば、複数のパワーコンディショナーによって構成される抑制対象グループを対象に、発電量を指示する制御情報を送信する上位装置と、パワーコンディショナーとの間に配置された制御装置が、前記上位装置から前記制御情報を受信するステップと、前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認するステップと、前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態に異常が発見された場合、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出するステップと、前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信するステップと、を含む、パワーコンディショナーの制御方法が提供される。本方法は、パワーコンディショナーの動作を制御する制御装置という、特定の機械に結びつけられている。
第4の視点によれば、複数のパワーコンディショナーによって構成される抑制対象グループを対象に、発電量を指示する制御情報を送信する上位装置と、パワーコンディショナーとの間に配置された制御装置をコンピュータに、前記上位装置から前記制御情報を受信する処理と、前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認する処理と、前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態に異常が発見された場合、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する処理と、前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する処理と、を実行させるプログラムが提供される。なお、このプログラムは、コンピュータが読み取り可能な(非トランジエントな)記憶媒体に記録することができる。即ち、本発明は、コンピュータプログラム製品として具現することも可能である。
本発明によれば、全体的な調整機構を設けなくとも、上位装置からの出力抑制指示に沿った発電を確実に実施することが可能となる。
本発明の一実施形態の構成を示す図である。 本発明の一実施形態の動作(オン故障時)を説明するための図である。 本発明の一実施形態の動作(オフ故障時)を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態に用いる抑制率の概念を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の出力制御ユニットの構成を示す図である。 本発明の第1の実施形態の出力制御ユニットが保持する情報の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態の出力制御ユニットと電力サーバの動作を説明するための図である。 本発明の第1の実施形態の出力制御ユニットが記録する抑制実績を示す情報の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態の電力サーバが保持する情報の一例を示す図である。 本発明の第1の実施形態の出力制御ユニットと電力サーバの動作を説明するための別の図である。 本発明の第1の実施形態の電力サーバが記録する抑制実績を示す情報の一例を示す図である。 本発明の第2の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態の出力制御ユニットの構成を示す図である。 本発明の第2の実施形態の出力制御ユニットと電力サーバの動作を説明するための図である。 本発明の第3の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第3の実施形態の動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第4の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第4の実施形態の動作を説明するためのシーケンス図である。 本発明の第5の実施形態の構成を示す図である。 本発明の第5の実施形態の動作を説明するための図である。
はじめに本発明の一実施形態の概要について図面を参照して説明する。なお、この概要に付記した図面参照符号は、理解を助けるための一例として各要素に便宜上付記したものであり、本発明を図示の態様に限定することを意図するものではない。
本発明は、その一実施形態において、図1に示すように、上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と(図1の受信手段1101)と、複数のパワーコンディショナーに対し、前記制御情報に基づいた出力指示を送信する手段(図1の送信手段1104)と、前記複数のパワーコンディショナーの動作状態(正常/異常)を判定する手段(図1の状態確認手段1102)と、正常なパワーコンディショナーの出力指示を変更する手段(図1の出力指示変更手段1103)とを備える構成にて実現できる。より具体的には、前記正常なパワーコンディショナーの出力指示を変更する手段(図1の出力指示変更手段1103)は、前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つのパワーコンディショナーが異常である(あるいは、正常でない)と判定された場合、前記異常である(あるいは、正常でない)と判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する。前記制御情報に基づいた出力指示を送信する手段(図1の送信手段1104)は、前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する。
