WO2019150690A1 - マイクログリッド運用装置及びマイクログリッド運転方法 - Google Patents

マイクログリッド運用装置及びマイクログリッド運転方法 Download PDF

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WO2019150690A1
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microgrid
storage battery
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Inventor
正剛 今林
正俊 熊谷
Original Assignee
株式会社日立製作所
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers

Definitions

  • the present invention relates to a microgrid control apparatus and method.
  • the need to continue to supply power in the region has increased by operating the microgrid (MG) independently.
  • Independent operation of the microgrid means that the breaker at the connection point between the microgrid and the power system is opened, and power supply to the microgrid area is continued using the generator in the microgrid as a power supply source. .
  • the microgrid closes the circuit breaker while the power system is in a healthy state. During this time, power consumed by the microgrid is provided by power supplied from an external system and power supplied from a generator in the microgrid.
  • the power system suddenly fails.
  • the microgrid opens the circuit breaker at the connection point with the power system, and shifts to the independent operation by shutting off the microgrid area and the commercial system.
  • the frequency and voltage in the microgrid greatly fluctuate due to the loss of the power supplied from the external system and the fluctuation of the power used by the demand equipment. Due to the fluctuations in the frequency and voltage, there is a problem that the demand equipment in the microgrid is stopped, the fluctuations in the voltage and the frequency are amplified, and the self-generation is stopped.
  • Patent Document 1 There is a technique described in Patent Document 1 as one of conventional techniques for reducing fluctuations in frequency and voltage immediately after the transition to independent operation of the microgrid.
  • “Microgrid is a device for making a transition from grid-operated operation to commercial operation without a power failure, and presents the current system state prediction unit that predicts the current system state from measurement data, Selects a stand-alone on-premise system status calculation unit that calculates the on-site system status while determining whether the equipment is dropped, and a demand device that suppresses the available power by using fluctuations in voltage and frequency during stand-alone operation And a control system formulation unit that controls the demand equipment selected before the microgrid shifts to autonomous operation.
  • a governor is a control valve that controls the amount of fuel injected from the home.
  • the governor functions to adjust the fuel input amount and maintain the MG frequency at the reference frequency.
  • Patent Literature 2 there is a generator evaluation method for evaluating the output adjustment capability of a generator with respect to power load fluctuations, a measurement step of giving a reference command to the generator and measuring output power with respect to the reference command; An estimation step for estimating a parameter of the generator control model using the measurement value of the output power in the measurement step, and a parameter of the generator control model and an output of the generator using the parameter estimation value in the estimation step; A generator evaluation method including an evaluation step for evaluating the output adjustment capability of the generator based on an evaluation formula that defines a relationship with the adjustment capability.
  • control method is different between the generator targeted in Patent Document 2 and the private generator in MG. Therefore, in the method of Patent Document 2, it is not considered to grasp the characteristics of the private generator during the independent operation. Therefore, there is a possibility that the characteristics of the governor of the private generator during MG self-sustaining operation cannot be estimated.
  • One of representative examples of the present invention is a database unit that stores information from a storage battery, a private generator, and a sensor, a test planning unit that searches for power demand in each time zone based on the information, A display device capable of inputting the possibility of testing based on information in the test planning unit, a command creating unit for creating a test method from past governor characteristic data, and a characteristic grasping unit for grasping the governor characteristics.
  • a microgrid operation apparatus comprising: the test method is transmitted to the storage battery and the private generator based on the test propriety information input in the display information, and the test result in the storage battery and the private generator Is transmitted to the database unit, and the characteristic grasping unit is a microgrid operation apparatus that grasps the characteristics of the governor based on information in the database unit.
  • the present invention it is possible to realize a microgrid operation device and a microgrid operation method capable of accurately grasping a frequency variation at the time of independent transition.
  • the figure which shows the governor control system based on the Example of this invention The figure which shows the microgrid area based on the Example of this invention The figure which shows the difference of the grid operation and independent operation which concern on the Example of this invention
  • the figure which shows the planning part flow which concerns on the Example of this invention The figure which shows the scheduled test date approval screen which concerns on the Example of this invention.
  • Fig. 1 is a graph showing the target value of the active power output of the private generator against the frequency under the governor control.
  • the governor performs control with a solid line characteristic when the microgrid is connected to the grid, and performs control with a broken line characteristic when the microgrid is independent.
  • the control at the time of interconnection is a control method in which self-running avoids overload and light load when the frequency of the commercial system fluctuates and operates synchronously with the commercial system.
