WO2017033587A1 - 蓄電池システム制御方法 - Google Patents

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WO2017033587A1
WO2017033587A1 PCT/JP2016/070044 JP2016070044W WO2017033587A1 WO 2017033587 A1 WO2017033587 A1 WO 2017033587A1 JP 2016070044 W JP2016070044 W JP 2016070044W WO 2017033587 A1 WO2017033587 A1 WO 2017033587A1
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WO
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storage battery
power
battery system
units
control method
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Ceased
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PCT/JP2016/070044
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English (en)
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柴田隆之
木村容子
田代洋一郎
黒川雅貴
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NGK Insulators Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
Original Assignee
NGK Insulators Ltd
Tokyo Electric Power Co Holdings Inc
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    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • H02J3/28Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy
    • H02J3/32Arrangements for balancing of the load in networks by storage of energy using batteries or super capacitors with converting means
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
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    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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    • H02JELECTRIC POWER NETWORKS; CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J7/00Circuit arrangements for charging or discharging batteries or for supplying loads from batteries
    • H02J7/90Regulation of charging or discharging current or voltage
    • H02J7/96Regulation of charging or discharging current or voltage in response to battery voltage

Definitions

  • the present invention relates to a storage battery system control method suitable for use in frequency control, for example.
  • the frequency control refers to various operations for frequency control including an ancillary service, for example, for the purpose of suppressing frequency fluctuation of the AC power system. The same applies hereinafter.
  • the frequency control for suppressing the frequency fluctuation of the AC power system is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-16077.
  • the frequency control device described in this publication performs charge / discharge control of a plurality of secondary batteries connected to the AC power system according to fluctuations in demand of the AC power system so that the frequency of the AC power system becomes the reference frequency. To control. In particular, the charging depth of the secondary battery is corrected so that the charging depth of the secondary battery is 50%.
  • the capacity of the storage battery is required to cope with frequency control that requires a large amount of power. It is necessary to increase. In that case, there may be a case where the economy is impaired by having an excessive battery capacity with respect to the required amount of power.
  • the present invention has been made in consideration of such problems, and an object thereof is to provide a storage battery system control method that achieves the following effects. (1) Basically having a large capacity, it can easily cope with frequency control that requires a large amount of power, and can cover a wide range of short-time high-power operations to long-term large-capacity operations. (2) It is possible to realize frequency control that can flexibly cope with various operations.
  • a storage battery system control method combines a high-capacity storage battery system capable of storing a large amount of power with a high-power storage battery system capable of outputting a large amount of power in a short time, thereby changing the frequency of an AC power system.
  • the operation means for frequency control has at least the following steps.
  • (B) Electric power necessary for frequency control for suppressing the frequency fluctuation is supplied to the SOC acquisition step.
  • the power required for the frequency control is apportioned according to each SOC value obtained in the SOC acquisition step, and the large-capacity storage battery system and the large power storage system You may allocate to an electric power storage battery system.
  • the power allocation step when the power required for the frequency control is power in the discharge direction, the power allocation step preferentially allocates the power in the discharge direction to the large-capacity storage battery system, and the frequency When the power required for the control is the power in the charging direction, the power allocation step may preferentially allocate the power in the charging direction to the high power storage battery system.
  • the power allocation step uses the power in the discharge direction as the power storage battery system and the power storage battery system.
  • the power required for the frequency control is preferentially assigned to the storage battery system having the higher SOC value
  • the power allocation step uses the power in the charging direction as the high capacity storage battery system.
  • the storage battery system with the lower SOC value may be preferentially assigned.
  • a depth management step in which the stored energy of the large-capacity storage battery system is interchanged with the large-power storage battery system, and the depth of the large-power storage battery system is maintained in an appropriate range.
  • a distributed control step having a plurality of units in which the large-capacity storage battery system and the large-power storage battery system are combined, and allocating power necessary for the frequency control to two or more units.
  • the power allocation step of each unit includes the power allocated in the distributed control step in accordance with each SOC value obtained in the SOC acquisition step, and the large capacity storage battery system and the You may allocate to a high power storage battery system.
  • the distributed control step when the power required for the frequency control is power in the discharge direction, at least the SOC value of the large-capacity storage battery system is within an appropriate range among the plurality of units 2
  • the power necessary for frequency control may be distributed and allocated to the above units with priority.
  • the distributed control step during the period when one or more units among the plurality of units are performing maintenance operation on the large-capacity storage battery system, the one or more units are set to the frequency control. You may exclude from the allocation object of required electric power.
  • a depth calculation correction process refers to a process of periodically charging or discharging the large-capacity storage battery system to a specific depth range and correcting the depth calculation parameter of the large-capacity storage battery system based on the voltage characteristics.
  • the SOC value of the large power storage battery system is two or more low.
  • the power necessary for the frequency control may be preferentially distributed and assigned to the units.
  • the frequency control is performed on the one or more units while the one or more units are performing maintenance operation on the high power storage battery system. May be excluded from the target of power allocation required for.
  • the maintenance operation for the large power storage battery system for example, there is a process similar to the depth calculation correction process described above.
  • the unit unit At least one of the timing of allocating power and the gain of the allocated power may be changed.
  • the SOC value of the large capacity storage battery system is not within an appropriate range.
  • the storage battery system control method has the following effects. (1) Basically having a large capacity, it can easily cope with frequency control that requires a large amount of power, and can cover a wide range of short-time high-power operations to long-term large-capacity operations. (2) It is possible to realize frequency control that can flexibly cope with various operations.
  • FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first hybrid storage battery system to which the storage battery system control method (first storage battery system control method) according to the first embodiment is applied.
  • FIG. 2 is a flowchart showing the first storage battery system control method.
  • FIG. 3A is a waveform diagram showing an example of a discharge power waveform due to discharge of only the large capacity storage battery system.
  • FIG. 3B is a waveform diagram illustrating an example of a discharge power waveform due to discharge of the large-capacity storage battery system and the large-power storage battery system.
  • FIG. 4A is a waveform diagram showing an example of a charging power waveform by charging only the high-power storage battery system.
  • FIG. 4B is a waveform diagram showing an example of a charging power waveform due to charging of the large-capacity storage battery system and the large-power storage battery system.
  • FIG. 5 is a waveform diagram showing an example of a power waveform when the storage energy of the large-capacity storage battery system is accommodated in the high-power storage battery system.
  • FIG. 6 is a block diagram showing a configuration of a second hybrid storage battery system to which the storage battery system control method (second storage battery system control method) according to the second embodiment is applied.
  • FIG. 7 is a flowchart showing a second storage battery system control method.
  • the first hybrid storage battery system 10A includes a large capacity storage battery system 12a capable of storing a large amount of power, a large power storage battery system 12b capable of outputting a large amount of power in a short time, and these large capacity storage battery systems. 12a and the high-power storage battery system 12b.
  • the large-capacity storage battery system 12a includes a large-capacity storage battery 16a and a first PCS 18a (Power Conversion System) for the large-capacity storage battery 16a.
  • a large-capacity storage battery 16a and a first PCS 18a (Power Conversion System) for the large-capacity storage battery 16a.
  • PCS 18a Power Conversion System
  • the large-capacity storage battery 16a examples include a sodium-sulfur battery (hereinafter referred to as a NaS battery).
  • the first PCS 18a includes a first AC / DC converter 20a, and charges and discharges the large-capacity storage battery 16a in accordance with a charge command and a discharge command from the control device 14.
  • the large capacity storage battery 16a is connected to the DC terminal of the first AC / DC converter 20a in the first PCS 18a.
  • a wiring 24 is connected to the AC end of the first PCS 18a via a first transformer 22a.
  • the wiring 24 is connected to the bus 26 of the AC power system.
  • a frequency measuring device 30 that detects the frequency (system frequency f) of the power flowing through the bus 26 is installed on the connection line 28 that connects the wiring 24 and the bus 26.
  • the high power storage battery system 12b includes a high power storage battery 16b and a second PCS 18b for the high power storage battery 16b.
  • Examples of the high power storage battery 16b include a lithium ion battery.
  • the second PCS 18b has a second AC / DC converter 20b, and charges and discharges the high-power storage battery 16b in accordance with a charge command and a discharge command from the control device 14.
  • the large power storage battery 16b is connected to the DC terminal of the second AC / DC converter 20b in the second PCS 18b.
  • a wiring 24 is connected to the AC terminal of the second PCS 18b via a second transformer 22b.
  • the first storage unit 16a for detecting the charging depth (SOC value) of the large-capacity storage battery 16a is installed in the large-capacity storage battery 16a.
  • the large power storage battery 16b is provided with a second depth calculation device 32b that detects the charging depth (SOC value) of the large power storage battery 16b. Output values from the first depth calculation device 32 a and the second depth calculation device 32 b are supplied to the control device 14.
  • the control device 14 includes a power calculation unit 34, an SOC acquisition unit 36, a power allocation processing unit 38, a storage battery driving unit 40, and a depth management unit 42.
  • the power calculation unit 34 generates power necessary for frequency control for suppressing frequency fluctuation based on the difference between the frequency (system frequency f) measured by the frequency measuring device 30 and a preset reference frequency fb. Calculate. In this case, if system frequency f ⁇ reference frequency fb ⁇ 0, positive direction power (discharge direction power) is calculated, and if system frequency f ⁇ reference frequency fb> 0, negative direction power (charge direction). Power) is calculated.
  • the SOC acquisition unit 36 acquires the current SOC value of the large-capacity storage battery system 12a and the current SOC value of the large-power storage battery system 12b based on the output values from the first depth calculation device 32a and the second depth calculation device 32b. To do.
  • the power allocation processing unit 38 supplies the power obtained by the calculation in the power calculation unit 34 to the large-capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b according to each SOC value obtained in the SOC acquisition unit 36. assign.