なお、上記発電量を指示する制御情報は、発電率、発電量、抑制率、抑制量等の形態で表される。発電率とは、PCSが出力する電力の定格に対する発電の度合いを百分率で表したものであり、抑制率は、1−発電率で表される。発電量、抑制量は、発電すべき量(電力)、抑制すべき量(電力)を直接指示するものである。これは、いずれも、指示を受けたPCSが出力してよい上限値として機能する。
図2は、複数のPCSのうちの1台にオン故障が発生し、異常なパワーコンディショナーとなった場合の動作を説明するための図である。ここで、オン故障とは、上位装置からの指示に拘わらず、PCSが出力を抑制できない故障をいう。例えば、上位装置から、発電量を指示する制御情報を受信できない状態や制御装置110bからPCSへの指示が届かないために、PCSが制御できない状態や、PCS自体の故障により、PCSが100%発電しかできない状態等が考えられる。また、以下、図2、図3の例では、説明を簡単にするために、制御装置110a、110bに接続されるPCSの定格発電量は同値であるものとする。
例えば、図2のように、上位装置が、同一抑制対象グループに属する制御装置110a、110bに対し、それぞれ出力を定格の半分(50%)に抑制するよう制御情報を送信したものとする。しかしながら、制御装置110bが接続された系は、オン故障しているため、100%の出力を出す。この場合、制御装置110aは、制御装置110bがオン故障していることを確認すると、出力指示変更手段1103にて、自らに接続されている正常なPCSへの出力指示を50%から0%に変更する(制御装置110bの出力相当を減少した出力指示値とする)。このようにすることで、全体としては、2つPCSの一方を100%出力(抑制なし)、他方を0%出力(オフ状態)で運転したことになり、同一抑制対象グループ全体として、50%で出力したことになる。
図3は、複数のPCSのうちの1台にオフ故障が発生し、異常なパワーコンディショナーとなった場合の動作を説明するための図である。ここで、オフ故障とは、上位装置からの指示に拘わらずPCSが電力を出力できない状態となる故障をいう。例えば、PCS自体が故障して出力が完全に出せない状態や、太陽パネルが故障し、発電自体ができない状態等が考えられる。
例えば、図3のように、上位装置が、同一抑制対象グループに属する制御装置110a、110bに対し、それぞれ出力を定格の半分(50%)に抑制するよう制御情報を送信したものとする。しかしながら、制御装置110bが接続された系は、オフ故障しているため、0%の出力となる。この場合、制御装置110aは、制御装置110bがオフ故障していることを確認すると、出力指示変更手段1103にて、自らに接続されている正常なPCSへの出力指示を50%から100%に変更する(制御装置110bの出力相当を追加した出力指示値とする)。このようにすることで、抑制対象グループ全体としては、2つPCSの一方を100%出力(抑制なし)、他方を0%出力(オフ状態)で運転したことになり、全体として、50%で出力したことになる。
なお、図1〜3の例では、制御装置110bには、出力指示変更手段1103を備えないものとして説明したが、制御装置110bにも出力指示変更手段1103を設けてもよい。この場合、制御装置110aにおけるオン故障、オフ故障に対応することが可能となる。
また、図1〜3の例では、制御装置110a、110bの2つの制御装置間で、全体の出力を調整するものとして説明したが、3台以上の制御装置が相互に、他の制御装置の状態を確認し、グループ全体の出力を調整するよう構成することも可能である。この場合、例えば、1台の制御装置がマスターとして動作し、その他の制御装置の状態を確認し、故障があれば、その装置に代わって抑制制御を行うようにすればよい。さらなる変形形態については、次の実施形態で説明する。
[第1の実施形態]
続いて、抑制対象グループに属する制御装置が3台以上ある構成を想定した本発明の第1の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図4は本発明の第1の実施形態の構成を示す図である。図4を参照すると、広域通信網200を介して電力サーバ100と、複数の出力制御ユニット(上記制御装置に相当)が接続された構成が示されている。
電力サーバ100は、上位装置として、エリア0〜エリアMによって複数の抑制対象グループに分けられたPCSに対して発電量を指示するサーバである。電力サーバ100は、例えば、抑制対象グループに属する太陽光発電設備(PV)の出力を把握しており、それぞれのPCSに対して抑制率とその実施期間を指示する。この抑制対象グループは、例えば、PVの設置場所(配電網との位置関係)等の地理的な要因やPVの設置者や売電契約者等の観点でPCSをグループ分けして作成することができる。
ここで、図5を用いて抑制率について説明する。抑制率とは、PCSの定格出力(但し、PV出力>PCS定格出力のとき)に対する抑制の度合いを百分率で表したものである。例えば、図5の例のように30%の抑制率が指示されている場合、PCSの定格出力(但し、PV出力>PCS定格出力のとき)に対し70%の出力まで許容されていることを意味する。
出力制御ユニット300−01〜300−MN(以下、出力制御ユニットを特に区別しない場合「出力制御ユニット300」と記す)は、M個のエリアにそれぞれN個(但しエリア毎に異なってもよい)に配置される。
PCS400−1〜400−N(以下、PCSを特に区別しない場合「PCS400」と記す)は、上記出力制御ユニット300からの指示に従って、インバータを制御することにより、PV500にて発電される電力の変換効率を調整することにより、抑制制御を実施可能となっている。また、本実施形態において、PV500及びPCS400の組み合わせで規定される定格発電量は同値であるものとする。
図6は、上記出力制御ユニット300の詳細構成を示す図である。図6を参照すると、広域通信網側の通信部301と、制御部302と、出力制御ユニット側の通信部303と、PCS側の通信部304と、メモリ部305とを備えた構成が示されている。なお、図6の例では、電源部やユーザインターフェースを構成する表示部等は省略されている。