  • the control at the time of self-sustainment is control that keeps the frequency of self-generated constant when the output of self-generated due to demand change.
  • the control at the time of independence is controlled to fill the supply and demand gap in the microgrid. For this reason, the governor of the private generator operates during the self-sustained operation when the supply-demand balance in the MG is disrupted.
  • Fig. 2 shows an example of the microgrid regional system.
  • This microgrid area system includes a demand equipment group L001, an in-house power generation 110, a storage battery 150, a commercial system 130, an interconnection 120 that connects the microgrid area and the commercial system, and a circuit breaker 140.
  • N indicates a node.
  • Fig. 3 shows the state of grid grid interconnection and independent operation.
  • the grid grid interconnection operation and the independent operation are determined by the circuit breaker 140.
  • the circuit breaker 140 When the circuit breaker 140 is closed, the microgrid is in an interconnected operation state in which it operates in conjunction with a commercial system. There are three power supply sources during the interconnection operation: power purchase from the commercial system 130 via the interconnection line 120, power generation by the self-generated 110 and power generation of the storage battery 150.
  • the circuit breaker 140 is open, the microgrid is in a self-sustaining operation state in which it operates independently from the commercial system. During the self-sustaining operation, it is impossible to purchase power from the commercial system 130 via the interconnection 120, so that two power supply sources are generated by the self-generated 110 and generated by the storage battery 150.
  • the governor since the governor operates during the self-sustained operation when the supply-demand balance in the MG is disrupted, it is necessary to simulate the supply-demand balance for grasping the governor characteristics. Therefore, the MG is shifted independently during times when demand is small and does not affect business activities, and the balance between supply and demand is broken so as not to cause a power outage, and the governor characteristics are grasped.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration example of the microgrid operation apparatus 10 according to an embodiment of the present invention.
  • the microgrid operation apparatus 10 is composed of a computer system, and a display device 11, an input means 12 such as a keyboard and a mouse, a computer CPU, a communication means 14, a random access memory RAM, and various databases are connected to a bus line 30. Yes. Further, as a database DB of the computer system, a demand result database DB1, an in-house operation result database DB2, a storage battery operation result database DB3, and a program database DB5 are provided.
  • Random access memory RAM includes demand equipment characteristic data, demand equipment dropout condition data and equipment restraint condition data, regional system analysis model data and control method decision results, voltage after independent transition, and data representing frequency waveform calculation results. It is a memory that stores once. Based on these data, necessary image data is generated by the computer CPU and displayed on the display device 11 (for example, a display screen).
  • Demand record database DB1 is a database that stores record values of demand measured by MG. By using this data, it is possible to search for a time when the power usage is not active and the impact on the business activity is small, and to determine the schedule for the governor characteristic grasp test.
  • the private operation result database DB2 stores the voltage of the private generator connection point and the rotation frequency of the private generator, which are measurement information of the private generator, for each time.
  • the storage battery operation result database DB3 stores storage battery charge / discharge information.
  • the program database DB6 stores a test schedule creation program PR1, a governor characteristics grasp program PR2, and a test method creation program PR3. These programs are read by the computer CPU as necessary, and calculations are performed.
  • the processing function configuration of the microgrid operation apparatus 10 of the present invention will be described with reference to FIG.
  • the microgrid operation apparatus according to the present invention includes a test plan drafting unit 2000, a command creation unit 3000, a characteristic grasping unit 4000, and the databases 1 to 5 shown in FIG.
  • the microgrid operation apparatus 10 When the microgrid operation apparatus 10 is activated, information received from the storage battery 5030, the private generator 5020, and the sensor 5010 connected to the demand 5040 is stored in the DB1 to DB3.
  • the planning unit 2000 uses the demand result DB 1 to search for a time zone with a small demand.
  • the planning unit 2000 searches the time period when the demand is small, and then outputs the date and time when the governor characteristic test is performed to the display device 11.
  • the operator determines whether or not the current day test is possible from the date and time of the governor characteristic test displayed on the display device 11 and inputs the test availability information 6000.
  • the command creation unit 3000 creates the current test method using the governor characteristic database DB5 stored in the past.
  • the created test method receives the test availability information 6000 and transmits it to the storage battery 5030 and the private generator 5020 in accordance with the test schedule.
  • the test result is transmitted to the in-house operation result database DB2 and the storage battery result database DB3 through the sensor 5010.
  • the characteristic grasping unit 4000 grasps the governor characteristics based on the actual data stored in the DB2 and DB3.