  • the storage battery driving unit 40 drives the large-capacity storage battery system 12a, the large-power storage battery system 12b, or the large-capacity storage battery system 12a and the large-power storage battery system 12b, and charges or discharges the allocated power.
  • the depth management unit 42 integrates the storage energy of the large-capacity storage battery system 12a into the large-power storage battery system 12b, and keeps the depth of the large-power storage battery system 12b within an appropriate range.
  • This power allocation is performed in two stages.
  • power is allocated by any one of three methods.
  • the assignment in the first stage is corrected.
  • the electric power necessary for frequency control is apportioned according to each SOC value obtained by the SOC acquisition unit 36 and assigned to the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b.
  • the power required for frequency control is the discharge power Pd
  • the SOC value of the large-capacity storage battery system 12a is Sa
  • the SOC value of the large-power storage battery system 12b is Sb
  • the electric power Pda is Pd ⁇ ⁇ Sa / (Sa + Sb) ⁇
  • the power Pca allocated to the large-capacity storage battery system 12a is obtained by replacing the charging depth SOC (Sa, Sb) with the discharging depth DOD (Da, Db).
  • Pca Pc ⁇ ⁇ Da / (Da + Db) ⁇
  • the power Pd in the discharge direction is preferentially assigned to the large-capacity storage battery system 12a. That is, the power Pda allocated to the large-capacity storage battery system 12a is set as the power Pd.
  • the power Pc in the charging direction is preferentially assigned to the high power storage battery system 12b. That is, the power Pca allocated to the large power storage battery system 12b is set as the power Pc.
  • the electric power Pd in the discharging direction when the electric power required for frequency control is the electric power Pd in the discharging direction, the electric power Pd in the discharging direction is used as the storage battery having the higher SOC value of the large capacity storage battery system 12a and the large electric power storage battery system 12b. Assign to the system.
  • the power required for frequency control is the power Pc in the charging direction
  • the power Pc in the charging direction is transferred to the storage battery system with the lower SOC value of the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b. assign.
  • the discharge power allocated to the large capacity storage battery system 12a is Pda
  • the discharge power allocated to the large power storage battery system 12b is Pdb
  • the correction coefficient kd1 (0 ⁇ kd1 ⁇ 1) is added to the discharge power Pda. A discharge power that is multiplied and does not deviate from an appropriate range narrower than the allowable range is assigned.
  • the charging power allocated to the large capacity storage battery system 12a is Pca
  • the charging power allocated to the large power storage battery system 12b is Pcb
  • the charging power Pcb has a correction coefficient kc2 (0 ⁇ kc2 ⁇ 1). Charging power that does not deviate from an appropriate range narrower than the allowable range by multiplication is assigned.
  • step S ⁇ b> 1 of FIG. 2 the power calculation unit 34 acquires the system frequency f measured by the frequency measuring device 30.
  • step S2 the power calculation unit 34 calculates power necessary for frequency control for suppressing frequency fluctuation based on the difference between the system frequency f and a preset reference frequency fb.
  • step S3 the power allocation processing unit 38 determines whether or not the difference between the system frequency f and the reference frequency fb is negative, that is, whether or not the power necessary for frequency control is power in the discharge direction.
  • the process proceeds to the next step S4, and the SOC acquisition unit 36 acquires the current SOC value Sa of the large capacity storage battery system 12a and the current SOC value Sb of the large power storage battery system 12b.
  • step S5 the power allocation processing unit 38 allocates the discharge power Pd in the first stage described above.
  • the discharge power Pda assigned to the large capacity storage battery system 12a is Pd ⁇ ⁇ Sa / (Sa + Sb) ⁇
  • the discharge power Pdb assigned to the large power storage battery system 12b is Pd ⁇ ⁇ Sb. / (Sa + Sb) ⁇ .
  • the power Pda allocated to the large-capacity storage battery system 12a is set as the power Pd.
  • the power Pd is allocated to the storage battery system having the higher SOC value out of the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b.
  • step S6 the power allocation processing unit 38 performs allocation in the second stage described above.
  • Pdb Pdm2.
  • step S7 the storage battery driving unit 40 drives only the large-capacity storage battery system 12a, or the large-capacity storage battery system 12a and the large-power storage battery system 12b, and discharges the allocated power.
  • the storage battery drive unit 40 outputs a discharge command to the first PCS 18a.
  • This discharge command includes information on the discharge power Pda assigned to the large-capacity storage battery system 12a.
  • the storage battery drive part 40 will output a discharge command with respect to 2nd PCS18b, if the discharge power allocated to the high power storage battery system 12b is larger than 0W.
  • This discharge command includes information on the discharge power Pdb assigned to the large power storage battery system 12b.
  • the first PCS 18a discharges the large-capacity storage battery 16a based on a discharge command from the storage battery drive unit 40, and outputs power corresponding to the discharge power Pda to the bus 26 side.
  • the second PCS 18b discharges the large power storage battery 16b and outputs power corresponding to the discharge power Pdb to the bus 26 side.
  • both the large-capacity storage battery 16a and the large-power storage battery 16b are driven to discharge, and the power in the discharge direction necessary for frequency control is large. Discharge power obtained by adding the discharge power Pda by the capacity storage battery system 12a and the discharge power Pdb by the large power storage battery system 12b is supplied to the bus 26 side.
  • step S3 If it is determined in step S3 described above that the power necessary for frequency control is not the power in the discharge direction, the process proceeds to step S8, and the power allocation processing unit 38 determines that the difference between the system frequency f and the reference frequency fb is positive. It is determined whether there is power, that is, whether the power required for frequency control is power in the charging direction.
  • step S9 If it is the electric power of a charge direction, it will progress to step S9 and the SOC acquisition part 36 will acquire the present SOC value Sa of the large capacity storage battery system 12a, and the present SOC value Sb of the large power storage battery system 12b.
  • step S10 the power allocation processing unit 38 allocates the charging power Pc in the first stage described above.
  • the charging power Pca allocated to the large capacity storage battery system 12a is Pc ⁇ ⁇ Da / (Da + Db) ⁇
  • the charging power Pcb allocated to the large power storage battery system 12b is Pc ⁇ ⁇ Db / (Da + Db) ⁇ .
  • the power Pcb allocated to the large power storage battery system 12b is set as the power Pc.
  • the power allocated to the storage battery system having the lower SOC value of the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b is set as the power Pc.
  • step S11 the power allocation processing unit 38 performs allocation in the second stage described above.
  • the correction coefficient kc2 (0 ⁇ kc2 ⁇ 1) is added to the charging power Pcb. Multiply the charge power that does not deviate from the appropriate range.
  • Pca Pcm1.
  • step S12 the storage battery driving unit 40 drives only the large power storage battery system 12b, or the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b, and charges the allocated power.
  • the storage battery drive unit 40 outputs a charge command to the second PCS 18b.
  • This charging command includes information on the charging power Pcb assigned to the large power storage battery system 12b.
  • the storage battery drive part 40 will output a charge command with respect to 1st PCS18a, if the charging power allocated to the large capacity storage battery system 12a is larger than 0W.
  • This charging command includes information on the charging power Pca allocated to the large-capacity storage battery system 12a.
  • 2nd PCS18b charges the high power storage battery 16b based on the charge command from the storage battery drive part 40, and inputs the electric power equivalent to charging power Pcb from the bus-line 26 side to the high power storage battery 16b.
  • the first PCS 18a charges the large capacity storage battery 16a and inputs power corresponding to the charging power Pca from the bus 26 side to the large capacity storage battery 16a.
  • both the large-capacity storage battery 16a and the large-power storage battery 16b are driven to charge, and the power in the charging direction necessary for frequency control is large.
  • Charging power Pca by the capacity storage battery system 12a is supplied to the large capacity storage battery 16a
  • charging power Pcb by the large power storage battery system 12b is supplied to the large power storage battery 16b.
  • step S8 When it is determined in step S8 described above that the electric power is not in the charging direction, that is, when it is determined that the frequency control is not necessary, the process proceeds to step S13, and the SOC acquisition unit 36 determines the current power of the large power storage battery system 12b. The SOC value Sb is obtained.
  • step S14 the depth management unit 42 determines whether or not the SOC value Sb of the large power storage battery system 12b is out of the appropriate range.
  • step S15 the stored energy of the large-capacity storage battery system 12a is passed to the high-power storage battery system 12b, and the depth of the large-power storage battery system 12b is maintained in the appropriate range.
  • the discharge power Pda is determined such that the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a does not deviate from the appropriate range.
  • the storage battery drive part 40 outputs a discharge command to 1st PCS18a, and outputs a charge command to 2nd PCS18b.
  • the discharge command output to the first PCS 18a includes information on the obtained discharge power Pda
  • the charge command output to the second PCS 18b includes information on the charge power Pcb equivalent to the obtained discharge power Pda.
  • step S7 When the process in step S7, step S12, or step S15 described above is completed, or when it is determined in step S14 that the SOC value Sb does not deviate from the appropriate range, the process proceeds to the next step S16, and the first step It is determined whether or not there is a termination request (power cut, maintenance operation, etc.) to the hybrid storage battery system 10A. If there is no end request, the process returns to step S1, and the processes after step S1 are repeated. If there is a termination request, the processing operation in the first hybrid storage battery system 10A is terminated.
  • a termination request power cut, maintenance operation, etc.
  • the maintenance operation includes depth calculation correction processing for the large-capacity storage battery system 12a.
  • the depth calculation correction process is a process of periodically charging or discharging the large capacity storage battery system 12a to a specific depth range and correcting the depth calculation parameter of the large capacity storage battery system 12a based on the voltage characteristics. The same correction process is performed in the maintenance for the large power storage battery system 12b.
  • the first storage battery system control method has at least the following operational effects.