広域通信網側の通信部301は、電力サーバ100から抑制率とその実施時間を含んだ抑制指示を受信する。本実施形態では、広域通信網側の通信部301が、上位装置から前記制御情報を受信する手段に相当する。また、広域通信網側の通信部301は、電力サーバ100に対して、実施した抑制制御の内容(抑制率とその実施時間)を報告する機能を備える。
制御部302は、出力制御ユニット側の通信部303から受信した内容に基づいて、電力サーバ100から受信した抑制指示を書き換える動作を行う。
出力制御ユニット側の通信部303は、他の出力制御ユニットの通信部303と通信し、お互いのPCS400の動作状態に関するメッセージを交換する動作を行う。この出力制御ユニット側の通信部303は、図1〜図3の制御対象外のPCSの動作状態を確認する手段に相当する。
PCS側の通信部304は、PCS400に対し、抑制指示(抑制率のその実施時間)を送信する。抑制指示の送信形態は、出力制御ユニット300側でその内容を解釈してからPCSに逐次送信する形態でもよい。例えば、午前10:00から2時間抑制を行うとの内容の抑制指示を受け取った場合、出力制御ユニット300が午前10:00にPCSに対し抑制開始を指示し、午前12:00に抑制終了を指示すればよい。もちろん、PCS400側に抑制指示(抑制率のその実施時間)を解釈する機能があれば、そのまま送ってもよい。また、PCS側の通信部304は、PCS400から抑制指示に対する実際に実施した抑制制御の内容を受信する。
メモリ部305は、電力サーバ100から受信した抑制指示の内容と、PCS400から受信した実際に実施した抑制制御の内容を記憶する。図7は、メモリ部に保持される抑制制御の管理用テーブルの一例を示す図である。図7の例では、電力サーバ100受信した抑制指示の日時、抑制率、抑制時間等を、PCS400から受信した実施内容と対応付けて記憶可能となっている。
続いて、本実施形態の動作について図面を参照して詳細に説明する。図8は、本発明の第1の実施形態の出力制御ユニットと電力サーバの動作を説明するための図である。以下の例では、3台のPCS400−1〜400−3により構成される抑制対象グループに、電力サーバ100から抑制指示が送られたものとして説明する。
図8の例では、午前9:00に電力サーバ100から、「同日の午前10:00から抑制率30%で2時間」とので抑制指示が送信されている。出力制御ユニット300は、前記電力サーバ100から受信した抑制指示をそのメモリ部305に保存する(図7参照)。
ここで、午前10:00の前の段階で、出力制御ユニット300−02に接続されたPCS400−2に、電力サーバ100からの抑制指示の受信障害(オン故障の一種)が発生したものと仮定する。PCS400−3に接続されている出力制御ユニット300−03は、通信部303にて前記故障を検出すると、PCS400−2の分まで余分に抑制を実施すべく、電力サーバ100から指示された抑制率を2倍の60%に変更してPCS400−3に指示する。図9は、前記変更した内容で抑制制御の実施が完了した時点で、出力制御ユニット300−03のメモリ部305に書きこまれる情報を示す図である。
この結果、PCS400−1が30%×2時間、PCS400−2が0%(抑制なし)、PCS400−3が60%×2時間の抑制を実施したことになり、電力サーバ100の意図した総抑制電力が達成される。出力制御ユニット300は、電力サーバ100に対し、それぞれが実施した抑制内容を報告する。なお、図8の例では、PCS400−2に接続された出力制御ユニット300−02が電力サーバ100に、抑制率0%の報告を送信しているとしているが、故障の類型によっては、実施した抑制内容を報告しないことになる。
ここで、PCS400−2が、制御期間内に復旧した場合について、言及する。例えば、PCS400−2が、30分で復旧した場合について言及する。出力制御ユニット300−02は、通信部303にてPCS400−2の復旧を検出すると、30分間肩代わりしていたPCS400−3の分まで余分に抑制を実施すべく、電力サーバ100から指示された抑制率を40%に変更してPCS400−2に指示する。並行して、出力制御ユニット300−03は、通信部303にてPCS400−2の復旧を検出すると、30分間肩代わりしていたPCS400−2の分を低減した抑制を実施すべく、電力サーバ100から指示された抑制率を20%に変更してPCS400−3に指示する。以上の結果、PCS400−2は、抑制率40%で90分、PCS400−3は、抑制率60%で30分+抑制率20%で90分の抑制を行ったことになり、同一制御期間内で抑制量が均衡化される。
さらに、本実施形態の電力サーバ100は、前記報告された抑制内容に基づいて、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)が負担(抑制)した分の発電量を、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)に配分する機能を備えている。図10は、電力サーバ100が保持する情報を示す図であり、前記各出力制御ユニット300から報告された抑制内容をまとめたものとなっている。
図11は、前記報告に基づいた電力サーバ100と出力制御ユニット300の動作を表した図である。図11に示したように、電力サーバ100は、各出力制御ユニット300から、それぞれが実施した抑制内容の報告を受信すると、次回の抑制指示において、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)が負担(抑制)した分の発電量を、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)側に負わせるように、抑制指示を書き換える。このとき、どの出力制御ユニット300に、どれだけ追加の負担(抑制)を負わせるかは、図10の右端の「計」欄から把握することができる。
図11の例では、本来、一律30%の抑制を指示するところ、電力サーバ100は、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)が余分に負担(抑制)した分の発電量(30%×2時間)を、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)側に負わせるべく、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)への抑制指示を30%×2時間から60%×2時間に変更している。