  • the planning section 2000 will be described with reference to FIG.
  • the flow of the planning unit is composed of demand actual data S201 as input data, S202 for calculating the average and variance of the demand amount for each day and time, and S203 for designating the day and time for which the average and variance are small on the test day. Is done.
  • the demand record data S201 is stored data in the demand record database DB5.
  • S202 for calculating the average and variance of the demand amount for each day and time calculates the average and variance of the demand amount for each day and time based on the data of S201.
  • the day of the week and the time zone with a small average and variance calculated in S202 are designated as the scheduled test date.
  • the designated date designates the day of the week and the time zone ahead of a predetermined period from the date and time when the planning unit 2000 operates.
  • FIG. 7 shows an example of a screen 1101 for determining whether or not a test is possible on the scheduled test date displayed on the display unit 11.
  • the test availability determination screen 1101 is a screen that displays the scheduled test date created by the planning unit 2000 and allows the operator to determine the availability of the test. In this example, click YES if the test is possible, and click NO if the test is not possible. If YES is selected, a test for governor characteristics is performed on the scheduled test date.
  • FIG. 9 shows an example of a storage battery charge / discharge plan created by the command creation unit 3000.
  • four types of step response plans are created as storage battery charge / discharge plans.
  • the horizontal axis represents time
  • the vertical axis represents the charge / discharge amount of the storage battery.
  • a negative value on the vertical axis represents charging
  • a positive value represents discharging.
  • Plans 4101 and 4104 are plans designed to see the restrictions on the rate of change in the self-generated output by the governor.
  • the plans 4102 and 4103 are plans designed to see the output responsiveness not subject to the change speed constraint. The characteristics of the governor can be grasped by looking at the responses to these four storage battery charge / discharge plans.
  • the command creation method of the command creation unit 3000 will be described with reference to FIG.
  • the command generation unit 3000 has a governor characteristic S401 estimated in the past stored in the governor characteristic database as an input, a storage battery charge / discharge amount selection part S402, a voltage frequency fluctuation calculation part S403 at the time of testing, and a voltage / frequency fluctuation is defined.
  • S404 which determines whether it is within a value
  • S405 which determines whether it is the fluctuation
  • each part will be described.
  • S401 is a governor characteristic estimated in the past stored in the governor characteristic database. If there is no data estimated in the past, catalog values may be used.
  • S402 selects the storage battery charge / discharge amount.
  • the storage battery charge / discharge amount is selected at the first time of repeated calculation, and the maximum charge / discharge amount of the storage battery is selected.
  • S403 calculates the voltage frequency fluctuation in the MG when operated with the selected storage battery charge / discharge amount.
  • S404 determines whether the frequency fluctuation calculated in S403 is within a specified value.
  • the specified value may be determined from the operable range of the device in the MG, or may be determined in advance by the operator.
  • step S405 it is determined whether the governor characteristics can be grasped by the frequency fluctuation calculated in step S403.
  • the criterion for determination is a necessary change amount determined by a method used for characteristic identification.
  • S406 is a part that determines the value as the storage battery charge / discharge amount when the determinations of S404 and S405 are satisfied. If it is adopted in the plan, it is stored in S408 which is a plan value DB. When storing, if a plan for the same purpose has already been stored, the value is not stored. For example, when a plan equivalent to the plan 401 is created in the nth calculation and a plan equivalent to the plan 401 is created in the n + 1th time, the nth plan is prioritized.
  • S409 determines whether four plans are stored in the plan DB.
  • S407 updates the charge / discharge amount when any of S404, S405, and S409 is not satisfied.
  • the updated value is, for example, a value obtained by subtracting the value ⁇ P determined by the specification from the previous storage battery charge / discharge amount. If the value is updated in S407, S403 to S405 are performed again using the value. As a result, the flow continues until four plans are made.
  • the plan created by the command creation unit 3000 is executed on the test schedule approved by the operator.
  • a command is sent to the storage battery 5030, and the response of the private generator is obtained by the storage battery operating as planned.
  • the characteristic grasping unit 4000 grasps the characteristic of the governor from the self-generated response by the test.
  • the grasping method includes, for example, Ziegler-Nichols step response method.
  • FIG. 10 shows the effect of grasping the governor characteristics by this method.
  • FIG. 10 compares the maximum frequency fluctuation calculated by frequency calculation at the time of self-sustained transition before grasping the characteristics with the maximum frequency fluctuation calculated by frequency calculation using the identified characteristics. The frequency calculation result differs depending on the result identified by this method.