  • the large-capacity storage battery system 12a cannot supply (discharge) electric power that exceeds the rated output, it is necessary to increase the storage battery capacity when used for frequency control that requires large electric power.
  • the high-power storage battery system 12b since the high-power storage battery system 12b is connected in parallel to the large-capacity storage battery system 12a, it can cover a wide range of short-time high-power operation to long-time large-capacity operation and flexibly handle various operations. Possible frequency control can be realized.
  • the large power storage battery system 12b is always kept in a depth range in which both the positive and negative directions can be output with sufficient margins on both the output and capacity sides, but depth management is difficult due to the small capacity.
  • the storage energy from the large-capacity storage battery 16a is automatically interchanged so as to maintain the depth of the large-power storage battery 16b in an appropriate range, and the depth is adjusted appropriately. The depth management of the existing large power storage battery 16b becomes easy.
  • the large-capacity storage battery system 12 a and the large-power storage battery system use the electric power obtained by the calculation in the electric power calculation unit 34 according to the SOC values Sa and Sb obtained in the SOC acquisition unit 36. 12b is assigned. Since the input / output of the storage battery is restricted by the SOC state of the storage battery, the charge / discharge control is determined on the basis of the SOC state, so that the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b are appropriately charged / discharged. Can be controlled.
  • the large power storage battery system 12b In frequency control, in a region where high output is required for a short time, the large power storage battery system 12b is mainly operated, and the large capacity storage battery system 12a performs long-term order input / output over a minute unit or SOC management of the large power storage battery system 12b. It is possible to construct a highly rational system.
  • a hybrid storage battery system (hereinafter referred to as a second hybrid storage battery system 10B) to which a storage battery system control method according to the second embodiment (hereinafter referred to as a second storage battery system control method) is applied will be described with reference to FIGS. This will be described with reference to FIG.
  • the second hybrid storage battery system 10 ⁇ / b> B includes a plurality of units 50 and a master controller 52 that controls the plurality of units 50 in an integrated manner.
  • Each unit 50 has the same configuration as that of the first hybrid storage battery system 10A.
  • Each unit 50 is connected to the sub wiring 54.
  • the sub wiring 54 is connected to the bus line 26 via the connection line 28.
  • the connection line 28 is provided with a frequency measuring device 30 that detects the system frequency f of the power flowing through the bus 26.
  • each unit 50 performs the process similar to 10 A of 1st hybrid storage battery systems mentioned above by the control apparatus 14.
  • the master control device 52 includes a power calculation unit 34, an SOC acquisition unit 36, a distribution control unit 58 that distributes and allocates power necessary for frequency control to two or more units 50, and a depth adjustment unit 60. Therefore, although not shown, the controller 14 of each unit 50 receives the allocated power (the power in the discharging direction or the power in the charging direction) from the distributed controller 58 of the master controller 52 instead of the power calculator 34.
  • a power acquisition unit (not shown) is installed.
  • the SOC acquisition unit 36 acquires the current SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a and the current SOC value Sb of the large-power storage battery system 12b among the information sent from the respective control devices 14 of the plurality of units 50. .
  • the distribution control unit 58 distributes and allocates power necessary for frequency control to two or more units 50 by at least four methods to be described later.
  • the power necessary for frequency control when the power necessary for frequency control is the power in the discharge direction, among the plurality of units 50, at least the two or more units 50 having the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a in the appropriate range are used.
  • the power necessary for frequency control is distributed and allocated.
  • “according to the SOC value” means that the higher the SOC value, the earlier the discharge start timing or the greater the amplification factor of the assigned discharge power.
  • the power required for frequency control when the power required for frequency control is the power in the discharge direction, one or more units 50 among the plurality of units 50 perform maintenance operation on the large-capacity storage battery system 12a (such as the depth calculation correction process described above). ),
  • the power required for frequency control is applied to two or more units 50 excluding the one or more units 50 and having at least the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a within an appropriate range.
  • frequency control is performed on two or more units 50 having a low SOC value Sb of the large power storage battery system 12b among the plurality of units 50. Allocate and distribute the necessary power. Two or more units 50 are selected with priority given to the unit 50 in which the SOC value Sb of the high-power storage battery system 12b is lower than the lower limit of the proper range, the unit 50 that is in the proper range but is close to the lower limit of the proper range, etc. Is done.
  • the two or more units 50 are allocated equally, a case where the two or more units 50 are allocated according to the SOC value Sb of the large power storage battery system 12b, and the like.
  • “according to the SOC value” indicates that the lower the SOC value is, the earlier the charging start time is or the larger the amplification factor of the allocated charging power.
  • the power necessary for frequency control is the power in the charging direction
  • Power required for frequency control is distributed and allocated to two or more units 50 excluding the one or more units 50 and having a low SOC value Sb of the large power storage battery system 12b.
  • the two or more units 50 are allocated equally, a case where the two or more units 50 are allocated according to the SOC value Sb of the large power storage battery system 12b, and the like.
  • the depth adjustment unit 60 allows the storage energy of the large-capacity storage battery system 12a in the other units 50 to be interchanged with respect to the unit 50 in which the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a is not within the proper range among the plurality of units 50.
  • the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a in all the units 50 is held in an appropriate range.
  • step S101 of FIG. 7 the power calculation unit 34 acquires the system frequency f measured by the frequency measuring device 30.
  • step S102 the power calculation unit 34 calculates power necessary for frequency control for suppressing frequency fluctuations based on the difference between the system frequency f and a preset reference frequency fb.
  • step S103 the dispersion control unit 58 determines whether or not the difference between the system frequency f and the reference frequency fb is negative, that is, whether or not the power necessary for frequency control is the power in the discharge direction.
  • the process proceeds to the next step S104, and the SOC acquisition unit 36 among the information sent from each control device 14 of the plurality of units 50, the current SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a. And the current SOC value Sb of the large power storage battery system 12b is acquired.
  • step S105 the distribution control unit 58 distributes and allocates the discharge power necessary for frequency control to the two or more units 50 by either the first method or the second method described above.
  • the discharge power necessary for frequency control is distributed to at least two units 50 of which the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a is in an appropriate range among the plurality of units 50. And assign.
  • the second method is adopted, among the plurality of units 50, during the period when one or more units 50 are performing the maintenance operation for the large capacity storage battery system 12a, the one or more units 50 are excluded, and Discharge power necessary for frequency control is distributed and allocated to at least two units 50 having at least the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a in an appropriate range.
  • step S106 the unit 50 to which the discharge power is allocated performs processing according to steps S4 to S7 in FIG. 2, and only the large-capacity storage battery system 12a, or the large-capacity storage battery system 12a and the large-power storage battery system 12b. Is discharged. As a result, the discharge power from the unit 50 to which the discharge power is assigned is combined in the sub-wiring 54, and power corresponding to the discharge power is supplied to the bus 26 side.
  • step S103 when it is determined that the power necessary for frequency control is not the power in the discharge direction, the process proceeds to step S107, and the dispersion control unit 58 has a positive difference between the system frequency f and the reference frequency fb. Whether or not the power necessary for frequency control is the power in the charging direction.
  • step S108 If it is the electric power of a charge direction, it will progress to step S108 and the SOC acquisition part 36 will acquire the present SOC value Sa and SOC value Sb among the information sent from each control apparatus 14 of the some unit 50.
  • FIG. 10 If it is the electric power of a charge direction, it will progress to step S108 and the SOC acquisition part 36 will acquire the present SOC value Sa and SOC value Sb among the information sent from each control apparatus 14 of the some unit 50.
  • step S109 the distribution control unit 58 distributes and allocates the charging power necessary for frequency control to the two or more units 50 by any one of the third method and the fourth method described above.
  • the fourth method is adopted, among the plurality of units 50, during the period when one or more units 50 are performing the maintenance operation for the large power storage battery system 12b, the one or more units 50 are excluded, and Power necessary for frequency control is distributed and allocated to two or more units 50 having a low SOC value Sb of the large power storage battery system 12b.
  • step S110 the unit 50 to which the charging power is allocated performs the processing according to steps S9 to S12 in FIG. 2 to perform only the large power storage battery system 12b or the large capacity storage battery system 12a and the large power.
  • the storage battery system 12b is charged.
  • only the large power storage battery system 12b of the unit 50 to which the charging power is allocated, or the charging power corresponding to the charging power allocated to the large capacity storage battery system 12a and the large power storage battery system 12b is supplied.
  • step S107 If it is determined in step S107 described above that the electric power is not in the charging direction, that is, if it is determined that frequency control is not necessary, the process proceeds to step S111, and the SOC acquisition unit 36 controls each of the plurality of units 50. Among the information sent from the device 14, the current SOC value Sa and SOC value Sb are acquired.
  • step S112 the depth adjustment unit 60 compares the unit 50 having the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a in the appropriate range among the plurality of units 50 with respect to the large-capacity storage battery system 12a in the other units 50. Accommodating the stored energy, the SOC value Sa of the large-capacity storage battery system 12a in all the units 50 is held in an appropriate range.
  • the SOC value Sb of the large power storage battery system 12b deviates from the appropriate range, similarly to step S14 and step S15 of FIG.
  • the storage energy of the large-capacity storage battery system 12a is interchanged with the large-power storage battery system 12b, and the depth of the large-capacity storage battery system 12b is maintained in an appropriate range.
  • step S106 When the processing in step S106, step S110, or step S112 described above is completed, the process proceeds to the next step S113, and it is determined whether or not there is a termination request (such as power-off) for the second hybrid storage battery system 10B. If there is no end request, the process returns to step S101, and the processes after step S101 are repeated. If there is a termination request, the processing operation in the second hybrid storage battery system 10B is terminated.
  • a termination request such as power-off
  • the second storage battery system control method has at least the following operational effects.