この結果、PCS400−1が30%×2時間、PCS400−2が60%×2時間、PCS400−3が0%(抑制なし)を実施したことになり、電力サーバ100の意図した総抑制電力が達成される。
前記2回目の抑制の実施後、出力制御ユニット300は、電力サーバ100に対し、それぞれが実施した抑制内容を報告する。図12は、電力サーバ100がこの時点で保持する情報を示す図であり、右端の「計」欄に示されたように、各PCS(出力制御ユニット)に公平に負担を負わせることに成功している。
以上、説明したように、本実施形態によれば、上位装置からの出力抑制指示に沿った動作を行うことができないPCSが存在してもグループ全体で、調整することが可能となっている。さらに、本実施形態では、図11、図12で説明したように、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)が余分に負担(抑制)した分を、その原因となった出力制御ユニット300−02(PCS400−2)に、次回の抑制実施時に負わせる構成をもっているため、出力制御ユニット300(PCS400)間の公平性も担保できるようになっている。
もちろん、次回の抑制実施時に、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)が復旧していないことも考えられる。この場合には、例えば、出力制御ユニット300−01(PCS400−1)が、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)を分担するようにしてもよい。そして、次々回の抑制実施時には、出力制御ユニット300−01(PCS400−1)及び出力制御ユニット300−03(PCS400−3)が抑制なし、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)が90%抑制を行うことで、負担が平準化される。また、抑制率だけで負担を平準化できない場合には、抑制時間を延ばすことで調整することも可能である。
[第2の実施形態]
続いて、出力制御ユニット間の通信部303(他のPCSの動作状態を確認する手段)を省略した第2の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図13は本発明の第2の実施形態の構成を示す図であり、図14は出力制御ユニットの詳細構成を示す図である。図4、図6に示した第1の実施形態との構成上の相違点は、出力制御ユニット300−01a〜300−0Na間に、通信機能(通信部303)が省略されている点である。その他の構成は第1の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
第1の実施形態との構成上の相違は、すべての出力制御ユニット300−01a〜300−0Naが、電力サーバ100からの抑制指示の受信時に、受信に成功したことを示す応答を返す機能を備えている点である。従って、電力サーバ100は、抑制指示を受信した出力制御ユニット300−01a〜300−0Naからの応答の有無により、出力制御ユニット300−01a〜300−0Naの状態を把握可能となっている。
図15は、本発明の第2の実施形態の出力制御ユニットと電力サーバの動作を説明するための図である。図8に示した第1の実施形態との相違は、午前9:00に、電力サーバ100が、「同日の午前10:00から抑制率30%で2時間」とので抑制指示を送信したところ、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)から応答がなかったため(No Reply)、電力サーバ100が、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)の分を、他の出力制御ユニットに負わせる抑制指示を再送信している点である。
図15の例では、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)から応答がなかったため(No Reply)、出力制御ユニット300−02(PCS400−2)の分(30%×2時間)を、出力制御ユニット300−03(PCS400−3)に負わせる抑制指示(30%×2時間+30%×2時間=60%×2時間)が作成されている。
その後の動作は第1の実施形態と同様であるため、説明を省略する。以上のように、本発明は、出力制御ユニットが、自身の制御対象外のPCSの動作状態を確認する手段を備えていない構成でも実現可能である。
[第3の実施形態]
続いて、図1〜図3に示した制御装置の状態確認手段及び出力指示変更手段を上位装置側に配置した第3の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。図16は本発明の第3の実施形態の構成を示す図である。図1に示した形態との構成上の相違点は、制御装置110cの代わりに、上位装置100c側に状態確認手段1002及び出力指示変更手段1003が配置されている点である。その他の構成は第1の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
上位装置100cの状態確認手段1002は、各PCSに対して出力指示を送信した際に各PCSからのアンサーバックの受信状況に基づいて各PCSの状態を確認する。
上位装置100cの出力指示変更手段1003は、各PCSの状態に基づいて、各PCSに対する出力指示を変更する。出力指示を変更する形態としては図2、図3を用いて説明したものが挙げられる。