  • N Node L: Demand equipment 110: In-house 120: Interconnection line 130: Commercial system 140: Circuit breaker 150: Storage battery 10: Microgrid operation device 11: Display device 12: Input means such as keyboard and mouse CPU: Computer 14 : Communication means RAM: Random access memory DB1: Demand performance database DB2: In-house operation performance database DB3: Storage battery operation performance database DB4: Program database DB5: Governor characteristics database 1000: Power line 2000: Planning section 3000: Command creation section 4000: Characteristics grasper 5010: Sensor 5020: Private generator 5030: Storage battery 5040: Demand amount 6000: Test availability information S201: Demand record data S202: Calculate the average and variance of the demand amount for each day and time S203: Designate the day and time of the day when the average and variance are small 1101: Test Scheduled date approval screen S401: Governor characteristics identified in the past S402: Battery charge / discharge amount selection S403: Frequency fluctuation calculation during test S404: Is the voltage / frequency within a specified value?
  • Discharge amount determination S407 Charge / discharge amount update
  • Plan value DB S409: Create four plans 4101: Storage battery charge / discharge plan 4102: Storage battery charge / discharge plan 4103: Storage battery charge / discharge plan 4104: Storage battery charge / discharge plan

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

自立移行時の周波数変動を正確に把握することのできるマイクログリッド運転装置およびマイクログリッド運転方法を実現することを目的とする。　上記課題を解決するため、本発明に係るマイクログリッド運用装置では、蓄電池、自家用発電機及びセンサからの情報を格納するデータベース部と、前記情報を基に各時間帯における電力需要を探索する試験計画立案部と、前記試験計画立案部における情報を基に試験の可否が入力可能な表示装置と、過去のガバナの特性データから試験方法を作成する指令作成部と、ガバナの特性を把握する特性把握部と、を備えるマイクログリッド運用装置であって、前記試験方法は前記表示情報で入力された試験可否情報をもとに、前記蓄電池及び前記自家発電機へ送信され、前記蓄電池及び前記自家発電機での試験結果は前記データベース部に送信され、前記特性把握部は前記データベース部の情報をもとにガバナの特性を把握する。

Description

マイクログリッド運用装置及びマイクログリッド運転方法
　本発明は、マイクログリッド制御装置および方法に関する。