  • the information of the output state of each unit 50 and the state of the storage battery is collected by the master control device 52. Therefore, when a certain limited state occurs in a unit 50, or when it is recognized that it is likely to occur, a method of mutually correcting outputs so as to compensate for it within the possible range of each unit 50 is easily adopted. can do. This also leads to increased redundancy.
  • the storage energy of the large capacity storage battery system 12a of each unit 50 can be interchanged between the units 50, and the depth of the large capacity storage battery 16a is also As compared with the case of only one unit 50, it is possible to keep a stable range (appropriate range). That is, the depth information of each large-capacity storage battery 16a of a plurality of units 50 is acquired, and if necessary, the storage energy of each unit 50 is gradually integrated, so that the battery depths of all the units 50 are within an appropriate range. Can be maintained.
  • the large-capacity storage battery system 12a and the high-power storage battery system 12b are regularly maintained.
  • the large-capacity storage battery 16a tends to increase in error due to accumulation of depth calculation errors due to its capacity characteristics when operation at an intermediate depth is continued for a long period of time. Therefore, a special operation of periodically charging or discharging to a specific depth range is performed, and a process (depth calculation correction process) for correcting the depth calculation parameter of the large-capacity storage battery system 12a based on the voltage characteristics is performed. desirable.
  • the large-capacity storage battery system 12a performing such a special operation cannot contribute to the frequency adjustment function. In this Embodiment, since it has the some unit 50, even if there exists the high capacity
  • special operations for depth calculation correction processing are performed in order, and information on the execution time in each unit 50 is grasped. Then, during a period in which a certain unit 50 is performing a special operation for executing the depth calculation correction process, the other units 50 can be prevented from interfering with the special operation. In addition, it is possible to automatically adjust the output so that the unit 50 cannot contribute to the frequency adjustment function within the possible range of the other units 50.
  • the high power storage battery system 12b also requires regular maintenance (adjustment operation, etc.) because measurement errors increase due to repeated charging and discharging. Also in this case, during the period when the high power storage battery system 12b of a certain unit 50 is performing a special operation, the other units 50 can be prevented from hindering the special operation. In addition, it is possible to automatically adjust the output so that the unit 50 cannot contribute to the frequency adjustment function within the possible range of the other units 50.
  • the plurality of units 50 are provided, it is possible to increase the control speed for suppressing the frequency fluctuation by increasing the sensitivity to the frequency.
  • the storage battery system control method according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various configurations can be adopted without departing from the gist of the present invention.
  • an ancillary service according to an external charging / discharging command naturally functions effectively regardless of means for measuring the system frequency and calculating power necessary for frequency control by itself.

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Abstract

本発明は、蓄電池システム制御方法に関する。蓄電池システム制御方法は、少なくとも以下のステップを実施する。大容量蓄電池システム(12a)及び大電力蓄電池システム(12b)の現在の各SOC値を取得する。周波数変動を抑制する目的における、周波数制御用途の運用に必要な電力を、各SOC値に応じて、大容量蓄電池システム(12a)及び大電力蓄電池システム(12b)に割り当てる。大容量蓄電池システム(12a)、あるいは大電力蓄電池システム(12b)、あるいは大容量蓄電池システム(12a)及び大電力蓄電池システム(12b)を駆動して、それぞれ割り当てられた電力を充電又は放電する。

Description

蓄電池システム制御方法
 本発明は、例えば周波数制御に用いて好適な蓄電池システム制御方法に関する。ここで、周波数制御は、例えば交流電力系統の周波数変動を抑制する目的における、アンシラリーサービス等も含む周波数制御用途の各種運用をいう。以下、同様である。
 交流電力系統の周波数変動を抑制する周波数制御については、例えば特開2012-16077号公報に記載がある。この公報に記載の周波数制御装置は、交流電力系統の需要変動に応じて交流電力系統に接続された複数台の二次電池の充放電制御を行って交流電力系統の周波数を基準周波数になるように制御する。特に、二次電池の充電深度が50%になるように二次電池の充電深度を補正するようにしている。
 ところで、同種の二次電池、例えば容量の大きい蓄電池を複数使用して周波数制御を行った場合、二次電池の特性によっては、大電力を要求される周波数制御に対応するために、蓄電池の容量を増やす必要がある。その場合、必要な電力量に対し過剰な電池容量を有することで、経済性が損なわれるケースも考えられる。
 本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、下記効果を奏する蓄電池システム制御方法を提供することを目的とする。
 (1) 基本的に大容量を有しながら、大電力を要求される周波数制御にも簡単に対応可能で、短時間大電力運用~長時間大容量運用を幅広くカバーすることができる。
 (2) 様々な運用に柔軟に対応することが可能な周波数制御を実現させることができる。
[1] 本発明に係る蓄電池システム制御方法は、大電力量を貯蔵可能な大容量蓄電池システムと、短時間に大電力を出力可能な大電力蓄電池システムとを組み合わせて、交流電力系統の周波数変動を抑制する目的における、周波数制御用途の運用手段を有する蓄電池システム制御方法において、前記周波数制御用途の運用手段は、少なくとも以下のステップを有することを特徴とする。
 (a) 前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムの現在の各SOC値を取得するSOC取得ステップ
 (b) 前記周波数変動を抑制するための周波数制御に必要な電力を、前記SOC取得ステップにて得られた前記各SOC値に応じて、前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムに割り当てる電力割当ステップ
 (c) 前記大容量蓄電池システム、あるいは前記大電力蓄電池システム、あるいは前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムを駆動して、それぞれ割り当てられた電力を充電又は放電する蓄電池駆動ステップ。
[2] 本発明において、前記電力割当ステップは、前記周波数制御に必要な電力を、前記SOC取得ステップにて得られた前記各SOC値に応じて按分して、前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムに割り当ててもよい。
[3] 本発明において、前記周波数制御に必要な電力が放電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記放電方向の電力を、優先的に前記大容量蓄電池システムに割り当て、前記周波数制御に必要な電力が充電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記充電方向の電力を、優先的に前記大電力蓄電池システムに割り当ててもよい。
[4] 本発明において、前記周波数制御に必要な電力が前記大容量蓄電池システムに割り当てられた電力では不足する場合は、その不足分を補う形で前記大電力蓄電池システムの割り当てを増加するロジックを備えたものであってもよい。
[5] 本発明において、前記周波数制御に必要な電力が放電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記放電方向の電力を、前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムのうち、SOC値が高い方の蓄電池システムに優先的に割り当て、前記周波数制御に必要な電力が充電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記充電方向の電力を、前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムのうち、SOC値が低い方の蓄電池システムに優先的に割り当ててもよい。