続いて、本実施形態の動作について、各機器の連携動作とともに説明する。図17は、本発明の第3の実施形態の動作を説明するためのシーケンス図である。図17を参照すると、上位装置100cは、管轄エリア全体の電力の需給状況に基づいて、各PCSに対し指示する抑制率を生成する(ステップS001)。ここで、上位装置100cは、抑制率および、抑制時間を含む抑制スケジュールを生成する構成とすることもできる。上位装置100cは、前記作成した抑制率を制御装置110cに送信する(ステップS002)。ここで、制御装置110cは、上位監視装置100cから抑制率を取得する構成とすることもできる。具体的には、制御装置110cは、インターネットを介して、抑制率、及び抑制時間を含む抑制スケジュールを取得する構成とすることもできる。
制御装置110cは、前記抑制率を受信すると(ステップS003)、配下のPCSに送信する(ステップS004)。なお、制御装置110cは、配下のPCSに対して、アンサーバックを求める専用の信号を送信する構成とすることもできる。このようにすることで、制御装置110cは、配下のPCSに送信する情報を低減することもできる。ここでは、2台のうちの一方のPCSとの間に障害が発生し、抑制率が届かなかったものとする。
PCSは、前記抑制率(もしくは、アンサーバックを求める専用の信号)を受信すると(ステップS005)、制御装置110cに対し、信号を受信できたことを示すアンサーバックメッセージを返す(ステップS006)。図17の例は、2台のうちの一方のPCSが信号を受信できなかったため、このPCSはアンサーバックを送信できないことになる。
次に、制御装置110cは、すべてのPCSからアンサーバックがあったか否かを確認する(ステップS007)。尚、制御装置110cは、PCSからアンサーバックがあった場合に、そのPCSを正常と判定する。また、制御装置110cは、PCSからアンサーバックが無い場合に、そのPCSを異常と判定する構成とすることもできる。図17の例では、2台のうちの一方のPCSからアンサーバックを受信できなかったため、制御装置110cは、上位装置100cに対し、アンサーバックを受け取ることができなかったPCSの情報を送信する(ステップS008)。なお、制御装置110cは、上位装置100cに対し、異常なPCSに関する情報を送信する構成とすることもできる。ここで、制御装置110cは、PCSからアンサーバックが無い場合に、そのPCSを異常と判定する構成のみとすることもできる。
前記アンサーバックを受け取ることができなかったPCSの情報を受信した上位装置100cは、前記アンサーバックのなかったPCSを除外したPCSで抑制率を修正する(ステップS009)。なお、ここでの抑制率の修正の態様としては、PCSがオン故障している場合とオフ故障している場合との双方が考えられる。PCSがオン故障しているか否かは、ステップS008で制御装置110cが送信するメッセージに含めてもよいし、上位装置100cが、別途、制御装置110cに問い合わせることとしてもよい。
前記抑制率の修正が完了すると、上位装置100cは、前記修正した抑制率を制御装置110cに送信する(ステップS010)。
制御装置110cは、前記修正後の抑制率を受信すると(ステップS011)、配下のうち正常状態のPCSに送信する(ステップS012)。
正常状態のPCSは、前記抑制率を受信すると、制御装置110cに対し、抑制率を無事に受信できたことを示すアンサーバックメッセージを返す(ステップS013)。その後、正常状態のPCSは、受信した抑制率に従って出力電力を抑制する制御を行う(ステップS014)。
なお、図17のステップS007において、すべてのPCSからアンサーバックがあった場合、再度の抑制率の送信は不要となる。PCSはそれぞれ上位装置から指示された抑制率に従って出力電力を抑制する制御を行う(ステップS007のNo)。
以上のように、本発明は、PCSのアンサーバック機能を用いて実現することも可能である。また、本実施形態においても、抑制制御期間内に、アンサーバックの無かったPCSが復旧することも考えられる。この場合も第1の実施形態と同様に、当該抑制制御期間やその次の抑制制御期間に、当該PCSに、他のPCSが肩代わりしていた抑制制御の分を上乗せして担わせることも可能である。このようにすることで、PCS間の公平性が担保される。制御装置110cは、異常であると判定してPCSから遅れてアンサーバックを受信した場合に、そのPCSは、復旧したと判定する構成とすることもできる。また、制御装置110cは、異常であると判定したPCSに対して、所定間隔により、アンサーバックを求める信号を送信し、異常であると判定したPCSからアンサーバックを受信した場合に、そのPCSは、復旧したと判定する構成とすることもできる。
[第4の実施形態]
上記した第3の実施形態では、上位装置に状態確認手段及び出力指示変更手段を配置したが、状態確認手段及び出力指示変更手段はその他の装置に配置することもできる。例えば、上位装置と制御装置の間に、アグリゲータ(サーバ)と呼ばれる装置が配置されている構成の場合、アグリゲータ(サーバ)に、状態確認手段及び出力指示変更手段を配置することもできる。以下、アグリゲータ(サーバ)に、状態確認手段及び出力指示変更手段を配置した第4の実施形態について説明する。
図18は、本発明の第4の実施形態の構成を示す図である。図16に示した第3の実施形態との構成上の相違点は、上位装置ではなく、上位装置100dと制御装置100cの間のアグリゲータサーバ120に、状態確認手段1202及び出力指示変更手段1203が配置されている点である。アグリゲータサーバ120は、第3の実施形態の上位装置と同様に、PCSからのアンサーバックの有無に応じて、上位装置100dから受け取った抑制率の修正を実施する。その他の構成は第3の実施形態と同様であるので、以下、その相違点を中心に説明する。
図19は、本発明の第4の実施形態の動作を説明するための図である。図19を参照すると、上位装置100dは、管轄エリア全体の電力の需給状況に基づいて、アグリゲータサーバ120に対し、エリア全体での抑制目標となるエリア抑制率と、PCSの接続関係を示す接続情報を送信する(ステップS101)。
アグリゲータサーバ120は、前記エリア抑制率と接続情報とに基づいて、各PCSに対し指示する抑制率を生成する(ステップS102)。アグリゲータサーバ120は、前記作成した抑制率を制御装置110cに送信する(ステップS103)。