　近年、電力系統の停電リスクが増大したことに伴い、マイクログリッド（MG）を自立運用することにより、当該地域で電力供給を継続するニーズが高まっている。マイクログリッドの自立運用とは、マイクログリッドと電力系統との連系点の遮断器を開放し、マイクログリッド内の発電機を電力供給源としてマイクログリッド地域内への電力供給を継続することである。一般的に、マイクログリッドは電力系統が健全状態である間は連系点の遮断器を閉じている。そして、この間、マイクログリッドで消費される電力は、外部系統からの供給電力とマイクログリッド内の発電機からの供給電力でまかなわれる。ここで、電力系統が突然停電した場合を考える。このとき、マイクログリッドは、電力系統との連系点の遮断器を開き、マイクログリッド地域と商用系統を遮断することにより自立運用へ移行する。しかし、自立運用移行直後には、外部系統から供給されていた電力が喪失されること、および需要機器の使用電力が変動することにより、マイクログリッド内の周波数と電圧が大きく変動する。この周波数と電圧の変動が原因で、マイクログリッド内の需要機器が停止し、電圧と周波数の変動を増幅させ、自家発が停止するという課題がある。
　マイクログリッドの自立運用移行直後の周波数と電圧の変動を小さくするための従来技術のひとつとして、特許文献１に記す技術がある。本文献には、 「マイクログリッドが商用系統との連系運転から自立運転に無停電で移行するための装置であって、計測データから現在の系統状態を予測する現在系統状態予測部と、自立時の構内系統状態を機器の脱落判定をしながら計算する自立時構内系統状態計算部と、自立時の電圧と周波数の変動を用いて使用可能な電力が大きくなるように抑制する需要機器を選定する制御方式策定部と、マイクログリッドが自立運転に移行するまえに選定した需要機器を抑制することを特徴とするマイクログリッド運用装置」とある。
　一方、自立時の周波数の変動は、自家発のガバナの特性が大きく影響する。ガバナとは、自家発の燃料投入量を制御する制御弁である。ＭＧの自立運転時に周波数が変動すると、ガバナが燃料投入量を調整し、ＭＧの周波数を基準の周波数に維持する働きをする。
　しかし、ガバナの特性は運転中の周囲の環境や劣化により変化する。そのため、ガバナの特性を把握して自立運転の移行を判定することが重要である。
　ガバナ特性を把握する技術の一つとして、特許文献２がある。本文献には、電力負荷変動に対する発電機の出力調整能力を評価する発電機評価方法であって、前記発電機に基準指令を与えて、その基準指令に対する出力電力を計測する計測ステップと、前記計測ステップにおける出力電力の計測値を用いて、発電機制御モデルのパラメータを推定する推定ステップと、前記推定ステップにおけるパラメータの推定値を用いて、前記発電機制御モデルのパラメータと前記発電機の出力調整能力との関係を規定する評価式に基づいて、発電機の出力調整能力を評価する評価ステップとを含む、発電機評価方法」とある。
特願２０１６－１７８３２２号公報 特開２００６－２５４６４９号公報
　しかし、特許文献２で対象とする発電機と、ＭＧ内の自家用発電機では制御方式が違う。そのため、特許文献２の手法では自立運転時の自家用発電機の特性を把握が配慮されていない。よってＭＧの自立運転時における自家用発電機のガバナの特性を推定できない可能性がある。
　本発明の代表的なものの一つを示せば、蓄電池、自家用発電機及びセンサからの情報を格納するデータベース部と、前記情報を基に各時間帯における電力需要を探索する試験計画立案部と、前記試験計画立案部における情報を基に試験の可否が入力可能な表示装置と、過去のガバナの特性データから試験方法を作成する指令作成部と、ガバナの特性を把握する特性把握部と、を備えるマイクログリッド運用装置であって、前記試験方法は前記表示情報で入力された試験可否情報をもとに、前記蓄電池及び前記自家発電機へ送信され、前記蓄電池及び前記自家発電機での試験結果は前記データベース部に送信され、前記特性把握部は前記データベース部の情報をもとにガバナの特性を把握するマイクログリッド運用装置である。
　本発明によれば、自立移行時の周波数変動を正確に把握することのできるマイクログリッド運転装置およびマイクログリッド運転方法を実現することが可能となる。
本発明の実施例に係るガバナ制御方式を示す図 本発明の実施例に係るマイクログリッド地域を示す図 本発明の実施例に係る連系運転と自立運転の違いを示す図 本発明の実施例に係るマイクログリッド運用装置の構成例を示す図 本発明の実施例に係るシステム構成を示す図 本発明の実施例に係る計画立案部フローを示す図 本発明の実施例に係る試験予定日承認画面を示す図 本発明の実施例に係る蓄電池充放電計画作成フローを示す図 本発明の実施例に係る蓄電池充放電計画を示す図 本発明の実施例に係る同定前後での周波数変動結果の違いを示す図
　以下、実施例を図面を用いて説明する。
　まず、自家用発電機のガバナの制御方法について、図１を用いて説明する。