[6] 本発明において、前記大容量蓄電池システムの貯蔵エネルギーを前記大電力蓄電池システムに融通し、前記大電力蓄電池システムの深度を適正範囲に保持する深度管理ステップを有してもよい。
[7] 本発明において、前記大容量蓄電池システムと前記大電力蓄電池システムとを組み合わせたユニットを複数有し、前記周波数制御に必要な電力を、2以上の前記ユニットに分散して割り当てる分散制御ステップを有し、各前記ユニットの前記電力割当ステップは、前記分散制御ステップにて割り当てられた電力を、前記SOC取得ステップにて得られた前記各SOC値に応じて、前記大容量蓄電池システム及び前記大電力蓄電池システムに割り当ててもよい。
[8] この場合、前記分散制御ステップは、前記周波数制御に必要な電力が放電方向の電力の場合に、前記複数のユニットのうち、少なくとも前記大容量蓄電池システムのSOC値が適正範囲にある2以上のユニットに対して、優先的に周波数制御に必要な電力を分散して割り当ててもよい。
[9] さらに、前記分散制御ステップは、前記複数のユニットのうち、1以上のユニットが前記大容量蓄電池システムについてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニットを、前記周波数制御に必要な電力の割り当て対象から外してもよい。大容量蓄電池システムに対するメンテナンス運転としては、例えば深度演算補正処理がある。この深度演算補正処理は、定期的に特定の深度域まで前記大容量蓄電池システムを充電又は放電させ、その電圧特性に基づき、前記大容量蓄電池システムの深度演算パラメータを補正する処理をいう。
[10] [7]において、前記分散制御ステップは、前記周波数制御に必要な電力が充電方向の電力の場合に、前記複数のユニットのうち、前記大電力蓄電池システムのSOC値が低い2以上のユニットに対して、優先的に前記周波数制御に必要な電力を分散して割り当ててもよい。
[11] この場合、前記分散制御ステップは、複数の前記ユニットのうち、1以上のユニットが前記大電力蓄電池システムについてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニットを、前記周波数制御に必要な電力の割り当て対象から外してもよい。大電力蓄電池システムに対するメンテナンス運転としては、例えば上述した深度演算補正処理と同様の処理がある。
[12] [7]~[11]において、各ユニットのメンテナンス運転期間を補うような総合的電力調整の実現方法として、前記分散制御ステップによる前記2以上のユニットに対する電力の割り当てにおいては、ユニット単位に電力を割り当てる時期及び割り当てる電力の増幅率のうち、少なくとも1つを変更してもよい。
[13] 本発明において、前記大容量蓄電池システムと前記大電力蓄電池システムとを組み合わせたユニットを複数有し、複数の前記ユニットのうち、前記大容量蓄電池システムのSOC値が適正範囲にないユニットに対して、他のユニットにおける前記大容量蓄電池システムの貯蔵エネルギーを融通して、全てのユニットにおける前記大容量蓄電池システムのSOC値を適正範囲に保持する深度調整ステップを有してもよい。
 以上説明したように、本発明に係る蓄電池システム制御方法によれば、下記効果を奏する。
 (1) 基本的に大容量を有しながら、大電力を要求される周波数制御にも簡単に対応可能で、短時間大電力運用~長時間大容量運用を幅広くカバーすることができる。
 (2) 様々な運用に柔軟に対応することが可能な周波数制御を実現させることができる。
図1は、第1の実施の形態に係る蓄電池システム制御方法(第1蓄電池システム制御方法)が適用される第1ハイブリッド蓄電池システムの構成を示すブロック図である。 図2は、第1蓄電池システム制御方法を示すフローチャートである。 図3Aは、大容量蓄電池システムのみの放電による放電電力波形の一例を示す波形図である。図3Bは、大容量蓄電池システム及び大電力蓄電池システムの放電による放電電力波形の一例を示す波形図である。 図4Aは、大電力蓄電池システムのみの充電による充電電力波形の一例を示す波形図である。図4Bは、大容量蓄電池システム及び大電力蓄電池システムの充電による充電電力波形の一例を示す波形図である。 図5は、大容量蓄電池システムの貯蔵エネルギーを大電力蓄電池システムに融通する際の電力波形の一例を示す波形図である。 図6は、第2の実施の形態に係る蓄電池システム制御方法(第2蓄電池システム制御方法)が適用される第2ハイブリッド蓄電池システムの構成を示すブロック図である。 図7は、第2蓄電池システム制御方法を示すフローチャートである。
 以下、本発明に係る蓄電池システム制御方法の実施の形態例を図1~図7を参照しながら説明する。
 先ず、第1実施の形態に係る蓄電池システム制御方法(以下、第1蓄電池システム制御方法と記す)が適用されるハイブリッド蓄電池システム(以下、第1ハイブリッド蓄電池システム10Aと記す)について説明する。第1ハイブリッド蓄電池システム10Aは、図1に示すように、大電力量を貯蔵可能な大容量蓄電池システム12aと、短時間に大電力を出力可能な大電力蓄電池システム12bと、これら大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bを制御する制御装置14とを有する。
 大容量蓄電池システム12aは、大容量蓄電池16aと、大容量蓄電池16a用の第1PCS18a(Power Conversion System)とを有する。
 大容量蓄電池16aとしては、例えばナトリウム-硫黄電池(以下、NaS電池と記す)が挙げられる。第1PCS18aは第1交直変換器20aを有し、制御装置14からの充電指令及び放電指令に従って大容量蓄電池16aの充電及び放電を行う。大容量蓄電池16aは第1PCS18aにおける第1交直変換器20aのDC端に接続されている。第1PCS18aのAC端には第1変圧器22aを介して配線24が接続されている。この配線24には、交流電力系統の母線26が接続されている。また、配線24と母線26とを結ぶ接続線28には、母線26を流れる電力の周波数(系統周波数f)を検出する周波数計測器30が設置されている。
 一方、大電力蓄電池システム12bは、大電力蓄電池16bと、大電力蓄電池16b用の第2PCS18bとを有する。大電力蓄電池16bとしては、例えばリチウムイオン電池が挙げられる。第2PCS18bは第2交直変換器20bを有し、制御装置14からの充電指令及び放電指令に従って大電力蓄電池16bの充電及び放電を行う。大電力蓄電池16bは第2PCS18bにおける第2交直変換器20bのDC端に接続されている。第2PCS18bのAC端には第2変圧器22bを介して配線24が接続されている。
 また、大容量蓄電池16aには、該大容量蓄電池16aの充電深度(SOC値)を検出する第1深度演算装置32aが設置されている。大電力蓄電池16bには、該大電力蓄電池16bの充電深度(SOC値)を検出する第2深度演算装置32bが設置されている。第1深度演算装置32a及び第2深度演算装置32bからの出力値は制御装置14に供給される。
 制御装置14は、電力演算部34と、SOC取得部36と、電力割当処理部38と、蓄電池駆動部40と、深度管理部42とを有する。
 電力演算部34は、周波数計測器30にて計測された周波数(系統周波数f)と、予め設定された基準周波数fbとの差に基づいて周波数変動を抑制するための周波数制御に必要な電力を演算する。この場合、系統周波数f-基準周波数fb<0であれば、正方向の電力(放電方向の電力)が演算され、系統周波数f-基準周波数fb>0であれば、負方向の電力(充電方向の電力)が演算される。
 SOC取得部36は、第1深度演算装置32a及び第2深度演算装置32bからの出力値に基づいて、大容量蓄電池システム12aの現在のSOC値及び大電力蓄電池システム12bの現在のSOC値を取得する。
 電力割当処理部38は、電力演算部34での演算にて得られた電力を、SOC取得部36にて得られた各SOC値に応じて、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bに割り当てる。
 蓄電池駆動部40は、大容量蓄電池システム12a、あるいは大電力蓄電池システム12b、あるいは大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bを駆動して、それぞれ割り当てられた電力を充電又は放電する。
 深度管理部42は、大容量蓄電池システム12aの貯蔵エネルギーを大電力蓄電池システム12bに融通し、大電力蓄電池システム12bの深度を適正範囲に保持する。
 ここで、電力割当処理部38での電力の割り当て方法の好ましい例について説明する。
 この電力の割り当ては、2段階によって行われる。第1段階では、例えば3種類の方法のうち、いずれかの方法にて電力を割り当てる。第2段階では、第1段階での割り当てを補正する。
 先ず、第1段階での3種類の割り当て方法(第1方法~第3方法)について説明する。
 第1方法は、周波数制御に必要な電力を、SOC取得部36にて得られた各SOC値に応じて按分して、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bに割り当てる。
 具体的には、周波数制御に必要な電力が放電電力Pdの場合、大容量蓄電池システム12aのSOC値をSa、大電力蓄電池システム12bのSOC値をSbとしたとき、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる電力Pdaは、
   Pda=Pd×{Sa/(Sa+Sb)}
となり、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる電力Pdbは、
   Pdb=Pd×{Sb/(Sa+Sb)}
となる。
 同様に、周波数制御に必要な電力が充電電力Pcの場合、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる電力Pcaは、充電深度SOC(Sa、Sb)を放電深度DOD(Da、Db)に置き換えた形で、
   Pca=Pc×{Da/(Da+Db)}
となり、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる電力Pcbは、
   Pcb=Pc×{Db/(Da+Db)}
となる。
 ただし、Da[%]=100-Sa[%]、Db[%]=100-Sb[%]とする。
 第2方法は、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力Pdである場合に、放電方向の電力Pdを、優先的に大容量蓄電池システム12aに割り当てる。すなわち、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる電力Pdaを電力Pdとする。
 同様に、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力Pcである場合に、充電方向の電力Pcを、優先的に大電力蓄電池システム12bに割り当てる。すなわち、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる電力Pcaを電力Pcとする。
 第3方法は、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力Pdである場合に、放電方向の電力Pdを、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bのうち、SOC値が高い方の蓄電池システムに割り当てる。
 同様に、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力Pcである場合に、充電方向の電力Pcを、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bのうち、SOC値が低い方の蓄電池システムに割り当てる。
 次に、電力割当処理部38における第2段階での割り当て方法について以下に説明する。
 先ず、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力Pdである場合は、例えば大容量蓄電池システム12aに割り当てられる放電電力をPda、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる放電電力をPdb、大容量蓄電池システム12aの最大放電可能電力をPdm1としたとき、Pda>Pdm1であれば、Pda=Pdm1とする。すなわち、大容量蓄電池システム12aには、最大放電可能電力Pdm1が割り当てられる。
 また、大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが低く、放電電力Pdaの放電によってSOC値Saが許容範囲を外れると予想される場合は、放電電力Pdaに補正係数kd1(0<kd1<1)が乗算されて上記許容範囲よりも狭い適正範囲を外れない放電電力が割り当てられる。
 ここで、「許容範囲を外れると予想される場合」とは、例えば現在のSOC値が許容範囲内にはあるが、許容範囲よりも狭い適正範囲から外れている場合をいう。
 一方、大電力蓄電池システム12bには、放電電力Pdb(=Pd-Pda)が割り当てられる。このとき、電力Pdbが大電力蓄電池システム12bの最大放電可能電力Pdm2よりも大きい場合は、大電力蓄電池システム12bには、最大放電可能電力Pdm2が割り当てられる。すなわち、Pdb=Pdm2とする。