制御装置110cは、前記抑制率を受信すると(ステップS104)、配下のPCSに送信する(ステップS105)。ここでは、2台のうちの一方のPCSとの間に障害が発生し、抑制率が届かなかったものとする。
PCSは、前記抑制率を受信すると(ステップS106)、制御装置110cに対し、抑制率を無事に受信できたことを示すアンサーバックメッセージを返す(ステップS107)。図19の例は、2台のうちの一方のPCSが抑制率を受信できなかったため、このPCSはアンサーバックを送信できないことになる。
次に、制御装置110cは、すべてのPCSからアンサーバックがあったか否かを確認する(ステップS108)。図19の例では、2台のうちの一方のPCSからアンサーバックを受信できなかったため、制御装置110cは、アグリゲータサーバ120に対し、アンサーバックを受け取ることができなかったPCSの情報を送信する(ステップS109)。
前記アンサーバックを受け取ることができなかったPCSの情報を受信したアグリゲータサーバ120は、前記アンサーバックのなかったPCSを除外したPCSで抑制率を修正する(ステップS110)。なお、ここでの抑制率の修正の態様も、PCSがオン故障している場合とオフ故障している場合との双方が考えられる。PCSがオン故障しているか否かは、ステップS108で制御装置110cが送信するメッセージに含めてもよいし、アグリゲータサーバ120が、別途、制御装置110cに問い合わせることとしてもよい。
前記抑制率の修正が完了すると、アグリゲータサーバ120は、前記修正した抑制率を制御装置110cと上位装置100dに送信する(ステップS111)。ここで、上位装置100dに修正した抑制率を送信しているのは、上位装置100dに、修正した抑制率を通知するためである。
制御装置110cは、前記修正後の抑制率を受信すると(ステップS112)、配下のうち正常状態のPCSに送信する(ステップS113)。
正常状態のPCSは、前記抑制率を受信すると、制御装置110cに対し、抑制率を無事に受信できたことを示すアンサーバックメッセージを返す(ステップS114)。その後、正常状態のPCSは、受信した抑制率に従って出力電力を抑制する制御を行う(ステップS115)。
なお、本実施形態においても、図18のステップS108において、すべてのPCSからアンサーバックがあった場合、再度の抑制率の送信は不要となる。PCSはそれぞれ上位装置から指示された抑制率に従って出力電力を抑制する制御を行うことになる(ステップS108のNo)。
以上のように、本発明は、上位装置と制御装置の間に、アグリゲータサーバが配置されている構成においても問題なく適用することができる。また、本実施形態においても、抑制制御期間内に、アンサーバックの無かったPCSが復旧することも考えられる。この場合も第1の実施形態と同様に、当該抑制制御期間やその次の抑制制御期間に、当該PCSに、他のPCSが肩代わりしていた抑制制御の分を上乗せして担わせることも可能である。このようにすることで、PCS間の公平性が担保される。
[第5の実施形態]
異常なPCSの数が多くなると、制御装置に接続されたPCSでは、目的とする抑制量を達成できない場合も想定しうる。続いて、そのような場合を想定した第5の実施形態について説明する。図20は、本発明の第5の実施形態の構成を示す図である。図16に示した第3の実施形態との相違点は、上位装置が複数のエリア(エリア1〜M)の制御装置110ca、110cbに抑制率を送信する点である。その他の構成等は、第3の実施形態と同様であるので、以下、その動作を中心に説明する。
図21は、本発明の第5の実施形態の動作を説明するための図である。図20の例では、上位装置100eがエリア1を管轄する制御装置Aのほかに、エリアMを管轄する制御装置Bに対して抑制率の送信を行う点以外は第3の実施形態の動作と同様である。
図20の例においても、ステップS004で送信した抑制率に対して、エリア1のPCSからアンサーバックが無い状態となっている。このため、上位装置100eは、第3の実施形態と同様に、ステップS009においてエリア内での抑制率の修正を試みる。ここで、上位装置100eは、エリア内での抑制率の調整で目標とする抑制量を達成できるか否かを判定する(ステップS210)。前記判定の結果、エリア内での抑制率の調整で目標とする抑制量を達成できないと判定した場合(ステップS210のNo)、上位装置100eは、別のエリアを選択し、エリア間での抑制率の修正を実施する(ステップS211)。このようなエリア間修正は、例えば、抑制量が100kWであるのに対し、オン故障しているPCSが多数あり、他のPCSを抑制制御しても、抑制量100kWを達成できない場合等が考えられる。
その後の動作は、第3の実施形態と同様であるが、エリア間での抑制率の修正を実施した場合、上位装置100eは、エリア1を管轄する制御装置110caだけでなく、エリア間修正を行ったエリアMを管轄する制御装置110cbにも修正した抑制率を送信する。以降の動作は第3の実施形態と同様であるので、説明を省略する。
以上のような、本発明の第5の実施形態によれば、1台の制御装置では調整できないようなPCSの異常が発生した場合にも、他のエリアの制御装置と協調制御することで、目的とする抑制量を達成できるという固有の効果が得られる。
以上、本発明の各実施形態を説明したが、本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の基本的技術的思想を逸脱しない範囲で、更なる変形・置換・調整を加えることができる。例えば、各図面に示したネットワーク構成、各要素の構成、メッセージの表現形態は、本発明の理解を助けるための一例であり、これらの図面に示した構成に限定されるものではない。
なお、上記各実施形態で説明した電力サーバ及び出力制御ユニットの機能及び各部(処理手段)は、これらの装置を構成するコンピュータに、そのハードウェアを用いて、上記した各処理を実行させるコンピュータプログラムにより実現することもできる。
最後に、本発明の好ましい形態を要約する。