　図１はガバナ制御での周波数に対する自家用発電機の有効電力出力目標値を示したグラフである。ガバナはマイクログリッドが系統と連系する時には実線の特性となる制御を、自立時には破線の特性となる制御をする。連系時の制御とは商用系統の周波数変動時に自家発が過負荷および軽負荷を避けて商用系統と同期運転する制御方式である。自立時の制御は、需要変化による自家発の出力変化時に、自家発の周波数を一定に保つ制御である。自立時の制御はマイクログリッド内の需給ギャップを埋めるよう制御する。このことから、自立運転時に自家用発電機のガバナが動作するのは、ＭＧ内の需給バランスが崩れた時である。
　続いて、自立運転時の自家用発電機のガバナ特性把握方法を、図２～図３を用いて説明する。
　図２はマイクログリッド地域系統の一例を示した図である。本マイクログリッド地域系統は需要機器群Ｌ００１、自家発１１０、蓄電池１５０、商用系統１３０、マイクログリッド地域と商用系統をつなぐ連系線１２０と遮断器１４０を含んでいる。Ｎはノードであることをさす。
　図３はマイクログリッドの連系運転と自立運転の状態を表している。マイクログリッドの連系運転と自立運転は、遮断器１４０によって決まる。遮断器１４０が閉じているとき、マイクログリッドは商用系統と連系して運転する連系運転の状態にある。連系運転時の電力の供給源は連系線１２０を介した商用系統１３０からの買電と、自家発１１０による発電と蓄電池１５０の発電の３つである。一方、遮断器１４０が開いているとき、マイクログリッドは商用系統から自立して運転する自立運転の状態にある。自立運転時は、連系線１２０を介した商用系統１３０からの買電が不可能なため、電力の供給源は自家発１１０による発電と蓄電池１５０による発電の２つとなる。
　ここで、自立運転時にガバナが動作するのは、ＭＧ内の需給バランスが崩れた時であるため、ガバナ特性の把握には需給バランスを模擬的に崩す必要がある。そこで、需要が小さく事業活動に影響を与えない時間帯にＭＧを自立移行し、停電しない程度に需給バランスを崩してガバナ特性を把握する。
　需給バランスを崩す方法はいくつか考えられるが、本実施例では蓄電池を用いた手法を記載する。なお、本手法に関して同等の効果を得られるものであれば、必ずしも蓄電池の制御に限ったものではない。
　図４は、本発明の一実施例によるマイクログリッド運用装置１０の構成例を示す図である。マイクログリッド運用装置１０は計算機システムで構成されており、表示装置１１、キーボードやマウス等の入力手段１２、コンピュータＣＰＵ、通信手段１４、ランダムアクセスメモリＲＡＭ、および各種データベースがバス線３０に接続されている。また計算機システムのデータベースＤＢとして、需要実績データベースＤＢ１、自家発運用実績データベースＤＢ２、蓄電池運用実績データベースＤＢ３、およびプログラムデータベースＤＢ５を備える。
　ここでコンピュータＣＰＵは、計算プログラムを実行して表示すべき画像データの指示や、各種データベース内のデータの検索等を行う。ランダムアクセスメモリＲＡＭは、需要機器特性データ、需要機器脱落条件データや機器抑制条件データ、域内系統解析モデルデータや制御方式の決定結果、自立移行後の電圧、周波数波形の演算結果を表すデータ、を一旦格納するメモリである。これらのデータに基づき、コンピュータＣＰＵによって必要な画像データを生成して、表示装置１１（例えば表示ディスプレイ画面）に表示する。
　需要実績データベースＤＢ１は、ＭＧで計測した需要量の実績値を格納したデータベースである。このデータを用いることで、電力利用が活発でない、事業活動へのインパクトが小さい時間を探索し、ガバナ特性の把握試験をする日程を決めることができる。
　自家発運用実績データベースＤＢ２は、自家用発電機の計測情報である自家用発電機連系点の電圧および自家用発電機の回転周波数を時間ごとに格納する。
　蓄電池運用実績データベースＤＢ３は、蓄電池の充放電情報を格納する。
　ＤＢ２とＤＢ３のデータを用いることで、自家用発電機のガバナ特性試験方法の策定および特性把握ができる。
　プログラムデータベースＤＢ６には、試験日程作成プログラムＰＲ１、ガバナ特性把握プログラムＰＲ２、試験方法作成プログラムＰＲ３を格納する。これらのプログラムは必要に応じてコンピュータＣＰＵに読みだされ、計算が実行される。