 また、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが低く、電力Pdbの放電によってSOC値Sbが許容範囲を外れると予想される場合は、電力Pdbに補正係数kd2(0<kd2<1)が乗算されて適正範囲を外れない電力が割り当てられる。なお、Pd<Pdaの場合は、放電電力Pdb=0Wとなる。この場合、大電力蓄電池システム12bの放電は行われない。
 次に、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力Pcである場合は、例えば大容量蓄電池システム12aに割り当てられる充電電力をPca、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる充電電力をPcb、大電力蓄電池システム12bの最大充電可能電力をPcm2としたとき、Pcb>Pcm2であれば、Pcb=Pcm2とする。すなわち、大電力蓄電池システム12bには、最大充電可能電力Pcm2が割り当てられる。
 また、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが高く、充電電力Pcbの充電によってSOC値Sbが許容範囲を外れると予想されるときは、充電電力Pcbに補正係数kc2(0<kc2<1)が乗算されて上記許容範囲よりも狭い適正範囲を外れない充電電力が割り当てられる。
 一方、大容量蓄電池システム12aには、充電電力Pca(=Pc-Pcb)が割り当てられる。このとき、充電電力Pcaが大容量蓄電池システム12aの最大充電可能電力Pcm1よりも大きい場合は、大容量蓄電池システム12aには、最大充電可能電力Pcm1が割り当てられる。すなわち、Pca=Pcm1とする。
 また、大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが高く、充電電力Pcaの充電によってSOC値Saが許容範囲を外れると予想されるときは、充電電力Pcaに補正係数kc1(0<kc1<1)が乗算されて適正範囲を外れない充電電力が割り当てられる。なお、Pc<Pcbの場合は、充電電力Pca=0Wとなる。この場合、大容量蓄電池システム12aへの充電は行われない。
 次に、第1蓄電池システム制御方法を図2のフローチャートも参照しながら説明する。
 先ず、図2のステップS1において、電力演算部34は、周波数計測器30にて計測された系統周波数fを取得する。
 ステップS2において、電力演算部34は、系統周波数fと予め設定された基準周波数fbとの差に基づいて周波数変動を抑制するための周波数制御に必要な電力を演算する。
 ステップS3において、電力割当処理部38は、系統周波数fと基準周波数fbとの差が負であるか否か、すなわち、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力であるかを判別する。
 放電方向の電力であれば、次のステップS4に進み、SOC取得部36は、大容量蓄電池システム12aの現在のSOC値Sa及び大電力蓄電池システム12bの現在のSOC値Sbを取得する。
 その後、ステップS5において、電力割当処理部38は、上述した第1段階による放電電力Pdの割り当てを行う。
 すなわち、第1方法を採用した場合は、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる放電電力PdaをPd×{Sa/(Sa+Sb)}とし、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる放電電力PdbをPd×{Sb/(Sa+Sb)}とする。
 第2方法を採用した場合は、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる電力Pdaを電力Pdとする。
 第3方法を採用した場合は、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bのうち、SOC値が高い方の蓄電池システムに電力Pdを割り当てる。
 その後、ステップS6において、電力割当処理部38は、上述した第2段階での割り当てを行う。
 すなわち、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる放電電力Pdaが大容量蓄電池システム12aの最大放電可能電力Pdm1よりも大きければ(Pda>Pdm1)、Pda=Pdm1とする。また、放電電力Pdaの放電によってSOC値Saが許容範囲を外れると予想される場合は、放電電力Pdaに補正係数kd1(0<kd1<1)を乗算して適正範囲を外れない放電電力を割り当てる。
 一方、大電力蓄電池システム12bには、放電電力Pdb(=Pd-Pda)を割り当てる。このとき、電力Pdbが大電力蓄電池システム12bの最大放電可能電力Pdm2よりも大きい場合は、Pdb=Pdm2とする。また、電力Pdbの放電によってSOC値Sbが許容範囲を外れると予想される場合は、電力Pdbに補正係数kd2(0<kd2<1)を乗算して適正範囲を外れない電力を割り当てる。なお、Pd<Pdaの場合は、放電電力Pdb=0Wとなる。
 その後、ステップS7において、蓄電池駆動部40は、大容量蓄電池システム12aのみ、あるいは大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bを駆動して、それぞれ割り当てられた電力を放電する。
 具体的には、蓄電池駆動部40は、第1PCS18aに対して放電指令を出力する。この放電指令には大容量蓄電池システム12aに割り当てられた放電電力Pdaの情報が含まれる。また、蓄電池駆動部40は、大電力蓄電池システム12bに割り当てた放電電力が0Wよりも大きければ、第2PCS18bに対して放電指令を出力する。この放電指令には大電力蓄電池システム12bに割り当てられた放電電力Pdbの情報が含まれる。
 第1PCS18aは、蓄電池駆動部40からの放電指令に基づいて大容量蓄電池16aを放電して、放電電力Pdaに相当する電力を母線26側に出力する。同様に、第2PCS18bは、蓄電池駆動部40から放電指令が供給された場合に、大電力蓄電池16bを放電して、放電電力Pdbに相当する電力を母線26側に出力する。
 これにより、第1PCS18aのみに放電指令が出力された場合は、図3Aに示すように、大容量蓄電池16aのみが放電駆動し、周波数制御に必要な放電方向の電力として、大容量蓄電池システム12aによる放電電力Pdaのみが母線26側に供給される。
 第1PCS18a及び第2PCS18bにそれぞれ放電指令が出力された場合は、図3Bに示すように、大容量蓄電池16a及び大電力蓄電池16bが共に放電駆動し、周波数制御に必要な放電方向の電力として、大容量蓄電池システム12aによる放電電力Pdaと大電力蓄電池システム12bによる放電電力Pdbとが合算された放電電力が母線26側に供給される。
 上述したステップS3において、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力でないと判別された場合は、ステップS8に進み、電力割当処理部38は、系統周波数fと基準周波数fbとの差が正であるか否か、すなわち、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力であるかを判別する。
 充電方向の電力であれば、ステップS9に進み、SOC取得部36は、大容量蓄電池システム12aの現在のSOC値Sa及び大電力蓄電池システム12bの現在のSOC値Sbを取得する。
 その後、ステップS10において、電力割当処理部38は、上述した第1段階による充電電力Pcの割り当てを行う。
 すなわち、第1方法を採用した場合は、大容量蓄電池システム12aに割り当てられる充電電力PcaをPc×{Da/(Da+Db)}とし、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる充電電力PcbをPc×{Db/(Da+Db)}とする。
 第2方法を採用した場合は、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる電力Pcbを電力Pcとする。
 第3方法を採用した場合は、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bのうち、SOC値が低い方の蓄電池システムに割り当てる電力を電力Pcとする。
 その後、ステップS11において、電力割当処理部38は、上述した第2段階での割り当てを行う。
 すなわち、大電力蓄電池システム12bに割り当てられる充電電力Pcbが大電力蓄電池システム12bの最大充電可能電力Pcm2よりも大きければ(Pcb>Pcm2)、Pcb=Pcm2とする。また、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが高く、充電電力Pcbの充電によってSOC値Sbが許容範囲を外れると予想されるときは、充電電力Pcbに補正係数kc2(0<kc2<1)を乗算して適正範囲を外れない充電電力を割り当てる。
 一方、大容量蓄電池システム12aには、充電電力Pca(=Pc-Pcb)が割り当てられる。このとき、充電電力Pcaが大容量蓄電池システム12aの最大充電可能電力Pcm1よりも大きい場合は、Pca=Pcm1とする。また、大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが高く、充電電力Pcaの充電によってSOC値Saが許容範囲を外れると予想されるときは、充電電力Pcaに補正係数kc1(0<kc1<1)を乗算して適正範囲を外れない充電電力を割り当てる。なお、Pc<Pcbの場合は、充電電力Pca=0Wとなる。
 その後、ステップS12において、蓄電池駆動部40は、大電力蓄電池システム12bのみ、あるいは大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bを駆動して、それぞれ割り当てられた電力を充電する。
 具体的には、蓄電池駆動部40は、第2PCS18bに対して充電指令を出力する。この充電指令には大電力蓄電池システム12bに割り当てられた充電電力Pcbの情報が含まれる。また、蓄電池駆動部40は、大容量蓄電池システム12aに割り当てた充電電力が0Wよりも大きければ、第1PCS18aに対して充電指令を出力する。この充電指令には大容量蓄電池システム12aに割り当てられた充電電力Pcaの情報が含まれる。
 第2PCS18bは、蓄電池駆動部40からの充電指令に基づいて大電力蓄電池16bを充電して、母線26側から充電電力Pcbに相当する電力を大電力蓄電池16bに入力する。同様に、第1PCS18aは、蓄電池駆動部40から充電指令が供給された場合に、大容量蓄電池16aを充電して、母線26側から充電電力Pcaに相当する電力を大容量蓄電池16aに入力する。
 これにより、第2PCS18bのみに充電指令が出力された場合は、大電力蓄電池16bのみが充電駆動し、図4Aに示すように、周波数制御に必要な充電方向の電力として、大電力蓄電池システム12bによる充電電力Pcbのみが大電力蓄電池16bに供給される。
 第1PCS18a及び第2PCS18bにそれぞれ充電指令が出力された場合は、図4Bに示すように、大容量蓄電池16a及び大電力蓄電池16bが共に充電駆動し、周波数制御に必要な充電方向の電力として、大容量蓄電池システム12aによる充電電力Pcaが大容量蓄電池16aに供給され、大電力蓄電池システム12bによる充電電力Pcbが大電力蓄電池16bに供給される。
 上述したステップS8において、充電方向の電力でないと判別された場合、すなわち、周波数制御は必要がないと判別された場合は、ステップS13に進み、SOC取得部36は、大電力蓄電池システム12bの現在のSOC値Sbを取得する。
 ステップS14において、深度管理部42は、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが適正範囲を逸脱しているか否かを判別する。
 SOC値Sbが適正範囲を逸脱していれば、ステップS15に進み、大容量蓄電池システム12aの貯蔵エネルギーを大電力蓄電池システム12bに融通し、大電力蓄電池システム12bの深度を適正範囲に保持する。具体的には、例えば大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲を逸脱しない程度の放電電力Pdaを求める。そして、蓄電池駆動部40は、第1PCS18aに放電指令を出力し、第2PCS18bに充電指令を出力する。第1PCS18aに出力される放電指令には、求めた放電電力Pdaの情報が含まれ、第2PCS18bに出力される充電指令には、求めた放電電力Pdaと同等の充電電力Pcbの情報が含まれる。
 第1PCS18aに放電指令、第2PCS18bに充電指令が出力された場合は、図5に示すように、大容量蓄電池システム12aが放電駆動、大電力蓄電池システム12bが充電駆動し、求めた放電電力Pdaに相当する充電電力Pcbが大容量蓄電池システム12aから大電力蓄電池システム12bに供給される。
 上述したステップS7、ステップS12、あるいはステップS15での処理が終了した段階、又はステップS14においてSOC値Sbが適正範囲を逸脱していないと判別された場合は、次のステップS16に進み、第1ハイブリッド蓄電池システム10Aに対する終了要求(電源断、メンテナンス運転等)があるか否かを判別する。終了要求がなければ、ステップS1に戻り、該ステップS1以降の処理を繰り返す。終了要求があれば、第1ハイブリッド蓄電池システム10Aでの処理動作を終了する。
 なお、メンテナンス運転としては、大容量蓄電池システム12aに対する深度演算補正処理等が挙げられる。深度演算補正処理とは、定期的に特定の深度域まで大容量蓄電池システム12aを充電又は放電させ、その電圧特性に基づき、大容量蓄電池システム12aの深度演算パラメータを補正する処理をいう。大電力蓄電池システム12bに対するメンテナンスにおいても同様の補正処理が行われる。