[第1の形態]
(上記第1の視点による制御装置参照)
[第2の形態]
第1の形態の制御装置において、
前記異常であると判定されたパワーコンディショナーが出力抑制制御をできない状態である場合、前記正常であると判定されたパワーコンディショナーに対し、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーの分の出力を減少した出力指示を送信する制御装置。
[第3の形態]
第1又は2の形態の制御装置において、
前記異常であると判定されたパワーコンディショナーが出力できない状態である場合、前記正常であると判定されたパワーコンディショナーに対し、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーの分の出力を追加した出力指示を送信する制御装置。
[第4の形態]
第1から第3いずれか一の形態の制御装置において、
さらに、前記上位装置に対して、前記制御情報に応じて実施した抑制制御の内容を報告する手段を備え、
前記異常であると判定されたパワーコンディショナーが復旧した場合、前記上位装置に、前記制御対象のパワーコンディショナーの出力指示を変更した分の発電量を、前記復旧しているパワーコンディショナーに配分させる請求項1から3いずれか一の制御装置。
[第5の形態]
第1から第4いずれか一の形態の制御装置において、
前記パワーコンディショナーが3以上存在し、
前記3以上のパワーコンディショナーの出力発電量が、前記上位装置から受信した前記制御情報にて指示された発電量となるよう、前記3以上のパワーコンディショナーが出力を調整する制御装置。
[第6の形態]
複数のパワーコンディショナーが接続された制御装置であって、
上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と、
前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認する手段と、
前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態が異常である場合、前記異常であるパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記異常でないパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、
前記異常でないパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、
を備えた制御装置。
[第7の形態]
複数のパワーコンディショナーが接続された制御装置であって、
上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と、
複数のパワーコンディショナーに対し、前記抑制指示を送信する手段と、
前記複数のパワーコンディショナーからアンサーバックを受信する手段と、
所定期間内に前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つからのアンサーバックが受信されない場合、アンサーバックが受信されないパワーコンディショナーの抑制指示に基づいて、アンサーバックが受信されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、
前記アンサーバックが受信されたパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、
を備えた制御装置。
[第8の形態]
(上記第2の視点によるパワーコンディショナー参照)
[第9の形態]
(上記第3の視点による上位装置参照)
[第10の形態]
(上記第4の視点によるパワーコンディショナーの制御方法参照)
[第11の形態]
(上記第5の視点によるプログラム参照)
なお、上記第8〜第11の形態は、第1の形態と同様に、第2〜第5の形態に展開することが可能である。
なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示(請求の範囲を含む)の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の開示の枠内において種々の開示要素(各請求項の各要素、各実施形態ないし実施例の各要素、各図面の各要素等を含む)の多様な組み合わせ、ないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。特に、本書に記載した数値範囲については、当該範囲内に含まれる任意の数値ないし小範囲が、別段の記載のない場合でも具体的に記載されているものと解釈されるべきである。
100、100a 電力サーバ
100c、100e 上位装置
110a、110b、110c、100ca、100cb 制御装置
120 アグリゲータサーバ
200 広域通信網
300、300−01〜300−MN、300−01a〜300−MNa 出力制御ユニット
301 通信部(広域通信網側)
302 制御部
303 通信部(出力制御ユニット側)
304 通信部(PCS側)
305 メモリ部
400、400−1〜400−N PCS
500 PV
1101 受信手段
1002、1102、1202 状態確認手段
1003、1103、1202 出力指示変更手段
1104 送信手段

Claims (11)

  1. 複数のパワーコンディショナーが接続された制御装置であって、
    上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーが正常か異常かを判定する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つのパワーコンディショナーが異常であると判定された場合、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、
    前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、