　図５を用いて、本発明のマイクログリッド運用装置１０の処理機能構成について説明する。本発明のマイクログリッド運用装置は試験計画立案部２０００と、指令作成部３０００と、特性把握部４０００と、図４に示した各データベース１～５で構成されている。マイクログリッド運用装置１０の起動時には、蓄電池５０３０、自家用発電機５０２０、需要５０４０に接続されたセンサ５０１０から受け取った情報をＤＢ１～３に格納する。計画立案部２０００は、需要実績ＤＢ１を使い、需要の小さい時間帯を探索する。計画立案部２０００は、需要の小さい時間帯を探索した後、ガバナ特性試験をする日時を表示装置１１に出力する。オペレータは表示装置１１に表示されるガバナ特性試験の日時から、当日試験の可否を判定し、試験可否情報６０００を入力する。指令作成部３０００は、過去に格納したガバナ特性データベースＤＢ５を用い、今回の試験方法を作成する。作成された試験方法は試験可否情報６０００を受け、試験日程に合わせて蓄電池５０３０および自家用発電機５０２０に送信される。試験結果はセンサ５０１０を通して自家発運用実績データベースＤＢ２および蓄電池実績データベースＤＢ３に送信される。特性把握部４０００はＤＢ２およびＤＢ３に格納した実績データをもとに、ガバナの特性を把握する。
　次に、図６～図１０を使って、計画立案部２０００、指令作成部３０００、特性把握部４０００のフローを説明する。
　図６を用いて計画立案部２０００を説明する。計画立案部のフローは入力データである需要実績データＳ２０１と、各曜日と時間における需要量の平均と分散を算出するＳ２０２と、平均と分散が小さい曜日と時間を試験日に指定するＳ２０３で構成される。
　需要実績データＳ２０１は需要実績データベースＤＢ５の格納データである。
　各曜日と時間における需要量の平均と分散を算出するＳ２０２は、Ｓ２０１のデータをもとに各曜日と時間における需要量の平均と分散を算出する。
　平均と分散が小さい曜日と時間を試験日に指定するＳ２０３は、Ｓ２０２で計算した平均と分散が小さい曜日と時間帯を試験予定日に指定する。指定日は計画立案部２０００が作動した日時より予め決められた期間先の曜日と時間帯を指定する。
　なお、本フローでは試験予定日の作成に需要実績データしか利用しなかったが、運用にあたっては、例えば機器の稼働スケジュールや対象ＭＧ内のイベントスケジュールも合わせて利用してもよい。
　図７を用いて表示部１１に表示される試験予定日での試験可否判定を求める画面１１０１の一例を示す。
　試験可否判定画面１１０１は、計画立案部２０００で作成した試験予定日を表示し、オペレータに試験の可否を判定してもらう画面である。本例では試験可能な場合はＹＥＳを、試験不可の場合はＮＯをクリックしてもらう。ＹＥＳを選択した場合、ガバナ特性把握のための試験を試験予定日に実施する。
　次に、指令作成部３０００の説明をする。
　図９を用いて指令作成部３０００で作られる蓄電池充放電計画の一例を示す。本例では、蓄電池の充放電計画として４種類のステップ応答の計画を作成する。図９は横軸が時間、縦軸が蓄電池の充放電量である。縦軸が負の値は充電を、正の値は放電を表す。計画４１０１と４１０４はガバナによる自家発出力変化速度の制約をみるために立てられた計画である。また、計画４１０２と４１０３は変化速度制約にかからない出力の応答性を見るために立てられた計画である。これら４つの蓄電池充放電計画に対する応答を見ることで、ガバナの特性を把握できる。
　図８を用いて指令作成部３０００の指令作成方法を説明する。指令作成部３０００は、入力にガバナ特性データベースに格納された過去に推定したガバナ特性Ｓ４０１と、蓄電池充放電量選択部Ｓ４０２と、試験時の電圧周波数変動計算部Ｓ４０３と、電圧／周波数変動は規定値以内かを判定するＳ４０４と、ガバナ特性を把握できる変動かを判定するＳ４０５と、蓄電池充放電量決定部Ｓ４０６からなる。以降では各部を説明する。
　Ｓ４０１はガバナ特性データベースに格納された過去に推定したガバナ特性である。過去に推定したデータがない場合、カタログ値を使ってもよい。
　Ｓ４０２は蓄電池充放電量を選択する。蓄電池充放電量は繰り返し計算に入った最初の一回目では蓄電池の最大充放電量を選択する。
　Ｓ４０３は選択した蓄電池充放電量で運転した時のＭＧ内の電圧周波数変動を計算する。
　Ｓ４０４はＳ４０３で計算した周波数変動が規定値以内かを判定する。規定値はＭＧ内の機器の運転可能範囲から決定してもよいし、運用者が事前に決定してもよい。
　Ｓ４０５はＳ４０３で計算した周波数変動でガバナの特性を把握できるかを判定する。判定の基準は特性同定に用いる手法により決められる必要な変化量である。
　Ｓ４０６はＳ４０４とＳ４０５の判定を満たした時、その値を蓄電池充放電量として決定する部分である。計画に採用されたら計画値ＤＢであるＳ４０８に格納する。格納する際、すでに同じことを目的とした計画が格納されていたら、その値は格納しない。例えば、第n回目の計算で計画４０１相当の計画を作成し、第n+1回目で同じく計画４０１相当の計画を作成した場合、第n回目の計画を優先する。
　Ｓ４０９は計画ＤＢに計画が４つ格納されたかを判定するものである。