 このように、第1蓄電池システム制御方法においては、少なくとも以下に示す作用効果を奏する。
 すなわち、一般に、大容量蓄電池システム12aは、定格出力以上の電力を供給(放電)することができないため、大電力を要求される周波数制御に用いる場合、蓄電池容量を増やす必要がある。本実施の形態では、大容量蓄電池システム12aに大電力蓄電池システム12bを並列に接続したので、短時間大電力運用~長時間大容量運用を幅広くカバーし、様々な運用に柔軟に対応することが可能な周波数制御を実現させることができる。
 周波数制御に必要な電力は、正負の方向が頻繁に変動するが、AC側での充放電電力量としてバランスがとれていたとしても、システムとしての充放電損失があることにより、電池の充電深度(SOC)が徐々に低下していく傾向にある。そこで、正方向の電力出力(蓄電池の放電方向)の場合は、大容量蓄電池システム12aからの出力(放電)を優先し、負方向の電力出力(蓄電池の充電方向)の場合は、電池容量の少ない大電力蓄電池システム12bへの入力(充電)を優先したので、正負の方向が頻繁に変動しても、長時間の運転が可能となる。
 大電力蓄電池システム12bは、常時、正方向及び負方向共に出力面、容量面共に余裕を持って出力することができる深度範囲に保つことが望ましいが、容量が少ないため深度管理が困難である。本実施の形態では、大電力蓄電池16bの深度を適正な範囲に維持するように大容量蓄電池16aからの貯蔵エネルギーを自動的に融通し、その深度を適正に調整するようにしたので、困難であった大電力蓄電池16bの深度管理が容易になる。
 電力割当処理部38では、電力演算部34での演算にて得られた電力を、SOC取得部36にて得られたSOC値Sa、Sbに応じて、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bに割り当てるようにしている。蓄電池の入出力は、蓄電池のSOC状態によって制約されるため、SOC状態を条件にして、充放電の制御の分担を決めることで、大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bを適切に充放電制御することができる。
 周波数制御において、短時間高出力が求められる領域では大電力蓄電池システム12bをメインに動作させ、大容量蓄電池システム12aは分単位以上の長時間オーダーの入出力や、大電力蓄電池システム12bのSOC管理に使うことができ、合理性の高いシステムを構築することができる。
 次に、第2実施の形態に係る蓄電池システム制御方法(以下、第2蓄電池システム制御方法と記す)が適用されるハイブリッド蓄電池システム(以下、第2ハイブリッド蓄電池システム10Bと記す)について図6及び図7を参照しながら説明する。
 この第2ハイブリッド蓄電池システム10Bは、図6に示すように、複数のユニット50と、複数のユニット50を統括して制御するマスター制御装置52とを有する。各ユニット50は、それぞれ第1ハイブリッド蓄電池システム10Aと同様の構成を有する。各ユニット50は、それぞれ副配線54に接続されている。副配線54は、接続線28を介して母線26に接続されている。接続線28には、母線26を流れる電力の系統周波数fを検出する周波数計測器30が設置されている。また、各ユニット50は、制御装置14によって、上述した第1ハイブリッド蓄電池システム10Aと同様の処理を行う。
 マスター制御装置52は、電力演算部34と、SOC取得部36と、周波数制御に必要な電力を、2以上のユニット50に分散して割り当てる分散制御部58と、深度調整部60とを有する。従って、各ユニット50の制御装置14には、図示しないが、電力演算部34に代えて、マスター制御装置52の分散制御部58からの割り当て電力(放電方向の電力又は充電方向の電力)を受け取る電力取得部(図示せず)が設置される。
 SOC取得部36は、複数のユニット50の各制御装置14から送られてくる情報のうち、大容量蓄電池システム12aの現在のSOC値Sa及び大電力蓄電池システム12bの現在のSOC値Sbを取得する。
 分散制御部58は、後述する少なくとも4つの手法にて周波数制御に必要な電力を2以上のユニット50に分散して割り当てる。
 第1の手法は、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力の場合に、複数のユニット50のうち、少なくとも大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲にある2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てる。この場合、2以上のユニット50に対して均等に割り当てる場合や、2以上のユニット50に対してそれぞれ大容量蓄電池システム12aのSOC値Saに応じて割り当てる場合等がある。ここでの「SOC値に応じて」は、SOC値が高いほど、放電の開始時期を早めたり、割り当てる放電電力の増幅率を大きくする。
 第2の手法は、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力の場合に、複数のユニット50のうち、1以上のユニット50が大容量蓄電池システム12aについてメンテナンス運転(上述した深度演算補正処理等)を実施している期間中、前記1以上のユニット50を除き、且つ、少なくとも大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲にある2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てる。この場合も、2以上のユニット50に対して均等に割り当てる場合や、2以上のユニット50に対してそれぞれ大容量蓄電池システム12aのSOC値Saに応じて割り当てる場合等がある。
 第3の手法は、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力の場合に、複数のユニット50のうち、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが低い2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てる。2以上のユニット50の選定は、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが適正範囲の下限よりも低いユニット50や、適正範囲にはあるが適正範囲の下限に近いユニット50等が優先して選定される。
 この場合、2以上のユニット50に対して均等に割り当てる場合や、2以上のユニット50に対してそれぞれ大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbに応じて割り当てる場合等がある。ここでの「SOC値に応じて」は、SOC値が低いほど、充電の開始時期を早めたり、割り当てる充電電力の増幅率を大きくする。
 第4の手法は、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力の場合に、複数のユニット50のうち、1以上のユニット50が大電力蓄電池システム12bについてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニット50を除き、且つ、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが低い2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てる。この場合も、2以上のユニット50に対して均等に割り当てる場合や、2以上のユニット50に対してそれぞれ大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbに応じて割り当てる場合等がある。
 深度調整部60は、複数のユニット50のうち、大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲にないユニット50に対して、他のユニット50における大容量蓄電池システム12aの貯蔵エネルギーを融通して、全てのユニット50における大容量蓄電池システム12aのSOC値Saを適正範囲に保持する。
 次に、第2蓄電池システム制御方法を図7のフローチャートも参照しながら説明する。
 先ず、図7のステップS101において、電力演算部34は、周波数計測器30にて計測された系統周波数fを取得する。
 ステップS102において、電力演算部34は、系統周波数fと予め設定された基準周波数fbとの差に基づいて周波数変動を抑制するための周波数制御に必要な電力を演算する。
 ステップS103において、分散制御部58は、系統周波数fと基準周波数fbとの差が負であるか否か、すなわち、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力であるかを判別する。
 放電方向の電力であれば、次のステップS104に進み、SOC取得部36は、複数のユニット50の各制御装置14から送られてくる情報のうち、大容量蓄電池システム12aの現在のSOC値Sa及び大電力蓄電池システム12bの現在のSOC値Sbを取得する。
 その後、ステップS105において、分散制御部58は、上述した第1の手法及び第2の手法のいずれかによって、周波数制御に必要な放電電力を、2以上のユニット50に分散して割り当てる。
 第1の手法を採用した場合は、複数のユニット50のうち、少なくとも大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲にある2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な放電電力を分散して割り当てる。
 第2の手法を採用した場合は、複数のユニット50のうち、1以上のユニット50が大容量蓄電池システム12aについてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニット50を除き、且つ、少なくとも大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲にある2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な放電電力を分散して割り当てる。
 その後、ステップS106において、放電電力が割り当てられたユニット50は、図2のステップS4~S7に準じた処理を行って、大容量蓄電池システム12aのみ、あるいは大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bに対して放電を行う。その結果、放電電力が割り当てられたユニット50からの放電電力が副配線54にて合わされて、放電電力に相当する電力が母線26側に供給される。
 上述したステップS103において、周波数制御に必要な電力が放電方向の電力でないと判別された場合は、ステップS107に進み、分散制御部58は、系統周波数fと基準周波数fbとの差が正であるか否か、すなわち、周波数制御に必要な電力が充電方向の電力であるかを判別する。
 充電方向の電力であれば、ステップS108に進み、SOC取得部36は、複数のユニット50の各制御装置14から送られてくる情報のうち、現在のSOC値Sa及びSOC値Sbを取得する。
 その後、ステップS109において、分散制御部58は、上述した第3の手法及び第4の手法のいずれかによって、周波数制御に必要な充電電力を、2以上のユニット50に分散して割り当てる。
 第3の手法を採用した場合は、複数のユニット50のうち、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが低い2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てる。
 第4の手法を採用した場合は、複数のユニット50のうち、1以上のユニット50が大電力蓄電池システム12bについてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニット50を除き、且つ、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが低い2以上のユニット50に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てる。
 その後、ステップS110において、充電電力が割り当てられたユニット50は、図2のステップS9~S12に準じた処理を行って、大電力蓄電池システム12bのみに対して、あるいは大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bに対して充電を行う。その結果、充電電力が割り当てられたユニット50の大電力蓄電池システム12bのみ、あるいは大容量蓄電池システム12a及び大電力蓄電池システム12bに割り当てられた充電電力に相当する充電電力が供給される。
 上述したステップS107において、充電方向の電力でないと判別された場合、すなわち、周波数制御は必要がないと判別された場合は、ステップS111に進み、SOC取得部36は、複数のユニット50の各制御装置14から送られてくる情報のうち、現在のSOC値Sa及びSOC値Sbを取得する。
 その後、ステップS112において、深度調整部60は、複数のユニット50のうち、大容量蓄電池システム12aのSOC値Saが適正範囲にないユニット50に対して、他のユニット50における大容量蓄電池システム12aの貯蔵エネルギーを融通して、全てのユニット50における大容量蓄電池システム12aのSOC値Saを適正範囲に保持する。