    を備えた制御装置。
  2. 前記異常であると判定されたパワーコンディショナーが出力抑制制御をできない状態である場合、前記正常であると判定されたパワーコンディショナーに対し、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーの分の出力を減少した出力指示を送信する請求項1の制御装置。
  3. 前記異常であると判定されたパワーコンディショナーが出力できない状態である場合、前記正常であると判定されたパワーコンディショナーに対し、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーの分の出力を追加した出力指示を送信する請求項1又は2の制御装置。
  4. さらに、前記上位装置に対して、前記抑制指示に応じて実施した抑制制御の内容を報告する手段を備え、
    前記異常であると判定されたパワーコンディショナーが復旧した場合、前記上位装置に、前記制御対象のパワーコンディショナーの出力指示を変更した分の発電量を、前記復旧しているパワーコンディショナーに配分させる請求項1から3いずれか一の制御装置。
  5. 前記パワーコンディショナーが3以上存在し、
    前記3以上のパワーコンディショナーの出力発電量が、前記上位装置から受信した前記抑制指示にて指示された発電量となるよう、前記3以上のパワーコンディショナーが出力を調整する請求項1から4いずれか一の制御装置。
  6. 請求項1から5いずれか一の制御装置を内蔵したパワーコンディショナー。
  7. 抑制対象グループに属する複数のパワーコンディショナーに対して、それぞれの前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を送信する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態に異常が発見された場合、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、
    前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、
    を備えた前記パワーコンディショナーの上位装置。
  8. 複数のパワーコンディショナーによって構成される抑制対象グループを対象に、発電量を指示する制御情報を送信する上位装置と、パワーコンディショナーとの間に配置された制御装置が、
    前記上位装置から前記制御情報を受信するステップと、
    前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認するステップと、
    前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態に異常が発見された場合、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出するステップと、
    前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信するステップと、
    を含む、パワーコンディショナーの制御方法。
  9. 複数のパワーコンディショナーによって構成される抑制対象グループを対象に、発電量を指示する抑制指示を送信する上位装置と、パワーコンディショナーとの間に配置された制御装置を構成するコンピュータに、
    前記上位装置から前記制御情報を受信する処理と、
    前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認する処理と、
    前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態に異常が発見された場合、前記異常であると判定されたパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記複数のパワーコンディショナーのうち、正常であると判定されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する処理と、
    前記正常であるパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する処理と、
    を実行させるプログラム。
  10. 複数のパワーコンディショナーが接続された制御装置であって、
    上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーの動作状態を確認する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つの動作状態が異常である場合、前記異常であるパワーコンディショナーに対する前記抑制指示に基づいて、前記異常でないパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、
    前記異常でないパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、
    を備えた制御装置。
  11. 複数のパワーコンディショナーが接続された制御装置であって、
    上位装置から前記複数のパワーコンディショナーそれぞれの抑制指示を取得する手段と、
    複数のパワーコンディショナーに対し、前記抑制指示を送信する手段と、
    前記複数のパワーコンディショナーからアンサーバックを受信する手段と、
    所定期間内に前記複数のパワーコンディショナーの少なくとも1つからのアンサーバックが受信されない場合、アンサーバックが受信されないパワーコンディショナーの抑制指示に基づいて、アンサーバックが受信されたパワーコンディショナーの修正抑制指示を算出する手段と、
    前記アンサーバックが受信されたパワーコンディショナーに対し、前記修正抑制指示を送信する手段と、
    を備えた制御装置。
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