　Ｓ４０７はＳ４０４とＳ４０５とＳ４０９のどれかを満たさなかった時、充放電量を更新する。更新値は、例えば前回の蓄電池充放電量から仕様で決定した値ΔＰを差し引いた値とする。Ｓ４０７で値を更新したら、その値を使って再びＳ４０３からＳ４０５を実施する。これにより、計画を４つ作るまでフローを続けることとなる。
　指令作成部３０００で作成した計画は、オペレータにより承認された試験日程で実行される。試験では蓄電池５０３０に指令を送り、蓄電池が計画通りに運転することで、自家用発電機の応答を取得する。
　次に、特性把握部４０００の方法を説明する。特性把握部４０００は、試験による自家発の応答からガバナの特性を把握する。把握の方法は例えばZiegler-Nichols のステップ応答法などがある。
　次に図１０によって、本方法によってガバナ特性を把握する効果を示す。図１０は特性把握前での自立移行時の周波数計算で算出した周波数変動最大値と、同定した特性を用いた周波数計算で算出した周波数変動最大値を比較したものである。本方法により同定した結果によって、周波数演算結果に違いがでている。
Ｎ：ノード
Ｌ：需要機器
１１０：自家発
１２０：連系線
１３０：商用系統
１４０：遮断器
１５０：蓄電池
１０：マイクログリッド運用装置
１１：表示装置
１２：キーボードやマウス等の入力手段
ＣＰＵ：コンピュータ
１４：通信手段
ＲＡＭ：ランダムアクセスメモリ
ＤＢ１：需要実績データベース
ＤＢ２：自家発運用実績データベース
ＤＢ３：蓄電池運用実績データベース
ＤＢ４：プログラムデータベース
ＤＢ５：ガバナ特性データベース
１０００：電力線
２０００：計画立案部
３０００：指令作成部
４０００：特性把握部 
５０１０：センサ
５０２０：自家用発電機 
５０３０：蓄電池
５０４０：需要量
６０００：試験可否情報
Ｓ２０１：需要実績データ
Ｓ２０２：各曜日と時間における需要量の平均と分散を算出
Ｓ２０３：平均と分散が小さい曜日と時間を試験日に指定
１１０１：試験予定日承認画面
Ｓ４０１：過去に同定したガバナ特性
Ｓ４０２：蓄電池充放電量選択
Ｓ４０３：試験時の周波数変動計算
Ｓ４０４：電圧／周波数は規定値以内か
Ｓ４０５：ガバナ特性を把握できる変動か
Ｓ４０６：蓄電池充放電量決定
Ｓ４０７：充放電量更新
Ｓ４０８：計画値ＤＢ
Ｓ４０９：計画４つ作成
４１０１：蓄電池充放電計画
４１０２：蓄電池充放電計画
４１０３：蓄電池充放電計画
４１０４：蓄電池充放電計画
 

Claims (4)

  1. 　蓄電池、自家用発電機及びセンサからの情報を格納するデータベース部と、
    　前記情報を基に各時間帯における電力需要を探索する試験計画立案部と、
    　前記試験計画立案部における情報を基に試験の可否が入力可能な表示装置と、
    　過去のガバナの特性データから試験方法を作成する指令作成部と、
    　ガバナの特性を把握する特性把握部と、を備えるマイクログリッド運用装置であって、
    　前記試験方法は前記表示装置で入力された試験可否情報をもとに、前記蓄電池及び前記自家発電機へ送信され、前記蓄電池及び前記自家発電機での試験結果は前記データベース部に送信され、前記特性把握部は前記データベース部の情報をもとにガバナの特性を把握するマイクログリッド運用装置。
  2. 　請求項１に記載のマイクログリッド運用装置であって、
    　前記試験計画立案部は、マイクログリッド内の消費電力または発電電力の情報を基に電力需要量の平均及び分散を算出し、前記平均及び分散を基に試験計画時間帯を指定することを特徴とするマイクログリッド運用装置。
  3. 　請求項１または２に記載のマイクログリッド運用装置であって、
    　前記指令作成部は、前記蓄電池が選択した充放電量で運転したときのマイクログリッド内の電圧周波数変動値を算出し、前記電圧周波数変動値が予め設定したマイクログリッドの許容できる周波数変動値に収まり、前記ガバナの特性を把握できる場合には前記充放電量を前記試験の計画値とすることを特徴とするマイクログリッド運用装置。
  4. 　蓄電池、自家用発電機及びセンサからの情報を格納し、
    　前記情報を基に各時間帯における電力需要を探索する試験計画立案し、
    　前記試験計画立案の情報を基に試験の可否を入力し、
    　過去のガバナの特性データから試験方法を作成し、
    　前記試験方法は前記試験の可否の情報をもとに、前記蓄電池及び前記自家発電機へ送信され、前記蓄電池及び前記自家発電機での試験結果は送信されガバナの特性を把握するマイクログリッド運転方法。
     
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