 また、各ユニット50においては、周波数制御は必要がないと判別された場合は、図2のステップS14及びステップS15と同様に、大電力蓄電池システム12bのSOC値Sbが適正範囲を逸脱していれば、大容量蓄電池システム12aの貯蔵エネルギーを大電力蓄電池システム12bに融通し、大電力蓄電池システム12bの深度を適正範囲に保持する。
 上述したステップS106、ステップS110、あるいはステップS112での処理が終了した段階で、次のステップS113に進み、第2ハイブリッド蓄電池システム10Bに対する終了要求(電源断等)があるか否かを判別する。終了要求がなければ、ステップS101に戻り、該ステップS101以降の処理を繰り返す。終了要求があれば、第2ハイブリッド蓄電池システム10Bでの処理動作を終了する。
 このように、第2蓄電池システム制御方法においては、少なくとも以下に示す作用効果を奏する。
 すなわち、大容量蓄電池システム12aと大電力蓄電池システム12bを組み合わせたユニット50を複数接続し、これら複数のユニット50をマスター制御装置52にて制御するようにしたので、交流電力系統との接続点情報(周波数計測器30等からの情報)に基づき、それぞれのユニット50を自律的に制御する分散制御が可能となり、冗長性の高いシステムを構築することができる。
 各ユニット50の出力状態と蓄電池の状態の情報をマスター制御装置52にて集約するようにしている。そのため、あるユニット50に何らかの制限状態が生じた場合、あるいは生じそうなことを認識した場合に、各ユニット50の可能な範囲でそれを補うように出力を相互に補正し合う手法を容易に採用することができる。これは、冗長性を高めることにもつながる。
 複数のユニット50を設置して相互に制御するようにしたので、各ユニット50の大容量蓄電池システム12aの貯蔵エネルギーをユニット50間で融通し合うことが可能となり、大容量蓄電池16aの深度も、1つのユニット50のみの場合より、安定した範囲(適正範囲)に保つことが可能となる。すなわち、複数のユニット50の各大容量蓄電池16aの深度情報を取得し、必要に応じて、それぞれのユニット50の貯蔵エネルギーを少しずつ融通し合うことにより、全てのユニット50の電池深度を適正範囲に維持することができる。
 大容量蓄電池システム12aや大電力蓄電池システム12bは、定期的にメンテナンス運転が行われる。特に、大容量蓄電池16aは、その容量特性から、中間的な深度での運用を長期間継続すると、深度の計算誤差が積算されて誤差が大きくなる傾向がある。そのため、定期的に特定の深度域まで充電又は放電させるという特別な運転を行って、その電圧特性に基づき大容量蓄電池システム12aの深度演算パラメータを補正する処理(深度演算補正処理)を行うことが望ましい。しかし、このような特別な運転を行っている大容量蓄電池システム12aは、周波数調整機能に寄与させることができない。本実施の形態では、複数のユニット50を有することから、上述のような特別な運転を行っている大容量蓄電池システム12aがあっても、その影響を軽減することが可能となる。
 具体的には、深度演算補正処理のための特別な運転を順繰りに行うこととし、各ユニット50での実行時期の情報を把握する。そして、あるユニット50が深度演算補正処理を実行するための特別な運転を行っている期間は、他のユニット50はその特別な運転を妨げないようにすることができる。しかも、そのユニット50が周波数調整機能に寄与できない分を、他のユニット50にて可能な範囲で補うように自動的に出力調整することが可能となる。
 大電力蓄電池システム12bも繰り返しの充放電により、計測誤差が大きくなるため定期的なメンテナンス(調整運転等)は不可欠である。この場合も、あるユニット50の大電力蓄電池システム12bが特別な運転を行っている期間は、他のユニット50はその特別な運転を妨げないようにすることができる。しかも、そのユニット50が周波数調整機能に寄与できない分を、他のユニット50にて可能な範囲で補うように自動的に出力調整することが可能となる。
 複数のユニット50を有することから、周波数に対する感度を高めること等により、周波数変動を抑制する制御速度を上げることが可能となる。
 なお、本発明に係る蓄電池システム制御方法は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。例えば、系統周波数を計測して周波数制御に必要な電力を自ら演算する手段によらず、外部からの充放電指令に従うアンシラリーサービスの形態としても、当然、有効に機能する。

Claims (13)

  1.  大電力量を貯蔵可能な大容量蓄電池システム(12a)と、大電力を出力可能な大電力蓄電池システム(12b)とを組み合わせて、交流電力系統の周波数変動を抑制する目的における、周波数制御用途の運用手段を有する蓄電池システム制御方法において、
     前記周波数制御用途の運用手段は、少なくとも
     前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)の現在の各SOC値を取得するSOC取得ステップと、
     前記周波数変動を抑制するための周波数制御用途の運用に必要な電力を、前記SOC取得ステップにて得られた前記各SOC値に応じて、前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)に割り当てる電力割当ステップと、
     前記大容量蓄電池システム(12a)、あるいは前記大電力蓄電池システム(12b)、あるいは前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)を駆動して、それぞれ割り当てられた電力を充電又は放電する蓄電池駆動ステップと、を有することを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  2.  請求項1記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記電力割当ステップは、前記周波数制御用途の運用に必要な電力を、前記SOC取得ステップにて得られた前記各SOC値に応じて按分して、前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)に割り当てることを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  3.  請求項1記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記周波数制御用途の運用に必要な電力が放電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記放電方向の電力を、優先的に前記大容量蓄電池システム(12a)に割り当て、
     前記周波数制御用途の運用に必要な電力が充電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記充電方向の電力を、優先的に前記大電力蓄電池システム(12b)に割り当てることを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  4.  請求項1記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記周波数制御用途の運用に必要な電力が前記大容量蓄電池システム(12a)に割り当てられた電力では不足する場合は、その不足分を補う形で前記大電力蓄電池システム(12b)の割り当てを増加するロジックを備えたことを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  5.  請求項1記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記周波数制御用途の運用に必要な電力が放電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記放電方向の電力を、前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)のうち、SOC値が高い方の蓄電池システムに割り当て、
     前記周波数制御用途の運用に必要な電力が充電方向の電力である場合に、前記電力割当ステップは、前記充電方向の電力を、前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)のうち、SOC値が低い方の蓄電池システムに割り当てることを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  6.  請求項1~5のいずれか1項に記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記大容量蓄電池システム(12a)の貯蔵エネルギーを前記大電力蓄電池システム(12b)に融通し、前記大電力蓄電池システム(12b)の深度を適正範囲に保持する深度管理ステップを有することを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  7.  請求項1記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記大容量蓄電池システム(12a)と前記大電力蓄電池システム(12b)とを組み合わせたユニット(50)を複数有し、
     前記周波数制御用途の運用に必要な電力を、2以上の前記ユニット(50)に分散して割り当てる分散制御ステップを有し、
     各前記ユニット(50)の前記電力割当ステップは、前記分散制御ステップにて割り当てられた電力を、前記SOC取得ステップにて得られた前記各SOC値に応じて、前記大容量蓄電池システム(12a)及び前記大電力蓄電池システム(12b)に割り当てることを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  8.  請求項7記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記分散制御ステップは、前記周波数制御用途の運用に必要な電力が放電方向の電力の場合に、前記複数のユニット(50)のうち、少なくとも前記大容量蓄電池システム(12a)のSOC値が適正範囲にある2以上のユニット(50)に対して、周波数制御に必要な電力を分散して割り当てることを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  9.  請求項8記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記分散制御ステップは、前記複数のユニット(50)のうち、1以上のユニット(50)が前記大容量蓄電池システム(12a)についてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニット(50)を、前記周波数制御用途の運用に必要な電力の割り当て対象から外すことを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  10.  請求項7記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記分散制御ステップは、前記周波数制御用途の運用に必要な電力が充電方向の電力の場合に、前記複数のユニット(50)のうち、前記大電力蓄電池システム(12b)のSOC値が低い2以上のユニット(50)に対して、前記周波数制御用途の運用に必要な電力を分散して割り当てることを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  11.  請求項10記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記分散制御ステップは、複数の前記ユニット(50)のうち、1以上のユニット(50)が前記大電力蓄電池システム(12b)についてメンテナンス運転を実施している期間中、前記1以上のユニット(50)を、前記周波数制御用途の運用に必要な電力の割り当て対象から外すことを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  12.  請求項7~11のいずれか1項に記載の蓄電池システム制御方法において、
     各前記ユニット(50)のメンテナンス運転期間を補うような総合的電力調整の実現方法として、前記分散制御ステップによる前記2以上のユニット(50)に対する電力の割り当てにおいては、ユニット(50)単位に電力を割り当てる時期及び割り当てる電力の増幅率のうち、少なくとも1つを変更することを特徴とする蓄電池システム制御方法。
  13.  請求項1記載の蓄電池システム制御方法において、
     前記大容量蓄電池システム(12a)と前記大電力蓄電池システム(12b)とを組み合わせたユニット(50)を複数有し、
     複数の前記ユニット(50)のうち、前記大容量蓄電池システム(12a)のSOC値が適正範囲にないユニット(50)に対して、他のユニット(50)における前記大容量蓄電池システム(12a)の貯蔵エネルギーを融通して、全てのユニット(50)における前記大容量蓄電池システム(12a)のSOC値を適正範囲に保持する深度調整ステップを有することを特徴とする蓄電池システム制御方法。
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